[发明专利]一种透明温感变色木材的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及木材加工技术领域，具体地说，涉及一种透明温感变色木材的制备方法。

背景技术

木材是由纤维素、半纤维素和木质素三大主要成分构成的具有多孔性结构的天然可再生高分子材料。其中纤维素由于其良好的力学性能而被广泛的用作增强材料、模板材料等；木质素具有丰富的官能团，可以用来制备木材或建筑胶黏剂，同时还能通过液化降解制得生物油和酚类化合物。利用木材的多孔性能，向木材中浸注改性剂可以获得高性能或多功能的木质复合材料，如乙酰化木材、磁性木材和木陶瓷等等。

木材由于色素以及木质素中共轭体系的存在而表现出不同的颜色，人们利用工业制浆法脱除了木材中的木质素，完全漂白后用环氧树脂真空浸渍，最后得到了具有高透明度的木材，同时木材的力学性能也得到了较好的改善；现有技术还有通过脱除木质素、浸渍聚丙烯酸酯获得了高透明度的木材，同时还在透明木材中加入了CsxWO₃纳米颗粒，最终制备了具有隔热功能的透明木材，以期应用于智能玻璃领域。

透明木材作为一种全新的木质复合材料有着广阔的发展前景，它不仅使用了木材这种天然可再生的资源，还能够解决玻璃等无机透明材料的脆性问题。最重要的是它能在制备过程中添加各种改性剂或功能粒子丰富其功能性，目前透明木材的制备等相关研究处在初步阶段，还没有透明温感变色木材的报道，透明温感变色木材的制备工艺及其利用潜力亟待挖掘。

发明内容

本发明的目的是提供木材及一种透明温感变色其制备方法。

本发明提供的一种透明温感变色木材的制备方法，包括如下步骤：

(1)将木材脱除木质素；

(2)漂白木材；

(3)将木材浸没入含有温感变色粉的树脂中，抽真空浸渍，使树脂完全进入木材内部；

(4)固化。

步骤(1)所述木材为质地较软的木材，木材厚度为0.1-5mm。

步骤(1)是将木材NaOH和Na₂SO₃的混合溶液中，煮沸12-24小时，之后用去离子水煮沸2-6小时去除残余药液；所述混合溶液中NaOH浓度2.5mol/L，Na₂SO₃浓度0.4mol/L。

步骤(1)中每隔3-5小时换一次混合溶液。

步骤(2)的漂白方法是将步骤(1)脱除木质素后的木材置于漂白溶液中，80-90℃水浴至木材变成均匀的白色，冲洗干净。

所述漂白溶液为pH4.5，质量百分数为0.5-2％的亚氯酸钠溶液或2-3mol/L的过氧化氢溶液。

优选地，所述漂白溶液为pH4.5，质量百分数为1％的亚氯酸钠溶液。

步骤(3)所述树脂为环氧树脂、聚丙烯酸酯。抽真空浸渍时间为30-50min。

步骤(3)所述温感变色粉粒径为＜50μm，其在树脂中的质量百分含量为0.5％-2％。

所述温感变色粉粒径为1-10μm，其在树脂中的质量百分含量为0.5％-1％。优选地，温感变色粉在树脂中的质量百分含量为1％。

在本发明的一个实施例中，选择的温感变色粉为深蓝色，变色温度为28℃。

步骤(4)的固化是在常温下固化，或者在30-50℃的烘箱中固化。

本发明提供了上述制备方法得到的透明温感变色木材。

本发明的有益效果在于，本发明利用各种物理及化学手段，在保证木材形状不受破坏的情况下脱除木材中的木质素和色素等发色物质，保留强度较好的纤维素，使木材变为白色，尽可能最大程度的增大木材内部孔隙，便于改性剂进入；利用韧性较好的透明树脂浸渍填充木材，在保证木材良好力学性能的基础上赋予其透明功能，同时树脂中混以具有温感变色功能的变色粉，使透明木材同时具有温感变色功能。本发明方法得到的透明温感变色木材有较好的力学强度，与未采用本发明方法处理的木材(原木)的力学强度相比，抗弯强度增加了53.3％，还具有较高的透明度和变色功能(不同温度下，木材的表面颜色随温度改变而变化，可代替普通玻璃在多领域应用，也可作为室内装饰或家具材料，还可以用于制备温感变色装饰品、水杯等，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为实施例1制得的温感变色透明木材中的变色粉在0～40℃范围内的变色情况图。

图2为实施例1制得的温感变色透明木材随着温度增高的色差变化示意图。

图3为实施例2制得的温感变色透明木材在10℃时的表面颜色。图中有word的图案为背景，以体现本发明方法制得的透明温感变色木材的透明度，以下图背景同此解释。