一种提高活性染料在榆木木材上的染色性能的方法与流程

2021-01-12 12:01:52|

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本发明涉及一种木材染色加工技术领域，特别涉及一种提高活性染料在榆木木材上的染色性能的方法。

背景技术：

榆木是榆科，榆属，主产温带，落叶乔木，树高大，遍及北方各地，尤其黄河流域，随处可见。

榆木是的家具用材和室内装饰装修材料，主要用于家具、做橱柜、建筑内装饰、细木工产品、门、地板和拼板。

活性染料近年来得到快速发展，其价格低、色谱全，来源广，渗透性和化学稳定性较好，染色工艺较为简单，目前在纺织印染工业中获得了快速发展。随着其优点被广泛认知，将活性染料用于木材染色也逐渐发展开来。但其对于木材的选择性要求较高，由于榆木含水率高，木材稳定性较差，经过烘干处理后，稳定性有所提高，但染色过程中性能仍然不能保证，现有的表面处理效果一般，改变不了榆木纤维结构疏松、染色性相对较差的问题。尤其是在进行染色加工时，影响活性染料的上染，固色率不到55%，染色后受到阳光、温度、水分等影响，耐久性差，易出现明显的色差变化，造成极大的不利影响。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种提高活性染料在榆木木材上的染色性能的方法，利用制备得到的浸泡液进行处理，能够提高榆木木材中纤维素、半纤维素以及木质素中的羟基与活性染料发生反应的活性，染色后稳定性也得到提高。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种提高活性染料在榆木木材上的染色性能的方法，其具体由以下工艺步骤加以实现：

（1）按照质量比为1:2.0-2.2的比例称取无水氯化钙和聚乙烯醇共170-180克，将55-65克沸石粉研磨至粒径大小在0.2-0.5毫米之间，二者混合均匀后加入3.4-3.8千克水搅拌，搅拌速度为300-400转/分钟，同时升温至58-60℃，搅拌时间为30-40分钟，搅拌后使用140-160目筛进行过滤除去渣球，得到滤液；

（2）将步骤（1）回收得到的渣球按照料液质量比为1:7.0-7.5的比例置于摩尔浓度为3.9-4.1摩尔/升的盐酸溶液中浸泡13-16小时，浸泡温度为32-35℃，浸泡结束后进行过滤水洗，得到固体颗粒在烘箱中干燥3-5小时，干燥温度为70-80℃，干燥后置于坩埚中，送入马弗炉中，在750-800℃下煅烧2-3小时，自然冷却后研磨得到粒径大小在20-30纳米之间的沸石粉；

（3）将榆木木材剪裁处理加工好后，按照完全浸没的比例置于步骤（1）所得滤液中，加入为滤液质量0.5-0.6%的十二烷基硫酸钠水溶液，搅拌分散均匀后，浸泡40-45分钟，浸泡温度为44-48℃，再加入为滤液质量2.3-2.5%的双氧水溶液和步骤（2）制备得到的沸石粉，持续搅拌40-60分钟后，超声3-5分钟，在1.2-1.3mpa加压下，升温煮沸，蒸制20-30分钟，自然降温，取出榆木木材，在50-60℃下烘干，即可使用活性染料进行染色。

所述十二烷基硫酸钠水溶液质量浓度为0.25-0.28%。

所述双氧水溶液质量浓度为32-34%。

本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有活性染料对榆木木材染色性能不佳的问题，本发明提供了一种提高活性染料在榆木木材上的染色性能的方法，对榆木木材进行处理改性，使用具有超强渗透功能的浸泡液，加入制备得到的纳米级沸石粉微粒，具有较小的尺寸和较大的比表面积，产生的表面能效使得其分散至浸泡液中，能够与榆木木材基体充分结合，能够提高榆木木材中纤维素、半纤维素以及木质素中的羟基与活性染料发生反应的活性，染色后稳定性也得到提高，加压蒸煮处理后使得榆木材料的韧性、热稳定性以及尺寸稳定性得到显著提高，再进行染色，解决活性染料在对榆木染色时，存在的染色深度、色牢度不足的问题，抗流失性和耐光性显著增强，提高了在环境变化下的稳定性能。具有固色度高、环保等优点，解决了现有活性染料在榆木木材染色上表现差的问题，适合批量生产，大大降低了企业的生产成本，带来了更多的经济效益和社会效益，为榆木木材应用发展奠定了基础，是一种极为值得推荐的技术。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明所提供的技术方案。

实施例1

一种提高活性染料在榆木木材上的染色性能的方法，通过对榆木木材进行处理，再进行染色，其具体由以下工艺步骤加以实现：

s1：按照质量比为1:2.0的比例称取无水氯化钙和聚乙烯醇共170克，将55克沸石粉研磨至粒径大小在0.2-0.5毫米之间，二者混合均匀后加入3.4千克水搅拌，搅拌速度为300转/分钟，同时升温至58℃，搅拌时间为30分钟，搅拌后使用140目筛进行过滤除去渣球，得到滤液；

s2：将步骤（1）回收得到的渣球按照料液质量比为1:7.0的比例置于摩尔浓度为3.9摩尔/升的盐酸溶液中浸泡13小时，浸泡温度为32℃，浸泡结束后进行过滤水洗，得到固体颗粒在烘箱中干燥3小时，干燥温度为70℃，干燥后置于坩埚中，送入马弗炉中，在750℃下煅烧2小时，自然冷却后研磨得到粒径大小在20-30纳米之间的沸石粉；

s3：将榆木木材剪裁处理加工好后，按照完全浸没的比例置于步骤（1）所得滤液中，加入为滤液质量0.5%的十二烷基硫酸钠水溶液，搅拌分散均匀后，浸泡40分钟，浸泡温度为44℃，再加入为滤液质量2.3%的双氧水溶液和步骤（2）制备得到的沸石粉，持续搅拌40分钟后，超声3分钟，在1.2mpa加压下，升温煮沸，蒸制20分钟，自然降温，取出榆木木材，在50℃下烘干，即可使用活性染料进行染色。

更进一步的，所述十二烷基硫酸钠水溶液质量浓度为0.25%。

更进一步的，所述双氧水溶液质量浓度为32%。

性能测试：采用实施例1的方法对榆木试样进行处理，再进行染色。试样榆木：采购自山东地区，气干密度为0.42克/立方厘米，加工成规格为5cm*5cm*7cm（长*宽*厚）的板材，每组试验5块，使用活性红m-3re作为染料，染料质量百分数为0.8%（染料对榆木板材重），浴比为1:20，促染剂元明粉用量30克/升，染色温度为70℃，染色时间为2小时，染色后出料，水洗除去浮色，沥干，至气干状态，避免阳光直接暴晒，采用人工干燥时，在温度80℃下干燥，干燥至含水量为8%，测定上染率，然后将将榆木试样放入到uv老化箱内，控制箱内的温度为60℃，紫外线波长为300nm，辐照强度为40w/m，辐射时长为180h；辐照老化处理后测定色差值；其中，上染率采用分光光度法测定，色差值采用tc-pⅱg全自动测色色差计测定，试验中参照了《gb/t3920-1997色牢度试验耐摩擦色牢度、gb251-1995评定沾色用灰色样卡》评级。

经测试，性能测试结果：上染率为85%，色差（δe）为0.62，湿摩擦牢度为5级。

实施例2

一种提高活性染料在榆木木材上的染色性能的方法，通过对榆木木材进行处理，再进行染色，其具体由以下工艺步骤加以实现：

s1：按照质量比为1:2.1的比例称取无水氯化钙和聚乙烯醇共175克，将60克沸石粉研磨至粒径大小在0.2-0.5毫米之间，二者混合均匀后加入3.6千克水搅拌，搅拌速度为350转/分钟，同时升温至59℃，搅拌时间为35分钟，搅拌后使用150目筛进行过滤除去渣球，得到滤液；

s2：将步骤（1）回收得到的渣球按照料液质量比为1:7.3的比例置于摩尔浓度为4.0摩尔/升的盐酸溶液中浸泡14小时，浸泡温度为33℃，浸泡结束后进行过滤水洗，得到固体颗粒在烘箱中干燥4小时，干燥温度为75℃，干燥后置于坩埚中，送入马弗炉中，在780℃下煅烧2.5小时，自然冷却后研磨得到粒径大小在20-30纳米之间的沸石粉；

s3：将榆木木材剪裁处理加工好后，按照完全浸没的比例置于步骤（1）所得滤液中，加入为滤液质量0.55%的十二烷基硫酸钠水溶液，搅拌分散均匀后，浸泡43分钟，浸泡温度为46℃，再加入为滤液质量2.4%的双氧水溶液和步骤（2）制备得到的沸石粉，持续搅拌50分钟后，超声4分钟，在1.25mpa加压下，升温煮沸，蒸制25分钟，自然降温，取出榆木木材，在55℃下烘干，即可使用活性染料进行染色。

更进一步的，所述十二烷基硫酸钠水溶液质量浓度为0.26%。

更进一步的，所述双氧水溶液质量浓度为33%。

性能测试：采用实施例2的方法对榆木试样进行处理，再进行染色。试样榆木：采购自山东地区，气干密度为0.42克/立方厘米，加工成规格为5cm*5cm*7cm（长*宽*厚）的板材，每组试验5块，使用活性红m-3re作为染料，染料质量百分数为0.8%（染料对榆木板材重），浴比为1:20，促染剂元明粉用量30克/升，染色温度为70℃，染色时间为2小时，染色后出料，水洗除去浮色，沥干，至气干状态，避免阳光直接暴晒，采用人工干燥时，在温度80℃下干燥，干燥至含水量为8%，测定上染率，然后将将榆木试样放入到uv老化箱内，控制箱内的温度为60℃，紫外线波长为300nm，辐照强度为40w/m，辐射时长为180h；辐照老化处理后测定色差值；其中，上染率采用分光光度法测定，色差值采用tc-pⅱg全自动测色色差计测定，试验中参照了《gb/t3920-1997色牢度试验耐摩擦色牢度、gb251-1995评定沾色用灰色样卡》评级。

经测试，性能测试结果：上染率为87%，色差（δe）为0.60，湿摩擦牢度为5级。

实施例3

一种提高活性染料在榆木木材上的染色性能的方法，通过对榆木木材进行处理，再进行染色，其具体由以下工艺步骤加以实现：

s1：按照质量比为1:2.2的比例称取无水氯化钙和聚乙烯醇共180克，将65克沸石粉研磨至粒径大小在0.2-0.5毫米之间，二者混合均匀后加入3.8千克水搅拌，搅拌速度为400转/分钟，同时升温至60℃，搅拌时间为40分钟，搅拌后使用160目筛进行过滤除去渣球，得到滤液；

s2：将步骤（1）回收得到的渣球按照料液质量比为1:7.5的比例置于摩尔浓度为4.1摩尔/升的盐酸溶液中浸泡16小时，浸泡温度为35℃，浸泡结束后进行过滤水洗，得到固体颗粒在烘箱中干燥5小时，干燥温度为80℃，干燥后置于坩埚中，送入马弗炉中，在800℃下煅烧3小时，自然冷却后研磨得到粒径大小在20-30纳米之间的沸石粉；

s3：将榆木木材剪裁处理加工好后，按照完全浸没的比例置于步骤（1）所得滤液中，加入为滤液质量0.6%的十二烷基硫酸钠水溶液，搅拌分散均匀后，浸泡45分钟，浸泡温度为48℃，再加入为滤液质量2.5%的双氧水溶液和步骤（2）制备得到的沸石粉，持续搅拌60分钟后，超声5分钟，在1.3mpa加压下，升温煮沸，蒸制30分钟，自然降温，取出榆木木材，在60℃下烘干，即可使用活性染料进行染色。

更进一步的，所述十二烷基硫酸钠水溶液质量浓度为0.28%。

更进一步的，所述双氧水溶液质量浓度为34%。

经测试，性能测试结果：上染率为86%，色差（δe）为0.61，湿摩擦牢度为5级。

对照组

与实施例1的区别在于，使用粒径大小在50-100纳米之间的二氧化硅代替所述制备得到的沸石粉，其余保持不变。采用同样的试样进行处理和染色，经测试，性能测试结果：上染率为79%，色差（δe）为0.86，湿摩擦牢度为4级。

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