木材及棉纖維處理劑、其制備方法及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種木材及棉纖維處理劑，含有如下重量份的各原料：40％乙二醛45-150、99％乙二醇10-38、催化劑2-5.6、30％氫氧化鈉0.3-0.7和水60-150；所述催化劑包括但不限于過氧化物和/或酸酐等。本發(fā)明還提供所述處理劑的制備方法及應(yīng)用。利用本發(fā)明處理劑處理木材及棉纖維，不但能賦予優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定功能，同時(shí)還具有較好的疏水性能。處理木材增重率在20％時(shí)，尺寸穩(wěn)定性ASE可達(dá)70％以上。另外，本發(fā)明處理劑具有較好的抗流失性能。
【專利說明】木材及棉纖維處理劑、其制備方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體地說，涉及一種木材及棉纖維處理劑、其制備方法及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]木材及其制品廣泛應(yīng)用于室內(nèi)裝修、家具制造、房屋建筑及外部裝飾中，但其存在干縮濕脹、尺寸穩(wěn)定性差的問題，影響了其制品使用壽命與用途。如何提高尺寸穩(wěn)定性已成為木材加工行業(yè)廣泛關(guān)注的問題。
[0003]棉纖維廣泛應(yīng)用于紡織品生產(chǎn)，棉纖維主要成分為纖維素，吸濕性強(qiáng)，尺寸穩(wěn)定性差，制成的服裝等制品保型性差，易起皺、變形，影響產(chǎn)品的使用。因此，如何提高棉制品的尺寸穩(wěn)定性也備受紡織行業(yè)關(guān)注。
[0004]目前，提高木材及其制品尺寸穩(wěn)定的方法主要有物理改性和化學(xué)改性兩種方法。物理改性主要是通過對木材及其制品進(jìn)行表面包覆或者細(xì)胞壁的物理填充作用以減少木材隨水分的變化。例如:油漆涂刷、石蠟浸潰、樹脂浸潰處理等?；瘜W(xué)改性主要是通過與細(xì)胞壁中的吸水性羥基進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)封閉或者去除親水性羥基，進(jìn)而提高木材及制品的尺寸穩(wěn)定性。而棉纖維主要是通過化學(xué)改性來提高其抗皺性能，減少吸濕性?；瘜W(xué)交聯(lián)改性是一種有效的改性方法，能顯著提高木材及棉纖維的尺寸穩(wěn)定。通常使用的交聯(lián)劑主要有:甲醛、多羥基羧酸、N-羥甲基樹脂、氨基樹脂、多元醛等。這些交聯(lián)劑能賦予被改性物良好的尺寸穩(wěn)定性，降低其吸水性，并能起到增強(qiáng)效果，因而被廣泛使用。
[0005]例如，何華玲等(純棉織物的檸檬酸-戊二醛無甲醛防皺整理，化學(xué)工程與材料，2010年第17卷第4期)公開了一種新型棉織物整理劑，其主要是由檸檬酸、戊二醛、磷酸二氫銨按一定比例配成的整理劑。在一定條件下對棉織物進(jìn)行焙烘處理，能獲得良好的整理效果，其褶皺回復(fù)角、白度、斷裂強(qiáng)力和耐洗性能都有顯著提高。
[0006]CN101956322A公開了一種無醛織物免燙整理劑及其制備方法，該阻燃劑由丙烯酰胺、乙二醛、鄰苯二甲酸酐、硫酸和過硫酸鉀聚合而成，適用于紡織物的免燙處理，能夠提高染色織物和印花織物的牢度。與傳統(tǒng)N-羥甲基酰胺樹脂相比，該整理劑無醛、環(huán)保、成本低。
[0007]CN101634108公開了一種純棉服裝用樹脂整理劑，該整理劑是一種以醚化改性乙二醛樹脂、聚乙烯醇、聚乙烯柔軟劑、有機(jī)硅氧烷柔軟劑、MgCl2.6H20和水等為主體制成的多組分樹脂整理劑。與常規(guī)樹脂整理劑相比，生產(chǎn)工藝簡單、操作容易、整理效果好。
[0008]CN102658572A公開了的一種速生材浸潰液，它主要由甲醛、尿素、羧基纖維素鈉、氨水、三聚氰胺和乙醇胺、聚乙烯醇、六次甲基四胺制備而成。該浸潰液處理的木材具有阻燃、防霉、防腐、抗菌、防白蟻、抗變形等特點(diǎn)。
[0009]CN102085679A中公開了一種木材改性液及其制備方法，該改性液包括低分子量酚醛樹脂、助劑和水。使用該改性液改性的木材力學(xué)性能得到顯著提高，能解決木材開裂變形等天然缺陷，還賦予木材阻燃、防腐、防蛀等功能。[0010]CN102975250A中公開了一種木材改性劑及其制備方法，該木材改性劑包括磷酸、尿素、催化劑和丁烷羧酸，該專利首次將丁烷四羧酸用木木材改性。與現(xiàn)有改性技術(shù)相比，該專利技術(shù)處理木材的尺寸穩(wěn)定高，且成本低廉。
[0011]盡管上述公開的處理劑具有一定的優(yōu)勢與效果，但是也都各自存在著缺點(diǎn)，例如存在甲醛釋放，或抗流失性差等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是提供一種不含甲醛，制備簡單，且抗流失性好的木材及棉纖維處理劑。
[0013]本發(fā)明的另一目的是提供上述處理劑的制備方法及應(yīng)用。
[0014]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明的一種木材及棉纖維處理劑，含有如下重量份的各原料:40%乙二醛45-150,99 %乙二醇10-38、催化劑2-5.6、30 %氫氧化鈉0.3-0.7和水60-150。其中，所述催化劑包括但不限于過氧化物和/或酸酐等。
[0015]所述過氧化物包括但不限于過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉等，所述酸酐包括但不限于馬來酸酐、鄰苯二甲酸酐等。
[0016]本發(fā)明還提供所述處理劑的制備方法，向反應(yīng)容器中依次加入40%乙二醛、99%乙二醇和催化劑，攪拌后加入氫氧化鈉，最后加入水，混勻，即得。
[0017]前述的制備方法，攪拌時(shí)間優(yōu)選5分鐘。
[0018]本發(fā)明進(jìn)一步提供所述處理劑在穩(wěn)定木材及棉纖維尺寸中的應(yīng)用。將木材或棉纖維試件浸泡于所述處理劑中，在0.09-0.1MPa真空條件下浸潰處理10_30分鐘，再于常壓下浸潰10-300分鐘；取出試件于60°C干燥1-8小時(shí)(使改性劑在木材內(nèi)部均勻分布，同時(shí)防止開裂)，然后于120°C固化1-4小時(shí)。
[0019]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0020](一 )本發(fā)明處理劑處理木材及棉纖維不但能賦予優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定功能，同時(shí)還具有較好的疏水性能。處理木材增重率在20%時(shí)，尺寸穩(wěn)定性ASE可達(dá)70%以上。
[0021]( 二)本發(fā)明處理劑具有較好的抗流失性能。
[0022](三)本發(fā)明處理劑的制備方法和處理工藝簡單。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。若未特別指明，實(shí)施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段，所用原料均為市售商品。
[0024]以下實(shí)施例中涉及到的“％”，針對乙二醛和乙二醇的濃度為體積百分比濃度，30%氫氧化鈉是指IOOmL溶液中含有氫氧化鈉30克。實(shí)施例1木材及棉纖維處理劑及其制備方法
[0025]1、按以下重量配比進(jìn)行原料備料:
[0026]乙二醛(40%)45g
[0027]乙二醇(99%)IOg
[0028]過硫酸銨4g
[0029]氫氧化鈉(30%)0.4g[0030]水135g
[0031]2、配制方法:
[0032]向反應(yīng)釜中依次加入40%乙二醛、99%乙二醇和過硫酸銨，攪拌5分鐘后加入氫氧化鈉，最后加入水，混勻，即得。
[0033]3、處理劑技術(shù)指標(biāo):
[0034]外觀透明液體，pH值2.0-4.5。
[0035]實(shí)施例2木材及棉纖維處理劑及其制備方法
[0036]1、按以下重量配比進(jìn)行原料備料:
[0037]乙二醛(40%)90g
[0038]乙二醇(99%)38g
[0039]過硫酸鈉4g
[0040]氫氧化鈉(30%)0.5g
[0041]水90g
[0042]2、配制方法:
[0043]向反應(yīng)釜中依次加入40%乙二醛、99%乙二醇和過硫酸鈉，攪拌5分鐘后加入氫氧化鈉，最后加入水，混勻，即得。
[0044]3、處理劑技術(shù)指標(biāo):
[0045]外觀透明液體，pH值2.0-4.5。
[0046]實(shí)施例3木材及棉纖維處理劑及其制備方法
[0047]1、按以下重量配比進(jìn)行原料備料:
[0048]乙二醛(40%)60g
[0049]乙二醇(99%)13g
[0050]馬來酸酐2.8g
[0051]氫氧化鈉(30%)0.3g
[0052]水60g
[0053]2、配制方法:
[0054]向反應(yīng)釜中依次加入40%乙二醛、99%乙二醇和馬來酸酐，攪拌5分鐘后加入氫氧化鈉，最后加入水，混勻，即得。
[0055]3、處理劑技術(shù)指標(biāo):
[0056]外觀透明液體，pH值2.0-4.5。
[0057]實(shí)施例4木材及棉纖維處理劑及其制備方法
[0058]1、按以下重量配比進(jìn)行原料備料:
[0059]乙二醛(40%)120g
[0060]乙二醇(99%)26g
[0061]馬來酸酐2.8g
[0062]過硫酸銨2.8g
[0063]氫氧化鈉(30%)0.6g
[0064]水120g
[0065]2、配制方法:[0066]向反應(yīng)釜中依次加入40%乙二醛、99%乙二醇、馬來酸酐和過硫酸銨，攪拌5分鐘后加入氫氧化鈉，最后加入水，混勻，即得。
[0067]3、處理劑技術(shù)指標(biāo):
[0068]外觀透明液體，pH值2.0-4.5。
[0069]實(shí)施例5木材及棉纖維處理劑及其制備方法
[0070]1、按以下重量配比進(jìn)行原料備料:
[0071]乙二醛(40%)150g
[0072]乙二醇(99%)32g
[0073]過硫酸銨3g
[0074]氫氧化鈉(30%)0.7g
[0075]水150g
[0076]2、配制方法:
[0077]向反應(yīng)釜中依次加入40%乙二醛、99%乙二醇和過硫酸銨，攪拌5分鐘后加入氫氧化鈉，最后加入水，混勻，即得。
[0078]3、處理劑技術(shù)指標(biāo):
[0079]外觀透明液體，pH值2.0-4.5。
[0080]實(shí)施例6木材及棉纖維處理劑及其制備方法
[0081]1、按以下重量配比進(jìn)行原料備料:
[0082]乙二醛(40%)IOOg
[0083]乙二醇(99%)22g
[0084]過硫酸銨2.2g
[0085]氫氧化鈉(30%)0.7g
[0086]水IOOg
[0087]2、配制方法:
[0088]向反應(yīng)釜中依次加入40%乙二醛、99%乙二醇和過硫酸銨，攪拌5分鐘后加入氫氧化鈉，最后加入水，混勻，即得。
[0089]3、處理劑技術(shù)指標(biāo):
[0090]外觀透明液體，pH值2.0-4.5。
[0091]實(shí)施例7木材及棉纖維處理劑及其制備方法
[0092]1、按以下重量配比進(jìn)行原料備料:
[0093]乙二醛(40%)50g
[0094]乙二醇(99%)Ilg
[0095]過硫酸銨2g
[0096]氫氧化鈉(30%)0.3g
[0097]水150g
[0098]2、配制方法:
[0099]向反應(yīng)釜中依次加入40%乙二醛、99%乙二醇和過硫酸銨，攪拌5分鐘后加入氫氧化鈉，最后加入水，混勻，即得。
[0100]3、處理劑技術(shù)指標(biāo):[0101]外觀透明液體，pH值2.0-4.5。
[0102]實(shí)驗(yàn)例1-5采用處理劑對實(shí)木進(jìn)行處理試驗(yàn)
[0103]分別采用本發(fā)明實(shí)施例1-5中制備的處理劑對實(shí)木進(jìn)行處理。
[0104]1、實(shí)驗(yàn)材料
[0105]楊木，尺寸20 X 20 X 20mm3，含水率 7%-9% ；
[0106]2、具體實(shí)驗(yàn)步驟:
[0107]I)將楊木試件分別浸泡于本發(fā)明實(shí)施例1-5的處理劑中，在0.09MPa真空條件下對試件進(jìn)行浸潰處理30分鐘；
[0108]2)取出試件，在60°C烘干8小時(shí)(使改性劑在木材內(nèi)部均勻分布，同時(shí)防止開裂)，然后在120°C條件下固化4小時(shí)；
[0109]3)將試件于常溫蒸餾水中浸泡24小時(shí)；
[0110]4)在105 °C條件下烘至絕干，測其重量。
[0111]3、各項(xiàng)指標(biāo)計(jì)算和檢測
[0112]I)增重率(WPG)測試。計(jì)算公式如下:
[0113]
【權(quán)利要求】
1.一種木材及棉纖維處理劑，其特征在于，含有如下重量份的各原料:40%乙二醛45-150、99% 乙二醇 10-38、催化劑 2-5.6、30%氫氧化鈉 0.3-0.7 和水 60-150 ； 其中，所述催化劑包括但不限于過氧化物和/或酸酐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理劑，其特征在于，所述過氧化物包括但不限于過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉，所述酸酐包括但不限于馬來酸酐、鄰苯二甲酸酐。
3.權(quán)利要求1或2所述處理劑的制備方法，其特征在于，向反應(yīng)容器中依次加入40%乙二醛、99%乙二醇和催化劑，攪拌后加入氫氧化鈉，最后加入水，混勻，即得。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，攪拌時(shí)間為5分鐘。
5.權(quán)利要求1或2所述處理劑在穩(wěn)定木材及棉纖維尺寸中的應(yīng)用。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于，將木材或棉纖維試件浸泡于所述處理劑中，在0.09-0.1MPa真空條件下浸潰處理10-30分鐘，再于常壓下浸潰10-300分鐘；取出試件于60°C干燥1-8小時(shí)，然后于120°C固化1-4小時(shí)。
【文檔編號】D06M11/38GK103963127SQ201410191959
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】嚴(yán)玉濤, 李建章, 張世鋒, 董友明 申請人:北京林業(yè)大學(xué)