改性生漆基納米復合涂料的制備及對木材性能影響的研究
針對天然生漆成膜速度慢、成膜條件對溫濕度苛刻、耐老化性能差和脆性大的問題,以環(huán)氧生漆作為復合涂料基質(zhì),將納米氧化鋁和纖維素納米纖維作為增強劑,采用共混法與表面化學改性等技術(shù)制備了兩種改性生漆納米復合涂料,大大提高了生漆耐老化性、耐紫外線性、防潮性和力學性能,改善其柔韌性。
對于納米氧化鋁復合涂膜,總體來說,加入適量的改性納米氧化鋁的確使漆酚的性能更加優(yōu)良,以達到保護木材表面的目的。在此次研究中,隨著漆膜中納米氧化鋁含量增加,復合涂膜的硬度和抗沖擊強度逐漸增加,同時漆膜的干燥時間越來越短,透光率逐漸減小,疏水性越來越強。但納米氧化鋁的量加入過多,則易在漆膜表面發(fā)生團聚現(xiàn)象,反而會影響復合涂膜的性能,影響其對木材的保護作用。加入纖維素納米纖維有助于增強漆膜如抗沖擊強度、內(nèi)部致密性等部分性能,以達到有效防止木材表面劃傷、改善木材各向異性的目的;但 CNF 本質(zhì)較軟,加入過多會給復合涂膜帶來硬度降低等缺陷,這反而不利于復合涂膜保護木材表面。
分析生漆與改性漆和木材的結(jié)合機理,通過紫外老化實驗,揭示改性漆的老化機制和對木材抗紫外老化的作用。復合涂膜宏觀表面透亮光滑,微觀表面平整,微觀截面呈層狀交織結(jié)構(gòu),木材表面光澤度得到提升,木材紫外抗老化性能得到有效提升。納米氧化鋁復合膜隨納米氧化鋁含量的增加,拉伸強度和斷裂伸長率減小,改性后隨著改性基含量的增加,木材表面磨損率逐漸降低,其中納米 氧化鋁改性后磨損率最低,耐磨性能最優(yōu)。納米纖維素復合膜拉伸強度和斷裂伸長率隨著 CNF 含量的增加先增加后減小,涂敷納米纖維素復合膜后木材吸濕系數(shù)及吸濕尺寸變化率最低。
項目發(fā)表了研究論文“一種生物基納米復合膜的光譜學特性研究”,發(fā)明專利“一種基于生物酶預處理木質(zhì)材料的方法”和調(diào)查報告“改性生漆基納米復合涂料的制備及對木材性能影響的研究”。
西北農(nóng)林科技大學
2023-07-13