[发明专利]一种水性木材着色剂及着色方法

说明书

本发明涉及木材着色技术领域，尤其涉及一种水性木材着色剂及着色方法。本发明水性木材着色剂主要组分包括颜料、多巴胺、纳米纤维素和水性高分子树脂。本发明解决现有木材着色技术存在着对木材渗透性不均匀、木材表面着色效果不佳等问题，所提供的水性木材着色剂粘度适中、附着力强，粒径小、分散效果好，更容易渗透进木材内部。

技术领域

本发明涉及木材着色技术领域，尤其涉及一种水性木材着色剂及着色方法。

背景技术

木材颜色是决定消费者印象的重要因素，为了提高木制品的装饰作用和产品价值，要对木材及木质材料进行着色。为实现人工林木材的高效利用，也需要通过调色技术改良劣质材，仿制名贵木材，从而提高木材的使用价值，满足人们对木制品多样性的需求。对木材颜色进行调整，可使木材具有良好及可设计的表面性能，显著提高利用率。但是木材染色的助剂大多为重污染药品，在加工及应用过程中会对人体产生严重的危害，经过染色的木材的物理性能有时还会降低，染色后剩余的染色废液的处理也未能得到很好的解决。

现有木材着色技术存在着对木材渗透性不均匀、木材表面着色效果不佳等问题。由于水性乳液涂料在水分挥发的时候，乳液粒子之间相互靠近、接触、堆叠而产生毛细管压力，使粒子间产生挤压、相互渗透而形成涂膜。但在成膜过程中也会渐渐对涂擦动作产生阻力，并随时间的增加而增大，导致涂擦操作变得困难，因此着色效果不佳。尽管在配方中加入延时干燥聚合物，从延时干燥、液体流动方面可以提高其渗透性，提高表面着色效果，如唐述华等(涂料工业，2012，42，45-48)在配方中加入了2％的延时干燥剂，但此方法的干燥时间延长，会带来处理效率降低。另外，水性聚合物粒子较差的分散力及其与木材表面粘结力不够也会使木材表面着色效果较差。

发明内容

为了解决现有木材着色技术存在着对木材渗透性不均匀、木材表面着色效果不佳等问题，本发明提供一种水性木材着色剂，其粘度适中、附着力强，粒径小、分散效果好，更容易渗透进木材内部。

具体而言，本发明提供一种水性木材着色剂，主要组分包括颜料、多巴胺、纳米纤维素和水性高分子树脂。

优选地，上述水性木材着色剂中，颜料、多巴胺、纳米纤维素和水性高分子树脂的重量比为(40-60):(5-15):(5-10):(10-20)，更优选为(45-50):(6-10):(6-8):(15-18)。

研究发现，在上述比例范围内所制成的水性木材着色剂，其中多巴胺能够与水性高分子树脂和木材纤维发生反应，生成粘度合适的高附着力树脂；另外以纳米纤维素作为分散剂，能够将树脂分子和颜料成分分散在水溶剂中，分散更好，着色剂粒径更小，更容易渗透进木材内部。

进一步地，所述纳米纤维素优选为tempo-氧化纳米纤维素，更优选其尺寸在100-200nm。

进一步地，所述水性高分子树脂选自聚丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、环氧树脂中的一种或以上。

一般地，可使用本领域常规颜料。进一步研究发现，当使用无机颜料例如碳黑、钛白粉、铁黄或铁红中的一种时，更适用于本发明配方体系。

进一步地，本发明所述水性木材着色剂还包括适量作为溶剂的水。水的用量通常为颜料、多巴胺、纳米纤维素和水性高分子树脂总重量的10-15倍。

在本发明一些优选的实施例中，所述水性木材着色剂包括：颜料40-60份，多巴胺5-15份，纳米纤维素5-10份，水性高分子树脂10-20份，水150-200份。更优选地，所述水性木材着色剂包括：颜料45-50份，多巴胺6-10份，纳米纤维素6-8份，水性高分子树脂15-18份，水160-180份。

本发明还提供上述水性木材着色剂的制备方法，包括：

1)将纳米纤维素加入水中，超声振荡，充分混匀；

2)按配比加入颜料，搅拌均匀；