本发明属于木材染色领域，特别涉及一种木材单板染色方法。
背景技术：
：木材染色是采用化学或物理化学的方法，使染料与木材结合以改变其原有颜色，以满足消费者对木材外观颜色的需求，可以提高速生木材表面质量，改善其视觉效果和装饰性能，仿制名贵木材。目前，木材染色通常采用传统浸染工艺，常用的染料大多是水溶性有机染料，包括酸性染料、活性染料、直接染料、阳离子染料等。酸性染料是一类阴离子染料，主要由偶氮类、蒽醌类染料组成，分子结构中含有大量的羧基、羟基或磺酸基；活性染料分子中含有反应性基团，可与木材中的羟基形成共价键结合；直接染料是不经特殊处理就能直接作用于木材的染料，与木质纤维素的结合主要是依靠分子间的范德华力和氢键；阳离子染料，又称碱性染料，其特点是色泽鲜艳，具较高染色能力。但这些染料的水溶性较大、上染率低、染料流失性高，使得最终产品颜色不稳定，透染性不好。技术实现要素：针对现有问题，本发明提出了一种木材单板染色方法，该染色方法操作简单，容易工业化，可将木材单板染成名贵木材的颜色，提高其附加值。一种木材单板染色方法，其特征在于包括以下步骤：a.预处理液的配制：将偶合剂A、少量氢氧化钠及乙醇调成浆状，加少量沸水搅拌使其溶解，再加入剩余氢氧化钠和水配制成含有偶合剂A质量分数为0.50-2.0%的预处理液，氢氧化钠浓度为3.0-6.0g/L，然后再加入无机盐氯化钠、氯化钾或硫酸钠，使得预处理液中无机盐的含量为5-80g/L，搅拌均匀；b.木材单板预处理：将待染色的单板浸渍于预处理液中，浴比为1:15-20，加入质量分数占预处理液0.15-2.0%的润湿剂，在30-60℃下超声波处理30-180min，使得偶合剂A能够吸附到木材表面及渗透到木材内部，与木材结构中的大量羟基、羧基发生相互作用并吸附沉积到木材表面及内部，取出木片；c.显色剂溶液的配制：将显色剂B溶于无机酸溶液中，用冰冷却至0-10℃，搅拌下逐渐加入亚硝酸钠，在0-10℃下搅拌反应1-30min；d.染色：将预处理过的木片浸入显色剂溶液中，浴比为1:15-20，升温至10-20℃，用醋酸钠、磷酸氢二钠或磷酸二氢钠调节pH值到5-8，偶合显色10-120min，取出晾干。所述步骤a中偶合剂A是2-羟基-3-萘甲酰苯胺类衍生物，结构通式如下：，其中Ar为苯，取代基R为-H、-CH3、-Cl、-OCH3、-NO2中的一个、两个或三个。所述步骤b中润湿剂为非离子型或阴离子型润湿剂或其混合物。所述步骤b中超声波频率在20k-130kHz。所述步骤c中显色剂B为芳香伯胺类衍生物，结构通式为，其中取代基R′为-H、-CH3、-OCH3、-Cl、-NO2的1个或2个。所述步骤c中显色剂B与偶合剂A的摩尔比为1.0-1.2：1。所述步骤c中无机酸为盐酸、硫酸或氢溴酸。所述步骤c中无机酸与显色剂B的摩尔比为2.1-2.4：1。所述步骤c中亚硝酸钠与显色剂B的摩尔比为1.03-1.2：1。本发明以芳香伯胺类衍生物对木材单板进行染色，其原理是：首先用含有偶合剂A的预处理液处理木材单板，预处理液首先浸润木材单板，化合物A受木材表面吸附力作用而吸附到木材单板表面上，借助于超声波及毛细管张力作用下，化合物A在碱性条件下能够通过木材的纹孔、导管和毛细管状系统渗透到木材内部，并借助于化学或物理化学作用与木材内部的羟基、羧基等官能团发生相互作用而吸附沉积到木材内部；在酸性条件下，芳香伯胺类衍生物可与亚硝酸钠反应生成重氮盐，此化合物在一定pH条件下可与木材表面或渗透到木材内部的偶合剂A发生偶合显色反应，生成有色的偶氮类化合物固着在木材表面和内部，从而达到染色目的。预处理液中加入无机盐的作用是促进偶合剂A在木材表面的吸附以及向木材内部渗透。润湿剂的作用是加快预处理液润湿木材单板表面及向木材内部渗透。本发明具有以下优点：1.该方法对木材本身结构和力学性能等影响较小，所得产品不易褪色、透染性好，对后续工艺无不良影响。2.经本方法染色后，单板内外染色均匀，保留了木材原来的木质纹理感，通过选择不同的芳香伯胺类衍生物，可以直接将单板染成名贵木材的颜色，从而提高木材的附加值。3.本发明方法工艺操作简单、成本低、容易工业化。具体实施方式下面通过具体实施例进一步说明本发明。实施例1a.预处理液的配制：将0.2g色酚AS（结构式：）、少量氢氧化钠及乙醇调成浆状，加少量沸水搅拌使其溶解，再加入剩余氢氧化钠和水配制成含有色酚AS质量分数为1%的预处理液，氢氧化钠浓度为5.0g/L，然后再加入1g氯化钠，搅拌均匀；b.木材单板预处理：将待染色的杨木单板（厚度约为1.2mm）浸渍于预处理液中，浴比为1：20，加入0.1g的润湿剂JFC，在40℃下40kHz超声波处理60min，使得色酚AS能够吸附到木材表面及渗透到木材内部，与木材结构中的大量羟基、羧基发生相互作用并吸附沉积到木材表面及内部，取出木片；c.显色剂溶液的配制：称取0.12g2-甲基-5硝基苯胺，加入6ml质量分数为1%的盐酸溶液和14ml水，用冰冷却至4℃，搅拌下逐渐加入0.06g亚硝酸钠，在4℃下搅拌反应20min；d.染色：将预处理过的木片浸入显色剂溶液中，浴比为1：20，升温至15℃，用磷酸氢二钠调节pH值到6.5，偶合显色40min，取出晾干。实施例2a.预处理液的配制：将0.2g色酚AS-D（结构式：）、少量氢氧化钠及乙醇调成浆状，加少量沸水搅拌使其溶解，再加入剩余氢氧化钠和水配制成含有色酚AS-D质量分数为1%的预处理液，氢氧化钠浓度为5.7g/L，然后再加入1.2g氯化钾，搅拌均匀；b.木材单板预处理：将待染色的杨木单板（厚度约为1.2mm）浸渍于预处理液中，浴比为1：20，加入0.1g的润湿剂JFC，在50℃下40kHz超声波处理50min，使得色酚AS-D能够吸附到木材表面及渗透到木材内部，与木材结构中的大量羟基、羧基发生相互作用并吸附沉积到木材表面及内部，取出木片；c.显色剂溶液的配制：称取0.092g间氯苯胺，加入5.5ml质量分数为1%的盐酸溶液和14.5ml水，用冰冷却至5℃，搅拌下逐渐加入0.055g亚硝酸钠，在5℃下搅拌反应25min；d.染色：将预处理过的木片浸入显色剂溶液中，浴比为1：20，升温至13℃，用醋酸钠调节pH值到6.2，偶合显色30min，取出晾干。以未经预处理和染色的杨木单板为标准样，用Datacolor测色仪对实例1（样品1）和实例2（样品2）得到的染色试样测色，如表1所示。表1染色性能数据值样品ΔLΔaΔbΔcΔEK/S1-13.7613.84-3.077.4219.761.75392-15.3413.79-1.284.0520.661.7785当前第1页1 2 3
技术特征：
1.一种木材单板染色方法，其特征在于，包括以下步骤：
a. 预处理液的配制：将偶合剂A、少量氢氧化钠及乙醇调成浆状，加少量沸水搅拌使其溶解，再加入剩余氢氧化钠和水配制成含有偶合剂A质量分数为0.50-2.0%的预处理液，氢氧化钠浓度为3.0-6.0g/L，然后再加入无机盐氯化钠、氯化钾或硫酸钠，使得预处理液中无机盐的含量为5-80g/L，搅拌均匀；
b. 木材单板预处理：将待染色的单板浸渍于预处理液中，浴比为1：15-20，加入质量分数占预处理液0.15-2.0%的润湿剂，在30-60℃下超声波处理30-180min，使得偶合剂A能够吸附到木材表面及渗透到木材内部，与木材结构中的大量羟基、羧基发生相互作用并吸附沉积到木材表面及内部，取出木片；
c. 显色剂溶液的配制：将显色剂B溶于无机酸溶液中，用冰冷却至0-10℃，搅拌下逐渐加入亚硝酸钠，在0-10℃下搅拌反应1-30min；
d. 染色：将预处理过的木片浸入显色剂溶液中，浴比为1：15-20，升温至10-20℃，用醋酸钠、磷酸氢二钠或磷酸二氢钠调节pH值到5-8，偶合显色10-120min，取出晾干。
2.根据权利要求1所述的一种木材单板染色方法，其特征在于所述步骤a中偶合剂A是2-羟基-3-萘甲酰苯胺类衍生物，结构通式如下：，其中Ar为苯，取代基R为-H、-CH3、-Cl、-OCH3、-NO2中的一个、两个或三个。
3.根据权利要求1所述的一种木材单板染色方法，其特征在于所述步骤b中润湿剂为非离子型或阴离子型润湿剂或其混合物。
4.根据权利要求1所述的一种木材单板染色方法，其特征在于所述步骤b中超声波频率在20k-130kHz。
5.根据权利要求1所述的一种木材单板染色方法，其特征在于所述步骤c中显色剂B为芳香伯胺类衍生物，结构通式为，其中取代基R′为-H、-CH3、-OCH3、-Cl、-NO2的1个或2个。
6.根据权利要求1所述的一种木材单板染色方法，其特征在于所述步骤c中显色剂B与偶合剂A的摩尔比为1.0-1.2：1。
7.根据权利要求1所述的一种木材单板染色方法，其特征在于所述步骤c中无机酸为盐酸、硫酸或氢溴酸。
8.根据权利要求1所述的一种木材单板染色方法，其特征在于所述步骤c中无机酸与显色剂B的摩尔比为2.1-2.4：1。
9.根据权利要求1所述的一种木材单板染色方法，其特征在于所述步骤c中亚硝酸钠与显色剂B的摩尔比为1.03-1.2：1。
技术总结
本发明公开了一种木材单板染色方法，包括以下步骤：将偶合剂A、少量氢氧化钠及乙醇调成浆状，加少量沸水搅拌使其溶解，再加入剩余氢氧化钠和水配制成预处理液，然后再加入适量无机盐，搅拌均匀；将待染色的单板浸渍于预处理液中，浴比为1：15‑20，加入适量润湿剂，在30‑60℃下超声波处理30‑180min，取出木片；将显色剂B溶于无机酸溶液中，用冰冷却至0‑10℃，搅拌下逐渐加入亚硝酸钠，在0‑10℃下搅拌反应1‑30min；将预处理过的木片浸入显色剂溶液中，浴比为1：15‑20，升温至10‑20℃，调节pH值到5‑8，染色10‑120min，取出晾干。该染色方法操作简单，容易工业化，可将木材单板染成名贵木材的颜色，提高其附加值。
技术研发人员：张宾;柳荣展;潘颖;张建波;石宝龙;马立标
受保护的技术使用者：青岛大学
技术研发日：.07.25
技术公布日：.11.12
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