一種多功能樹脂型染色改性劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明屬于可對木材、竹材、藤材進(jìn)行增強(qiáng)和染色一體化浸漬改性處理的樹脂型 染色改性劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 常用水溶性染料在木質(zhì)材料內(nèi)部的滲透和固著過程相互矛盾，滲透性好的染料與 處理材的結(jié)合力小，抗流失性差，耐光、耐候性不好，染色過程產(chǎn)生大量廢水，造成環(huán)境危 害，而且，單純?nèi)旧y以滿足產(chǎn)品多性能要求。
[0004] 樹脂浸漬改性可有效提高木材、竹材和藤材等木質(zhì)材料的尺寸穩(wěn)定性、力學(xué)強(qiáng)度、 抗生物劣化等性能，但在實際應(yīng)用過程中存在滲透性差、游離甲醛超標(biāo)、儲存期短、不能重 復(fù)利用以及成本高等問題。而且，一般木材、竹材和藤材等木質(zhì)材料的樹脂浸漬改性和染色 過程分別進(jìn)行，生產(chǎn)過程復(fù)雜，所用設(shè)備多，成本高，效果差，難于推廣使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是設(shè)計一種多功能樹脂型染色改性劑及其制備方法，將木質(zhì)材料 的染色與功能性改性集為一體，在解決木質(zhì)材料染色滲透性、勻染性、色牢度、耐光性等問 題的同時，賦予染色材良好的改性特征，具有操作簡單，易于實現(xiàn)，生產(chǎn)成本低，染色材密度 大、強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定、耐磨、阻燃、色彩均勻豐富、牢固耐久，生產(chǎn)過程節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點。
[0006] 為此，一種多功能樹脂型染色改性劑，它包括以下按重量份計的組分：10~35份 改性三聚氰胺脲醛樹脂、1~10份水溶性染料、1~10份染色助劑、1~10份阻燃劑、50~80份 水； 所述的改性三聚氰胺脲醛樹脂，其原料重量配比為30~50份甲醛、30~50份三聚氰胺、 30~50份甲醇、10~20份尿素、10~20份阻聚劑和40~60份水。
[0007] 所述的阻聚劑為聚乙二醇、一縮二丙二醇、二甘醇、環(huán)氧丙烷丁基醚中的一種或多 種的組合。
[0008] 所述水溶性染料包括酸性染料、活性染料、直接染料、堿性染料中的一種或多種的 組合。
[0009] 所述的染色助劑包括雙氰胺、聚乙二醇、木素磺酸鹽、平平加、烷基脂肪醇、亞硫酸 鈉、納米二氧化鈦、納米二氧化鋅、納米二氧化娃、納米蒙脫土、六甲基磷酰三胺、低聚合度 聚乙二醇、聚丙二酸乙二醇酯、可溶性硅酸鈉中的一種或多種的組合。
[0010] 所述的阻燃劑包括硼酸、硼砂、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、低聚合度聚磷酸銨中的 一種或多種的組合。
[0011] -種制備多功能樹脂型染色改性劑及其改性材的方法，包括如下步驟： (1)按原料重量配比為30~50份甲醛、30~50份三聚氰胺、30~50份甲醇、10~20份尿 素、10~20份阻聚劑和40~60份水備料;將三聚氰胺和甲醛加入反應(yīng)釜中，加入20%質(zhì)量分 數(shù)的氫氧化鈉溶液調(diào)PH到9.2，升溫攪拌，使溫度保持在75°C，反應(yīng)60min; (2) 加入甲醇和占尿素重量50%的部分尿素，加入40%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氫氧化鈉溶液調(diào)PH值 到12以上，反應(yīng)釜溫度保持在65°C，反應(yīng)60min; (3) 反應(yīng)釜降溫，溫度保持在60°C，再加入10%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽酸，調(diào)節(jié)pH值為8~9; (4) 在反應(yīng)釜中加入剩余尿素，加入10%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽酸調(diào)PH值為7.5，反應(yīng)30min，檢驗 反應(yīng)液的水溶倍數(shù)； (5) 當(dāng)反應(yīng)液與水的比為1:5~8時，或反應(yīng)時長達(dá)60~90min時，反應(yīng)釜降溫冷卻至常 溫； (6) 再加入20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的NaOH溶液調(diào)PH值到11，加入阻聚劑，得改性三聚氰胺脲醛樹 脂； (7) 將按重量份計的10~35份改性三聚氰胺脲醛樹脂，加入40~70份水調(diào)配成樹脂溶 液； (8 )在樹脂溶液中加入按重量份計的1~10份水溶性染料、10~20份水、1~10份染色助 劑、1~10份阻燃劑加熱攪拌并充分混溶后得到的多功能染色溶液，制得木質(zhì)材料浸漬改性 用多功能樹脂型染色改性劑； (9)將待處理木質(zhì)材料置入密閉處理罐中，抽真空至-0.08 MPa保持30分鐘，的吸入木 質(zhì)材料浸漬改性用多功能樹脂型染色改性劑，卸壓，再加壓至1. 〇 MPa，處理2 h，出料，氣干 至含水率50%以下，再移至干燥箱內(nèi)，采用逐級升溫的較軟基準(zhǔn)進(jìn)行人工干燥，干燥至板材 含水率10%，得到增強(qiáng)-染色改性木質(zhì)材料。
[0012]所述的木質(zhì)材料浸漬改性用多功能樹脂型染色改性劑的pH為7.5~9,固體含量為 52~58%，水溶倍數(shù)為8。
[0013] 所述的木質(zhì)材料為楊木、杉木、松木、泡桐、橡膠木等速生人工林木材，以及竹材和 棕櫚藤藤材等。
[0014] 上述方法達(dá)到了本發(fā)明的目的。
[0015] 本發(fā)明將木質(zhì)材料的染色與功能性改性集為一體，在解決木質(zhì)材料染色滲透性、 勻染性、色牢度、耐光性等問題的同時，賦予染色材良好的改性特征，具有操作簡單，易于實 現(xiàn)，生產(chǎn)成本低，染色材密度大、強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定、耐磨、阻燃、色彩均勻豐富、牢固耐久，生 產(chǎn)過程節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點。
[0016] 經(jīng)過本發(fā)明改性處理后的人工林速生軟質(zhì)木材，具有密度大、強(qiáng)度和表面硬度高、 尺寸穩(wěn)定、耐磨、阻燃和良好的表面裝飾特性(可根據(jù)用戶需要調(diào)整顏色)等優(yōu)點，可廣泛應(yīng) 用于地板、門、窗、墻板、家具等高附加值產(chǎn)品加工;經(jīng)增強(qiáng)改性后的人工林楊木或杉木板 材，售價可提升2000-2500元/m 3，可產(chǎn)生利潤1000-1500元/m3，經(jīng)濟(jì)效益明顯。本發(fā)明易于推 廣應(yīng)用，設(shè)備投資少，見效快，可廣泛應(yīng)用于現(xiàn)有中小型木材加工廠、地板等生產(chǎn)企業(yè)，市場 前景廣闊。
【具體實施方式】
[0017] 一種多功能樹脂型染色改性劑，它包括以下按重量份計的組分為10~35份改性三 聚氰胺脲醛樹脂、1~1 〇份水溶性染料、1~1 〇份染色助劑、1~1 〇份阻燃劑、50~80份水； 所述的改性三聚氰胺脲醛樹脂，其原料重量配比為30~50份甲醛、30~50份三聚氰胺、 30~50份甲醇、10~20份尿素、10~20份阻聚劑和40~60份水。
[0018]所述的阻聚劑為聚乙二醇、一縮二丙二醇、二甘醇、環(huán)氧丙烷丁基醚中的一種或多 種的組合。
[0019 ]所述水溶性染料包括酸性染料、活性染料、直接染料、堿性染料中的一種或多種的 組合。
[0020] 所述的染色助劑包括雙氰胺、聚乙二醇、木素磺酸鹽、平平加、烷基脂肪醇、亞硫酸 鈉、納米二氧化鈦、納米二氧化鋅、納米二氧化娃、納米蒙脫土、六甲基磷酰三胺、低聚合度 聚乙二醇、聚丙二酸乙二醇酯、可溶性硅酸鈉中的一種或多種的組合。
[0021] 所述的阻燃劑包括硼酸、硼砂、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、低聚合度聚磷酸銨中的 一種或多種的組合。
[0022] -種制備多功能樹脂型染色改性劑及其改性材的方法，包括如下步驟： (1) 按原料重量配比為30~50份甲醛、30~50份三聚氰胺、30~50份甲醇、10~20份尿 素、10~20份阻聚劑和40~60份水備料;將三聚氰胺和甲醛加入反應(yīng)釜中，加入20%質(zhì)量分 數(shù)的氫氧化鈉溶液調(diào)PH到9.2，升溫攪拌，使溫度保持在75°C，反應(yīng)60min; (2) 加入甲醇和占尿素重量50%的部分尿素，加入40%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氫氧化鈉溶液調(diào)PH值 到12以上，反應(yīng)釜溫度保持在65°C，反應(yīng)60min; (3) 反應(yīng)釜降溫，溫度保持在60°C，再加入10%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽酸，調(diào)節(jié)pH值為8~9; (4) 在反應(yīng)釜中加入剩余尿素，加入10%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽酸調(diào)PH值為7.5，反應(yīng)30min，檢驗 反應(yīng)液的水溶倍數(shù)； (5) 當(dāng)反應(yīng)液與水的比為1:5~8時，或反應(yīng)時長達(dá)60~90min時，反應(yīng)釜降溫冷卻至常 溫； (6) 再加入20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的NaOH溶液調(diào)PH值到11，加入阻聚劑，得改性三聚氰胺脲醛樹 脂； (7) 將按重量份計的10~35份改性三聚氰胺脲醛樹脂，加入40~70份水調(diào)配成樹脂溶 液； (8) 在樹脂溶液中，加入按重量份計的1~10份水溶性染料、10~20份水、1~10份染色 助劑、1~10份阻燃劑加熱攪拌并充分混溶后得到的多功能染色溶液，制得木質(zhì)材料浸漬改 性用多功能樹脂型染色改性劑； (9) 將待處理木質(zhì)材料置入密閉處理罐中，抽真空至-0.08 MPa保持30分鐘，吸入木質(zhì) 材料浸漬改性用多功能樹脂型染色改性劑，卸壓，再加壓至1 .〇 MPa，處理2 h，出料，氣干至 含水率50%以下，再移至干燥箱內(nèi)，采用逐級升溫的較軟基準(zhǔn)進(jìn)行人工干燥，干燥至板材含 水率1 〇%，得到增強(qiáng)-染色改性木質(zhì)材料。
[0023]所述的木質(zhì)材料浸漬改性用多功能樹脂型染色改性劑的pH為7.5~9,固體含量為 52~58%，水溶倍數(shù)為8。
[0024] 所述的木質(zhì)材料為楊木、杉木、松木、泡桐、橡膠木等速生人工林木材，以及竹材和 棕櫚藤藤材等。
[0025] 實施例1 以人工林楊木的增強(qiáng)染色一體化改性為具體實施例: 1)三聚氰胺脲醛樹脂制備 按以下原料配比合成樹脂主劑：甲醛14.81kg，三聚氰胺11.14 kg，甲醇7.01kg，尿素 5.40kg，阻聚劑3.00kg 和40-60份水。
[0026]合成過程：①將三聚氰胺和甲醛加入反應(yīng)釜中，加入20%氫氧化鈉溶液調(diào)P