一种杉木表面疏水改性的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及表面疏水改性的方法，具体涉及一种杉木表面疏水改性的方法。
【背景技术】
[0002] 材料表面最为常见的一种界面现象是湿润性，固体表面的湿润性是用接触角的大 小来衡量，当液体在固体表面的接触角小于90°称为亲水表面，接触角大于90°而小于 150°称为疏水表面，接触角大于150°则称为超疏水表面。超疏水表面的研宄属于一个新 生的研宄领域，在大自然界天然存在的超疏水现象引起了广泛的关注，像荷叶的表面杰出 的超疏水性能让它能在自清洁和抗氧化方面的性能显示得尤为出众，所以人们对于把超疏 水性能应用到生活中作为一个不断追求的目标。目前，杉木被广泛地应用在人们生活的各 个领域，但是由于杉木表面亲水的性能，使其在室外环境下很容易腐烂，导致杉木在应用上 受到了一定的限制，特别是在室外环境的应用，在室外的环境下其使用寿命大打折扣。
【发明内容】
[0003] 综上所述，本发明所要解决的技术问题是提供一种杉木表面疏水改性的方法，通 过湿化学的方法实现ZnO在杉木表面的改性，并形成形成纳米结构的ZnO薄膜，用硬脂酸对 其进行改性，增强杉木表面的疏水性能。
[0004] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种杉木表面疏水改性的方法，包括 如下的步骤：
[0005] (1)将两水醋酸锌（Zn (CH3COO) 2 · 2H20)和六次甲基四胺（C6H12N4)按摩尔比 0. 5-5:1的比例溶解在蒸馏水中制备ZnO反应溶液；
[0006] (2)将杉木分别浸入到ZnO反应溶液中，将浸泡有杉木的ZnO反应溶液分别在 35-100°C的条件下放置在电磁力搅拌器上搅拌；
[0007] (3)用蒸馏水分别漂洗上述制备出来的杉木三次后，放进30-70°C的恒温鼓风干 燥箱中干燥；
[0008] (4)将上述制备好的杉木分别浸入到硬脂酸的无水乙醇的溶液中，在30-70°C保 的条件下浸泡；
[0009] (5)最后用无水乙醇漂洗三次后，放置在35-100°C恒温鼓风干燥箱中干燥即可。
[0010] 进一步，步骤（2)的搅拌时间为0· 5-48h。
[0011] 进一步，步骤（3)的干燥时间为0· 5-48h。
[0012] 进一步，步骤（4)的浸泡时间为(λ 5-48h。
[0013] 进一步，步骤（5)的干燥时间为(λ 5-48h。
[0014] 本发明的有益效果是：本发明提供的一种杉木表面疏水改性的方法，对于杉木表 面疏水性能的研宄，让杉木具有像荷叶表面类似的疏水性能，提高杉木家具的表面性能。
【附图说明】
[0015] 图1为未改性时的杉木接触角变化曲线图；
[0016] 图2为0. 3mol/L ZnO改性后杉木的接触角变化曲线图；
[0017] 图3为0. 5mol/L ZnO改性后杉木的接触角变化曲线；
[0018] 图4为0. 7mol/L ZnO改性后杉木的接触角变化曲线；
[0019] 图5为杉木试样未改性和改性后接触角变化曲线汇总图。
【具体实施方式】
[0020] 以下结合具体实验对本发明的原理和特征进行描述，所举实验只用于解释本发 明，并非用于限定本发明的范围。
[0021] ( -）实验原理
[0022] 由于ZnO不溶于水，所以要使用两水醋酸锌（Zn(CH3COO)2 · 2H20)和六次甲基四胺 (C6H12N4)化学试剂，由于两水醋酸锌和六次甲基四胺需要加热才能发生反应生成ZnO,所以 在杉木表面上制备ZnO薄膜需要将杉木试样放在两水醋酸锌和六次甲基四胺的混合液中， 加热并搅拌使反应生成的ZnO能附着在杉木表面并形成纳米结构的ZnO薄膜后，用硬脂酸 对形成的ZnO薄膜进行改性，从而将杉木表面的亲水性改性成疏水性。
[0023] (二）木材试样的制备
[0024] 木材试样使用杉木，杉木试样尺寸为120mm*30mm*3mm，为了清理杉木表面的树脂 杂质，先用丙酮对杉木试样进行超声波清洗，在室温下清洗30min。干燥后待用。
[0025] (三）实验过程
[0026] 1.将两水醋酸锌（Zn(CH3COO)2 ·2Η20)和六次甲基四胺（C6H12N4)按摩尔比0. 5-5:1 的比例溶解在蒸馏水中制备0. 3mol/L、0. 5mol/L和0. 7mol/L的ZnO反应溶液，将杉木试样 分别浸入到上述不同浓度的ZnO反应溶液中，将浸泡有杉木试样的不同浓度ZnO反应溶液 分别在35-100°C的条件下放置在电磁力搅拌器上搅拌0. 5-48h。
[0027] 2.用蒸馏水分别漂洗上述制备出来的杉木试样三次后，放进35-KKTC的恒温鼓 风干燥箱中干燥〇.5-48h。
[0028] 3.将上述制备好的杉木试样分别浸入到硬脂酸的无水乙醇的溶液中，在60°C保 的条件下浸泡6h。然后用无水乙醇漂洗三次后，放置在35-KKTC恒温鼓风干燥箱中干燥 0. 5-48h〇
[0029] 4.将上述干燥完的杉木试样用接触角测量仪对其进行接触角测量，得到接触角测 量数据，绘制成接触角变化曲线图并进行分析。通过对比未改性杉木试样和改性后的杉木 试样的接触角变化曲线差异和不同浓度的ZnO反应对于杉木表面的疏水性能的影响，发现 其中的规律。
[0030] 结果分析
[0031] ( -）杉木未改性时的接触角变化曲线分析
[0032] 由于木材是属于纤维素纤维，其分子结构中含有大量的羟基基团，所以未经表面 处理的木材表现出很强的亲水性，当木材表面与蒸馏水接触时，木材表面很快将蒸馏水吸 附。从图1中可以看出，蒸馏水与杉木试样接触后，其接触角随着时间的增加而不断的减 小，而且减小的幅度很大，这就说明蒸馏水不断地被杉木表面吸附，体现了杉木表面有着较 强的吸水性。虽然对同一个杉木试样进行的接触角测试，但是可以明显地看到蒸馏水与杉 木木材表面不同部位的接触角的大小有很大的差异，造成这个现象的原因是杉木不同部位 的木材纹理差异，纤维分布的方向不同，而导致了蒸馏水与杉木表面不同部位的接触角的 大小差异。
[0033] 从表1可以直观地看出，蒸馏水在接触杉木表面0. 32s后，接触角平均值为 102. 93°，而到1.04s这么短的时间间隔内，接触角平均值减小到94. 48°，接触角的变化 量为8.05°，这段时间内接触角处于急速减小状态。在接触后5. 05s，接触角的平均值为 80. 52°，接触10.0 ls后，接触角平均值减小到72. 3Γ，接触角的变化量为8. 2Γ，在这段 时间内，接触角仍然处于减小状态。得出结论，蒸馏水在接触杉木木材试样表面l.〇4s内， 接触角急速下降，由于杉木的木材纤维吸水饱和，使接触角减小的速度减缓，但是接触角 仍然呈现出明显的减小趋势，结果表明杉木木材表面具有较强的亲水性。因为木材表现的 亲水性，让木材在潮湿的环境下容易被腐蚀，这样的话，木质家具的使用寿命会降低，从而 增加木材的使用量。
[0034] 表1杉木未改性时的接触角平均值与时间的关系
[0035]
【主权项】
1. 一种杉木表面疏水改性的方法，其特征在于，包括如下的步骤： (1) 将两水醋酸锌和六次甲基四胺按摩尔比0.5-5:1的比例溶解在蒸馏水中制备ZnO 反应溶液； (2) 将杉木分别浸入到ZnO反应溶液中，将浸泡有杉木的ZnO反应溶液分别在 35-KKTC的条件下放置在电磁力搅拌器上搅拌； (3) 用蒸馏水分别漂洗上述制备出来的杉木三次后，放进30-70°C的恒温鼓风干燥箱 中干燥； (4) 将上述制备好的杉木分别浸入到硬脂酸的无水乙醇的溶液中，在30-70°C保的条 件下浸泡； (5) 最后用无水乙醇漂洗三次后，放置在30-100°C恒温鼓风干燥箱中干燥即可。
2. 根据权利要求1所述的一种杉木表面疏水改性的方法，其特征在于，步骤（2)的搅拌 时间为〇. 5-48h。
3. 根据权利要求1所述的一种杉木表面疏水改性的方法，其特征在于，步骤（3)的干燥 时间为〇. 5-48h。
4. 根据权利要求1所述的一种杉木表面疏水改性的方法，其特征在于，步骤（4)的浸泡 时间为〇. 5-48h。
5. 根据权利要求1所述的一种杉木表面疏水改性的方法，其特征在于，步骤（5)的干燥 时间为〇. 5-48h。
【专利摘要】本发明涉及一种杉木表面疏水改性的方法，包括如下的步骤:(1)将两水醋酸锌和六次甲基四胺按摩尔比0.5-5:1的比例溶解在蒸馏水中制备ZnO反应溶液；(2)将杉木分别浸入到ZnO反应溶液中，将浸泡有杉木的ZnO反应溶液分别在35-100℃的条件下放置在电磁力搅拌器上搅拌；(3)用蒸馏水分别漂洗上述制备出来的杉木三次后，放进30-70℃的恒温鼓风干燥箱中干燥；(4)将上述制备好的杉木分别浸入到硬脂酸的无水乙醇的溶液中，在30-70℃保的条件下浸泡；(5)最后用无水乙醇漂洗三次后，放置在30-100℃恒温鼓风干燥箱中干燥即可。本发明提供的一种杉木表面疏水改性的方法,对于杉木表面疏水性能的研究，让杉木具有像荷叶表面类似的疏水性能，提高杉木家具的表面性能。
【IPC分类】B05D7-06, B05D5-08
【公开号】CN104624454
【申请号】CN201410852173
【发明人】高伟, 贺佩民
【申请人】南宁银杉实业有限责任公司, 广西大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月31日