提高木材染色上染率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及木材染色技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種提高木材染色上染率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]木材活性染料染色是活性染料溶液在木材表面潤(rùn)濕、擴(kuò)散、吸附及染液向木材內(nèi)部滲透并著色的過程，其中活性染料分子在木材中的移動(dòng)和滲透非常重要，特別是對(duì)實(shí)木深度染色尤為重要。由于木材尺寸大，染色深度厚，因此活性染料在木材中的滲透性就成了影響染色的重要因素，滲透性越好，上染率越高?；钚匀玖先芤簭哪静亩嗣嫦蚰静膬?nèi)部滲透的主要路徑是木材內(nèi)的細(xì)胞壁毛細(xì)管系統(tǒng)(大毛細(xì)管和微毛細(xì)管)和紋孔系統(tǒng)。細(xì)胞壁中抽提物的含量與分布影響染液的滲透性;紋孔特別是具緣紋孔有紋孔塞，在木材生長(zhǎng)過程中容易堵住紋孔口，發(fā)生閉塞，使染液在木材中的徑向和弦向滲透能力很差，導(dǎo)致上染率偏低，染色不均勻。因此，木材染色前，一般要經(jīng)過預(yù)處理，打通木材的紋孔結(jié)構(gòu)，減少抽提物含量，改善木材的滲透性，提高染液在木材中的上染率。
[0003]目前，木材活性染料染色前預(yù)處理技術(shù)有物理法和化學(xué)法。化學(xué)法普遍采用NaOH、H2O2漂白的預(yù)處理技術(shù)，NaOH溶液能與木材中的樹脂酸抽提物發(fā)生皂化反應(yīng)生成溶于水的樹脂酸鈉鹽除去;H2O2只是對(duì)木材內(nèi)的顯色物質(zhì)進(jìn)行氧化漂白，對(duì)抽提物的去除以及紋孔結(jié)構(gòu)的改變不明顯，從而導(dǎo)致活性染料在木材中的上染率提高不顯著。物理法普遍采用微波預(yù)處理技術(shù)，其缺陷是只能使用新鮮木材，在快速干燥過程中形變較大，并且該方法對(duì)氣干材效果不明顯。
[0004]超臨界CO2流體是一種非極性流體介質(zhì)，它具有能溶解非極性、弱極性物質(zhì)的液體性質(zhì)，以及低粘度和高擴(kuò)散性的特性。目前，肖忠平介紹了用超臨界CO2流體對(duì)杉木、馬尾松、檫木等木材進(jìn)行預(yù)處理，但以苯-乙醇混合溶劑的夾帶劑還不能極大地提高超臨界C02的極性，同時(shí)整個(gè)體系呈酸性，不能去除抽提物中的酸性物質(zhì)，使得預(yù)處理效果不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種提高木材染色上染率的方法，該方法工藝簡(jiǎn)單，丙酮、乙醇、叔胺等有機(jī)試劑能夠回收循環(huán)利用，應(yīng)用該方法處理后的木材應(yīng)用到活性染料染色工藝中，不僅能提高活性染料在木材中的上染率和固色率，而且能提高染色深度。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，提供了一種提高木材染色上染率的方法，包括以下步驟:
51、調(diào)節(jié)木材含水率為50%?100 %，以含有丙酮、乙醇和脂肪烷基叔胺的混合溶液為夾帶劑進(jìn)行超臨界C02流體萃取，然后以1.0 MPa/min?10.0 MPa/min的速率泄壓，得到預(yù)處理木材；
52、取經(jīng)過所述步驟SI中的預(yù)處理木材，浸泡在含有活性染液和元明粉的混合溶液中染色得到染色木材；
53、將所述染色木材進(jìn)行固色、皂洗。
[0007]上述的方法，優(yōu)選的，所述步驟SI中所述木材為楊木心材或桉木心材。
[0008]上述的方法，優(yōu)選的，脂肪烷基叔胺為N，N，_二甲基-1-辛胺、N，N，_二丙基-1-丙胺、N，N-二甲基十二烷基胺、N，N-二甲基十六烷基胺、N，N-二甲基十八烷基胺中的一種或多種。
[0009]上述的方法，優(yōu)選的，所述步驟SI中，所述夾帶劑流量為5 mL/min?20 mL/min，丙酮的體積分?jǐn)?shù)為50 %?60 %、乙醇的體積分?jǐn)?shù)為30 %?40 %、脂肪烷基叔胺的體積分?jǐn)?shù)為5%?10 %。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述丙酮的體積分?jǐn)?shù)為60 %、乙醇的體積分?jǐn)?shù)為30 %?35 %、脂肪烷基叔胺的體積分?jǐn)?shù)為5 %?10 %。
[0010]上述的方法，優(yōu)選的，所述步驟SI中所述超臨界⑶2流體萃取的壓力為10MPa?30MPa，時(shí)間為30 min?60 min，CO2流量為20 L/h，溫度為35 °C?60 °C。
[0011]上述的方法，優(yōu)選的，所述步驟S2中所述染色的溫度為50°C?90 °C，所述染色的時(shí)間為2 h?3 ho
[0012]上述的方法，優(yōu)選的，所述步驟S2中所述含有活性染液和元明粉的混合溶液中，元明粉的濃度為30 g/L?60 g/L。所述活性染液的濃度為0.5 %?5 %。
[0013]上述的方法，優(yōu)選的，所述步驟S2中所述含有活性染液和元明粉的混合溶液中，所述活性染料為X型活性染液、KN型活性染液、M型活性染液、EF型活性染液、B型活性染液的一種或多種。
[0014]上述的方法，優(yōu)選的，所述步驟S3還包括將皂洗后的木材用冷水反復(fù)洗滌，然后烘干。
[0015]上述的方法，優(yōu)選的，所述步驟S3中所述固色步驟具體為:用純堿溶液在溫度50°C?80 °C下對(duì)染色木材固色30 min?90 min。
[0016]上述的方法，優(yōu)選的，所述純堿溶液的濃度為15g/L?40 g/L。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述純堿溶液的濃度為20g/L。
[0017]上述的方法，優(yōu)選的，所述步驟S3中所述皂洗步驟具體為:將固色后的木材放入在浴比為1:40的皂洗液中，在90°C?95°C下皂洗10 min?15 min。
[0018]上述的方法，優(yōu)選的，所述皂洗液包括I wt%?3 wt°/c^LR-2皂洗劑、15 g/L?40g/L的Na2S13t3進(jìn)一步優(yōu)選的，所述皂洗液包括2被％的1^-2皂洗劑、20 g/L的Na2S13t3
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
(I)本發(fā)明提供了一種提高木材活性染料染色上染率的方法，采用超臨界CO2流體萃取對(duì)木材進(jìn)行預(yù)處理，先將木材含水率調(diào)至50 %?100 %，使木材潤(rùn)脹;然后置于超臨界CO2流體萃取缸中，以丙酮、乙醇、脂肪烷基二甲基叔胺混合試劑為夾帶劑，超臨界CO2流體攜帶夾帶劑流經(jīng)木材內(nèi)部，一方面通過壓力作用打通潤(rùn)脹木材的毛細(xì)管系統(tǒng)和紋孔系統(tǒng)，另一方面木材的含水率增加，夾帶劑中增加乙醇等助溶劑使木材中的抽提物在超臨界CO2流體中的溶解能力增加，使叔胺與抽提物充分反應(yīng)后溶于流體中，去除木材內(nèi)部的抽提物;然后以1.0 MPa/min?10.0 MPa/min的速度快速泄壓，通過壓力的波動(dòng)進(jìn)一步打通毛細(xì)管系統(tǒng)和紋孔系統(tǒng)，同時(shí)把溶解的抽提物快速帶出，提高了木材的滲透性，進(jìn)而提高了木材的染色上染率，同時(shí)還提高了染色深度。
[0020](2)本發(fā)明以丙酮、乙醇、脂肪烷基二甲基叔胺混合試劑作為夾帶劑，其作用是增加超臨界CO2流體的極性，使抽提物中的極性物質(zhì)在CO2的溶解度大大增加，而脂肪烷基二甲基叔胺屬于Lewis堿，能和木材中的酸性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，又能完全溶于丙酮和乙醇混合溶劑中。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合具體優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但并不因此而限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例
[0022]以下實(shí)施例中所采用的材料和儀器均為市售。
[0023]實(shí)施例1:
一種本發(fā)明的提高木材活性染料染色上染率的方法，包括以下步驟:
(I)配制夾帶劑:取丙酮、乙醇和N，N-二甲基十六烷基胺，按照體積比為60:32:8進(jìn)行混合得到丙酮、乙醇和脂肪烷基叔胺的混合溶液，即夾帶劑。
[0024](2)將楊木心材加工成50 X 20 X 5 mm的四面光試件，調(diào)至含水率80%，放入超臨界CO2萃取缸中。將丙酮、乙醇、N，N-二甲基十六烷基胺的混合溶液裝入夾帶劑罐中。將溫度為35 °C、流量為20 L/h的CO2流體通入萃取缸中，同時(shí)用高壓栗將夾帶劑罐中的混合溶液以15mL/min的流量通入萃取缸，至萃取缸內(nèi)壓力為15 MPa，進(jìn)行超臨界⑶2流體萃取30 min。萃取完成后以10 MPa/min的速度快速泄壓，