[发明专利]一种彩色超疏水竹木材的制作方法

说明书

本发明公开了一种彩色超疏水竹木材的制作方法，整个制作过程在室温下开放环境中进行，无需有机溶剂和反应装置，操作简单，因此易于规模化放大制作；同时以生长在竹木材表面的金属有机框架材料作为前驱体，原位转化制备的金属氢氧化物在竹木材表面具有良好的结合力，有利于提高制作的超疏水涂层的附着力，改善其超疏水稳定性；并且通过改变双金属氢氧化物原位转化制备过程中使用的金属盐种类，可调控制备的氢氧化物的颜色，从而实现彩色超疏水竹木材的制作。

技术领域

本发明涉及竹木材制造领域，尤其涉及一种彩色超疏水竹木材的制作方法。

背景技术

随着人类对低碳生活追求，竹木质材料正越来越多被应用于户外景观建筑、家具、地板、装饰装潢材料以及大型结构工程材料等领域。随着产品用途的扩大，人们对产品的功能提出了更多、更高的要求。目前竹木质材料功能单一，产品功能远远落后于市场对多功能产品的极大需求。因而开发出具有不同功能的竹木板材，提高产品的附加值，扩大其用途，满足人民日益增长的消费需求，就显得非常迫切。另外，由于含有糖类、淀粉、蛋白质和脂肪等营养成分，竹木材在潮湿空气中易发生霉变与腐朽，因此提高竹木产品防腐防霉性能是延长其使用寿命的关键。

在竹木材表面构建超疏水涂层不仅可以使竹木材具有保持清洁的功能，而且还可提高其防腐防霉性能。当前，在竹木材表面构建超疏水涂层通常采用涂覆有机/无机复合涂层的方法，但其存在附着力不佳、超疏水性能不稳定的问题。也有采用先水热生长无机微纳米结构再涂覆有机疏水层的两步方法，但其存在制备装置尺寸限制及高温破坏竹木内部结构等问题。因此，十分期待通过一种室温可规模化放大的简单方法，在竹木材表面构建超疏水涂层制作超疏水竹木材。另外，由于竹木材颜色单一装饰效果单调，如果在制作超疏水竹木材的同时实现同步着色，将会显著增长竹木材产品应用的附加值。因此，急需要一种具有超疏水性能并同时同步着色的竹木材制作方法。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种彩色超疏水竹木材的制作方法，以生长在竹木材表面的金属有机框架材料作为前驱体，原位转化制备的金属氢氧化物在竹木材表面具有良好的结合力，有利于提高制作的超疏水涂层的附着力，改善其超疏水稳定性；并且通过改变双金属氢氧化物原位转化制备过程中使用的金属盐种类，可调控制备的氢氧化物的颜色，从而实现彩色超疏水竹木材的制作。

为实现上述目的，本发明提供一种彩色超疏水竹木材的制作方法，包括以下步骤：

S1：在40KN/m²压力下用320目砂纸将竹木材需要进行加工处理的表面进行打磨，并利用吸尘器将表面的粉末除去，得到清洁表面；

S2：在清洁表面喷涂3-7wt％的双氧水，喷涂量为30-100g/m²，喷涂完毕后室温放置1.5-3h后，用去离子水冲洗3遍，使用热风枪快速吹干，得到表面预处理的竹木材；

S3：将在步骤S2得到的竹木材待处理表面边缘用可拆卸式硅胶条封闭形成水池状框架；将等体积的12-16g/L六水硝酸钴溶液和27-36g/L2-甲基咪唑水溶液迅速混合后倒入水池状框架中，混合液总用量为0.4-0.6L/m²；室温静置反应4-6h后，将水池状框架中液体倒除，用去离子水快速漂洗竹木材表面3次，使用热风枪快速吹干，得到表面生长有钴基金属有机框架层的竹木材；

S4：将在步骤S3所得的表面生长有钴基金属有机框架层的竹木材表面边缘用可拆卸式硅胶条封闭形成水池状框架；按照0.4-0.6L/m²的用量将12-20mmol/L金属盐水溶液倒入水池状框架中，室温静置反应8-12h后，将水池状框架中液体倒除，用去离子水快速漂洗竹木材表面3次，使用热风枪快速吹干，得到表面生长有双金属氢氧化物的竹木材；

S5：在步骤S4所得的表面生长有双金属氢氧化物的竹木材表面按照0.03-0.10L/m²的用量喷涂40-60mmol/L烷基酸钠水溶液，使用热风枪快速吹干，制得表面有彩色超疏水涂层的竹木材。