CN116716016A - 一种木材用耐湿防尘环氧漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种木材用耐湿防尘环氧漆及其制备方法，涉及涂料技术领域。本发明利用2‑氨基‑4‑(二氟甲氧基)‑5‑甲氧基苯甲酸、甲酸、(S)‑4‑氨基‑5‑羟基戊酸、环氧氯丙烷制得双亲性自制环氧树脂，能够吸收紫外光、适应环境变化，阻止木材开裂、光老化，同时表面能降低，使得灰尘不易黏在漆料表面；接着，先向木材喷涂甲基丙烯酸‑二烯丙基二乙基氯化铵溶液，再涂覆含有乙烯(氯甲基)二甲氧基硅烷改性碳纤维的自制环氧树脂，纤维与甲基丙烯酸、二烯丙基二乙基氯化铵聚合形成凝胶状微球，形成导电网络的同时，填补木材间隙，有效防止木材形变、开裂，还能阻止木材继续吸附更多的灰尘。

Description

一种木材用耐湿防尘环氧漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体为一种木材用耐湿防尘环氧漆及其制备方法。
背景技术
木材是一种天然生物材料，具有纹理美观、强重比高、可加工性强等优点。随着人们生活水平的提高以及对低碳生活的追求，天然可再生材料的使用越来越受到欢迎，在营建公园及住宅小区时越来越多地将木材作为一种主要的户外景观用材，如亭台、栈道、栏杆等。与其它材料相比，木材在制造时所需的能源少，释放出碳的量低，是一种生态环境材料。
木材的主要成分是纤维素、半纤维素和木素，含有大量吸湿性的羟基。因此，木材很容易受水分的影响而出现干缩湿胀、变形开裂等问题，在一定程度上限制了木材的使用价值和应用范围。且护理不当的话容易发生开裂、霉变等问题，损坏木材成品，影响美观和使用功能。而对木材使用和外观影响很大的便是开裂，尤其外用建筑木材结构容易在外界湿度、温度等发生变化时出现裂纹，严重影响建筑的美观程度和安全性能，同时，木材对光照即极为敏感，其在日照、室内节能灯的照射下，容易出现变色、变黄等现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种木材用耐湿防尘环氧漆及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种木材用耐湿防尘环氧漆，所述木材用耐湿防尘环氧漆包括组分A、组分B、固化剂。
进一步的，所述组分A为甲基丙烯酸-二烯丙基二乙基氯化铵溶液。
进一步的，所述组分B主要包括自制环氧树脂、改性碳纤维。
进一步的，所述自制环氧树脂由2-氨基-4-(二氟甲氧基)-5-甲氧基苯甲酸、甲酸、(S)-4-氨基-5-羟基戊酸、环氧氯丙烷制得。
进一步的，所述改性碳纤维由氧化棉纤维表面接种银纳米片，经炭化、研磨后，然后利用乙烯(氯甲基)二甲氧基硅烷进行接枝改性处理。
进一步的，一种木材用耐湿防尘环氧漆的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将苯置于容器中，预热至70～80℃，再按质量比1:2:0.2～1:4:0.2加入甲脒化合物、(2S,3S,4R,6E)-3-羟基-2-甲基氨基辛-6-烯酸、对甲苯磺酸，甲脒化合物和苯的质量比为1:20～1:30，搅拌溶解后，升温至100～115℃，真空度-0.1MPa下反应5～7h后，降温至室温，加入饱和食盐水，静置分层，分出有机相，加入氢氧化钠溶液至有机相pH为7，用石油醚萃取，再用无水硫酸镁干燥1h，真空度-0.07MPa、60℃下干燥24h得苯甲酸酯化合物；
(2)将环氧氯丙烷水浴加热至50～60℃，加入环氧氯丙烷质量0.09倍的乙二醇，以0.9～1.5g/min加入环氧氯丙烷质量0.6～1.0倍的苯甲酸酯化合物，升温至60℃，反应3～4h后，加入环氧氯丙烷质量0.6～1.0倍的乙醇，反应6～9h后，降温至45～52℃，以6～10g/min加入环氧氯丙烷质量1.0～1.2倍的质量分数为40％氢氧化钠溶液，反应0.5～1.5h后，加入环氧氯丙烷质量0.7～0.8倍的甲苯，萃取，取甲苯相，用去离子水洗涤2次，真空度-0.06MPa、70℃蒸馏1.5h，得自制环氧树脂；
(3)将导电碳纤维、去离子水按质量比1:99混合置于研磨机，2600～3000rpm研磨1h后，加入导电碳纤维质量0.4～0.7倍的乙烯(氯甲基)二甲氧基硅烷，继续研磨40～62min后，抽滤，60℃干燥12h得改性碳纤维；将改性碳纤维、自制环氧树脂、正丁醇、二甲苯、偶氮二异丁腈按质量比10:25:4:8:0.01～18:40:6:12:0.01混合，搅拌均匀得组分B；将甲基丙烯酸、二烯丙基二乙基氯化铵、乙醇、去离子水按质量比1:0.2:4:4～1:0.5:7:4混合，搅拌溶解得组分A；将组分B、组分A、水溶性酚醛树脂分别封装得木材用耐湿防尘环氧漆。
进一步的，步骤(1)所述甲脒化合物的制备方法为：将甲酸、2-氨基-4-(二氟甲氧基)-5-甲氧基苯甲酸、二甲苯、生铁粉、硼砂按质量比1:5:5.5:0.2:0.02～1:9:7.2:0.2:0.1混合，搅拌均匀后，升温至105～112℃，反应0.5～1h后，继续升温至144～152℃，80～100rpm搅拌6h后，冷却至室温，真空度-0.07MPa、82℃蒸馏4h后，加入甲酸质量3～5倍的苯，搅拌溶解后，加入盐酸至沉淀生成，抽滤，用去离子水洗涤3次，真空度-0.09MPa、60℃干燥12h，加入甲酸质量4～5倍的甲醇，搅拌溶解后，加入氢氧化钠溶液至溶液pH为10，抽滤，用乙醇洗涤4次，真空度-0.1MPa、55℃干燥12h。
进一步的，步骤(3)所述导电碳纤维的制备方法为：将氧化棉纤维按料液比1:20浸于硝酸银溶液，硝酸银溶液中葡萄糖、硝酸银、去离子水的质量比为1:0.5:54.8，70℃浸泡4～6h，取出，再按料液比1:35浸于聚乙烯吡咯烷酮溶液，聚乙烯吡咯烷酮溶液中聚乙烯吡咯烷酮和乙醇的质量比为1:31.6，70℃下浸泡4～6h后，取出，按料液比1:50浸于柠檬酸复合溶液，柠檬酸复合溶液中硝酸银、柠檬酸、去离子水的质量比为1:1.1:317.1，浸渍30min后，以1.3～2.0mL/min加入柠檬酸复合溶液体积0.3倍的抗坏血酸溶液，抗坏血酸溶液中抗坏血酸和去离子水的质量比为1:99，80～100rpm、功率为500～700W下超声搅拌3～5h后，取出，依次用超纯水、乙醇洗涤3次，60℃干燥6h，在氮气气氛中，以5℃/min升温至200～230℃，保温1～3h，继续升温至500～550℃，保温1～3h。
进一步的，所述氧化棉纤维的制备方法为：将棉纤维按料液比1:20置于高碘酸钠溶液，高碘酸钠溶液中高碘酸钠和去离子水的质量比1:125～1:400，60℃、避光条件、功率600～800W下超声0.5～1.5h后，取出，用去离子水清洗3次，再按相同料液比浸于丙三醇溶液，丙三醇溶液中丙三醇和去离子水的质量比为1:49，浸渍30～50min后，取出，用去离子水洗涤4次，80℃干燥2～4h。
进一步的，所述木材用耐湿防尘环氧漆的制备方法制备得到的木材用耐湿防尘环氧漆，应用时先向木材喷涂木材质量0.1倍的组分A，静置20min后，将组分B、水溶性酚醛树脂混合涂刷于木材表面，组分B、水溶性酚醛树脂、组分A的质量比为3:1:2，90℃反应2h后，室温干燥24h。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
本发明在氧化棉纤维表面接种银纳米片，经炭化形成导电碳纤维，再研磨成纳米级，然后利用乙烯(氯甲基)二甲氧基硅烷进行接枝改性处理，获得改性碳纤维；先向木材喷涂甲基丙烯酸-二烯丙基二乙基氯化铵溶液，再将含有改性碳纤维的自制环氧树脂涂覆于木材表面，在树脂渗透过程中，由于改性碳纤维尺寸远小于木材孔隙，从而进入木材的纤维间隙，并与甲基丙烯酸、二烯丙基二乙基氯化铵双键聚合，形成凝胶状微球，使得纤维间相互搭接，形成导电网络，提高环氧漆的抗静电性，同时，季铵结构的存在进一步提高环氧漆的抗静电性，自制环氧树脂中的氟元素降低表面能，使得灰尘不易黏在漆料表面，加上抗静电的作用，使得灰尘在界面的结合力变小，从而阻止木材继续吸附更多的灰尘，实现防尘效果；此外，凝胶状微球填补木材间隙，使木材致密化，同时，改性碳纤维表面的氯可与树脂反应，从而凝胶状微球、纤维、树脂形成网状结构，在气候变化时可与木材同步伸缩，有效防止木材形变、开裂。
本发明先利用2-氨基-4-(二氟甲氧基)-5-甲氧基苯甲酸的氨基与甲酸反应，形成甲脒结构，有效吸收紫外光，使得环氧漆形成紫外防护膜，防止木材光老化，接着，2-氨基-4-(二氟甲氧基)-5-甲氧基苯甲酸的羧基再与(S)-4-氨基-5-羟基戊酸的羟基反应，形成苯甲酸酯结构，协同甲脒结构，共同提高环氧漆的抗紫外效果，同时，甲氧基的存在，增强了化合物共轭体系的共轭效应,从而增强了其紫外吸收能力，接着，(S)-4-氨基-5-羟基戊酸的氨基与环氧氯丙烷的环氧基反应后，生成的羟基与氯环氧化，获得自制环氧树脂，自制环氧树脂的主链、侧链含有氟元素、辛烷长链等疏水基团以及氨基、羧基等亲水基团，使得自制环氧树脂具有双亲性，在潮湿条件下，形成防护膜，阻止外界环境对木材内部的影响，在干燥环境下，亲水基团缓慢释放水分，能有效阻止木材在干燥条件下内部物质急速表面而产生开裂现象，增益木材的防水抗开裂效果，并且自制环氧树脂与木材中的羟基、羧基等发生反应，形成致密的漆膜，从而间接提高环氧漆的防水抗裂效果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制作的木材用耐湿防尘环氧漆的各指标测试方法如下：
取相同质量的实施例与对比例，先向木材喷涂木材质量0.1倍的组分A，静置20min后，将组分B、水溶性酚醛树脂混合涂刷于木材表面，组分B、水溶性酚醛树脂、组分A的质量比为3:1:2，90℃反应2h后，室温干燥24h得涂漆木材；
防水抗裂：采用木材接触角测定仪测量木材表面上去离子水的接触角；将涂漆木材在温度为25℃、相对湿度65％的恒温恒湿箱中放置14天，然后将其放置在阴暗潮湿的地方放置5天，然后在户外距离地面20cm处的开阔地带暴晒10天，再在户外条件下放置10个月，记录开裂情况，开裂情况以出现裂缝数量和裂缝的面积占木材总面积百分比(裂缝面积比)计算。
抗紫外：参照GB/T23987，使用UVA340灯作为光源，将涂漆木材置于试验条件能满足黑板温度为60℃、辐照度为0.89W/m2(340nm)，置于干相(无凝露)的荧光紫外老化机中，全过程保持连续光照168h，试验结束后取出，于未经光照的试板对照，用色差仪测试颜色变化(Ae)。
防尘：碳粉碾碎通过300目筛并均匀涂洒在涂漆木材上60g，将涂漆木材倾斜15°，使用3m/s的风速，平行于涂漆木材吹动涂层上碳粉10min，后测量涂漆木材上碳粉的残留量。
实施例1
(1)将甲酸、2-氨基-4-(二氟甲氧基)-5-甲氧基苯甲酸、二甲苯、生铁粉、硼砂按质量比1:5:5.5:0.2:0.02混合，搅拌均匀后，升温至105℃，反应0.5h后，继续升温至144℃，80rpm搅拌6h后，冷却至室温，真空度-0.07MPa、82℃蒸馏4h后，加入甲酸质量3倍的苯，搅拌溶解后，加入盐酸至沉淀生成，抽滤，用去离子水洗涤3次，真空度-0.09MPa、60℃干燥12h，加入甲酸质量4倍的甲醇，搅拌溶解后，加入氢氧化钠溶液至溶液pH为10，抽滤，用乙醇洗涤4次，真空度-0.1MPa、55℃干燥12h得甲脒化合物；
(2)将苯置于容器中，预热至70℃，再按质量比1:2:0.2加入甲脒化合物、
(2S,3S,4R,6E)-3-羟基-2-甲基氨基辛-6-烯酸、对甲苯磺酸，甲脒化合物和苯的质量比为1:20，搅拌溶解后，升温至100℃，真空度-0.1MPa下反应5h后，降温至室温，加入饱和食盐水，静置分层，分出有机相，加入氢氧化钠溶液至有机相pH为7，用石油醚萃取，再用无水硫酸镁干燥1h，真空度-0.07MPa、60℃下干燥24h得苯甲酸酯化合物；
(3)将环氧氯丙烷水浴加热至50℃，加入环氧氯丙烷质量0.09倍的乙二醇，以0.9g/min加入环氧氯丙烷质量0.6倍的苯甲酸酯化合物，升温至60℃，反应3h后，加入环氧氯丙烷质量0.6倍的乙醇，反应6h后，降温至45℃，以6g/min加入环氧氯丙烷质量1倍的质量分数为40％氢氧化钠溶液，反应0.5h后，加入环氧氯丙烷质量0.7倍的甲苯，萃取，取甲苯相，用去离子水洗涤2次，真空度-0.06MPa、70℃蒸馏1.5h，得自制环氧树脂；
(4)将棉纤维按料液比1:20置于高碘酸钠溶液，高碘酸钠溶液中高碘酸钠和去离子水的质量比1:125，60℃、避光条件、功率600W下超声0.5h后，取出，用去离子水清洗3次，再按相同料液比浸于丙三醇溶液，丙三醇溶液中丙三醇和去离子水的质量比为1:49，浸渍30min后，取出，用去离子水洗涤4次，80℃干燥2h，得氧化棉纤维；
(5)将氧化棉纤维按料液比1:20浸于硝酸银溶液，硝酸银溶液中葡萄糖、硝酸银、去离子水的质量比为1:0.5:54.8，70℃浸泡4h，取出，再按料液比1:35浸于聚乙烯吡咯烷酮溶液，聚乙烯吡咯烷酮溶液中聚乙烯吡咯烷酮和乙醇的质量比为1:31.6，70℃下浸泡4h后，取出，按料液比1:50浸于柠檬酸复合溶液，柠檬酸复合溶液中硝酸银、柠檬酸、去离子水的质量比为1:1.1:317.1，浸渍30min后，以1.3mL/min加入柠檬酸复合溶液体积0.3倍的抗坏血酸溶液，抗坏血酸溶液中抗坏血酸和去离子水的质量比为1:99，80rpm、功率为500W下超声搅拌3h后，取出，依次用超纯水、乙醇洗涤3次，60℃干燥6h，在氮气气氛中，以5℃/min升温至200℃，保温1h，继续升温至500℃，保温1h，得导电碳纤维；
(6)将导电碳纤维、去离子水按质量比1:99混合置于研磨机，2600rpm研磨1h后，加入导电碳纤维质量0.4倍的乙烯(氯甲基)二甲氧基硅烷，继续研磨40min后，抽滤，60℃干燥12h得改性碳纤维；将改性碳纤维、自制环氧树脂、正丁醇、二甲苯、偶氮二异丁腈按质量比10:25:4:8:0.01混合，搅拌均匀得组分B；将甲基丙烯酸、二烯丙基二乙基氯化铵、乙醇、去离子水按质量比1:0.2:4:4混合，搅拌溶解得组分A；将组分B、组分A、水溶性酚醛树脂分别封装得木材用耐湿防尘环氧漆。
实施例2
(1)将甲酸、2-氨基-4-(二氟甲氧基)-5-甲氧基苯甲酸、二甲苯、生铁粉、硼砂按质量比1:7:6.35:0.2:0.06混合，搅拌均匀后，升温至109℃，反应0.7h后，继续升温至148℃，90rpm搅拌6h后，冷却至室温，真空度-0.07MPa、82℃蒸馏4h后，加入甲酸质量4倍的苯，搅拌溶解后，加入盐酸至沉淀生成，抽滤，用去离子水洗涤3次，真空度-0.09MPa、60℃干燥12h，加入甲酸质量4.5倍的甲醇，搅拌溶解后，加入氢氧化钠溶液至溶液pH为10，抽滤，用乙醇洗涤4次，真空度-0.1MPa、55℃干燥12h得甲脒化合物；
(2)将苯置于容器中，预热至75℃，再按质量比1:3:0.2加入甲脒化合物、
(2S,3S,4R,6E)-3-羟基-2-甲基氨基辛-6-烯酸、对甲苯磺酸，甲脒化合物和苯的质量比为1:25，搅拌溶解后，升温至108℃，真空度-0.1MPa下反应6h后，降温至室温，加入饱和食盐水，静置分层，分出有机相，加入氢氧化钠溶液至有机相pH为7，用石油醚萃取，再用无水硫酸镁干燥1h，真空度-0.07MPa、60℃下干燥24h得苯甲酸酯化合物；
(3)将环氧氯丙烷水浴加热至55℃，加入环氧氯丙烷质量0.09倍的乙二醇，以1.2g/min加入环氧氯丙烷质量0.8倍的苯甲酸酯化合物，升温至60℃，反应3.5h后，加入环氧氯丙烷质量0.8倍的乙醇，反应7.5h后，降温至49℃，以8g/min加入环氧氯丙烷质量1.1倍的质量分数为40％氢氧化钠溶液，反应1h后，加入环氧氯丙烷质量0.75倍的甲苯，萃取，取甲苯相，用去离子水洗涤2次，真空度-0.06MPa、70℃蒸馏1.5h，得自制环氧树脂；
(4)将棉纤维按料液比1:20置于高碘酸钠溶液，高碘酸钠溶液中高碘酸钠和去离子水的质量比1:262.5，60℃、避光条件、功率700W下超声1h后，取出，用去离子水清洗3次，再按相同料液比浸于丙三醇溶液，丙三醇溶液中丙三醇和去离子水的质量比为1:49，浸渍40min后，取出，用去离子水洗涤4次，80℃干燥3h，得氧化棉纤维；
(5)将氧化棉纤维按料液比1:20浸于硝酸银溶液，硝酸银溶液中葡萄糖、硝酸银、去离子水的质量比为1:0.5:54.8，70℃浸泡5h，取出，再按料液比1:35浸于聚乙烯吡咯烷酮溶液，聚乙烯吡咯烷酮溶液中聚乙烯吡咯烷酮和乙醇的质量比为1:31.6，70℃下浸泡5h后，取出，按料液比1:50浸于柠檬酸复合溶液，柠檬酸复合溶液中硝酸银、柠檬酸、去离子水的质量比为1:1.1:317.1，浸渍30min后，以1.6mL/min加入柠檬酸复合溶液体积0.3倍的抗坏血酸溶液，抗坏血酸溶液中抗坏血酸和去离子水的质量比为1:99，90rpm、功率为600W下超声搅拌4h后，取出，依次用超纯水、乙醇洗涤3次，60℃干燥6h，在氮气气氛中，以5℃/min升温至215℃，保温2h，继续升温至525℃，保温2h，得导电碳纤维；
(6)将导电碳纤维、去离子水按质量比1:99混合置于研磨机，2800rpm研磨1h后，加入导电碳纤维质量0.55倍的乙烯(氯甲基)二甲氧基硅烷，继续研磨51min后，抽滤，60℃干燥12h得改性碳纤维；将改性碳纤维、自制环氧树脂、正丁醇、二甲苯、偶氮二异丁腈按质量比14:32.5:5:10:0.01混合，搅拌均匀得组分B；将甲基丙烯酸、二烯丙基二乙基氯化铵、乙醇、去离子水按质量比1:0.35:5.5:4混合，搅拌溶解得组分A；将组分B、组分A、水溶性酚醛树脂分别封装得木材用耐湿防尘环氧漆。
实施例3
(1)将甲酸、2-氨基-4-(二氟甲氧基)-5-甲氧基苯甲酸、二甲苯、生铁粉、硼砂按质量比1:9:7.2:0.2:0.1混合，搅拌均匀后，升温至112℃，反应1h后，继续升温至152℃，100rpm搅拌6h后，冷却至室温，真空度-0.07MPa、82℃蒸馏4h后，加入甲酸质量5倍的苯，搅拌溶解后，加入盐酸至沉淀生成，抽滤，用去离子水洗涤3次，真空度-0.09MPa、60℃干燥12h，加入甲酸质量5倍的甲醇，搅拌溶解后，加入氢氧化钠溶液至溶液pH为10，抽滤，用乙醇洗涤4次，真空度-0.1MPa、55℃干燥12h得甲脒化合物；
(2)将苯置于容器中，预热至80℃，再按质量比1:4:0.2加入甲脒化合物、
(2S,3S,4R,6E)-3-羟基-2-甲基氨基辛-6-烯酸、对甲苯磺酸，甲脒化合物和苯的质量比为1:30，搅拌溶解后，升温至115℃，真空度-0.1MPa下反应7h后，降温至室温，加入饱和食盐水，静置分层，分出有机相，加入氢氧化钠溶液至有机相pH为7，用石油醚萃取，再用无水硫酸镁干燥1h，真空度-0.07MPa、60℃下干燥24h得苯甲酸酯化合物；
(3)将环氧氯丙烷水浴加热至60℃，加入环氧氯丙烷质量0.09倍的乙二醇，以1.5g/min加入环氧氯丙烷质量1倍的苯甲酸酯化合物，升温至60℃，反应4h后，加入环氧氯丙烷质量1倍的乙醇，反应9h后，降温至52℃，以10g/min加入环氧氯丙烷质量1.2倍的质量分数为40％氢氧化钠溶液，反应1.5h后，加入环氧氯丙烷质量0.8倍的甲苯，萃取，取甲苯相，用去离子水洗涤2次，真空度-0.06MPa、70℃蒸馏1.5h，得自制环氧树脂；
(4)将棉纤维按料液比1:20置于高碘酸钠溶液，高碘酸钠溶液中高碘酸钠和去离子水的质量比1:400，60℃、避光条件、功率800W下超声1.5h后，取出，用去离子水清洗3次，再按相同料液比浸于丙三醇溶液，丙三醇溶液中丙三醇和去离子水的质量比为1:49，浸渍50min后，取出，用去离子水洗涤4次，80℃干燥4h，得氧化棉纤维；
(5)将氧化棉纤维按相同料液比浸于硝酸银溶液，硝酸银溶液中葡萄糖、硝酸银、去离子水的质量比为1:0.5:54.8，70℃浸泡6h，取出，再按料液比1:35浸于聚乙烯吡咯烷酮溶液，聚乙烯吡咯烷酮溶液中聚乙烯吡咯烷酮和乙醇的质量比为1:31.6，70℃下浸泡6h后，取出，按料液比1:50浸于柠檬酸复合溶液，柠檬酸复合溶液中硝酸银、柠檬酸、去离子水的质量比为1:1.1:317.1，浸渍30min后，以2mL/min加入柠檬酸复合溶液体积0.3倍的抗坏血酸溶液，抗坏血酸溶液中抗坏血酸和去离子水的质量比为1:99，100rpm、功率为700W下超声搅拌5h后，取出，依次用超纯水、乙醇洗涤3次，60℃干燥6h，在氮气气氛中，以5℃/min升温至230℃，保温3h，继续升温至550℃，保温3h，得导电碳纤维；
(6)将导电碳纤维、去离子水按质量比1:99混合置于研磨机，3000rpm研磨1h后，加入导电碳纤维质量0.7倍的乙烯(氯甲基)二甲氧基硅烷，继续研磨62min后，抽滤，60℃干燥12h得改性碳纤维；将改性碳纤维、自制环氧树脂、正丁醇、二甲苯、偶氮二异丁腈按质量比18:40:6:12:0.01混合，搅拌均匀得组分B；将甲基丙烯酸、二烯丙基二乙基氯化铵、乙醇、去离子水按质量比1:0.5:7:4混合，搅拌溶解得组分A；将组分B、组分A、水溶性酚醛树脂分别封装得木材用耐湿防尘环氧漆。
对比例1
对比例1与实施例2的区别在于无步骤(1)，步骤(2)改为：将苯置于容器中，预热至75℃，再按质量比1:3:0.2加入甲酸、(2S,3S,4R,6E)-3-羟基-2-甲基氨基辛-6-烯酸、对甲苯磺酸，甲酸和苯的质量比为1:25，搅拌溶解后，升温至108℃，真空度-0.1MPa下反应6h后，降温至室温，加入饱和食盐水，静置分层，分出有机相，加入氢氧化钠溶液至有机相pH为7，用石油醚萃取，再用无水硫酸镁干燥1h，真空度-0.07MPa、60℃下干燥24h得苯甲酸酯化合物。其余步骤同实施例2。
对比例2
对比例2与实施例2的区别在于无步骤(2)，步骤(3)改为：将环氧氯丙烷水浴加热至55℃，加入环氧氯丙烷质量0.09倍的乙二醇，以1.2g/min加入环氧氯丙烷质量0.8倍的甲脒化合物，升温至60℃，反应3.5h后，加入环氧氯丙烷质量0.8倍的乙醇，反应7.5h后，降温至49℃，以8g/min加入环氧氯丙烷质量1.1倍的质量分数为40％氢氧化钠溶液，反应1h后，加入环氧氯丙烷质量0.75倍的甲苯，萃取，取甲苯相，用去离子水洗涤2次，真空度-0.06MPa、70℃蒸馏1.5h，得自制环氧树脂。其余步骤同实施例2。
对比例3
对比例3与实施例2的区别在于无步骤(1)～(3)，步骤(6)改为：将导电碳纤维、去离子水按质量比1:99混合置于研磨机，2800rpm研磨1h后，加入导电碳纤维质量0.55倍的乙烯(氯甲基)二甲氧基硅烷，继续研磨51min后，抽滤，60℃干燥12h得改性碳纤维；将改性碳纤维、环氧树脂E51、正丁醇、二甲苯、偶氮二异丁腈按质量比14:32.5:5:10:0.01混合，搅拌均匀得组分B；将甲基丙烯酸、二烯丙基二乙基氯化铵、乙醇、去离子水按质量比1:0.35:5.5:4混合，搅拌溶解得组分A；将组分B、组分A、水溶性酚醛树脂分别封装得木材用耐湿防尘环氧漆。其余步骤同实施例2。
对比例4
对比例4与实施例2的区别在于无步骤(4)、(5)，步骤(6)改为：将碳纤维、去离子水按质量比1:99混合置于研磨机，2800rpm研磨1h后，加入碳纤维质量0.55倍的乙烯(氯甲基)二甲氧基硅烷，继续研磨51min后，抽滤，60℃干燥12h得改性碳纤维；将改性碳纤维、自制环氧树脂、正丁醇、二甲苯、偶氮二异丁腈按质量比14:32.5:5:10:0.01混合，搅拌均匀得组分B；将甲基丙烯酸、二烯丙基二乙基氯化铵、乙醇、去离子水按质量比1:0.35:5.5:4混合，搅拌溶解得组分A；将组分B、组分A、水溶性酚醛树脂分别封装得木材用耐湿防尘环氧漆。其余步骤同实施例2。
对比例5
对比例5与实施例2的区别在于步骤(6)的不同，将步骤(6)改为：将导电碳纤维、自制环氧树脂、正丁醇、二甲苯、偶氮二异丁腈按质量比14:32.5:5:10:0.01混合，搅拌均匀得组分B；将甲基丙烯酸、二烯丙基二乙基氯化铵、乙醇、去离子水按质量比1:0.35:5.5:4混合，搅拌溶解得组分A；将组分B、组分A、水溶性酚醛树脂分别封装得木材用耐湿防尘环氧漆。其余步骤同实施例2。
对比例6
对比例6与实施例2的区别在于步骤(6)的不同，将步骤(6)改为：将导电碳纤维、去离子水按质量比1:99混合置于研磨机，2800rpm研磨1h后，加入导电碳纤维质量0.55倍的乙烯(氯甲基)二甲氧基硅烷，继续研磨51min后，抽滤，60℃干燥12h得改性碳纤维；将改性碳纤维、自制环氧树脂、正丁醇、二甲苯、偶氮二异丁腈按质量比14:32.5:5:10:0.01混合，搅拌均匀得组分B；将组分B、水溶性酚醛树脂分别封装得木材用耐湿防尘环氧漆。其余步骤同实施例2。
效果例
下表1中给出了采用本发明实施例1至3与对比例1至6的木材用耐湿防尘环氧漆的性能分析结果。
表1
从实施例与对比例的碳粉残留量实验数据比较可发现，本发明利用2-氨基-4-(二氟甲氧基)-5-甲氧基苯甲酸、甲酸、(S)-4-氨基-5-羟基戊酸、环氧氯丙烷制得自制环氧树脂，其氟元素降低表面能，使得灰尘不易黏在漆料表面，然后利用乙烯(氯甲基)二甲氧基硅烷改性导电碳纤维，并与甲基丙烯酸、二烯丙基二乙基氯化铵聚合形成凝胶状微球，使得纤维形成导电网络，提高环氧漆的抗静电性，使得灰尘在界面的结合力变小，从而阻止木材继续吸附更多的灰尘；从实施例与对比例的接触角、裂缝数量、裂缝面积比实验数据比较可发现，本发明中的自制环氧树脂同时含有疏水基团、亲水基团，能与木材中发生反应，形成致密的漆膜，适应环境变化，阻止木材开裂，同时，导电碳纤维进入木材的纤维间隙，与甲基丙烯酸、二烯丙基二乙基氯化铵形成的凝胶状微球填补木材间隙，有效防止木材形变、开裂；从实施例与对比例的色差变化实验数据比较可发现，本发明中的自制环氧树脂含有甲脒、苯甲酸酯结构，二者协同作用提高环氧漆的抗紫外效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种木材用耐湿防尘环氧漆，其特征在于，所述木材用耐湿防尘环氧漆包括组分A、组分B、固化剂。
2.根据权利要求1所述的一种木材用耐湿防尘环氧漆，其特征在于，所述组分A为甲基丙烯酸-二烯丙基二乙基氯化铵溶液。
3.根据权利要求1所述的一种木材用耐湿防尘环氧漆，其特征在于，所述组分B主要包括自制环氧树脂、改性碳纤维。
4.根据权利要求3所述的一种木材用耐湿防尘环氧漆，其特征在于，所述自制环氧树脂由2-氨基-4-(二氟甲氧基)-5-甲氧基苯甲酸、甲酸、(S)-4-氨基-5-羟基戊酸、环氧氯丙烷制得。
5.根据权利要求3所述的一种木材用耐湿防尘环氧漆，其特征在于，所述改性碳纤维由氧化棉纤维表面接种银纳米片，经炭化、研磨后，然后利用乙烯(氯甲基)二甲氧基硅烷进行接枝改性处理。
6.一种木材用耐湿防尘环氧漆的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
(1)将苯置于容器中，预热至70～80℃，再按质量比1:2:0.2～1:4:0.2加入甲脒化合物、(2S,3S,4R,6E)-3-羟基-2-甲基氨基辛-6-烯酸、对甲苯磺酸，甲脒化合物和苯的质量比为1:20～1:30，搅拌溶解后，升温至100～115℃，真空度-0.1MPa下反应5～7h后，降温至室温，加入饱和食盐水，静置分层，分出有机相，加入氢氧化钠溶液至有机相pH为7，用石油醚萃取，再用无水硫酸镁干燥1h，真空度-0.07MPa、60℃下干燥24h得苯甲酸酯化合物；
(2)将环氧氯丙烷水浴加热至50～60℃，加入环氧氯丙烷质量0.09倍的乙二醇，以0.9～1.5g/min加入环氧氯丙烷质量0.6～1.0倍的苯甲酸酯化合物，升温至60℃，反应3～4h后，加入环氧氯丙烷质量0.6～1.0倍的乙醇，反应6～9h后，降温至45～52℃，以6～10g/min加入环氧氯丙烷质量1.0～1.2倍的质量分数为40％氢氧化钠溶液，反应0.5～1.5h后，加入环氧氯丙烷质量0.7～0.8倍的甲苯，萃取，取甲苯相，用去离子水洗涤2次，真空度-0.06MPa、70℃蒸馏1.5h，得自制环氧树脂；
(3)将导电碳纤维、去离子水按质量比1:99混合置于研磨机，2600～3000rpm研磨1h后，加入导电碳纤维质量0.4～0.7倍的乙烯(氯甲基)二甲氧基硅烷，继续研磨40～62min后，抽滤，60℃干燥12h得改性碳纤维；将改性碳纤维、自制环氧树脂、正丁醇、二甲苯、偶氮二异丁腈按质量比10:25:4:8:0.01～18:40:6:12:0.01混合，搅拌均匀得组分B；将甲基丙烯酸、二烯丙基二乙基氯化铵、乙醇、去离子水按质量比1:0.2:4:4～1:0.5:7:4混合，搅拌溶解得组分A；将组分B、组分A、水溶性酚醛树脂分别封装得木材用耐湿防尘环氧漆。
7.根据权利要求6所述的一种木材用耐湿防尘环氧漆的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述甲脒化合物的制备方法为：将甲酸、2-氨基-4-(二氟甲氧基)-5-甲氧基苯甲酸、二甲苯、生铁粉、硼砂按质量比1:5:5.5:0.2:0.02～1:9:7.2:0.2:0.1混合，搅拌均匀后，升温至105～112℃，反应0.5～1h后，继续升温至144～152℃，80～100rpm搅拌6h后，冷却至室温，真空度-0.07MPa、82℃蒸馏4h后，加入甲酸质量3～5倍的苯，搅拌溶解后，加入盐酸至沉淀生成，抽滤，用去离子水洗涤3次，真空度-0.09MPa、60℃干燥12h，加入甲酸质量4～5倍的甲醇，搅拌溶解后，加入氢氧化钠溶液至溶液pH为10，抽滤，用乙醇洗涤4次，真空度-0.1MPa、55℃干燥12h。
8.根据权利要求6所述的一种木材用耐湿防尘环氧漆的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述导电碳纤维的制备方法为：将氧化棉纤维按料液比1:20浸于硝酸银溶液，硝酸银溶液中葡萄糖、硝酸银、去离子水的质量比为1:0.5:54.8，70℃浸泡4～6h，取出，再按料液比1:35浸于聚乙烯吡咯烷酮溶液，聚乙烯吡咯烷酮溶液中聚乙烯吡咯烷酮和乙醇的质量比为1:31.6，70℃下浸泡4～6h后，取出，按料液比1:50浸于柠檬酸复合溶液，柠檬酸复合溶液中硝酸银、柠檬酸、去离子水的质量比为1:1.1:317.1，浸渍30min后，以1.3～2.0mL/min加入柠檬酸复合溶液体积0.3倍的抗坏血酸溶液，抗坏血酸溶液中抗坏血酸和去离子水的质量比为1:99，80～100rpm、功率为500～700W下超声搅拌3～5h后，取出，依次用超纯水、乙醇洗涤3次，60℃干燥6h，在氮气气氛中，以5℃/min升温至200～230℃，保温1～3h，继续升温至500～550℃，保温1～3h。
9.根据权利要求8所述的一种木材用耐湿防尘环氧漆的制备方法，其特征在于，所述氧化棉纤维的制备方法为：将棉纤维按料液比1:20置于高碘酸钠溶液，高碘酸钠溶液中高碘酸钠和去离子水的质量比1:125～1:400，60℃、避光条件、功率600～800W下超声0.5～1.5h后，取出，用去离子水清洗3次，再按相同料液比浸于丙三醇溶液，丙三醇溶液中丙三醇和去离子水的质量比为1:49，浸渍30～50min后，取出，用去离子水洗涤4次，80℃干燥2～4h。
10.根据权利要求6所述的一种木材用耐湿防尘环氧漆的制备方法，其特征在于，所述木材用耐湿防尘环氧漆的制备方法制备得到的木材用耐湿防尘环氧漆，应用时先向木材喷涂木材质量0.1倍的组分A，静置20min后，将组分B、水溶性酚醛树脂混合涂刷于木材表面，组分B、水溶性酚醛树脂、组分A的质量比为3:1:2，90℃反应2h后，室温干燥24h。
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