CN111015859A - 一种酸性的木皮染色材料及其制备和染色工艺 - Google Patents

一种酸性的木皮染色材料及其制备和染色工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种酸性的木皮染色材料及其制备和染色工艺，包括以下重量份的组分制成：阴离子型脂肪族聚氨酯分散体，10‑15份；水性丙烯酸树脂，4‑6份；酸性染料，35‑40份；十二烷基三甲铵氯化物，0.5‑0.8份；十六烷基三丁铵卤化铵物，0.9‑1.2份；C6‑20烷基脂肪醇，1.5‑1.8份；C4‑12烷基酚，0.3‑0.6份；奈磺酸甲醛缩聚物，8‑11份；异辛醇聚氧乙烯醚硫酸酯,0.6‑1.0份；封闭型水性异氰酸酯交联剂，4.5‑5.5份；单分散多孔聚合物微球，1.2‑1.6份；硬质水，18‑22份；制备方法：将上述组分依次混合，并搅拌均匀；染色工艺：木皮经清洗、负压处理、高压染色、预干燥和烘干后得到染色木皮成品。本发明具有能够有效提升色牢度的特点。

Description

一种酸性的木皮染色材料及其制备和染色工艺
技术领域
本发明涉及一种染色材料，特别是一种酸性的木皮染色材料及其制备和染色工艺。
背景技术
染色木皮是利用高科技加工技术，对天然木皮进行缺陷处理及着色后制作出的美丽、精致的一种新型装饰材料，如天然木材的变色、虫孔等原来不可避免的瑕疵也可在科技的帮助下被克服，更好的保证和优化了科技木与天然木的结合，它是天然木皮的有效补充，因其表面光滑、色彩甚为丰富，给设计师留下了色彩想象空间，使人居环境增添了不少色彩，以很好的满足在不同装修场所的要求和广大选购人各自的纹理喜好。染色木皮的具体制作过程为：挑选合适木皮(有部份木皮因本质问题是做不到的),再到工厂加工漂白(一般需时约6小时,具体用时根据材质有所改变)，目的就是把颜色统一后下一步处理,再经过预先调制好的颜料(染料)浸泡后,完成对木皮的上色,然后再依次经固色、烘干、热压平整、裁切和包装。但是，由于现有的染料的渗透性能一般，采用上述方法得到的染色木皮，其色牢度较低，一般在使用较短的时间后就会发生褪色，影响木制品材料的美观效果。另外，染色木皮表面的耐磨性能较差，染色木皮表面易被刮花。因此，现有的技术存在着色牢度较低的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种酸性的木皮染色材料及其制备和染色工艺。本发明具有能够有效提升色牢度的特点。
本发明的技术方案：一种酸性的木皮染色材料，包括以下重量份的组分制成：阴离子型脂肪族聚氨酯分散体，10-15份；水性丙烯酸树脂，4-6份；酸性染料，35-40份；十二烷基三甲铵氯化物，0.5-0.8份；十六烷基三丁铵卤化铵物，0.9-1.2份；C6-20烷基脂肪醇，1.5-1.8份；C4-12烷基酚，0.3-0.6份；奈磺酸甲醛缩聚物，8-11份；异辛醇聚氧乙烯醚硫酸酯,0.6-1.0份；封闭型水性异氰酸酯交联剂，4.5-5.5份；单分散多孔聚合物微球，1.2-1.6份；硬质水，18-22份。
前述的一种酸性的木皮染色材料中，包括以下重量份的组分制成：阴离子型脂肪族聚氨酯分散体，12份；水性丙烯酸树脂，5份；酸性染料，38份；十二烷基三甲铵氯化物，0.6份；十六烷基三丁铵卤化铵物，1.1份；C6-20烷基脂肪醇，1.6份；C4-12烷基酚，0.5份；奈磺酸甲醛缩聚物，9份；异辛醇聚氧乙烯醚硫酸酯,0.8份；封闭型水性异氰酸酯交联剂，5份；单分散多孔聚合物微球，1.4份；硬质水，20份。
一种酸性的木皮染色材料的制备工艺，包括以下步骤：
A、将阴离子型脂肪族聚氨酯分散体与水性丙烯酸树脂混合，搅拌均匀后得到A品；
B、将酸性染料加入A品中并搅拌均匀，得到B品；搅拌温度为75-85℃；
C、将十二烷基三甲铵氯化物、十六烷基三丁铵卤化铵物、C6-20烷基脂肪醇、C4-12烷基酚和奈磺酸甲醛缩聚物加入B品中并搅拌均匀，搅拌温度为90-95℃，得到C品；
D、将硬质水加入C品中，搅拌10-20min，搅拌温度为70-80℃，得到D品；
E、将异辛醇聚氧乙烯醚硫酸酯、封闭型水性异氰酸酯交联剂和单分散多孔聚合物微球加入D品中并搅拌均匀，得到酸性的木皮染色材料。
前述的一种酸性的木皮染色材料的制备工艺中，所述步骤E的具体过程为：将异辛醇聚氧乙烯醚硫酸酯、单分散多孔聚合物微球和三分之二用量的封闭型水性异氰酸酯交联剂倒入高压真空罐中搅拌，控制高压真空罐内的温度为60-70℃，高压真空罐的压力为2.1-2.5MPa，搅拌时间为30-40min，得到e1品；然后将D品和剩余的封闭型水性异氰酸酯交联剂倒入高压真空罐中与e1品混合，并进行搅拌，控制高压真空罐内的温度为105-110℃，高压真空罐的压力为2.6-2.8MPa,搅拌时间为20-25min，得到成品。
采用上述方法，可以使得单分散多孔聚合物微球、异辛醇聚氧乙烯醚硫酸酯与封闭型水性异氰酸酯交联剂相混合，使其能够随着渗透剂进入木皮内部。
前述的一种酸性的木皮染色材料的制备工艺中，包括以下步骤：
A、将阴离子型脂肪族聚氨酯分散体与水性丙烯酸树脂混合，搅拌均匀后得到A品；
B、将酸性染料加入A品中并搅拌均匀，得到B品；搅拌温度为80℃；
C、将十二烷基三甲铵氯化物、十六烷基三丁铵卤化铵物、C6-20烷基脂肪醇、C4-12烷基酚和奈磺酸甲醛缩聚物加入B品中并搅拌均匀，搅拌温度为93℃，得到C品；
D、将硬质水加入C品中，搅拌15min，搅拌温度为75℃，得到D品；
E、将异辛醇聚氧乙烯醚硫酸酯、封闭型水性异氰酸酯交联剂和单分散多孔聚合物微球加入D品中并搅拌均匀，得到酸性的木皮染色材料。
一种酸性的木皮染色材料的染色工艺，包括以下步骤：
第一步、利用清水对木皮进行清洗，烘干后得到X木皮；所述X木皮的含水率为12-15％；通过控制含水率，可以防止木皮在后续的负压处理时发生开裂；
第二步、将X木皮放入负压真空罐中进行负压处理，得到Y木皮；便于后续染液能够更好、更快的渗透；
第三步、将酸性木皮染色材料倒入高压真空罐中，搅拌均匀；随后将Y木皮倒入高压真空罐中进行染色，染色完成后取出木皮，得到Z木皮；
第四步、对Z木皮进行预干燥处理，得到G木皮；
第五步、对G木皮进行烘干，得到染色后的木皮成品。
前述的一种酸性的木皮染色材料的染色工艺中，第三步中，控制染色温度为95-98℃，高压真空罐的压力为1.6-1.8MPa，浸泡3-4小时，完成染色。
前述的一种酸性的木皮染色材料的染色工艺中，四步中，采用干燥机对Z木皮进行预干燥，干燥温度为50-55℃，时间为4-5h。
前述的一种酸性的木皮染色材料的染色工艺中，第五步中，采用红外烘干机对G木皮进行烘干；具体烘干步骤为：先将红外烘干机预热至70-75℃，将G木皮放入红外烘干机中，然后以1.1-1.3℃/min的线性升温速度升温至90-95℃，保温10-20min，随即以0.4-0.6℃/min的线性降温速度降温至75-80℃，保温5-8min，最后以2.5-3℃/min的线性降温速度降至25℃，完成烘干。
与现有技术相比，本发明的染色材料由阴离子型脂肪族聚氨酯分散体、水性丙烯酸树脂、酸性染料、十二烷基三甲铵氯化物、十六烷基三丁铵卤化铵物、C6-20烷基脂肪醇、C4-12烷基酚、奈磺酸甲醛缩聚物、异辛醇聚氧乙烯醚硫酸酯、封闭型水性异氰酸酯交联剂、单分散多孔聚合物微球和硬质水组成，通过严格控制各个组分之间的相互配比，并合理优化染色材料的具体制备步骤和工艺参数，使得得到的酸性染色材料不仅具有良好的渗透性能，还具有良好的附着性能，进而不仅能够有效的提高染料的色牢度，也能够改善染色速度和效率(染色效率可以提升30％)。本发明利用阴离子型脂肪族聚氨酯分散体和水性丙烯酸树脂将酸性染料包裹，便于酸性染料很好的附着于木皮内部；同时通过异辛醇聚氧乙烯醚硫酸酯、封闭型水性异氰酸酯交联剂与单分散多孔聚合物微球与酸性染料及树脂混合物之间的相互配合，可以进一步提高酸性染料的渗透性能；而且，利用单分散多孔聚合物微球的多孔结构，一方面可以提高附着时的摩擦力使得酸性染料能够更好的吸附于木皮内部，提升染料的色牢度，另一方面，染色完成后留在木皮表面的单分散多孔聚合物微球还能形成一层保护膜，起到固色的作用，既能提高耐磨性能，又能够用于遮挡光线进而提高染料的遮盖力和光泽性。另外，本发明利用高压真空技术对异辛醇聚氧乙烯醚硫酸酯、封闭型水性异氰酸酯交联剂和单分散多孔聚合物微球进行处理，使其能够很好的与树脂及酸性染料混合物相融合，使得单分散多孔聚合物微球能够随着酸性染料更快更深入的渗透进木皮内部，不仅能够提升染色效率，也能够提升色牢度。经试验，采用相同的染色工艺，使用本发明的染料制得的染色木皮在耐老化机的测试下其耐晒色牢度可以达到500个小时以上不褪色(而传统染料制得的染色木皮的耐晒色牢度在同等测试条件下只能达到200个小时)。综上所述，本发明不仅能够有效提升耐晒色牢度，还能够改善木皮表面的耐磨性能。
另外，采用本发明的染料在对木皮进行染色时，在保证染色质量的同时，不再需要进行漂白处理，就可以得到原生态木皮，不仅能够提升环保性能，也能够缩短染色流程，提高染色效率；本发明的木皮在染色前先需进行清洗和负压处理，这样可以提高后续染液的渗入速度和效果；采用高压技术对木皮进行染色，从而可以进一步的提高染色效果和染色效率，便于染料能够更好的附着于木皮内部，提升色牢度。通过先对染色后的木皮进行预干燥，起到固色的目的，再对木皮作烘干处理，严格控制烘干的温度，使得得到的染色木皮不仅具有良好的色牢度，也不易开裂和变形。经试验，采用本发明的染料和染色工艺，制得的染色木皮的耐晒色牢度能够达到500个小时以上不褪色。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1。一种酸性的木皮染色材料，包括以下重量份的组分制成：阴离子型脂肪族聚氨酯分散体，10-15份；水性丙烯酸树脂，4-6份；酸性染料，35-40份；十二烷基三甲铵氯化物，0.5-0.8份；十六烷基三丁铵卤化铵物，0.9-1.2份；C6-20烷基脂肪醇，1.5-1.8份；C4-12烷基酚，0.3-0.6份；奈磺酸甲醛缩聚物，8-11份；异辛醇聚氧乙烯醚硫酸酯,0.6-1.0份；封闭型水性异氰酸酯交联剂，4.5-5.5份；单分散多孔聚合物微球，1.2-1.6份；硬质水，18-22份。
硬质水是指2.0-10.5GPG的水；GPG为水硬度单位，1GPG表示1加仑水中硬度离子(钙镁离子)含量为1格令。
酸性染料可以选用强酸性染料、弱酸性染料、酸性媒介染料、酸性络合染料或酸性粉末状的色粉中的一种。
一种酸性木皮染色材料的制备工艺，包括以下步骤：
A、将阴离子型脂肪族聚氨酯分散体与水性丙烯酸树脂混合，搅拌均匀后得到A品；
B、将酸性染料加入A品中并搅拌均匀，得到B品；搅拌温度为75-85℃；
C、将十二烷基三甲铵氯化物、十六烷基三丁铵卤化铵物、C6-20烷基脂肪醇、C4-12烷基酚和奈磺酸甲醛缩聚物加入B品中并搅拌均匀，搅拌温度为90-95℃，得到C品；
D、将硬质水加入C品中，搅拌10-20min，搅拌温度为70-80℃，得到D品；
E、将异辛醇聚氧乙烯醚硫酸酯、封闭型水性异氰酸酯交联剂和单分散多孔聚合物微球加入D品中并搅拌均匀，得到酸性的木皮染色材料。
所述步骤E的具体过程为：将异辛醇聚氧乙烯醚硫酸酯、单分散多孔聚合物微球和三分之二用量的封闭型水性异氰酸酯交联剂倒入高压真空罐中搅拌，控制高压真空罐内的温度为60-70℃，高压真空罐的压力为2.1-2.5MPa，搅拌时间为30-40min，得到e1品；然后将D品和剩余的封闭型水性异氰酸酯交联剂倒入高压真空罐中与e1品混合，并进行搅拌，控制高压真空罐内的温度为105-110℃，高压真空罐的压力为2.6-2.8MPa,搅拌时间为20-25min，得到成品。
一种酸性木皮染色材料的染色工艺，包括以下步骤：
第一步、利用清水对木皮进行清洗，烘干后得到X木皮；所述X木皮的含水率为12-15％；
第二步、将X木皮放入负压真空罐中进行负压处理，得到Y木皮；
第三步、将酸性木皮染色材料倒入高压真空罐中，搅拌均匀；随后将Y木皮倒入高压真空罐中进行染色，染色完成后取出木皮，得到Z木皮；
第四步、对Z木皮进行预干燥处理，得到G木皮；
第五步、对G木皮进行烘干，得到染色后的木皮成品。
第三步中，控制染色温度为95-98℃，高压真空罐的压力为1.6-1.8MPa，浸泡3-4小时，完成染色。
第四步中，采用干燥机对Z木皮进行预干燥，干燥温度为50-55℃，时间为4-5h。
第五步中，采用红外烘干机对G木皮进行烘干；具体烘干步骤为：先将红外烘干机预热至70-75℃，将G木皮放入红外烘干机中，然后以1.1-1.3℃/min的线性升温速度升温至90-95℃，保温10-20min，随即以0.4-0.6℃/min的线性降温速度降温至75-80℃，保温5-8min，最后以2.5-3℃/min的线性降温速度降至25℃，完成烘干。
实施例2。一种酸性木皮染色材料，包括以下重量份的组分制成：阴离子型脂肪族聚氨酯分散体，12份；水性丙烯酸树脂，5份；酸性染料，38份；十二烷基三甲铵氯化物，0.6份；十六烷基三丁铵卤化铵物，1.1份；C6-20烷基脂肪醇，1.6份；C4-12烷基酚，0.5份；奈磺酸甲醛缩聚物，9份；异辛醇聚氧乙烯醚硫酸酯,0.8份；封闭型水性异氰酸酯交联剂，5份；单分散多孔聚合物微球，1.4份；硬质水，20份。
酸性染料可以选用强酸性染料、弱酸性染料、酸性媒介染料、酸性络合染料或酸性粉末状的色粉中的一种。
一种酸性木皮染色材料的制备工艺，包括以下步骤：
A、将阴离子型脂肪族聚氨酯分散体与水性丙烯酸树脂混合，搅拌均匀后得到A品；
B、将酸性染料加入A品中并搅拌均匀，得到B品；搅拌温度为80℃；
C、将十二烷基三甲铵氯化物、十六烷基三丁铵卤化铵物、C6-20烷基脂肪醇、C4-12烷基酚和奈磺酸甲醛缩聚物加入B品中并搅拌均匀，搅拌温度为93℃，得到C品；
D、将硬质水加入C品中，搅拌15min，搅拌温度为75℃，得到D品；
E、将异辛醇聚氧乙烯醚硫酸酯、封闭型水性异氰酸酯交联剂和单分散多孔聚合物微球加入D品中并搅拌均匀，得到酸性的木皮染色材料。
所述步骤E的具体过程为：将异辛醇聚氧乙烯醚硫酸酯、单分散多孔聚合物微球和三分之二用量的封闭型水性异氰酸酯交联剂倒入高压真空罐中搅拌，控制高压真空罐内的温度为65℃，高压真空罐的压力为2.2MPa，搅拌时间为35min，得到e1品；然后将D品和剩余的封闭型水性异氰酸酯交联剂倒入高压真空罐中与e1品混合，并进行搅拌，控制高压真空罐内的温度为110℃，高压真空罐的压力为2.7MPa,搅拌时间为22min，得到成品。
一种酸性木皮染色材料的染色工艺，包括以下步骤：
第一步、利用清水对木皮进行清洗，烘干后得到X木皮；所述X木皮的含水率为13％；
第二步、将X木皮放入负压真空罐中进行负压处理，得到Y木皮；
第三步、将酸性木皮染色材料倒入高压真空罐中，搅拌均匀；随后将Y木皮倒入高压真空罐中进行染色，染色完成后取出木皮，得到Z木皮；
第四步、对Z木皮进行预干燥处理，得到G木皮；
第五步、对G木皮进行烘干，得到染色后的木皮成品。
第三步中，控制染色温度为96℃，高压真空罐的压力为1.7MPa，浸泡3.5小时，完成染色。
第四步中，采用干燥机对Z木皮进行预干燥，干燥温度为53℃，时间为4.5h。
第五步中，采用红外烘干机对G木皮进行烘干；具体烘干步骤为：先将红外烘干机预热至72℃，将G木皮放入红外烘干机中，然后以1.2℃/min的线性升温速度升温至94℃，保温15min，随即以0.5℃/min的线性降温速度降温至75℃，保温6min，最后以3℃/min的线性降温速度降至25℃，完成烘干。
表1为利用实施例2中木皮染色材料和染色工艺制得的染色木皮与市面上常规木皮染色材料及染色工艺制得的染色木皮之间的性能对比。
从表中可以看出，使用本发明的染色材料进行染色的木皮，具有良好的耐晒色牢度和奶色变性能。
表1
Figure BDA0002304620120000121

Claims (9)

1.一种酸性的木皮染色材料，其特征在于，包括以下重量份的组分制成：阴离子型脂肪族聚氨酯分散体，10-15份；水性丙烯酸树脂，4-6份；酸性染料，35-40份；十二烷基三甲铵氯化物，0.5-0.8份；十六烷基三丁铵卤化铵物，0.9-1.2份；C6-20烷基脂肪醇，1.5-1.8份；C4-12烷基酚，0.3-0.6份；奈磺酸甲醛缩聚物，8-11份；异辛醇聚氧乙烯醚硫酸酯,0.6-1.0份；封闭型水性异氰酸酯交联剂，4.5-5.5份；单分散多孔聚合物微球，1.2-1.6份；硬质水，18-22份。
2.根据权利要求1所述的一种酸性的木皮染色材料，其特征在于，包括以下重量份的组分制成：阴离子型脂肪族聚氨酯分散体，12份；水性丙烯酸树脂，5份；酸性染料，38份；十二烷基三甲铵氯化物，0.6份；十六烷基三丁铵卤化铵物，1.1份；C6-20烷基脂肪醇，1.6份；C4-12烷基酚，0.5份；奈磺酸甲醛缩聚物，9份；异辛醇聚氧乙烯醚硫酸酯,0.8份；封闭型水性异氰酸酯交联剂，5份；单分散多孔聚合物微球，1.4份；硬质水，20份。
3.制备权利要求1-2中任一项所述的一种酸性的木皮染色材料的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A、将阴离子型脂肪族聚氨酯分散体与水性丙烯酸树脂混合，搅拌均匀后得到A品；
B、将酸性染料加入A品中并搅拌均匀，得到B品；搅拌温度为75-85℃；
C、将十二烷基三甲铵氯化物、十六烷基三丁铵卤化铵物、C6-20烷基脂肪醇、C4-12烷基酚和奈磺酸甲醛缩聚物加入B品中并搅拌均匀，搅拌温度为90-95℃，得到C品；
D、将硬质水加入C品中，搅拌10-20min，搅拌温度为70-80℃，得到D品；
E、将异辛醇聚氧乙烯醚硫酸酯、封闭型水性异氰酸酯交联剂和单分散多孔聚合物微球加入D品中并搅拌均匀，得到酸性的木皮染色材料。
4.根据权利要求3所述的一种酸性的木皮染色材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤E的具体过程为：将异辛醇聚氧乙烯醚硫酸酯、单分散多孔聚合物微球和三分之二用量的封闭型水性异氰酸酯交联剂倒入高压真空罐中搅拌，控制高压真空罐内的温度为60-70℃，高压真空罐的压力为2.1-2.5MPa，搅拌时间为30-40min，得到e1品；然后将D品和剩余的封闭型水性异氰酸酯交联剂倒入高压真空罐中与e1品混合，并进行搅拌，控制高压真空罐内的温度为105-110℃，高压真空罐的压力为2.6-2.8MPa,搅拌时间为20-25min，得到成品。
5.根据权利要求3或4所述的一种酸性的木皮染色材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A、将阴离子型脂肪族聚氨酯分散体与水性丙烯酸树脂混合，搅拌均匀后得到A品；
B、将酸性染料加入A品中并搅拌均匀，得到B品；搅拌温度为80℃；
C、将十二烷基三甲铵氯化物、十六烷基三丁铵卤化铵物、C6-20烷基脂肪醇、C4-12烷基酚和奈磺酸甲醛缩聚物加入B品中并搅拌均匀，搅拌温度为93℃，得到C品；
D、将硬质水加入C品中，搅拌15min，搅拌温度为75℃，得到D品；
E、将异辛醇聚氧乙烯醚硫酸酯、封闭型水性异氰酸酯交联剂和单分散多孔聚合物微球加入D品中并搅拌均匀，得到酸性的木皮染色材料。
6.应用权利要求1-5中任一项所述的一种酸性的木皮染色材料的染色工艺，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、利用清水对木皮进行清洗，烘干后得到X木皮；所述X木皮的含水率为12-15％；
第二步、将X木皮放入负压真空罐中进行负压处理，得到Y木皮；
第三步、将酸性木皮染色材料倒入高压真空罐中，搅拌均匀；随后将Y木皮倒入高压真空罐中进行染色，染色完成后取出木皮，得到Z木皮；
第四步、对Z木皮进行预干燥处理，得到G木皮；
第五步、对G木皮进行烘干，得到染色后的木皮成品。
7.根据权利要求6所述的一种酸性的木皮染色材料的染色工艺，其特征在于：第三步中，控制染色温度为95-98℃，高压真空罐的压力为1.6-1.8MPa，浸泡3-4小时，完成染色。
8.根据权利要求6所述的一种酸性的木皮染色材料的染色工艺，其特征在于：第四步中，采用干燥机对Z木皮进行预干燥，干燥温度为50-55℃，时间为4-5h。
9.根据权利要求6所述的一种酸性的木皮染色材料的染色工艺，其特征在于：第五步中，采用红外烘干机对G木皮进行烘干；具体烘干步骤为：先将红外烘干机预热至70-75℃，将G木皮放入红外烘干机中，然后以1.1-1.3℃/min的线性升温速度升温至90-95℃，保温10-20min，随即以0.4-0.6℃/min的线性降温速度降温至75-80℃，保温5-8min，最后以2.5-3℃/min的线性降温速度降至25℃，完成烘干。
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