一种木材表面化学变色方法技术

本发明专利技术公开了一种木材表面化学变色方法。该方法是先在木材表面涂敷氯化铜溶液，干燥后再向木材表面涂敷变色剂，再次干燥,完成木材的变色，制得成品。本发明专利技术具有优越的渗透性能，变色溶液与木材的结合强度更高，抗流失性更好，使得本发明专利技术制得产品呈现的色彩更加丰富、纹理更加清晰、层次感更强，而且变色的方法操作简单，加工过程更为环保。

【技术实现步骤摘要】
一种木材表面化学变色方法
本专利技术涉及一种木材表面化学变色方法，属于木材制造领域。
技术介绍
近年来，我国对于木材资源特别是天然珍贵木材的需求越来越大，但是我国本身的木材资源不断的减少，需要大量的从外进口，我国木材资源严重匮乏，尤其是天然珍贵硬阔叶材，为了尽量提高木材的经济附加值，大范围的使用木材单板来进行木制品的表面装饰成为了发展的主要的趋势。木材有着非常好的力学性能和装饰性，在使用过程中，对木材的表面修饰是在木材使用过程中的一个必不可少的过程。传统的木材涂饰方式大都为油漆添加染料涂饰，降低了木材纹理清晰度，木材本身颜色失真，天然纹理也被覆盖，颜色过于一致，木材的天然性也大大的降低。随着环保呼声的日益高涨，在不使用染料的前提下，通过物理、化学的方法诱发木材变色，使其获得均匀美观而且自然的颜色，保留木材原有的自然纹理，是木材颜色优化研究的一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种木材表面化学变色方法。本专利技术具有优越的渗透性能，变色溶液与木材的结合强度更高，抗流失性更好，本专利技术制得产品呈现的色彩不仅更加丰富、纹理更加清晰、层次感更强，而且变色的方法操作简单，加工过程更为环保。本专利技术的技术方案：一种木材表面化学变色方法，该方法是先在木材表面涂敷氯化铜溶液，干燥后再向木材表面涂敷变色剂，再次干燥,完成木材的变色，制得成品。上述的木材表面化学变色方法，所述的变色剂按重量份包括变色物质5-30份、固色剂1-5份、表面活性剂10-100份和水800-970份；所述的变色物质为含铁离子、亚铁离子、铬离子或锰离子的金属盐溶液。前述的木材表面化学变色方法，所述的金属盐溶液是氯化铁。前述的木材表面化学变色方法，所述的氯化铜溶液的质量百分浓度为1％-5％。前述的木材表面化学变色方法，所述氯化铜溶液的质量百分浓度为2％。前述的木材表面化学变色方法，所述的固色剂包括紫外线吸收剂，所述紫外线吸收剂为氧苯酮、水杨酸苯酯、2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑、2，4-二羟基二苯甲酮或2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。所述表面活性剂为聚氧乙烯20油醚、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基磺酸钠或十二醇硫酸钠。前述的木材表面化学变色方法，所述固色剂还包括阳离子型季铵盐,所述阳离子型季铵盐与紫外线吸收剂以1：1进行配比，所述阳离子型季铵盐为氯化十六烷基吡啶或溴化十六烷基吡啶。前述的木材表面化学变色方法，所述紫外线吸收剂为水杨酸苯酯；所述阳离子型季铵盐为氯化十六烷基吡啶；所述表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚。前述的木材表面化学变色方法，所述的干燥方法是在真空式干燥箱内干燥。前述的木材表面化学变色方法，在向木材单板涂覆氯化铜溶液前，先将木材单板置于密闭的处理罐中，向处理罐内喷加蒸气使处理罐内温度升高至100-185℃，且保持蒸气压力处于不饱和状态。与现有技术比较，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术改进了木材变色的方法以及木材变色方法中的成分，分次与木材单板进行反应，诱导木材单板进行变色，经过两次处理，木材的颜色更加丰富，得到的颜色种类更多，呈现的颜色自然漂亮、纹理更加清晰、层次感更强，而且木材单板变色的方法操作简单，加工过程更为环保，并具有很好的抗菌抗蛀虫能力。本专利技术采用两种化学溶液分次涂敷的方法，可以诱导木材发生化学反应，从而得到更多的颜色，丰富了木材的颜色多样性。通过含有铁离子、亚铁离子、铬离子或锰离子的金属盐溶液作为变色剂的主要变色成分对木材单板进行二次变色，形成更加丰富的颜色。而且相比市场上常用的如偶氮类染料，毒性更小，对木材的渗透性更强，着色材层次感强，无需加热即可反应。同时，铜离子有很好的杀菌抗菌能力，变色后的单板抗菌能力、抗虫蛀能力有了很好的改善。综上所述，本专利技术为优化木材颜色提供了新思路和新方法，对提高木材品质和木材的科学加工与高效利用具有重要的意义和实用价值。(2)本专利技术利用铁离子、亚铁离子、铬离子或锰离子诱导木材单板中的木素分子、单宁分子变色，木素分子中含有甲氧基、羟基和羰基，这些功能基可作为铁离子、铬离子或锰离子的吸附位点与其发色络合，形成不同的颜色；单宁分子内有多个邻位酚羟基，可作为多基配体与一个中心金属离子络合，形成环状螯合物，在络合的同时发生氧化还原反应，例如铜离子与单宁反应形成了单宁铜或者单宁酸铜。单宁自身氧化成醌而颜色加深。依靠木材化学变色，铁离子、亚铁离子、铬离子或锰离子与木材单板中的分子形成稳定化学键，与木材单板中木材分子的结合强度更高，抗流失性更强。木材化学变色剂中的原料成分包含紫外线吸收剂，木板单板变色后的颜色稳定性和耐光性也有了大幅度的提高，而且木材化学变色剂在使用过程中无需加热，制做方式简单，木材化学变色的反应快，处理工艺较为简单。(3)本专利技术的固色剂原料成分中包括紫外线吸收剂，木板变色后的颜色稳定性和耐光性也有了大幅度的提高。(4)作为进一步的优选，在向木材单板涂覆氯化铜溶液前，喷加热蒸气对木材进行加热，且保持蒸气压力处于不饱和状态；该工序可以有效地抽提出木材内的部分空气和部分内含物，打通变色剂的渗透渠道，提高变色剂的变色效果和渗透率，以及变色剂在木材上的附着度。(5)经本专利技术制得的变色木材，并按常规检测标准对变色部分进行项目检测，木材单板中变色渗入深度达到5～10mm，较传统的油漆添加染料修饰的表层作色方法更加具有的渗透率，而且大幅度的减少甲醛的使用，更为的环保。对木材单板的变色层进行耐磨性检测，较传统油漆表层作色方法相比，耐性系数提升了2倍以上。利用化学力显微镜技术对金属离子与木材分子中形成的化学键进行成像显示，木材化学变色剂中金属离子与木材分子中形成的化学键的键能远远大于传统方法中使用染色剂对木材进行染色剂形成色素分子与木材分子之间的范德华力和氢键，而且其化学键的排列方式和组合更具有规则性和连续性，因此木材单板上的变色层结合牢度强，抗流失性更好。附图说明：图1：本专利技术制得的变色木材与常规方法制得的染色木材的对比图A；图2：本专利技术制得的变色木材与常规方法制得的染色木材的细菌菌落的光学显微镜成像对比图；图3：本专利技术制得的变色木材涂覆氯化铜溶液或变色剂的效果对比图。图4：蒸气压力饱和状态下的相应的蒸气温度数据图A；图5：蒸气压力饱和状态下的相应的蒸气温度数据图B；图6：本专利技术制得的变色木材在不同蒸汽压力和温度下的颜色层渗透率；图7：本专利技术制得的变色木材和常规方法制得的染色木材的化学力显微镜图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不作为对本专利技术限制的依据。实施例1：一种木材表面化学变色方法：按下述质量份比例分别在不同容器中加入氯化铜溶液和变色剂的原料，混合搅拌均匀；氯化铜溶液氯化铜10g、水950g；变色剂氯化亚铁5g、水杨酸苯酯1g、烷基酚聚氧乙烯醚10g、水950g。利用上述的氯化铜溶液和变色剂对白橡木材质的木材单板进行木材化学变色，并按下述步骤进行：1.将木材单板进行干燥处理，干燥至木材单板中的含水量为9％；2.将氯化铜溶液用擦涂方式均匀地涂覆在干燥后的木材单板上，涂覆量为30g/m2，均匀涂覆后置于真空干燥箱内在55℃下，快速干燥25秒，制得半成品；3.将变色剂用擦涂方式均匀地涂覆在半成品上,涂覆量为30g/m2,均匀涂覆后置于真空干燥箱内在55℃下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种木材表面化学变色方法，其特征在于：该方法是先在木材表面涂敷氯化铜溶液，干燥后再向木材表面涂敷变色剂，再次干燥,完成木材的变色，制得成品。

【技术特征摘要】
1.一种木材表面化学变色方法，其特征在于：该方法是先在木材表面涂敷氯化铜溶液，干燥后再向木材表面涂敷变色剂，再次干燥,完成木材的变色，制得成品。2.根据权利要求1所述的木材表面化学变色方法，其特征在于：所述的变色剂按重量份包括变色物质5-30份、固色剂1-5份、表面活性剂10-100份和水800-970份；所述的变色物质为含铁离子、亚铁离子、铬离子或锰离子的金属盐溶液。3.根据权利要求2所述的木材表面化学变色方法，其特征在于：所述的金属盐溶液是氯化铁。4.根据权利要求1所述的木材表面化学变色方法，其特征在于：所述的氯化铜溶液的质量百分浓度为1％-5％。5.根据权利要求4所述的木材表面化学变色方法，其特征在于：所述氯化铜溶液的质量百分浓度为2％。6.根据权利要求2所述的木材表面化学变色方法，其特征在于：所述的固色剂包括紫外线吸收剂，所述紫外线吸收剂为氧苯酮、水杨酸苯酯、2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟圣，孙芳利，曹惠敏，金春德，
申请(专利权)人：浙江农林大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33