温敏可逆变色木质材料及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种温敏可逆变色木质材料及其制造方法，该温敏可逆变色木质材料的表面带有温敏可逆变色功能层，该功能层由通过浸渍将温致变色剂从木质材料表面向其内部浸入并留置在木质材料孔隙中而形成，温敏可逆变色功能层能够在预定的温度区间内随温度的变化而从一种预定颜色可逆地向另一种颜色转变。本发明专利技术木质材料既可作为木质结构材料使用，也可作为木质饰面材料使用。本发明专利技术还公开了一种专用温致变色剂，该变色剂主要包括隐色剂、显色剂和溶剂三种成分，其中，隐色剂决定颜色的变化、显色剂决定颜色变化的深浅、溶剂决定变色的温度，并通过调整三种成分之间的配比实现对温致变色木质材料的颜色、颜色变化的程度、以及变色温度区间的控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可在一定温度区间内随环境温度变化而智能变色的木质材料及其制造方法。
技术介绍
目前，人们在使用木质材料时，通常采用涂刷油漆的方式来获得所需要的色彩，当 人们想要使材料表面呈现不同的颜色时，则需要去除原来的油漆，重新涂刷新的颜色的油 漆，这不仅费时费工，而且还会对材料表面造成损伤。而如果木质材料自身能够根据人们的 需要变换颜色，不仅给人们的使用带来方便，而且将会进一步丰富木质材料的功能，大大拓 展其应用领域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种。为实现上述目的，本专利技术温敏可逆变色木质材料的表面带有温敏可逆变色功能 层，该功能层由通过浸渍将温致变色剂从木质材料表面向其内部浸入并留置在木质材料孔 隙中而形成，温敏可逆变色功能层能够在预定的温度区间内随温度的变化而从一种预定颜 色可逆地向另一种预定颜色转变。本专利技术温敏可逆变色木质材料的制造方法为通过浸渍将温致变色剂从木质材料 表面向其内部浸入，并使浸入的温致变色剂留置在木质材料孔隙中，从而在木质材料表面 形成向其内部延伸的温敏可逆变色功能层，由此得到本专利技术温敏可逆变色木质材料。在温致变色剂能够浸透整个木质材料的情况下，整个材料即形成整体温敏可逆变 色木质材料；在温致变色剂未浸透木质材料的情况下，则在木质材料表面形成厚度与温致 变色剂浸入深度相对应的温敏可逆变色功能层。为了便于温致变色剂的浸入，浸渍前，可对木质材料进行预处理，如微波处理、蒸 汽处理，等等，这样有助于打开木质材料中阻碍流体流动的通道，便于温致变色剂充满木质 材料中的孔隙并向其内部深处浸入；另外，还可以采用超声浸渍和真空浸渍，这样更有利于 温致变色剂充满木质材料中的孔隙和提高浸入深度。为了提高木质材料中温致变色剂的化学稳定性和有效寿命，可在浸渍处理后的木 制品表面涂覆透明涂料，将木质材料中的温致变色剂与外界隔离。如果在浸渍前利用其他材料包裹温致变色剂，将其制成大小满足向木质材料微孔 隙中浸入的胶囊，如纳米胶囊，然后再将其浸渍到木质材料中，不仅提高温致变色剂的化学 稳定性和有效寿命，而且更加方便温致变色剂的后期使用。本专利技术温敏可逆变色木质材料既可作为木制品的基体材料使用，也可作为木制品 的饰面材料来使用。本专利技术温敏可逆变色木质材料中所用温致变色剂为专用温致变色剂，该变色剂主 要包括隐色剂、显色剂和溶剂三种成分，其中，隐色剂决定颜色的变化、显色剂决定颜色变化的深浅、溶剂决定变色的温度，可通过调整三种成分之间的配比实现对温致变色木质材料的颜色、颜色变化的程度、以及变色温度区间的控制。隐色剂可选用三芳甲烷类、荧烷类、吲哚啉苯酞类、吩噻嗪类、螺吡哺类、席夫碱 类、螺环类、双葸酮类等隐色剂中的一种或其中几种的混合；显色剂可选用的有酚羟基化合物及其衍生物、羧基化合物及其衍生物，以及一些 可以提供质子的路易斯酸，等等；溶剂可选用高级脂肪酮、醇、酯、醚、酰胺、羧酸类化合物等溶剂中的一种或其中几 种的混合。本专利技术专用温致变色剂在制备时，首先取一定量的溶剂放入浸渍处理罐内，并加 热成液态，然后按隐色剂、显色剂、溶剂质量比1 (0.1-30) (1-200)称取隐色剂和显色 剂放入浸渍处理罐内，充分搅拌，使隐色剂、显色剂、溶剂混合均勻，即制成本专利技术专用温致 变色剂。本专利技术专用温致变色剂中除了包含隐色剂、显色剂和溶剂三种主要成分外，还可 增加增感剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂等其他辅助成分；而且，根据最终设计温敏可逆变色 木质材料的变色温度范围，既可选择使用一种溶剂，也可选择两种以及两种以上溶剂混合 使用；同时，根据最终设计温敏可逆变色木质材料的颜色，既可选择一种单色隐色剂单独使 用，也可选择两种以及两种以上颜色的隐色剂混合使用。本专利技术温敏可逆变色木质材料与普通的木质材料相比，增加了两项新的功能智 能变色和热能转换功能，即温敏可逆变色木质材料可在一定的温度区间内，随环境温度的 变化其颜色发生智能变色功能和材料本身与周围环境之间智能的热能转换功能。当环境 温度高于温敏可逆变色木质材料的起始变色温度时，材料可从一种颜色智能变成另一种颜 色，此时材料从环境中吸收热能并存储在材料内部，存储的热能总量等于材料从变色前颜 色变成变色后颜色所需的能量；当环境温度低于终止变色温度时，材料由从变色后的颜色 智能变成变色前的颜色，此时材料将存储在内部的能量释放到周围环境中，调节了环境温 度的平衡。本专利技术温敏可逆变色木质材料能够根据需要实现从期望颜色到木质材料本色、从 木质材料本色到期望颜色和一种期望颜色到另一种期望颜色之间的可逆变化；该材料既可 作为木质制品的结构材料，也可作为木质制品的饰面材料；即可用于室内使用，也可用于室 外使用。当温敏可逆变色木质材料用于室外时，变色温度可控制在-40°C——80°C之间；当 温敏可逆变色木质材料用于室内时，变色温度可控制在0°C——50°C之间。此外，温敏可逆 变色木质材料的变色性能稳定，变色灵敏性高，尺寸稳定性好。本专利技术温敏可逆变色木质材料不仅能满足消费者对普通木质材料制品的使用要 求，还能提供消费者其他需求和价值，如为人们在不同温度下提供不同的色彩环境，通过 吸收外部热量而调节环境温度，通过色彩在不同温度下的变换为人们在周围环境中分隔出 不同的功能区域，以及通过色彩变换为人们提供醒目的指示功能，等等。目前在国内外木质材料领域，未见相关的产品、研究报告以及专利文献。因此，研 制温敏可逆变色木质材料的制造方法，开发温敏可逆变色木质材料对木材工业的发展和产 品创新意义重大。加之本专利技术木质材料整体或其表面的功能层具有一定的厚度，即便后期 加工时切削掉部分表层材料，而未将功能层全部去掉的情况下，仍然保持有效的变色功能，因此，方便了材料的后期使用。本专利技术材料将成为木质材料新的市场活力点和木材工业新的经济增长点，特别应用于高端产品，具有巨大的市场潜力和前景。附图说明 图1为本专利技术实施例1效果对比图；图2为本专利技术实施例2效果对比图；图3为本专利技术实施例3效果对比图。具体实施例方式实施例1(1)木质材料准备木质材料浸渍前既可以进行预处理，也可以直接进行浸渍处理。对木质材料进行 微波、蒸汽等预处理，有助于打开阻碍流体在木材内部流动的闭塞通道，有利于温致变色剂 充满木质材料中的微空隙并向木质材料内部更深部位转移。(2)温致变色剂制备选用结晶紫内酯作为隐色剂，双酚A作为显色剂，正十二醇作为溶剂。首 先取一定量的十二醇加入浸渍罐中，如50kg，然后按隐色剂、显色剂、溶剂质量比 1 (0.1-30) (1-200)取结晶紫内酯和双酚A加入浸渍罐，如结晶紫内酯50kg、双酚 AlOkg,充分搅拌，使三种成分混合均勻，即制成所需温致变色剂。(3)木质材料的浸渍将未经预处理的木质材料放入浸渍罐中，控制浸渍温度为70°C，浸渍4h，即完成 木质材料的浸渍。(4)木质材料浸渍后的处理从浸渍罐中取出浸渍好的木质材料，用50-100°C的清水将附着在木质材料表面的 温致变色剂洗净，干燥后即得到图1所示的温敏可逆变色木质材料。该木质材料可在温度为17°C的蓝色和温度为22°C的木材本色之间可逆地变色， 即温度从17°C升至22°C时，木质材料的颜色逐渐由蓝色A变成木材本色B，反之，温度从 22°C降至17°C时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温敏可逆变色木质材料，其特征在于，所述温敏可逆变色木质材料的表面带有温敏可逆变色功能层，该功能层由通过浸渍将温致变色剂从木质材料表面向其内部浸入并留置在木质材料孔隙中而形成，温敏可逆变色功能层能够在预定的温度区间内随温度的变化而从一种预定颜色可逆地向另一种预定颜色转变。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：傅峰，卢克阳，鲍甫成，刘志佳，彭立民，陈志林，林兰英，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院木材工业研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]