[发明专利]一种改性木材的染色方法

说明书

技术领域

本发明涉及改性木材及其染色技术领域，具体为一种改性木材的染色方法。 

背景技术

对木材进行化学改性是实现木材耐用的重要手段之一，经化学改性后的木材，某些特性往往得到明显的改善或提高，如抗腐蚀、抗虫蛀性能和使用寿命等。对木材的染色可改善木材原有表面物理及化学特性，使木材获得较牢固的颜色，改善木材的视觉效果，增强木制品外观色彩的装饰效果。

木材主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，对水具有很好的亲合性。因此，木材常采用亲水性的直接染料、酸性染料、碱性染料和反应性的活性染料染色，但所染木材常存在耐水洗性能差，易褪色或变色等缺点。木材经化学改性后，木材中的纤维素、半纤维素和木质素分子上的羟基被封闭，对水的亲合性大大降低，使分散染料染色改性木材成为可能。

专利ZL201110118006.5是关于乙酰化改性木材染色的一种方法，具体涉及到用分散染料在水相中采用高温高压染色机染色乙酰化改性木材，从而获得了一种红色耐水洗木材。然而上述专利用分散染料对改性木材染色，所用的染色介质为水，存在含分散染料的废水给环境带来污染，且染料不能完全有效利用等缺点。因此，发明一种环保型染色改性木材的方法无疑具有重要的意义。 

超临界CO₂流体是一种非极性流体介质，它具有能溶解非极性、弱极性物质的液体性质，以及低黏度和高扩散性的特性。目前，超临界CO₂在醋酯、锦纶、腈纶、羊毛中得到应用，被誉为是对传统印染行业的一次绿色革命，但超临界染色技术尚未用于改性木材的染色。对于改性木材，其表面因连接有机疏水性基团而具有一定的疏水性，而它内部的部分羟基由于未完全酯化或醚化而具有一定的亲水性，可谓“表里不一”。而且，改性木材内部结构存在结晶区，具有结构不均匀性。在超临界染色中，如何对改性木材染色，即采用何种流体？选用何种染料？采用何种染色工艺才能获得理想的色彩？这是有待解决的技术问题。本发明就在于提供一种超临界CO₂-H₂O双组份流体对改性木材的染色方法。 

发明内容

本发明的目的是提供一种改性木材的染色方法，以制备出色彩丰富、鲜艳、均匀和具有耐水洗、抗虫蛀、抗腐蚀等特性的彩色改性木材。该木材可广泛用于室内外装饰工程，特别是可作为潮湿环境下的对耐水性能要求较高的美观装饰材料使用。

一种改性木材的染色方法，它是将木材板材或木粉先进行化学改性，在超临界染色设备中，以CO₂-H₂O组成的双组份染色介质体系，用分散染料进行染色而得到。

所述的化学改性木材是指经乙酸酐、乙酰氯处理得到的乙酰化改性木材板材，或经乙酸酐、乙酰氯处理得到的乙酰化木粉，或经氯化苄处理得到的苄基化木粉，或经丙烯腈处理得到的氰乙基化木粉，或经硫酸二乙酯处理得到的乙基化木粉，或经环氧氯丙烷处理得到的环氧氯丙烷化木粉。所用的木材是杉木、橡木、梨木等各种常用木材。

所述的染色是在超临界流体染色设备中进行的，所加的染色介质主要为超临界流体CO₂，并加入少量H₂O作辅助染色介质，以组成CO₂-H₂O的双组份染色介质体系。H₂O与CO₂的质量比为1：50～1000，H₂O与改性木材的质量比1：2～50。在超临界CO₂流体中加入少量H₂O，对某些染料染色的匀染性和染料上染率具有显著的提升效果。如采用分散蓝79、分散蓝148等分散染料的染色。

所述的分散染料包括偶氮类和蒽醌类，它是其中的一种或者两种及以上的混合物，优先采用分子量在500以下的分散染料。其中在涤纶织物染色后具有高水洗牢度、高日晒牢度的分散染料优先对改性木材的染色，所得彩色改性木材也同样具有亮丽的色彩和高水洗牢度。而染色时所用分散染料的质量为所染改性木材质量的0.2～20%。

染色是在温度为100～140℃，压力为10～40MPa，时间为10～600min下进行的。染色温度越高，压力越大，时间越长，一般来说染色效果越好。但对于不同改性木材的染色存在一定的差异。对于乙酰化改性木材板材的染色，染色温度、染色压力和染色时间均要求比染色改性木粉高或长。