CN103358374A - 一种家具用北美鹅掌楸木材的漂白方法 - Google Patents

Abstract

本发明是针对色差较大的家具用北美鹅掌楸木材的漂白方法。所述漂白方法，包括以下步骤：先通过低浓度的过氧化氢为主剂与稳漂剂，活性化助剂、水配制成漂白液，进行漂白；再通过用过氧化氢与冰醋酸的混合反应获得过乙酸为漂白主剂而进行第二步漂白。使得色差较大的北美鹅掌楸材料在进行低浓度的过氧化氢漂白后，再用过氧化氢/冰醋酸进行第二步漂白，可获得更高的白度。该生产处理过程环保无污染，作业环境安全，处理后变色北美鹅掌楸木材白度值高，木色稳定，易干燥，不易返色，具有良好的着色、涂饰等加工性能。

Description

一种家具用北美鹅掌楸木材的漂白方法

 

技术领域

本发明涉及属于材料与制品生产技术领域，特别是一种木材漂白的方法。

背景技术

木材作为一种天然生物材料，由于生长环境中化学的、生物的、物理的因素，其组分易降解和变化，如立地条件、活立木受伤、死节的形成、病虫害等原因。在其制作成产品前，还要经过一些过程：干燥、化学处理、表面处理、运输等诸多环节都会导致其不同程度的色差。这就限制了其使用范围，缩短了使用寿命。

美国进口鹅掌楸木材是变色比较严重的材料，该木材边材为奶白色，可能会夹杂心材条纹，呈淡黄棕色至橄榄绿色，有时呈紫色，心材的绿色见光后将变暗并转为褐色，它属于色差较大的树种。而在木质产品家具中，其颜色与造型、尺度、结构、平衡一样重要。已发生变色的木材，其颜色很多情况下不能很好的与室内环境匹配。为使木材颜色一致，在表面涂饰处理前，对木材进行漂白处理是非常必要的。

漂白就是利用一定的化学方法来提亮木材颜色的过程。据了解，如果木材综合利用率每提高1个百分点，全国每年可节省木材40万立米。若对木材进行漂白处理后再进行调色，可满足使用的要求。可见对木材进行漂白处理在木材加工过程中是十分重要的一环，可以达到提高木材使用价值、增强木材特有美感的同时，也为其进一步进行调色处理提供一道必要的前期工序。在实现材色改变的同时扩大木材应用范围、节约木材资源，是推动我国建立节约型社会的有效措施。

现有的木材漂白方法大都是利用高浓度的过氧化氢（又叫双氧水）与氨水、或氯化物系来漂白木材表面，其中以过氧化氢为代表的漂白方法较好，但是由于漂白液中15-30％的高浓度过氧化氢对人体有害，它刺激呼吸道粘膜，长期接触会导致人的毛发变黄。并且高浓度的过氧化氢具有强烈的腐蚀性，运输、储存和使用都不方便。所以有关部门将大于6%的过氧化氢列为有毒物质。并且由于美国进口鹅掌楸木材是变色比较严重的材料，用现有的传统方法很难达到使用者所需的白度要求。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种漂液无毒性，操作安全，且漂后材料白度更高（Hunter白度值大于65）、更均匀，不易返色；同时具有良好的干燥、着色、涂饰等加工性能的家具用北美鹅掌楸木材的漂白方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述家具用北美鹅掌楸木材的漂白方法，包括以下步骤：

（一）、用过氧化氢、稳漂剂，活性化助剂、水配制成漂白液，将待漂北美鹅掌楸木材浸渍入漂白液中，升温至70-90℃，处理时间为60-90min，得到漂白处理后的材料，上述各组分在1000ml溶液中的重量配比为：过氧化氢40-70g、稳漂剂2-8g，活性化助剂4-12g，余量为水；  

（二）、将第一步漂白处理后的材料根据材色要求分为达到与未达到使用要求两类，未达到要求的材料再用二次漂白液进行浸渍漂白，先将按重量配比的冰醋酸、过氧化氢、催化剂、稳定剂、水配制成二次漂白液，然后将未达到使用要求的材料浸渍入该二次漂白液中，在50-70℃条件下浸渍60-90min，然后用清水洗净，气干至平衡含水率，其中所述各组分在1000ml溶液中的重量配比为：冰醋酸160-220g、过氧化氢80-140g 、催化剂6-15g、稳定剂0.5-2g，余量为水。

所述二次漂白液的制备方法是：先将冰醋酸与过氧化氢溶液按一定份量配比混合，在搅拌情况下将催化剂滴加到过氧化氢与冰醋酸混合液中，滴加速度以控制内温20-40℃以内为准；在室温25-35℃充分反应1-3小时后，添加稳定剂，再加入水，使溶液稀释，即配成二次漂白液。

本发明第一步漂白主要是利用过氧化氢通过氧化还原反应与木材中的发色基团及助色基团进行反应，使木材颜色变浅。

第一步处理后的材料根据材色（即材内色差和白度）要求分为达到与未达到使用要求两类时，通常以白度>58、材内色差<15NBS为达到使用要求。

其中上述稳漂剂可为硅酸钠或硫酸镁中的一种，上述活性化助剂采用氢氧化钠或碳酸钠。本发明步骤（一）中稳漂剂在1000ml溶液中的质量配比优选为3-6g。稳漂剂主要作用是防止金属离子对过氧化氢的加速分解作用，稳定过氧化氢，提高漂白效果。氢氧化钠或碳酸钠作为活性化助剂，主要作用是将溶液pH调为碱性，有利于过氧化氢产生活性漂白的过氧化氢离子。

为了去除木材表面的污渍及对抽提物进行充分抽提，以降低漂白难度和提高漂白深度，在上述步骤（一）处理前还有预处理步骤，所述预处理步骤为：用质量分数为0.1-0.3%的氢氧化钠溶液对漂白材料进行常温浸泡，浸泡时间为24-48小时；清水洗净后将试样用超声波进行处理，介质为水，频率为20kHz-40kHz之间，温度30-40℃之间，时间15－30min。超声处理的目的在于对材料进行充分、彻底的清洗，清除经过长时间抽提沉积在材料表面的抽提物，并且进一步打开药剂的进入通道，改善木材的渗透性。

本发明由于采用以低浓度过氧化氢为漂白主剂进行第一步，漂液无毒性或毒性小，操作安全，加入稳漂剂及活性化助剂，使过氧化氢保持适度活性，而又不过度分解而造成原料浪费，目的旨在克服传统的高浓度过氧化氢与氨水、或氯化物系漂白木材表面的一些缺点，采用无氯元素漂白。但由于单独采用低浓度的过氧化氢一步漂白，对于部分颜色较深及色差较大的材料不能获得理想的白度，因此增加了后期的二次漂白。第二步漂白处理过程旨在处理第一步漂白后白度及材内色差达不到要求的材料。采用过氧化氢与冰醋酸混合获得过乙酸进行漂白。因过乙酸的活化能低于过氧化氢，而氧化能力高于过氧化氢。为使反应更有效的进行，加入催化剂浓硫酸。为防止过乙酸的分解，加入稳定剂8-羟基喹啉或磷酸。这样分步进行可以有效且经济的漂白大多类型的木材，并通过两步漂白处理就可获得Hunter白度值大于65的材料。本发明特别适用于漂白白度要求高的漂白木材产品和淡色染色产品的漂白。此发明的漂白材料与传统的木材漂白材料相比，漂后材料白度更高、更均匀，不易返色；同时具有良好的干燥、着色、涂饰等加工性能。本发明所述漂白方法也可用于现有色差较大的其它木材的漂白。

具体实施方式

本发明所述家具用北美鹅掌楸木材的漂白方法，包括以下步骤：

（一）、用过氧化氢、稳漂剂，活性化助剂、水配制成漂白液，将待漂北美鹅掌楸木材浸渍入漂白液中，升温至70-90℃，处理时间为60-90min，得到漂白处理后的材料，上述各组分在1000ml溶液中的重量配比为：过氧化氢40-70g、稳漂剂2-8g，活性化助剂4-12g，余量为水；  

（二）、将第一步漂白处理后的材料根据材色要求分为达到与未达到使用要求两类，未达到要求的材料再用下述漂白液进行浸渍漂白，先将按重量配比的冰醋酸、过氧化氢、催化剂、稳定剂、水配制成二次漂白液，然后将未达到使用要求的材料浸渍入该二次漂白液中，在50-70℃条件下浸渍60-90min，然后用清水洗净，气干至平衡含水率，其中所述各组分在1000ml溶液中的重量配比为：冰醋酸160-220g、过氧化氢80-140g 、催化剂6-15g、稳定剂0.5-2g，余量为水。

上述步骤（一）中各组分在每1000ml溶液中的优选重量配比为：过氧化氢50-60g、稳漂剂3-6g、活性化助剂的添加量为6-10g，余量为水。

上述步骤（二）中各组分在1000ml溶液中的优选重量配比为冰醋酸175-205g、过氧化氢95-125g 、催化剂8-12g、稳定剂0.5-2g，余量为水。

为使本发明在制备二次漂白液时能更好地控制反应内温，所述二次漂白液的制备方法是：先将冰醋酸与过氧化氢溶液按一定份量配比混合，在搅拌情况下将催化剂滴加到过氧化氢与冰醋酸混合液中，滴加速度以控制内温20-40℃以内为准；在室温25-35℃充分反应1-3小时后，添加稳定剂，再加入水，使溶液稀释到应用浓度，即配成二次漂白液。

其中上述稳漂剂可为硅酸钠或硫酸镁中的一种，上述活性化助剂采用氢氧化钠或碳酸钠。

为了去除木材表面的污渍及对抽提物进行充分抽提，以降低漂白难度和提高漂白深度，还可在上述步骤（一）处理前增设预处理步骤，所述预处理步骤为：用质量分数为0.1-0.3%的氢氧化钠溶液对漂白材料进行常温浸泡，浸泡时间为24-48小时；清水洗净后将试样用超声波进行处理，介质为水，频率为20kHz-40kHz之间，温度30-40℃之间，时间15－30min。

也可以说本发明所述的家具用北美鹅掌楸木材漂白方法，主漂过程主要有两步：过氧化氢为主剂的漂白与通过反应得到过乙酸为主剂的漂白。

主漂第一步处理，其漂液组分是以低浓度过氧化氢、稳漂剂、活性化助剂等成分构成。漂白液中过氧化氢通过氧化还原反应与木材中的发色基团及助色基团进行反应，使木材颜色变浅。稳漂剂的主要作用是防止金属离子对过氧化氢的加速分解作用，稳定过氧化氢，提高漂白效果。活性化助剂的主要作用是将溶液pH调为碱性，有利于过氧化氢产生活性漂白的过氧化氢离子。加温处理后清水洗净、干燥、测色。根据使用要求分为达到与未达到使用要求的材料。

第二步漂白处理是处理第一步处理后未达到使用要求的材料，用过氧化氢与冰醋酸在一定条件下反应得到过乙酸。浓硫酸的作用是催化剂，使反应速度加快。8－羟基喹啉或磷酸的作用是稳定剂，使得室温下过乙酸分解率降低，稳定性增加。加温处理后清水洗净、干燥、测色。过乙酸活化能比过氧化氢低，而氧化能力高于过氧化氢。

为了使本发明实现的技术手段和创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。

实施例一：

该实施例的漂白方法，包括两步：低浓度过氧化氢为主剂的漂白，过乙酸为主剂的漂白。主漂处理第一步，用过氧化氢、稳漂剂，活性化助剂、水配制成漂白液，所述各组分在1000ml溶液中的重量配比为：过氧化氢50g、硅酸钠8g，氢氧化钠4g、余量为水。将待漂北美鹅掌楸木材浸渍入漂白液中，升温至70℃，处理时间为90min，取出用清水洗净，气干至平衡含水率。用色度仪进行测色，根据色度（白度、色差）上的使用要求将材料分为达到与未达到使用要求两类。将未达到要求的材料继续处理，采用第二步方法。第二步漂白液是由冰醋酸、过氧化氢、浓硫酸、8-羟基喹啉、水组成的混合液。所述各组分在1000ml溶液中的重量配比为冰醋酸160g、过氧化氢80g 、硫酸6g、8-羟基喹啉0.5g，余量为水。所述硫酸是在搅拌情况下，滴加到过氧化氢与冰醋酸混合液中，滴加速度以控制内温20-40℃以内为准；在室温25℃充分反应3小时后，添加8-羟基喹啉，再加入水，使溶液稀释到应用浓度，即配成二次漂白液。将未达到使用要求的材料浸渍入该漂白液中，在70℃条件下浸渍60min，然后用清水洗净，气干至平衡含水率。所得材料白度为68.54，材内色差为12.43NBS，达到使用要求。

实施例二：

主漂处理第一步，用低浓度过氧化氢、稳漂剂，活性化助剂、水配制成漂白液，所述各组分在1000ml溶液中的重量配比为：过氧化氢70g、硫酸镁3g，氢氧化钠8g、余量为水。将待漂北美鹅掌楸木材浸渍入漂白液中，升温至80℃，处理时间为60min，取出用清水洗净，气干至平衡含水率。用色度仪进行测色，根据色度上的使用要求将材料分为达到与未达到使用要求两类。将未达到要求的材料继续处理，采用第二步方法。第二步漂白液是由冰醋酸、过氧化氢、浓硫酸、8-羟基喹啉、水组成的混合液。所述各组分在1000ml溶液中的重量配比为冰醋酸175g、过氧化氢95g 、硫酸12g、8-羟基喹啉1g，余量为水。所述硫酸是在搅拌情况下，滴加到过氧化氢与冰醋酸混合液中，滴加速度以控制内温20-40℃以内为准；在室温30℃充分反应2小时后，添加8-羟基喹啉，再加入水，使溶液稀释到应用浓度，即配成二次漂白液。将未达到使用要求的材料浸渍入该漂白液中，在50℃条件下浸渍70min，然后用清水洗净，气干至平衡含水率。所得材料白度为67.86，材内色差为11.17NBS，达到使用要求。

实施例三：

该实施例的漂白方法，先进行0.3％的氢氧化钠水溶液将试样浸泡24小时后取出，清水洗净后将试样用超声波进行处理，介质为水，频率为30kHz，温度40℃，时间30min。主漂处理第一步，用过氧化氢、稳漂剂，活性化助剂、水配制成漂白液，所述各组分在1000ml溶液中的重量配比为：过氧化氢60g、硅酸钠6g，碳酸钠10g，余量为水。将待漂北美鹅掌楸木材浸渍入漂白液中，升温至75℃，处理时间为80min，取出用清水洗净，气干至平衡含水率。用色度仪进行测色，根据色度上的使用要求将材料分为达到与未达到使用要求两类。将未达到要求的材料继续处理，采用第二步方法。第二步漂白液是由冰醋酸、过氧化氢、96-98％浓硫酸、磷酸、水组成的混合液。所述各组分在1000ml溶液中的重量配比为冰醋酸220g、过氧化氢140g 、硫酸8g、磷酸2g，余量为水。所述硫酸是在搅拌情况下，滴加到过氧化氢与冰醋酸混合液中，滴加速度以控制内温20-40℃以内为准；在室温35℃充分反应1小时后，添加磷酸，再加入水，使溶液稀释到应用浓度，即配成二次漂白液。将未达到使用要求的材料浸渍入该漂白液中，在60℃条件下浸渍90min，然后用清水洗净，气干至平衡含水率。所得材料白度为70.25，材内色差为3.97NBS，达到使用要求。

实施例四：

该实施例的漂白方法，先进行0.1％的氢氧化钠水溶液将试样浸泡48小时后取出，清水洗净后将试样用超声波进行处理，介质为水，频率为40kHz，温度30℃，时间15min。主漂处理第一步，用过氧化氢、稳漂剂，活性化助剂、水配制成漂白液，所述各组分在1000ml溶液中的重量配比为：过氧化氢40g、硅酸钠2g，氢氧化钠12g，余量为水。将待漂北美鹅掌楸木材浸渍入漂白液中，升温至90℃，处理时间为60min，取出用清水洗净，气干至平衡含水率。用色度仪进行测色，根据色度上的使用要求将材料分为达到与未达到使用要求两类。将未达到要求的材料继续处理，采用第二步方法。第二步漂白液是由冰醋酸、过氧化氢、96-98％浓硫酸、磷酸、水组成的混合液。所述各组分在1000ml溶液中的重量配比为冰醋酸205g、过氧化氢125g 、硫酸15g、磷酸1g，余量为水。所述硫酸是在搅拌情况下，滴加到过氧化氢与冰醋酸混合液中，滴加速度以控制内温20-40℃以内为准；在室温28℃充分反应2小时后，添加磷酸，再加入水，使溶液稀释到应用浓度，即配成二次漂白液。将未达到使用要求的材料浸渍入该漂白液中，在65℃条件下浸渍80min，然后用清水洗净，气干至平衡含水率。所得材料白度为67.86，材内色差为7.34NBS，达到使用要求。

实施例五：

该实施例的漂白方法，先进行0.2％的氢氧化钠水溶液将试样浸泡36小时后取出，清水洗净后将试样用超声波进行处理，介质为水，频率为20kHz，温度35℃，时间25min。主漂处理第一步，用过氧化氢、稳漂剂，活性化助剂、水配制成漂白液，所述各组分在1000ml溶液中的重量配比为：过氧化氢55g、硫酸镁5g，氢氧化钠6g，余量为水。将待漂北美鹅掌楸木材浸渍入漂白液中，升温至75℃，处理时间为75min，取出用清水洗净，气干至平衡含水率。用色度仪进行测色，根据色度上的使用要求将材料分为达到与未达到使用要求两类。将未达到要求的材料继续处理，采用第二步方法。第二步漂白液是由冰醋酸、过氧化氢、96-98％浓硫酸、8-羟基喹啉、水组成的混合液。所述各组分在1000ml溶液中的重量配比为冰醋酸190g、过氧化氢107g 、硫酸10g、8-羟基喹啉1.5g，余量为水。所述硫酸是在搅拌情况下，滴加到过氧化氢与冰醋酸混合液中，滴加速度以控制内温20-40℃以内为准；在室温30℃充分反应1.5小时后，添加8-羟基喹啉，再加入水，使溶液稀释到应用浓度，即配成二次漂白液。将未达到使用要求的材料浸渍入该漂白液中，在70℃条件下浸渍70min，然后用清水洗净，气干至平衡含水率。所得材料白度为71.15，材内色差为5.83NBS，达到使用要求。

实施例六：

该实施例的漂白方法，先进行0.1％的氢氧化钠水溶液将试样浸泡48小时后取出，清水洗净后将试样用超声波进行处理，介质为水，频率为36kHz，温度28℃，时间30min。主漂处理第一步，用过氧化氢、稳漂剂，活性化助剂、水配制成漂白液，所述各组分在1000ml溶液中的重量配比为：过氧化氢53g、硅酸钠5g，氢氧化钠9g，余量为水。将待漂北美鹅掌楸木材浸渍入漂白液中，升温至72℃，处理时间为80min，取出用清水洗净，气干至平衡含水率。用色度仪进行测色，根据色度上的使用要求将材料分为达到与未达到使用要求两类。将未达到要求的材料继续处理，采用第二步方法。第二步漂白液是由冰醋酸、过氧化氢、96-98％浓硫酸、磷酸、水组成的混合液。所述各组分在1000ml溶液中的重量配比为冰醋酸200g、过氧化氢115g 、硫酸9g、磷酸1g，余量为水。所述硫酸是在搅拌情况下，滴加到过氧化氢与冰醋酸混合液中，滴加速度以控制内温20-40℃以内为准；在室温32℃充分反应2小时后，添加磷酸，再加入蒸馏水，使溶液稀释到应用浓度，即配成二次漂白液。将未达到使用要求的材料浸渍入该漂白液中，在60℃条件下浸渍70min，然后用清水洗净，气干至平衡含水率。所得材料白度为71.36，材内色差为6.22NBS，达到使用要求。

尽管本发明是参照具体实施例来描述，但这种描述并不意味着对本发明构成限制。参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，对于本领域技术人员都是可以预料的，这种的变化应属于所属权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种家具用北美鹅掌楸木材的漂白方法，其特征在于包括以下步骤：

（一）、用过氧化氢、稳漂剂，活性化助剂、水配制成漂白液，将待漂北美鹅掌楸木材浸渍入漂白液中，升温至70-90℃，处理时间为60-90min，得到漂白处理后的材料，上述各组分在1000ml溶液中的重量配比为：过氧化氢40-70g、稳漂剂2-8g，活性化助剂4-12g，余量为水； 

（二）、将第一步漂白处理后的材料根据材色要求分为达到与未达到使用要求两类，未达到要求的材料再用二次漂白液进行浸渍漂白，先将按重量配比的冰醋酸、过氧化氢、催化剂、稳定剂、水配制成二次漂白液，再将未达到使用要求的材料浸渍入该二次漂白液中，在50-70℃条件下浸渍60-90min，然后用清水洗净，气干至平衡含水率，其中所述各组分在1000ml溶液中的重量配比为：冰醋酸160-220g、过氧化氢80-140g 、催化剂6-15g、稳定剂0.5-2g，余量为水。

2.根据权利要求1所述家具用北美鹅掌楸木材的漂白方法，其特征在于上述二次漂白液的制备方法是：先将冰醋酸与过氧化氢溶液按一定份量配比混合，再在搅拌情况下滴加催化剂，滴加速度以控制内温为20-40℃为准；在25-35℃充分反应1-3小时后，添加稳定剂，再加入水使溶液稀释，即配成二次漂白液。

3.根据权利要求1所述家具用北美鹅掌楸木材的漂白方法，其特征在于上述稳漂剂可为硅酸钠或硫酸镁，上述活性化助剂采用氢氧化钠或碳酸钠。

4.根据权利要求1所述的家具用北美鹅掌楸木材的漂白方法，其特征在于上述步骤（一）中各组分在每1000ml溶液中的优选重量配比为：过氧化氢50-60g、稳漂剂3-6g、活性化助剂的添加量为6-10g，余量为水。

5.根据权利要求1所述的家具用北美鹅掌楸木材的漂白方法，其特征在于上述步骤（二）中的催化剂为浓度为96-98％的硫酸，稳定剂为8-羟基喹啉或磷酸。

6.根据权利要求1所述的家具用北美鹅掌楸木材的漂白方法，其特征在于上述步骤（二）中各组分在1000ml溶液中的优选重量配比为冰醋酸175-205g、过氧化氢95-125g、 催化剂8-12g、稳定剂0.5－2g，余量为水。

7.根据权利要求1所述的家具用北美鹅掌楸木材的漂白方法，其特征在于在上述步骤（一）处理前还有预处理步骤，所述预处理步骤为：用质量分数为0.1-0.3%的氢氧化钠溶液对漂白材料进行常温浸泡，浸泡时间为24-48小时；清水洗净后将试样用超声波进行处理，介质为水，频率为20kHz-40kHz，温度30-40℃，时间15-30min。