CN105666610A

CN105666610A - 一种高疏水自清洁特性木材的制备方法

Info

Publication number: CN105666610A
Application number: CN201610096781.8A
Authority: CN
Inventors: 李苍海; 李永峰
Original assignee: SIHONG INOVO WOOD INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: SIHONG INOVO WOOD INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2016-02-22
Filing date: 2016-02-22
Publication date: 2016-06-15

Abstract

高疏水自清洁特性木材的制备方法，主要解决了现有的木材改性方法的改性剂毒性高、有异味、改变木材颜色，处理过程复杂、只能改善木材单一性能的问题。本方法：将含氟可聚合单体、不饱和单体、含氟改性纳米POSS颗粒、四氢呋喃溶剂和引发剂混合得到浸渍液；然后将木材和浸渍液加入到反应罐中，加压处理使浸渍液注入木材孔结构中，然后包裹试件并室温常压下陈化，再加热处理，真空干燥后得到高疏水自清洁特性木材。方法简单，不改变木材颜色，无异味，顺纹抗压强度70MPa～98MPa，连续浸水200h的抗胀率65%以上；真菌侵蚀12周后的失重率6%以下，水接触角可达140°以上，滚动角小于20°，可广泛用作室内外结构材料和装饰材料。

Description

一种高疏水自清洁特性木材的制备方法

技术领域

本发明涉及木材改性方法，具体涉及一种高疏水自清洁特性木材的制备方法，属于木材加工制作技术领域。

背景技术

木材因其独特的组成成分和具有的蜂窝状多孔结构而易吸水致膨胀变形、易解水致开裂翘曲、易受菌虫侵蚀致腐朽降解、易受热致燃烧降解等。为延长木材的使用寿命、提高其耐久性，人们对天然的木材进行改性，现有的对木材改性的方法有以下几种：

一、利用乙烯基单体（申请号为200710072699.2的中国专利）或杂环可聚合单体（在中国的公布号为CN1671526A的国际专利）形成聚合物处理木材，使木材的力学性能提高，这种方法使用的改性剂或毒性高或改变木材颜色或致使木材脆性高，且主要改善力学性能，功能单一；

二、利用晶体铜盐（申请号为200480023283.6的中国专利）注入木材的孔结构内或木材表面，使木材具有防腐性能、阻燃性能，这种方法易改变木材颜色、使用的水性溶剂造成污染且不能改善木材力学性能；或者以氨类化合物、含磷化合物、醛类化合物等（申请号为200610051758.3的中国专利）注入木材的孔结构内或木材表面，使木材具有防腐性能、阻燃性能等，这类方法的改性剂或有异味或毒性高或抗流失性差，且不能改善木材的力学性能；

三、利用硅氧烷前驱体处理木材细胞腔（申请号为200710050082.0的中国专利）或细胞壁（申请号为200710122002.8的中国专利），使木材的热稳定性、尺寸稳定性得到改善，这种方法操作过程复杂，且改善木材的力学性能欠佳；

四、利用蜂蜡处理木材赋予木材疏水性（申请号为200810030688.2的中国专利），但蜂蜡抗流失能力差，疏水效力不能持久；且对木材力学性能改善欠佳；

五、利用POSS杂化含氟丙烯酸树脂构建木器涂层（申请号201310378783.2的中国专利），但此处的POSS为亲水性单体，无法赋予自清洁特性；且软硬单体与木材间无化学反应、仅为氢键结合，所以树脂与木材的结合强度欠佳、力学性能差；

六、利用水性核壳结构丙烯酸乳液、笼型倍半硅氧烷表面活性剂杂化构建木器涂层（申请号201510514358.0的中国专利），但水性涂层的力学强度、耐磨、耐刮檫性能差，且没有自清洁特性；

七、利用在木材表面生成纳米TiO₂（申请号为200910310793.6的中国专利）赋予木材疏水特性，但处理方法复杂，条件要求苛刻，且仅能处理木材表面，不能改善木材力学性能。以上的这些方法的改性剂或是毒性高、有特殊异味、改变木材颜色、抗流失能力差、操作过程复杂，或是只能改善木材的某种性能，若想同时改善木材的多种性能，如阻燃性能、防腐性能、尺寸稳定性等，则需复合多种改性剂处理木材，而多种试剂复合时又往往影响彼此间的相互效力，且增加木材的改善成本。

发明内容

本发明是为了解决现有的木材改性方法的改性剂毒性高、有异味、改变木材颜色，处理过程复杂、只能改善木材单一性能的问题，受荷叶微纳米结构致使自清洁特性启发而提供的一种高疏水自清洁特性木材的制备方法，它的疏水接触角可以高达140°以上、滚动角小于20°。

本发明的技术解决方案。

一种高疏水自清洁特性木材的制备方法，其特征在于：本发明的高疏水自清洁特性木材的制备方法按以下步骤进行：

步骤一：按质量百分比分别称取49%～99%的含氟可聚合单体、0～40%的不饱和单体、0.5%～10%的含氟改性纳米POSS颗粒和0.5%～1%的引发剂，然后将纳米POSS颗粒搅拌溶于四氢呋喃（POSS占四氢呋喃的质量百分比为10wt%）中，最后将上述原料混合均匀，得到浸渍液；

步骤二：将木材和经步骤一得到的浸渍液加入到反应罐中，并使木材浸没于浸渍液中，将反应罐密闭后，向其中通入空气，使反应罐中的压力达到0.8MPa～1MPa，并保持20min～30min；

步骤三：将反应罐的压力降至常压，取出木材，再用铝箔纸将浸渍后的木材包裹起来，先在室温常压状态下放置12h～24h，然后加热至温度为80℃～110℃并保持8h～10h，拆除铝箔纸，将木材置于真空干燥箱中，于常温下抽真空至木材恒重，即得高疏水自清洁特性木材。

其中步骤一中所述的含氟可聚合单体为丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯或甲基丙烯酸十二氟庚酯。

步骤一中所述的不饱和单体为（甲基）丙烯酸、（甲基）丙烯酸烷基酯、（甲基）丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚、（甲基）丙烯酸-α-羟基烷基酯、（甲基）丙烯酸氨基烷基酯、多元醇二（甲基）丙烯酸酯和乙烯类单体中的一种或其中几种的组合。

步骤一中所述的含氟改性纳米POSS为三氟丙基笼形聚倍半硅氧烷(C₃H₄F₃)n(SiO_1.5)n。

步骤一中所述的引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰。

本发明的有益效果：

本发明利用无毒、无味、无色、高沸点的含氟可聚合功能性单体或与高活性、高沸点的不饱和单体及与纳米物质组合来改性木材，故处理后的木材未改变颜色，保留了木材的天然“肤色”，且不带残留的气体异味，纳米独特特性复合致使得到环保型、具有优良综合性能和高疏水自清洁特性的改性木材。

借助含氟可聚合功能性单体带有大量的氟原子，通过自身聚合或与其他不饱和单体共聚合成大分子聚合物填充于木材多孔结构中，一方面使木材具有疏水性能，另一方面堵塞水分通过细胞腔渗透入细胞壁的通道，提高了木材的尺寸稳定性，并使微生物在木材内部赖以生存的含水环境被破坏，从而赋予改性的木材一定的防腐性能，同时因木材多孔结构中原位生成了起增强作用的大分子聚合物，故改性后的木材具有了良好的力学性能。

此外，由于含氟改性的纳米POSS颗粒的均匀分散，颗粒粒径在200nm左右，构建了微纳米分级结构，使得改性木材也具有了一定的自清洁能力，水接触角可达140°以上、水滚动角小于20°，不易沾灰尘、污渍、雨水等，而普通单体处理的木材因不具有疏水性和微纳米分级结构而不具备自清洁能力；

含氟可聚合单体与其他可与木材基质发生反应的功能性单体复配处理木材时，因功能性单体与木材细胞壁组分反应，可使形成的含氟聚合物与木材细胞壁基质间形成良好的界面结合，可进一步改善木材的力学性能和耐久性。

这种利用含氟单体处理木材的方法使木材的力学性能和耐久性同时得到改善，并赋予木材高疏水自清洁功能，故具有“一剂多效”功能。该法操作过程安全、环保、简便，制备的高疏水性自清洁木材属于绿色环保型木质复合材料。

本发明制备的高疏水性自清洁木材的顺纹抗压强度为70MPa～98MPa，达到中高等木材的强度，力学性能良好；连续浸水200h的抗胀率达65%，尺寸稳定性好；真菌侵蚀12周后疏水自清洁特性木材在的失重率为6%，防腐性能强；疏水自清洁特性木材表面与水接触角可达140°以上、滚动角小于20°，具有良好的疏水自清洁功能，可广泛用于建筑、交通、军事和家居领域，尤其可作为室内外结构材料和装饰材料。

附图说明

图1：具体实施方式八制备的高疏水自清洁特性木材的扫描电镜照片。

图2：具体实施方式八制备的高疏水自清洁特性木材的透射电镜照片。

图3：具体实施方式八制备的高疏水自清洁特性木材与水的接触角照片。

图4：具体实施方式九制备的高疏水自清洁特性木材与水的接触角照片。

图5：具体实施方式十制备的高疏水自清洁特性木材的扫描电镜照片。

图6：具体实施方式十制备的高疏水自清洁特性木材的原子力显微镜照片。

图7：具体实施方式十制备的高疏水自清洁特性木材与水的接触角照片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来对本发明做进一步描述。

具体实施方式一：

本实施方式的高疏水自清洁特性木材的制备方法按以下步骤进行：一、按质量百分比分别称取49%～99%的含氟可聚合单体、0～40%的不饱和单体、0.5%～10%的含氟改性纳米POSS颗粒和0.5%～1%的引发剂，然后将纳米POSS颗粒搅拌溶于四氢呋喃（POSS占四氢呋喃的质量百分比为10wt%）中，最后将上述原料混合均匀，得到浸渍液；二、将木材和经步骤一得到的浸渍液加入到反应罐中，并使木材浸没于浸渍液中，将反应罐密闭后，向其中通入空气，使反应罐中的压力达到0.8MPa～1MPa，并保持20min～30min；三、将反应罐的压力降至常压，取出木材，再用铝箔纸将浸渍后的木材包裹起来，先在室温常压状态下放置12h～24h，然后加热至温度为80℃～110℃并保持8h～10h，拆除铝箔纸，将木材置于真空干燥箱中，于常温下抽真空至木材恒重，即得高疏水自清洁特性木材；其中步骤一中所述的含氟可聚合单体为丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯或甲基丙烯酸十二氟庚酯，步骤一中所述的不饱和单体为（甲基）丙烯酸、（甲基）丙烯酸烷基酯、（甲基）丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚、（甲基）丙烯酸-α-羟基烷基酯、（甲基）丙烯酸氨基烷基酯、多元醇二（甲基）丙烯酸酯和乙烯类单体中的一种或其中几种的组合；步骤一中所述的含氟改性纳米POSS为三氟丙基笼形聚倍半硅氧烷(C3H4F3)n(SiO1.5)n；步骤一中所述的引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰；

本实施方式中当步骤一的不饱和单体为组合物时，各种不饱和单体按任意比组合；

本发明利用无毒、无味、无色、高沸点的含氟可聚合功能性单体或与不饱和单体组合来改性木材，故处理后的木材未改变颜色，保留了木材的天然“肤色”，且不带残留的气体异味，得到环保型、具有优良综合性能的高疏水性木材。借助含氟可聚合功能性单体带有大量的氟原子，通过自身聚合或与其他不饱和单体共聚合成大分子聚合物填充于木材多孔结构中，一方面使木材具有疏水性能，另一方面堵塞水分通过细胞腔渗透入细胞壁的通道，提高了木材的尺寸稳定性，并使微生物在木材内部赖以生存的含水环境被破坏，从而赋予改性的木材一定的防腐性能，同时因木材多孔结构中原位生成了起增强作用的大分子聚合物，故改性后的木材具有了良好的力学性能。此外，由于含氟改性的纳米POSS颗粒的均匀分散，颗粒粒径在200nm左右，构建了微纳米分级结构，使得改性木材也具有了一定的自清洁能力，不易沾灰尘、污渍、雨水等，而普通单体处理的木材因不具有疏水性和微纳米分级结构而不具备自清洁能力；含氟可聚合单体与其他可与木材基质发生反应的功能性单体复配处理木材时，因功能性单体与木材基质反应，可使形成的含氟聚合物与木材基质间形成良好的界面结合，可进一步改善木材的力学性能和耐久性。这种利用含氟单体处理木材的方法使木材的力学性能和耐久性同时得到改善，并赋予木材高疏水自清洁功能，故具有“一剂多效”功能。该法操作过程安全、环保、简便，制备的高疏水性木材属于绿色环保型木质复合材料。本发明制备的高疏水自清洁特性木材的顺纹抗压强度为98MPa，达到中高等木材的强度，力学性能良好；连续浸水200h的抗胀率为65%以上，尺寸稳定性好；真菌侵蚀12周后疏水性木材的失重率为6%以下，防腐性能强；疏水自清洁特性木材表面与水接触角可达140°以上、滚动角小于20°，疏水自清洁性能良好。

具体实施方式二：

本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中按质量百分比称取54.1%～94.4%的含氟可聚合单体、2.5%～40%的不饱和单体、2.5%～5%的含氟改性纳米POSS颗粒和0.6%～0.9%的引发剂。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：

本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中按质量百分比称取79.2%的含氟可聚合单体、、10%的不饱和单体、10%的含氟改性纳米POSS颗粒和0.8%的引发剂。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：

本实施方式与具体实施方式一至三不同的是：步骤二中反应罐中的压力达到0.85MPa～0.95MPa，并保持22min～28min。其它与具体实施方式一至三相同。

具体实施方式五：

本实施方式与具体实施方式一至三不同的是：步骤二中反应罐中的压力达到0.90MPa，并保持25min。其它与具体实施方式一至三相同。

具体实施方式六：

本实施方式与具体实施方式一至五不同的是：步骤三中木材包裹起来后，先在室温常压状态下的放置时间为15h～22h，然后加热至温度为85℃～105℃并保持8.5h～9.5h。其它与具体实施方式一至五相同。

具体实施方式七：

本实施方式与具体实施方式一至五不同的是：步骤三中木材包裹起来后，先在室温常压状态下的放置时间为18h，然后加热至温度为100℃并保持9h。其它与具体实施方式一至五相同。

具体实施方式八：

本实施方式的高疏水自清洁特性木材的制备方法按以下步骤进行：一、分别按质量百分比称取98.8%的含氟可聚合单体、0.5%的含氟改性纳米POSS颗粒和0.7%的引发剂，然后将POSS溶于四氢呋喃（POSS占四氢呋喃质量百分比为10wt%）中，最后将上述物质混合均匀，得到浸渍液；二、将杨木木材和经步骤一得到的浸渍液加入到反应罐中，并使木材浸没于浸渍液中，密闭反应罐，然后再向反应罐中通入空气，使反应罐中的压力达到1MPa，并保持25min；三、将反应罐的压力降至常压，取出木材，再用铝箔纸将浸渍后的木材包裹起来，先在室温常压状态下放置12h，然后加热至温度为80℃并保持10h，拆除铝箔纸，将木材置于真空干燥箱中，在常温下抽真空至木材恒重，即得高疏水自清洁特性木材；步骤一中所述的含氟可聚合单体为甲基丙烯酸十二氟庚酯；步骤一中所述的含氟改性纳米POSS颗粒为三氟丙基笼形聚倍半硅氧烷(C3H4F3)n(SiO1.5)n；步骤一中所述的引发剂为偶氮二异丁腈（AIBN）；

本实施方式的制备的疏水自清洁特性木材的扫描电镜照片和透射电镜照片分别如图1、2所示，从图1、2可以看出，具有多孔结构的木材的孔道被甲基丙烯酸十二氟庚酯与纳米POSS杂化复合形成的聚合物所均匀填充，填充效果良好；纳米POSS尺寸在200nm左右，分散良好；

本实施方式制备的疏水自清洁特性木材力学性能好，尺寸稳定性好，其顺纹抗压强度为76.11MPa，疏水自清洁特性木材连续浸水200h后的抗胀率达69.16%；

本实施方式的制备的高疏水自清洁特性木材的防腐性能按以下步骤进行测试：将已称重的待测试件于0.1MPa下蒸汽消毒30min后，置于装有事先培养好的真菌的培养瓶中，用医用脱脂棉封口；然后将装有试件和真菌的培养瓶放入温度为28℃，湿度为80%的恒温恒湿箱中，保存12周；最后取出试件，擦除木材表面的菌体和污渍后干燥至恒重并称重记录，计算真菌侵蚀前后试件的失重率。本实施方式制备的高疏水自清洁特性木材在真菌侵蚀12周后的失重率为5.80%，防腐性能强；

将水滴至本实施方式制备的疏水自清洁特性木材表面，测定水的接触角照片如图3所示，从图3可以看出，将水滴至本实施方式制备的疏水性木材表面时，与水的接触角为144°，当水滴在疏水性木材表面停留60s后，疏水性木材表面与水的接触角为143°，当水滴在疏水性木材表面停留120s后，疏水性木材表面与水的接触角为143°、滚动角17°；同时以未改性的木材作为对比，将水滴至未改性木材表面时，测定的未改性木材与水的接触角为68.5°，当水滴在未改性木材表面停留10s后，未改性木材与水的接触角降至9°，当水滴在未改性木材表面停留16s后，未改性木材与水的接触角降为0°；从对比可以知道，本实施方式制备的疏水性木材具有良好的疏水自清洁功能；

本实施方式利用含氟单体甲基丙烯酸十二氟庚酯、含氟改性纳米POSS杂化复合处理木材，使木材的力学性能和耐久性同时得到改善，并赋予木材高疏水自清洁功能，故具有“一剂多效”功能。该操作过程安全、环保、简便，制备的疏水自清洁特性木材属于绿色环保型木质复合材料。

具体实施方式九：

一、分别按质量百分比称取49.6%的含氟可聚合单体、49.1%的不饱和单体、0.5%的含氟改性纳米POSS颗粒和0.8%的引发剂，然后将POSS溶于四氢呋喃（POSS占四氢呋喃质量百分比为10wt%）中，最后将上述物质混合均匀，得到浸渍液；二、将杨木木材和经步骤一得到的浸渍液加入到反应罐中，并使木材浸没于浸渍液中，密闭反应罐，然后再向反应罐中通入空气，使反应罐中的压力达到0.8MPa，并保持20min；三、将反应罐的压力降至常压，取出木材，再用铝箔纸将浸渍后的木材包裹起来，先在室温常压状态下放置12h，然后加热至温度为80℃并保持10h，拆除铝箔纸，将木材置于真空干燥箱中，在常温下抽真空至木材恒重，即得高疏水自清洁特性木材；步骤一中所述的含氟可聚合单体为甲基丙烯酸十二氟庚酯；步骤一中所述的不饱和单体为甲基丙烯酸甲酯；步骤一中所述的含氟改性纳米POSS颗粒为三氟丙基笼形聚倍半硅氧烷(C3H4F3)n(SiO1.5)n；步骤一中所述的引发剂为偶氮二异丁腈（AIBN）；

本实施方式制备的高疏水自清洁特性木材力学性能好，尺寸稳定性好，其顺纹抗压强度为80.32MPa，高疏水性木材连续浸水200h后的抗胀率达65.36%；

本实施方式制备的高疏水自清洁特性木材的防腐性能按具体实施方式八所述的方法进行，本实施方式制备的疏水性木材在真菌侵蚀12周后的失重率为4.93%，防腐性能强；

将水滴至本实施方式制备的高疏水性木材表面，测定水的接触角照片如图4所示，从图4可以看出，将水滴至本实施方式制备的疏水性木材表面时，与水的接触角为141°，当水滴在高疏水性木材表面停留60s后，高疏水性木材表面与水的接触角为141°，当水滴在高疏水性木材表面停留120s后，高疏水性木材表面与水的接触角为140°、滚动角20°，与未改性的木材相比，本实施方式制备的高疏水自清洁特性木材具有较好的高疏水功能；

本实施方式利用含氟单体甲基丙烯酸十二氟庚酯与甲基丙烯酸甲酯处理木材，使木材的力学性能和耐久性同时得到改善，并赋予木材高疏水自清洁功能，故具有“一剂多效”功能。该操作过程安全、环保、简便，制备的高疏水自清洁特性木材属于绿色环保型木质复合材料。

具体实施方式十：

本实施方式的疏水自清洁特性木材的制备方法按以下步骤进行：一、按质量百分比分别称取80%的含氟可聚合单体、9%的不饱和单体、10%的含氟改性纳米POSS颗粒和1%的引发剂，然后将POSS溶于四氢呋喃（POSS占四氢呋喃质量百分比为10wt%）中，最后将上述物质混合均匀，得到浸渍液；二、将杨木木材和经步骤一得到的浸渍液加入到反应罐中，并使木材浸没于浸渍液中，密闭反应罐，然后再向反应罐中通入空气，使反应罐中的压力达到0.9MPa，并保持25min；三、将反应罐的压力降至常压，取出木材，再用铝箔纸将浸渍后的木材包裹起来，先在室温常压状态下放置24h，然后加热至温度为110℃并保持8h，拆除铝箔纸，将木材置于真空干燥箱中，在常温下抽真空至木材恒重，即得高疏水性木材；步骤一中所述的含氟可聚合单体为甲基丙烯酸十二氟庚酯；步骤一中所述的不饱和单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯；步骤一中所述的含氟改性纳米POSS颗粒为三氟丙基笼形聚倍半硅氧烷(C3H4F3)n(SiO1.5)n；步骤一中所述的引发剂为偶氮二异丁腈（AIBN）；

本实施方式的制备的高疏水性木材的扫描电镜照片、原子力显微镜照片分别如图5、6所示，从图5、6可以看出，具有多孔结构的木材的孔道基本被甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和纳米POSS杂化复合形成的聚合物所填充，聚合物与木材细胞壁基质紧密结合，无明显界面缝隙，故聚合物与木材细胞壁间存在良好的界面结合；这主要是由于参与反应的甲基丙烯酸缩水甘油酯利用环氧基团与木材细胞壁上的羟基发生化学反应，形成的聚合物与木材细胞壁实现接枝所致；POSS颗粒尺寸在200nm左右，分散均匀。

本实施方式制备的高疏水自清洁特性木材力学性能好，尺寸稳定性好，其顺纹抗压强度为97.47MPa，疏水性木材连续浸水200h后的抗胀率达73.19%；

本实施方式的制备的高疏水自清洁特性木材的防腐性能按具体实施方式八所述的方法进行；本实施方式制备的高疏水自清洁特性木材在真菌侵蚀12周后的失重率为5.14%，防腐性能强；

将水滴至本实施方式制备的高疏水自清洁特性木材表面，测定水的接触角照片如图7所示，从图7可以看出，将水滴至本实施方式制备的疏水性木材表面时，与水的接触角为147°，当水滴在疏水性木材表面停留60s后，疏水性木材表面与水的接触角为146°，当水滴在疏水性木材表面停留120s后，疏水性木材表面与水的接触角为145°、滚动角15°；同未改性的木材相比,本实施方式制备的高疏水自清洁特性木材具有较好的疏水自清洁性质；

本实施方式利用含氟单体甲基丙烯酸十二氟庚酯与甲基丙烯酸缩水甘油酯和纳米POSS处理木材，使木材的力学性能和耐久性同时得到改善，并赋予木材疏水功能，故具有“一剂多效”功能。该操作过程安全、环保、简便，制备的高疏水自清洁特性木材属于绿色环保型木质复合材料。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

综上，本发明达到预期目的。

Claims

1.一种高疏水自清洁特性木材的制备方法，其特征在于：高疏水自清洁特性木材的制备方法按以下步骤进行：一、按质量百分比，分别称取49%～99%的含氟可聚合单体、0～40%的不饱和单体、0.5%～10%的含氟改性纳米POSS颗粒和0.5%～1%的引发剂，然后将纳米POSS颗粒搅拌溶于四氢呋喃（POSS占四氢呋喃的质量百分比为10wt%）中，最后将上述原料混合均匀，得到浸渍液；二、将木材和经步骤一得到的浸渍液加入到反应罐中，并使木材浸没于浸渍液中，将反应罐密闭后，向其中通入空气，使反应罐中的压力达到0.8MPa～1MPa，并保持20min～30min；三、将反应罐的压力降至常压，取出木材，再用铝箔纸将浸渍后的木材包裹起来，先在室温常压状态下放置12h～24h，然后加热至温度为80℃～110℃并保持8h～10h，拆除铝箔纸，将木材置于真空干燥箱中，于常温下抽真空至木材恒重，即得高疏水自清洁特性木材；其中步骤一中所述的含氟可聚合单体为丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯或甲基丙烯酸十二氟庚酯，步骤一中所述的不饱和单体为（甲基）丙烯酸、（甲基）丙烯酸烷基酯、（甲基）丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚、（甲基）丙烯酸-α-羟基烷基酯、（甲基）丙烯酸氨基烷基酯、多元醇二（甲基）丙烯酸酯和乙烯类单体中的一种或其中几种的组合；步骤一中所述的含氟改性纳米POSS为三氟丙基笼形聚倍半硅氧烷(C₃H₄F₃)_n(SiO_1.5)_n；步骤一中所述的引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰。

2.根据权利要求1所述的高疏水自清洁特性木材的制备方法，其特征在于：步骤一中按质量百分比称取54.1%～94.4%的含氟可聚合单体、2.5%～40%的不饱和单体、2.5%～5%的含氟改性纳米POSS颗粒和0.6%～0.9%的引发剂。

3.根据权利要求1所述的高疏水自清洁特性木材的制备方法，其特征在于：步骤一中按质量百分比称取79.2%的含氟可聚合单体、10%的不饱和单体、10%的含氟改性纳米POSS颗粒和0.8%的引发剂。

4.根据权利要求1、2或3所述的高疏水自清洁特性木材的制备方法，其特征在于：步骤二中反应罐中的压力达到0.85MPa～0.95MPa，并保持22min～28min。

5.根据权利要求1、2或3所述的高疏水自清洁特性木材的制备方法，其特征在于：步骤二中反应罐中的压力达到0.90MPa，并保持25min。

6.根据权利要求1、2或3所述的高疏水自清洁特性木材的制备方法，其特征在于：步骤三中木材包裹起来后，先在室温常压状态下的放置时间为15h～22h，然后加热至温度为85℃～105℃并保持8.5h～9.5h。

7.根据权利要求1、2或3所述的高疏水自清洁特性木材的制备方法，其特征在于：步骤三中木材包裹起来后，先在室温常压状态下的放置时间为18h，然后加热至温度为100℃并保持9h。