專(zhuān)利名稱(chēng)：一種碳化硅超疏水防腐木竹及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳化硅超疏水防腐木竹，本發(fā)明還涉及該碳化硅 超疏水防腐木竹的制備方法。
技術(shù)背景受稻草葉效應(yīng)的啟發(fā)，具有超疏水表面的固體材料(材料表面與水的接觸角大于150° ，并且水滴在表面上有較小的滾動(dòng)角)引起了 廣泛的興趣。超疏水表面由于具有防水、防霧、抗氧化、自清潔等特 點(diǎn)，在科學(xué)研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中都具有廣泛的應(yīng)用前 景。例如可應(yīng)用于自清潔功能的建筑材料和外墻涂料、自清潔功能的 紡織品、液體的無(wú)損失輸送、防潮包裝材料、抑制凝血和血液污染的 生物醫(yī)用材料等。眾所周知，固體表面的潤(rùn)濕性由表面的化學(xué)組成和表面粗糙度決 定。在光滑表面的接觸角最多只能提高到12(TC。通過(guò)對(duì)荷葉等自然 界超疏水表面的研究發(fā)現(xiàn)，超疏水性質(zhì)是由低表面能材料和表面粗糙 度共同決定的。因此，構(gòu)建超疏水的表面需要將表面能和表面粗糙度 結(jié)合才能實(shí)現(xiàn)。目前，有很多方法被用來(lái)構(gòu)建具有超疏水表面的固體 材料，如江雷等在《Angew. Chem. Int. Ed.》2004， 43， 4338-4341上報(bào)道了利用電紡技術(shù)制備類(lèi)荷葉狀的超疏水表面，其接觸角為 160. 4±1. 2° ;金美花等在《Advanced Materials》2005， 17， 1977-1981上報(bào)道了利用氧化鋁為模板制備超疏水聚苯乙烯薄膜； Poncin-Epai 1 lard 等在《Surface & Coatings Technology 》 2006， 200， 5296-5305上報(bào)道了利用等離子體技術(shù)制備透明的超疏水聚乙烯 薄膜，其接觸角達(dá)到170。；除了以上方法以外，還有溶膠-凝膠法、 氟化涂層法、化學(xué)氣相沉積法、電化學(xué)沉積法、聚電解質(zhì)交替沉積法、 陽(yáng)極氧化法、機(jī)械拉伸法等。然而，現(xiàn)有的這些方法要么使用昂貴的 材料，要么需要特殊的加工設(shè)備或復(fù)雜的工藝過(guò)程，難以產(chǎn)業(yè)化。因 此發(fā)明一種簡(jiǎn)單而又易于產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)制備超疏水表面是非常有必 要的，并形成碳化硅超疏水防腐木竹。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種防腐性好的碳化硅超疏 水防腐木竹。本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種工藝簡(jiǎn)單、可控性好、成本低、無(wú)需復(fù)雜的化學(xué)處理、不需要昂貴的設(shè)備的碳化硅超疏 水防腐木竹的制備方法。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的碳化硅超疏水防腐木竹，所述防腐木竹表面為密實(shí)多孔薄層，薄層由直徑為1-4陶的由碳化硅 組成的微球組成，孔隙直徑lOnm-lOWn。該層與水的接觸角在150-170 °之間，水滴在薄層表面的滾動(dòng)角小于10° 。本發(fā)明提供的碳化硅超疏水防腐木竹的制備方法，制備步驟包括(1) 、將待處理材放入模具中；(2) 、稱(chēng)取任意比例的微納米硅和硅化鎂的粉末，與添加量為質(zhì) 量百分比0.01-1. 5%的催化劑攪拌均勻，所述的微納米硅粉末和硅化 鎂粉末、催化劑的粒徑小于500nm，然后加入到模具中，并淹沒(méi)待處 理材，然后在壓力機(jī)上將模具中壓力升到50-100MPa，并保持2-10 小時(shí)；然后卸壓到0 MPa，取出，敲開(kāi)，并用砂光機(jī)砂露表面，得到 處理材；(3) 、將處理材放入熱壓力機(jī)中，將熱壓力機(jī)快速閉合、升壓至 1-6MPa，保壓l一120min，熱壓板溫度為200_600°C ，取出即得碳化 硅超疏水防腐木竹。上述步驟1中所述的待處理材是指各種規(guī)格的實(shí)木板材、木片、 木質(zhì)人造板材、竹材、竹片、竹質(zhì)人造板材。上述步驟1中所述的模具為圓形鋼筒模具，所述的圓形鋼筒模具 要求能承受50-100Mpa的壓力，并與壓力機(jī)配套。上述步驟2中所述的催化劑為銅、銀、鋅其中一種或任意比例的 混合物。采用上述技術(shù)方案的碳化硅超疏水防腐木竹，超疏水碳化硅薄層 的超疏水性質(zhì)穩(wěn)定，在溫度范圍為0 —6CTC、相對(duì)濕度為20%-70%的 環(huán)境中放置一年，超疏水性質(zhì)沒(méi)有發(fā)生變化。碳化硅超疏水防腐木竹 無(wú)味無(wú)毒，對(duì)環(huán)境友好，在液體無(wú)損失輸送、防水防潮、電路板、地 板等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。本發(fā)明提供的碳化硅超疏水防腐木竹的 制備方法操作工藝簡(jiǎn)單、重現(xiàn)性好、無(wú)需任何昂貴設(shè)備、也不需要復(fù) 雜的化學(xué)處理過(guò)程，具有很好的工業(yè)化應(yīng)用前景。綜上所述，本發(fā)明是一種防腐性好的碳化硅超疏水防腐木竹，其 制備方法工藝簡(jiǎn)單、可控性好、成本低、無(wú)需復(fù)雜的化學(xué)處理、不需 要昂貴的設(shè)備。
具體實(shí)施方式
通過(guò)下面給出的本發(fā)明的具體實(shí)施例可以進(jìn)一步清楚地理解本 發(fā)明，但下述實(shí)施例并不是對(duì)本發(fā)明的限定。實(shí)施例1:碳化硅超疏水防腐木竹的制備方法，制備步驟包括(1) 、將各種規(guī)格實(shí)木板材放入圓形鋼筒模具中，圓形鋼筒模具 要求能承受50-100Mpa的壓力，并與壓力機(jī)配套；(2) 、稱(chēng)取任意比例的微納米硅和硅化鎂的粉末，與添加量為質(zhì) 量百分比1.5%的銅催化劑攪拌均勻，微納米硅粉末和硅化鎂粉末、 催化劑的粒徑小于500nm，然后加入到圓形鋼筒模具中，并淹沒(méi)實(shí)木 板材，然后在壓力機(jī)上將圓形鋼筒模具中壓力升到lOOMPa，并保持2 小時(shí)；然后卸壓到OMPa，取出，利用小錘敲開(kāi)，并用臺(tái)式砂光機(jī)砂 露表面，得到處理材；(3) 、將處理材放入熱壓力機(jī)中，將熱壓力機(jī)快速閉合、升壓至 6MPa，保壓lmin，熱壓板溫度為600'C，取出即得碳化硅超疏水防腐 木。生產(chǎn)的防腐木表面為密實(shí)多孔薄層，薄層由直徑為l-4陶的由碳 化硅組成的微球組成，孔隙直徑lOnm-lOWn。該層與水的接觸角在 150-170°之間，水滴在薄層表面的滾動(dòng)角小于10° 。實(shí)施例2:碳化硅超疏水防腐木的制備方法，制備步驟包括(1) 、將各種規(guī)格木片放入圓形鋼筒模具中，圓形鋼筒模具要求 能承受50-100Mpa的壓力，并與壓力機(jī)配套；(2) 、稱(chēng)取任意比例的微納米硅和硅化鎂的粉末，與添加量為質(zhì) 量百分比1.0%的銀催化劑攪拌均勻，所述的微納米硅粉末和硅化鎂 粉末、催化劑的粒徑小于500nm，然后加入到圓形鋼筒模具中，并淹 沒(méi)木片，然后在壓力機(jī)上將圓形鋼筒模具中壓力升到80MPa，并保持 8小時(shí)；然后卸壓到0 MPa，取出，利用小錘敲開(kāi)，并用臺(tái)式砂光機(jī) 砂露表面，得到處理材；(3) 、將處理材放入熱壓力機(jī)中，將熱壓力機(jī)快速閉合、升壓至 4MPa，保壓100min，熱壓板溫度為250。C，取出即得碳化硅超疏水防 腐木。生產(chǎn)的防腐木表面為密實(shí)多孔薄層，薄層由直徑為1-4to的由碳 化硅組成的微球組成，孔隙直徑10nm-10Wn。該層與水的接觸角在 150-170°之間，水滴在薄層表面的滾動(dòng)角小于10° 。實(shí)施例3:碳化硅超疏水防腐木的制備方法，制備步驟包括(1) 、將各種規(guī)格木質(zhì)人造板材放入圓形鋼筒模具中，圓形鋼筒 模具要求能承受50-100Mpa的壓力，并與壓力機(jī)配套；(2) 、稱(chēng)取任意比例的微納米硅和硅化鎂的粉末，與添加量為質(zhì)量百分比0. 5%的鋅催化劑攪拌均勻，所述的微納米硅粉末和硅化鎂 粉末、催化劑的粒徑小于500nm，然后加入到圓形鋼筒模具中，并淹 沒(méi)木質(zhì)人造板材，然后在壓力機(jī)上將圓形鋼筒模具中壓力升到50MPa， 并保持10小時(shí)；然后卸壓到OMPa，取出，利用小錘敲開(kāi)，并用臺(tái)式 砂光機(jī)砂露表面，得到處理材；(3)、將處理材放入熱壓力機(jī)中，將熱壓力機(jī)快速閉合、升壓至 2.5MPa，保壓80min，熱壓板溫度為400°C ，取出即得碳化硅超疏水 防腐木。生產(chǎn)的防腐木表面為密實(shí)多孔薄層，薄層由直徑為l-4陶的由碳 化硅組成的微球組成，孔隙直徑10nm-10l^m。該層與水的接觸角在 150-170°之間，水滴在薄層表面的滾動(dòng)角小于10° 。實(shí)施例4:碳化硅超疏水防腐竹的制備方法，制備步驟包括(1) 、將各種規(guī)格竹材放入圓形鋼筒模具中，圓形鋼筒模具要求 能承受50-100Mpa的壓力，并與壓力機(jī)配套；(2) 、稱(chēng)取任意比例的微納米硅和硅化鎂的粉末，與添加量為質(zhì) 量百分比1.2%的銅、銀和鋅任意比例的混合物催化劑攪拌均勻，所 述的微納米硅粉末和硅化鎂粉末、催化劑的粒徑小于500nm，然后加 入到圓形鋼筒模具中，并淹沒(méi)竹材，然后在壓力機(jī)上將圓形鋼筒模具 中壓力升到65MPa，并保持6小時(shí)；然后卸壓到0 MPa，取出，利用 小錘敲開(kāi)，并用臺(tái)式砂光機(jī)砂露表面，得到處理材；(3) 、將處理材放入熱壓力機(jī)中，將熱壓力機(jī)快速閉合、升壓至 lMPa，保壓120min，熱壓板溫度為20(TC，取出即得碳化硅超疏水防 腐竹。生產(chǎn)的防腐竹表面為密實(shí)多孔薄層，薄層由直徑為l-4陶的由碳 化硅組成的微球組成，孔隙直徑10nm-10l^m。該層與水的接觸角在 150-170°之間，水滴在薄層表面的滾動(dòng)角小于10° 。實(shí)施例5:碳化硅超疏水防腐竹的制備方法，制備步驟包括(1) 、將各種規(guī)格竹片放入圓形鋼筒模具中，圓形鋼筒模具要求 能承受50-100Mpa的壓力，并與壓力機(jī)配套；(2) 、稱(chēng)取任意比例的微納米硅和硅化鎂的粉末，與添加量為質(zhì) 量百分比0.01%的銅和鋅任意比例的混合物催化劑攪拌均勻，所述的 微納米硅粉末和硅化鎂粉末、催化劑的粒徑小于500nm，然后加入到 圓形鋼筒模具中，并淹沒(méi)竹片，然后在壓力機(jī)上將圓形鋼筒模具中壓 力升到95MPa，并保持5小時(shí)；然后卸壓到0 MPa，取出，利用小錘敲開(kāi)，并用臺(tái)式砂光機(jī)砂露表面，得到處理材；(3)、將處理材放入熱壓力機(jī)中，將熱壓力機(jī)快速閉合、升壓至 5MPa，保壓60min，熱壓板溫度為300°C，取出即得碳化硅超疏水防 腐木。生產(chǎn)的防腐竹表面為密實(shí)多孔薄層，薄層由直徑為卜4陶的由碳 化硅組成的微球組成，孔隙直徑10nm-IO他。該層與水的接觸角在 150-170°之間，水滴在薄層表面的滾動(dòng)角小于10° 。實(shí)施例6:碳化硅超疏水防腐竹的制備方法，制備步驟包括(1) 、將各種規(guī)格竹質(zhì)人造板放入圓形鋼筒模具中，圓形鋼筒模 具要求能承受50-100Mpa的壓力，并與壓力機(jī)配套；(2) 、稱(chēng)取任意比例的微納米硅和硅化鎂的粉末，與添加量為質(zhì) 量百分比0.01%的銅和鋅任意比例的混合物催化劑攪拌均勻，所述的 微納米硅粉末和硅化鎂粉末、催化劑的粒徑小于500nm，然后加入到 圓形鋼筒模具中，并淹沒(méi)竹質(zhì)人造板，然后在壓力機(jī)上將圓形鋼筒模 具中壓力升到95MPa，并保持5小時(shí)；然后卸壓到0 MPa，取出，利 用小錘敲開(kāi)，并用臺(tái)式砂光機(jī)砂露表面，得到處理材；(3) 、將處理材放入熱壓力機(jī)中，將熱壓力機(jī)快速閉合、升壓至 5MPa，保壓60min，熱壓板溫度為300°C ，取出即得碳化硅超疏水防 腐木。生產(chǎn)的防腐竹表面為密實(shí)多孔薄層，薄層由直徑為1-4,的由碳 化硅組成的微球組成，孔隙直徑10nm-l(mm。該層與水的接觸角在 150-170°之間，水滴在薄層表面的滾動(dòng)角小于10° 。
權(quán)利要求
1、一種碳化硅超疏水防腐木竹，其特征是所述防腐木竹表面為密實(shí)多孔薄層，薄層由直徑為1-4μm的由碳化硅組成的微球組成，孔隙直徑10nm-10μm。該層與水的接觸角在150-170°之間，水滴在薄層表面的滾動(dòng)角小于10°。
2、 制備權(quán)利要求1所述的碳化硅超疏水防腐木竹的方法，其特 征是制備步驟包括(1) 、將待處理材放入模具中；(2) 、稱(chēng)取任意比例的微納米硅和硅化鎂的粉末，與添加量為質(zhì) 量百分比0. 01-1. 5%的催化劑攪拌均勻，所述的微納米硅粉末和硅化 鎂粉末、催化劑的粒徑小于500rnn，然后加入到模具中，并淹沒(méi)待處 理材，然后在壓力機(jī)上將模具中壓力升到50-100MPa，并保持2-10 小時(shí)；然后卸壓到0 MPa，取出，敲開(kāi)，并用砂光機(jī)砂露表面，得處 理材；(3) 、將處理材放入熱壓力機(jī)中，將熱壓力機(jī)快速閉合、升壓至 l-6MPa，保壓l一120min,熱壓板溫度為200°C-600°C,取出即得碳 化硅超疏水防腐木竹。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳化硅超疏水防腐木竹的制備方法， 其特征是所述的模具為圓形鋼筒模具。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳化硅超疏水防腐木竹的制備方法， 其特征是所述的待處理材是指各種規(guī)格的實(shí)木板材、木片、木質(zhì)人 造板材、竹材、竹片、竹質(zhì)人造板材。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳化硅超疏水防腐木竹的制備方法， 其特征是所述的催化劑為銅、銀、鋅其中一種或任意比例的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種碳化硅超疏水防腐木竹，表面為密實(shí)多孔薄層，薄層由直徑為1-4μm的由碳化硅組成的微球組成，孔隙直徑10nm-10μm。制備步驟包括(1)將待處理材放入模具中；(2)稱(chēng)取任意比例的微納米硅和硅化鎂的粉末，與添加量為質(zhì)量百分比0.01-1.5％的催化劑攪拌均勻，微納米硅粉末和硅化鎂粉末、催化劑的粒徑小于500nm，加入到模具中并淹沒(méi)待處理材，在壓力機(jī)上將模具中壓力升到50-100MPa，并保持2-10小時(shí)；卸壓到0MPa，取出敲開(kāi)并用砂光機(jī)砂露表面，得到處理材；(3)將處理材放入熱壓力機(jī)中，將熱壓力機(jī)快速閉合、升壓至1-6MPa，保壓1-120min，熱壓板溫度為200℃-600℃，即得碳化硅超疏水防腐木竹。方法操作工藝簡(jiǎn)單、可控性好、成本低、無(wú)需復(fù)雜的化學(xué)處理、也不需要昂貴的設(shè)備、易于產(chǎn)業(yè)化。
文檔編號(hào)B27M1/08GK101234500SQ20081003070
公開(kāi)日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2008年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月27日
發(fā)明者彥 卿, 吳義強(qiáng), 彭萬(wàn)喜 申請(qǐng)人:中南林業(yè)科技大學(xué)