一种用于木材的无污染紫外光催化快速染色方法与流程

本发明涉及木材染色，具体为一种用于木材的无污染紫外光催化快速染色方法。

背景技术：

1、木材是一种力学性能优异的天然可再生材料，广泛应用于建筑、家具、装饰等工程领域。但因其天然属性，常常会由于树木的生长条件、细胞中抽提物含量、真菌浸染和机械加工等因素而使得木材表面存在颜色不均一的现象，这种表面颜色差异进而影响了木材的美观性和使用价值。

2、木材染色技术是解决木材色差问题和提高木材美观性的重要手段。木材染色是在保留了木材表面自然属性的前提下，用染色剂和其他辅助化学试剂使木材表面或者内部着色的方法或过程，通过覆盖原本的颜色来实现表面颜色的均一化，进而提高低质量木材的利用率。

3、木材染色常用的合成染料有直接染料、酸性染料和碱性染料等，但直接染料、酸性染料和碱性染料主要靠分子间的范德华力和氢键同木材结合，导致染料上染率低、抗流失性较差。

4、其次，目前的木材染色技术大多采用加压浸渍染色的方法，不仅操作复杂耗时，同时还会产生大量的染色废水，对环境造成危害。

5、因此，开发一种操作简单、快速高效、并且环保无污染的方法来解决木材色差问题尤为重要，以期推动环保型木材染色技术的进步，对促进木材产业的健康可持续发展有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有染色技术和木材色差调节方法中存在的操作复杂耗时、染料抗流失性差和染料废水污染问题，开发了一种无污染的紫外光催化快速木材染色方法。本发明提供了一种快速、高效、环保的木材表面染色处理方法，采用紫外线催化漂白和多巴胺聚合的快速染色方法，以解决木材表面颜色不均，和传统染色技术不够简便和染料污染的问题，提高木材的经济附加值和利用率的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明提供一种用于木材的无污染紫外光催化快速染色方法，包括以下步骤：

3、s1、涂布预处理液：

4、在木材表面涂布质量百分数为5～20％的氢氧化钠溶液，再在木材表面涂布质量百分数15～30％的双氧水溶液；

5、s2、催化加速预处理：

6、利用紫外灯照射涂布有预处理液的木材，催化加速木材表面的预处理，得到表面颜色接近白色的预处理木材；

7、s3、涂布上色液：

8、将盐酸多巴胺溶解到三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲液中配置成盐酸多巴胺上色溶液，然后涂布到预处理后的木材表面；

9、s4、紫外光催化聚合上色：

10、将涂布有上色溶液的木材放置于紫外灯下照射，催化木材表面的盐酸多巴胺与木材表面化学基团的反应，并且加速其自身聚合成黄棕色的聚多巴胺，稳定的附着在木材表面，最后经干燥得到表面染色的木材。

11、优选的，所述s1中氢氧化钠溶液的质量百分数为5～20％，涂布量为30～50g/m2，并且在涂布好氢氧化钠溶液后静置5～20分钟。

12、优选的，所述步骤s1中双氧水溶液的质量百分数为15～30％，涂布量为80～150g/m2。

13、优选的，所述步骤s2中紫外灯的功率为20～200w、紫外波长为250～400nm、照射时间0.5～2小时。

14、优选的，所述步骤s3中三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲液的浓度为10mmol/l，ph＝8.5，配置的上色溶液中盐酸多巴胺浓度为1～10mg/ml。

15、优选的，所述步骤s3中的盐酸多巴胺上色溶液，可以根据需要在其中添加fe3+，cu2+，mn2+，ni2+中的一种金属离子以获得不同的颜色。

16、优选的，所述步骤s4中紫外灯的功率为20～200w、紫外波长为250～400nm、照射时间0.5～2.5小时。

17、优选的，所述木材可以为栎木、杨木、巴沙木、泡桐、椴木中的一种阔叶木材，以及松木、杉木中的一种针叶木材。

18、本发明至少具备以下有益效果：

19、(1)本发明提供的一种用于木材的无污染紫外光催化快速染色方法，该方法采用预处理和上色两步法进行木材染色，该方法主要是用一定浓度的氢氧化钠与过氧化氢组合为预处理剂，利用紫外光催化加速木材的表面漂白；再使用多巴胺溶液为上色液，利用紫外光催化加速多巴胺在木材表面快速缩合成聚多巴胺，进而在木材表面展现出均一的颜色，具有良好的应用前景。

20、(2)本发明提供的一种用于木材的无污染紫外光催化快速染色方法，所涉及的预处理液和上色液包含的低浓度氢氧化钠、低浓度双氧水、多巴胺均为低毒性，且都使用水为溶剂，不含有机挥发物，不产生废水污染，环保性好，预处理和上色步骤只需要简单的涂布操作即可，采用紫外光催化加速反应进程，从而能快速实现木材表面染色，节约了时间成本，无需大型设备，操作简单方便。

21、(3)本发明提供的一种用于木材的无污染紫外光催化快速染色方法，可以通过控制紫外光照射时间来调控多巴胺的聚合程度，进而实现从白色到黄棕色到黑色的调节，同时，也可以在多巴胺溶液中添加不同颜色的金属离子实现不同颜色的上色，该方式得到的表面颜色稳定性好、色牢度高。

技术特征：

1.一种用于木材的无污染紫外光催化快速染色方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于木材的无污染紫外光催化快速染色方法，其特征在于，所述s1中氢氧化钠溶液的质量百分数为5～20％，涂布量为30～50g/m2，并且在涂布好氢氧化钠溶液后静置5～20分钟。

3.根据权利要求1所述的一种用于木材的无污染紫外光催化快速染色方法，其特征在于，所述步骤s1中双氧水溶液的质量百分数为15～30％，涂布量为80～150g/m2。

4.根据权利要求1所述的一种用于木材的无污染紫外光催化快速染色方法，其特征在于，所述步骤s2中紫外灯的功率为20～200w、紫外波长为250～400nm、照射时间0.5～2小时。

5.根据权利要求1所述的一种用于木材的无污染紫外光催化快速染色方法，其特征在于，所述步骤s3中三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲液的浓度为10mmol/l，ph＝8.5，配置的上色溶液中盐酸多巴胺浓度为1～10mg/ml。

6.根据权利要求1所述的一种用于木材的无污染紫外光催化快速染色方法，其特征在于，所述步骤s3中的盐酸多巴胺上色溶液，可以根据需要在其中添加fe3+，cu2+，mn2+，ni2+中的一种金属离子以获得不同的颜色。

7.根据权利要求1所述的一种用于木材的无污染紫外光催化快速染色方法，其特征在于，所述步骤s4中紫外灯的功率为20～200w、紫外波长为250～400nm、照射时间0.5～2.5小时。

8.根据权利要求1所述的一种用于木材的无污染紫外光催化快速染色方法，其特征在于，所述木材可以为栎木、杨木、巴沙木、泡桐、椴木中的一种阔叶木材，以及松木、杉木中的一种针叶木材。

技术总结本发明提供了一种用于木材的无污染紫外光催化快速染色方法，包括以下步骤：S1、涂布预处理液，S2、催化加速预处理，S3、涂布上色液，S4、紫外光催化聚合上色。该方法采用预处理和上色两步法进行木材染色，该方法主要是用一定浓度的氢氧化钠与过氧化氢组合为预处理剂，利用紫外光催化加速木材的表面漂白；再使用多巴胺溶液为上色液，利用紫外光催化加速多巴胺在木材表面快速缩合成聚多巴胺，进而在木材表面展现出均一的颜色，具有良好的应用前景。技术研发人员：车文博,方小龙,陈斯懿受保护的技术使用者：江山欧派门业股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/15