本發(fā)明涉及木材改性，特別涉及一種顏色均一的熱改性橡膠木及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、目前，高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)(熱改性處理)是一種木材物理改性手段，一般是在熱油或缺氧環(huán)境(水蒸氣、惰性氣體保護(hù)等)下，升高溫度至160-260℃之間，通過熱量使木材發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到提高其表面顏色裝飾性、尺寸穩(wěn)定性、生物耐久性以及環(huán)保安全性等目的。但是現(xiàn)有技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)得到預(yù)期的特定顏色同時(shí)顏色均一的木材。

2、如專利cn1449900a提供了一種木材顏色的物理調(diào)控方法，是將木材(主要是淺色的速生木材)放入密封容器內(nèi)，通入低于200℃的飽和蒸汽進(jìn)行處理。通過對(duì)木材的初始含水率、飽和蒸汽的溫度和處理時(shí)間進(jìn)行調(diào)控，做到在基本不影響速生木材力學(xué)性能的前提下，使速生木材的原有色澤變深，直至成為棕褐色。雖然此法大大提高了各類速生木材制品的裝飾性能及裝飾效果，但是未解決顏色的均一性，也沒有解決預(yù)期顏色的控制問題。

3、專利cn105415470a提供了一種精確調(diào)控竹材顏色的方法，包括以下工藝步驟：(1)建立竹材熱處理三維樣品庫；(2)樣品庫轉(zhuǎn)換成顏色庫；(3)熱處理方案初選；(4)熱處理方案多維度優(yōu)選；(5)數(shù)據(jù)庫精細(xì)化。利用溫度-介質(zhì)-時(shí)間三因素建立竹材熱處理后的樣品顏色三維數(shù)據(jù)庫，為目標(biāo)竹材顏色的熱處理方案提供一個(gè)基準(zhǔn)取件，由于不同熱處理介質(zhì)特性不同，可以從多個(gè)技術(shù)維度選擇合理的熱處理方案。通過總色差值的大小來選取熱處理方案，雖然可以實(shí)現(xiàn)控制不同顏色的效果，但是缺少一個(gè)精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)模型來實(shí)現(xiàn)預(yù)期顏色的調(diào)控。

4、專利cn112589939a提供了一種定量調(diào)控柚木實(shí)木地暖地板表面顏色的方法，其是根據(jù)所需調(diào)控的柚木地?zé)岬匕宓谋砻骖伾?，從表面顏色?shí)物對(duì)比數(shù)據(jù)庫中得到相應(yīng)的設(shè)定熱處理溫度和設(shè)定熱處理時(shí)間，在色度學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)庫中選取相應(yīng)的色度學(xué)參數(shù)；將色度學(xué)參數(shù)中的總體色差參數(shù)代入至相應(yīng)熱處理時(shí)間條件的回歸方程中，計(jì)算得到相應(yīng)的計(jì)算熱處理溫度；將得到的所有的計(jì)算熱處理溫度進(jìn)行比較，選取溫度最低的計(jì)算熱處理溫度作為實(shí)際熱處理溫度；對(duì)坯料進(jìn)行熱處理；本發(fā)明具有能夠定量調(diào)控柚木實(shí)木地暖地板坯料表面顏色以及改良表面色差的特點(diǎn)。此方法雖然利用了回歸模型，但是具有局限性，無法應(yīng)用在本發(fā)明的木材熱處理改性(熱處理時(shí)間和溫度)上。

5、專利cn112589939a提供了一種熱處理木材弦切加工面顏色的預(yù)測(cè)方法及預(yù)測(cè)模型，本發(fā)明提供了熱處理木材弦切加工面顏色的預(yù)測(cè)方法及預(yù)測(cè)模型，根據(jù)建立的顏色預(yù)測(cè)模型，不需要破壞熱處理木材，可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)160-220℃熱處理木材沿厚度方向不同位置弦切加工面的顏色變化；并且通過控制熱處理溫度，可以調(diào)控?zé)崽幚砟静难睾穸确较蛑付ㄎ恢孟仪屑庸っ娴念伾?。此方法雖然可以利用模型進(jìn)行預(yù)測(cè)顏色，但其實(shí)根本上并沒有解決熱處理木材顏色均一性的問題，模型的復(fù)雜性在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中受限。

6、因此，需要一種方法能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期特定顏色的均一的橡膠木，是提高熱改性橡膠木價(jià)值的一種有效手段，具有現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于此，本發(fā)明提出一種顏色均一的熱改性橡膠木及其控制方法。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、一種顏色均一的熱改性橡膠木，包括以下制備步驟：

4、(1)將橡膠木切割成方材或板材，得到預(yù)處理的橡膠木；

5、(2)將預(yù)處理的橡膠木加入氧化溶液中，超聲浸提，輔以微波水熱處理，得到軟化橡膠木；

6、(3)將軟化橡膠木進(jìn)行高壓水洗處理，得到水洗橡膠木；

7、(4)將水洗橡膠木堆垛氣干，放置3-10d，直至含水率小于70％，得到氣干橡膠木；

8、(5)對(duì)氣干橡膠木分階段干燥處理，具體為：先將溫度升至50±2℃維持0.5-2h，接著將溫度升至60±2℃維持0.5-5h，繼續(xù)將溫度升至70±2℃維持0.5-2h，將溫度升至80±2℃維持0.5-2h，繼續(xù)升溫至85±2℃維持0.5-2h，接著溫度升至90±2℃維持1-4h，繼續(xù)升至95±2℃維持1-4h，最后升溫至120-140℃維持12-48h，得到快速干燥后顏色均一的橡膠木；

9、(6)利用預(yù)測(cè)模型進(jìn)行顏色調(diào)控，得到預(yù)設(shè)顏色的均一橡膠木，降溫調(diào)濕，出窖。

10、進(jìn)一步的，步驟(1)中，所述預(yù)處理的橡膠木的厚度為1-10cm。

11、進(jìn)一步的，步驟(2)中，所述氧化溶液為雙氧水或過氧醋酸溶液，濃度為0.1％-3％v/v。

12、進(jìn)一步的，步驟(2)中，所述超聲浸提是在200-300rpm、30-50℃下浸提30-60min。

13、進(jìn)一步的，步驟(2)中，所述微波水熱處理是在500-800w、50-90℃下加熱2-4h。

14、本發(fā)明通過超聲浸提輔以微波水熱處理，在不會(huì)改變功效成分分子結(jié)構(gòu)的前提下，最大程度地增加物質(zhì)的溶出，實(shí)現(xiàn)橡膠木抽提物以及淀粉、蛋白質(zhì)和糖類高效分離，經(jīng)過水熱處理的橡膠木的顏色在一定程度上發(fā)生了改變，起到輕度的漂白作用，實(shí)現(xiàn)顏色的均一性。

15、進(jìn)一步的，步驟(3)中，所述高壓水洗處理的壓力為1.8-2.2mpa，溫度為20-25℃，流速為10-20l/min，時(shí)間為20-30min。

16、本發(fā)明通過利用高壓水洗來清洗橡膠木材表面及內(nèi)部殘留氧化溶液。

17、進(jìn)一步的，步驟(6)中，所述顏色調(diào)控具體為：設(shè)置溫度范圍為150-220℃，時(shí)間為60-360min，升溫過程中持續(xù)噴蒸，待達(dá)到預(yù)設(shè)溫度后，停止噴蒸，按預(yù)設(shè)時(shí)間繼續(xù)干燥。

18、進(jìn)一步的，步驟(6)中，所述降溫調(diào)濕為降溫至70-80℃，進(jìn)行調(diào)濕，待含水率為8％-12％，將溫度降至40℃以下。

19、一種顏色均一的熱改性橡膠木的控制方法，通過顏色預(yù)測(cè)模型來得到目標(biāo)顏色的均一橡膠木。

20、進(jìn)一步的，所述顏色預(yù)測(cè)模型的回歸方程為：

21、δe*＝406.88-3.84t-0.27t+0.0010tt+0.0094t2+0.0002t2

22、l*＝-3.05+1.28t+0.01t-0.0007tt-0.0047t2+0.00020t2

23、a*＝-69.46+0.79t+0.05t-0.00020tt-0.0020t2-0.00002t2

24、b*＝-122.43+1.65t+0.10t-0.0006tt-0.0046t2-0.00001t2

25、其中，δe*為色差，l*為明度值，a*和b*為色度指數(shù)，t為溫度，t為時(shí)間。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

27、1、本發(fā)明在氧化溶液中通過超聲浸提輔以微波水熱處理橡膠木，經(jīng)過高壓水洗處理和氣干后，再進(jìn)行分階段干燥處理，高溫?zé)崽幚砗蟮玫筋伾坏南鹉z木，同時(shí)根據(jù)預(yù)測(cè)模型來實(shí)現(xiàn)預(yù)期的顏色，提高熱改性橡膠木價(jià)值。

28、2、本發(fā)明建立了熱改性的橡膠木的顏色預(yù)測(cè)模型，分別測(cè)定明度值l*、色度指數(shù)a*、b*和色差δe*與熱處理溫度和熱處理時(shí)間的函數(shù)聯(lián)系，根據(jù)這個(gè)預(yù)測(cè)模型，可以通過調(diào)整熱處理溫度和熱處理時(shí)間來實(shí)現(xiàn)想要的預(yù)期顏色，能夠降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，裝飾效果豐富。

29、3、本發(fā)明的使用氧化溶液超聲浸提輔以微波水熱處理能最大程度上降低橡膠木中抽提物含量，處理液成本低；氣干處理不僅可以減少含水率，減少能耗，還可以釋放橡膠木的應(yīng)力，有利于減少高溫處理中的開裂問題；設(shè)置的特定分階段干燥處理不僅避免前期防腐操作，前期干燥時(shí)間成本大大減少，后期干燥可顯著減少橡膠木中的淀粉和糖類含量，防止病蟲侵害。整個(gè)分階段干燥處理的時(shí)間周期為2-3天，而常規(guī)干燥的時(shí)間需要5-15天，降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率。