阅读说明：本技术 一种提高硬质木门染色性能的方法 (Method for improving dyeing performance of hard wooden door ) 是由 赵卫 于 2019-10-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及木材加工处理技术领域,公开了一种提高硬质木门染色性能的方法,将制备得到的强化剂添加到染液中,均质处理20-30分钟后即可对硬质木门进行染色处理；所述强化剂乳液能够降低木材与染料接触的表面张力,促进染料快速被纤维素吸收,保持染料的色相,并且染色后具有突出的光稳定性和热稳定性,而且适用于各类染料(包括酸性染料、碱性染料、活性染料等)；其中纳米粒子得以很好的分散开,能够改善硬质木材的湿摩擦牢度,具有极好的耐光牢度、耐升华牢度和耐晒牢度,除此之外,钙基结晶形成的硬化层还能在木质结构表面形成保护,从而提高木材表面的防水性,耐洗刷牢固度高。(The invention relates to the technical field of wood processing treatment, and discloses a method for improving the dyeing performance of a hard wood door, wherein the prepared reinforcer is added into a dye solution, and the hard wood door can be dyed after homogenization treatment for 20-30 minutes; the strengthening agent emulsion can reduce the surface tension of wood and dye contact, promote the dye to be quickly absorbed by cellulose, keep the hue of the dye, has outstanding light stability and thermal stability after dyeing, and is suitable for various dyes (including acid dyes, basic dyes, reactive dyes and the like); wherein the nano particle can fine dispersion, can improve stereoplasm timber's wet rubbing fastness, has fabulous light fastness, resistant sublimation fastness and light fastness, in addition, the sclerosis layer that calcium base crystallization formed can also form the protection on wooden structure surface to improve the waterproof nature on timber surface, the scrubbing resistance fastness is high.)

一种提高硬质木门染色性能的方法

技术领域

本发明属于木材加工处理技术领域，具体涉及一种提高硬质木门染色性能的方法。

背景技术

由于硬质木材可塑性强，环保美观等优点，在家具市场上占有一席领地，尤其是家庭必备的木门选择上，其造型多样，款式丰富，或精致的欧式雕花，或中式古典的各色拼花，或时尚现代，不同装饰风格的门给予了消费者广阔的挑选空间。

木材染色技术应用始于1913年，此后，许多学者对木材染色的基本理论以及技术做了大量的研究，使木材染色技术的实用化和工业化得到了迅速的发展。木材染色是改善木材视觉特性的一个方面，是装饰的途径之一。对木门进行染色，可以丰富造型和装饰，以加强房间的外观与色彩的美观性，染色处理后可以使木门纹理更为清晰悦目，增强木门的装饰效果。但由于硬质木材的结构特性，外加疏水作用，染料分子很难浸染上色，颜色十分不稳定，受光照和气候影响会发生变色和褪色。现有的处理方法是加大染料用量，通过真空加压、微波处理等方式提高木门的着色性能，然而这种处理方式染色后呈现的色调暗沉单一，并且颜色发深，不符合广大消费者对于色彩的审美需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种提高硬质木门染色性能的方法，染色时阻止硬质木材大分子中的羟基被水解，降低负电荷的排斥作用，降低阻碍，提高纤维亲和力，染料能够渗透到木材内部，促进染料快速均匀着色，保持染料的色相。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种提高硬质木门染色性能的方法，将制备得到的强化剂添加到染液中，均质处理20-30分钟后即可对硬质木门进行染色处理；所述强化剂的制备方法包括以下步骤：

（1）称取7.5-8.0克硫酸钙和0.5-0.6克聚丙烯酸钠置于烧杯中，加入70-80毫升蒸馏水，磁力搅拌分散30-40分钟，使用磷酸缓冲液调节体系pH值在8.8-9.0之间，加入0.30-0.35克纳米二氧化硅，超声分散60-70分钟，置于反应釜中，加压反应13-15小时，反应温度为120-130℃，反应结束后，过滤除去上澄清液，剩余产物使用去离子水以及无水乙醇各自洗涤3-5次，在80-90℃真空干燥箱中烘干产物研磨成粉；

（2）将装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的四口烧瓶放入水浴锅中，称取15-18克聚乙烯醇和1.4-1.6克氨基磺酸钠置于四口圆底烧瓶中，加入10-12毫升液体石蜡和0.8-1.0克十二烷基硫酸钠，在65-70℃加热条件下，边搅拌边缓慢加入55-60毫升聚乙二醇水溶液，滴加完后继续搅拌，控制烧瓶中反应温度在70-80℃范围；

（3）待反应进行40-50分钟后，加入步骤（1）制备得到的干燥粉末产物，快速搅拌10-15分钟，在氮气保护下，滴加0.7-0.8毫升OP-10，滴加完后将反应体系降温至36-40℃，在氮气保护下搅拌反应40-50分钟，反应结束后自然冷却至20-25℃，将反应产物在580-600转/分钟下乳化80-90分钟，所得复合乳液密封保存，即为所述强化剂。

作为对上述方案的进一步描述，所述强化剂用量占染液质量的0.12-0.14%。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述纳米二氧化硅粒径大小在10-20纳米之间。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述超声处理功率为40-45KW，温度为55-60℃。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述反应釜中加压反应压力为1.35-1.40MPa。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述聚乙二醇水溶液质量浓度为30-35%。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述快速搅拌速度为700-800转/分钟。

本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有硬质木门染色性能不佳，物理辅助手段着色不当的问题，本发明提供了一种提高硬质木门染色性能的方法，将制备得到的强化剂添加到染液中，均质处理20-30分钟后即可对硬质木门进行染色处理；所述强化剂乳液能够降低木材与染料接触的表面张力，促进染料快速被纤维素吸收，使染料与木门主要成分（纤维素、半纤维素和木质素）之间产生偶极之间力的作用，染色时阻止硬质木材大分子中的羟基被水解，降低负电荷的排斥作用，降低阻碍，提高纤维亲和力，染料能够渗透到木材内部，促进染料快速均匀着色，保持染料的色相，并且染色后具有突出的光稳定性和热稳定性，而且适用于各类染料（包括酸性染料、碱性染料、活性染料等）；其中纳米粒子得以很好的分散开，能够改善硬质木材的湿摩擦牢度，具有极好的耐光牢度、耐升华牢度和耐晒牢度，除此之外，钙基结晶形成的硬化层还能在木质结构表面形成保护，从而提高木材表面的防水性，耐洗刷牢固度高，本发明能够将各类染料的上染率提高至90%以上，色牢度提高2-3级，染料用量少，简化了工艺，成本显著降低，染料着色性能达到长时间内不受摩擦、清洗、日晒影响的效果，满足了消费者对于色彩的多种需求，为制造业开发多种木门产品以及装修风格提供了新的思路，拓展了染料在木材领域的应用，对硬质木材染色技术研究具有重要的理论和现实意义。

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

一种提高硬质木门染色性能的方法，将制备得到的强化剂添加到染液中，均质处理20分钟后即可对硬质木门进行染色处理；所述强化剂的制备方法包括以下步骤：

（1）称取7.5克硫酸钙和0.5克聚丙烯酸钠置于烧杯中，加入70毫升蒸馏水，磁力搅拌分散30分钟，使用磷酸缓冲液调节体系pH值在8.8-9.0之间，加入0.30克纳米二氧化硅，超声分散60分钟，置于反应釜中，加压反应13小时，反应温度为120℃，反应结束后，过滤除去上澄清液，剩余产物使用去离子水以及无水乙醇各自洗涤3次，在80℃真空干燥箱中烘干产物研磨成粉；

（2）将装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的四口烧瓶放入水浴锅中，称取15克聚乙烯醇和1.4克氨基磺酸钠置于四口圆底烧瓶中，加入10毫升液体石蜡和0.8克十二烷基硫酸钠，在65℃加热条件下，边搅拌边缓慢加入55毫升聚乙二醇水溶液，滴加完后继续搅拌，控制烧瓶中反应温度在70-80℃范围；

（3）待反应进行40分钟后，加入步骤（1）制备得到的干燥粉末产物，快速搅拌10分钟，在氮气保护下，滴加0.7毫升OP-10，滴加完后将反应体系降温至36℃，在氮气保护下搅拌反应40分钟，反应结束后自然冷却至20℃，将反应产物在580转/分钟下乳化80分钟，所得复合乳液密封保存，即为所述强化剂。

作为对上述方案的进一步描述，所述强化剂用量占染液质量的0.12%。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述纳米二氧化硅粒径大小在10-20纳米之间。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述超声处理功率为40KW，温度为55℃。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述反应釜中加压反应压力为1.35MPa。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述聚乙二醇水溶液质量浓度为30%。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述快速搅拌速度为700转/分钟。

实施例2

一种提高硬质木门染色性能的方法，将制备得到的强化剂添加到染液中，均质处理25分钟后即可对硬质木门进行染色处理；所述强化剂的制备方法包括以下步骤：

（1）称取7.8克硫酸钙和0.55克聚丙烯酸钠置于烧杯中，加入75毫升蒸馏水，磁力搅拌分散35分钟，使用磷酸缓冲液调节体系pH值在8.8-9.0之间，加入0.32克纳米二氧化硅，超声分散65分钟，置于反应釜中，加压反应14小时，反应温度为125℃，反应结束后，过滤除去上澄清液，剩余产物使用去离子水以及无水乙醇各自洗涤4次，在85℃真空干燥箱中烘干产物研磨成粉；

（2）将装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的四口烧瓶放入水浴锅中，称取16克聚乙烯醇和1.5克氨基磺酸钠置于四口圆底烧瓶中，加入11毫升液体石蜡和0.9克十二烷基硫酸钠，在68℃加热条件下，边搅拌边缓慢加入58毫升聚乙二醇水溶液，滴加完后继续搅拌，控制烧瓶中反应温度在70-80℃范围；

（3）待反应进行45分钟后，加入步骤（1）制备得到的干燥粉末产物，快速搅拌12分钟，在氮气保护下，滴加0.75毫升OP-10，滴加完后将反应体系降温至38℃，在氮气保护下搅拌反应45分钟，反应结束后自然冷却至22℃，将反应产物在590转/分钟下乳化85分钟，所得复合乳液密封保存，即为所述强化剂。

作为对上述方案的进一步描述，所述强化剂用量占染液质量的0.13%。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述纳米二氧化硅粒径大小在10-20纳米之间。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述超声处理功率为40-45KW，温度为55-60℃。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述反应釜中加压反应压力为1.38MPa。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述聚乙二醇水溶液质量浓度为33%。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述快速搅拌速度为750转/分钟。

实施例3

一种提高硬质木门染色性能的方法，将制备得到的强化剂添加到染液中，均质处理30分钟后即可对硬质木门进行染色处理；所述强化剂的制备方法包括以下步骤：

（1）称取8.0克硫酸钙和0.6克聚丙烯酸钠置于烧杯中，加入80毫升蒸馏水，磁力搅拌分散40分钟，使用磷酸缓冲液调节体系pH值在8.8-9.0之间，加入0.35克纳米二氧化硅，超声分散70分钟，置于反应釜中，加压反应15小时，反应温度为130℃，反应结束后，过滤除去上澄清液，剩余产物使用去离子水以及无水乙醇各自洗涤5次，在90℃真空干燥箱中烘干产物研磨成粉；

（2）将装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的四口烧瓶放入水浴锅中，称取18克聚乙烯醇和1.6克氨基磺酸钠置于四口圆底烧瓶中，加入12毫升液体石蜡和1.0克十二烷基硫酸钠，在70℃加热条件下，边搅拌边缓慢加入60毫升聚乙二醇水溶液，滴加完后继续搅拌，控制烧瓶中反应温度在70-80℃范围；

（3）待反应进行50分钟后，加入步骤（1）制备得到的干燥粉末产物，快速搅拌15分钟，在氮气保护下，滴加0.8毫升OP-10，滴加完后将反应体系降温至40℃，在氮气保护下搅拌反应50分钟，反应结束后自然冷却至25℃，将反应产物在600转/分钟下乳化90分钟，所得复合乳液密封保存，即为所述强化剂。

作为对上述方案的进一步描述，所述强化剂用量占染液质量的0.14%。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述纳米二氧化硅粒径大小在10-20纳米之间。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述超声处理功率为45KW，温度为60℃。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述反应釜中加压反应压力为1.40MPa。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述聚乙二醇水溶液质量浓度为35%。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述快速搅拌速度为800转/分钟。

对比实验

分别使用实施例1-3的染色方式为对照组，对相同浓度的染液采用上述各组方式对硬质木材进行染色（染料浓度为0.5%），以杨木板材作为实验对象，机械加工得到所需尺寸试样（每组制备5个），切割成尺寸为25厘米*15厘米*5厘米的板材，采用各组方法对木材样品进行浸染，染色温度为35℃，染色时间为45分钟，水洗后进行气干，干燥时间为6小时，对所得试样进行下一步性能试验，在相同条件下进行各项性能测试，试验中保持无关变量一致，进行结果统计分析（实验前利用统计学方法进行试验设计，然后进行试验并记录试验数据，分析得到试验结果，过程中充分利用统计学工具对结果加以最大程度的解释），结果如下表所示：

各组样品使用不同染料进行染色的上染率（%）

项目	酸性染料（%）	碱性染料（%）	直接染料（%）
				实施例1	92.1	92.6	93.0
实施例2	92.3	92.8	93.3
				实施例3	92.2	92.8	93.2

（所述酸性染料为酸性大红GR，碱性染料碱性嫩黄O，直接染料为直接桃红12B；试验中对于染色性能的测定采用SC-80C全自动色差计测定，对每个试样均进行6点测定然后求平均值）

本发明能够将各类染料的上染率提高至90%以上，色牢度提高2-3级，染料用量少，简化了工艺，成本显著降低，染料着色性能达到长时间内不受摩擦、清洗、日晒影响的效果，满足了消费者对于色彩的多种需求，为制造业开发多种木门产品以及装修风格提供了新的思路，拓展了染料在木材领域的应用，对硬质木材染色技术研究具有重要的理论和现实意义。