本发明属于竹材加工技术领域，具体涉及一种改善竹材染色性能的前处理方法。
背景技术
竹材制品在日常生活中经常使用，一般以纯天然颜色较为常见，但出于视觉特性和装饰特性，往往需要对竹材制品进行染色；由于竹材在自然环境下能与空气中的氢产生反应发生变色；竹材中的含酚类物质与空气接触后极易被氧化产生颜色更深的醌类物质，竹材中的木质素的降解产物也对光极不稳定，在其照射下容易发生降解，在微生物的作用下竹材中的纤维素含量减少，木质素含量相对增加，其显色基因的含量随之增加；另外，从竹材生长地到加工基地通常路途较远，砍伐后的竹材多数不能得到及时有效彻底的适当前处理，致使存储运输过程中竹材内在的有机物、营养物质在气温的变化下发生转变（如竹材内的糖分、蛋白质等营养物质易霉变，易产生烂条、黑节等诸多现象），而直接或间接影响面材料的取材；以上种种情况虽然不会改变竹材的物理及化学性能，但严重影响竹材的自然外观。为改善竹材的外观，人们试图给竹材染色；但由于竹材特有的物理和化学性能，使得竹材难以上色，经长时间研究已知竹材染色最大的难点往往在于染料的渗透性，需要长时间的蒸煮或者采用抽真空再高温高压的方式，往往染色时间很长或者成本很高。例如现在常用的竹材颜色处理方式为产品表层着色，如水性色浆着色或油溶色精涂层着色，或刨切单板染色后再贴面，以改善产品颜色。前者着色效果不好，后者染色成本高。市场需要将速生木材或竹材直接染色，以改善材料的品质，且便于加工。由于竹木材料厚度大，尺寸长，在常规条件下靠染色液的自身渗透性很难将木材均匀透彻染色，竹材、木材染色都只停留在表面处理，没能深度渗入、渗透，所以大多数竹材、木材的染色产品都表现出假色、色浅、容易掉色、漏出底色等缺陷，因此需要在染色前对竹材进行前处理，以改善其染色性能。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种改善竹材染色性能的前处理方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种改善竹材染色性能的前处理方法，包括以下内容：
（1）将竹材原料置于质量浓度为6-8%的盐酸水溶液中，抽真空至0.06-0.08mpa，保持20-30分钟后，加压至0.45-0.65mpa，保压3-4小时，完成后恢复常压，取出，在350-450w功率的条件下微波处理12-18分钟；
（2）将上述处理后的竹材在-10℃的条件下处理40-60分钟；
（3）将上述冷冻处理后的竹材置于温度为42-48℃的处理剂中，抽真空至负压0.06mpa，保持40-60分钟后取出，备用；
所述处理剂包括以下重量份的原料：丙二醇甲醚醋酸酯2-4份、羟基羧酸6-10份、硅氧烷偶联剂1-3份、1,3-丙基磺酸内酯0.8-1.6份、苯甲酸钠0.2-0.6份、2,3,5-三甲基吡嗪0.1-0.3份、水100份；
（4）将上述所得板材置于干燥窑中，分为三个阶段处理，第一阶段，干球温度升温至85-95℃，保持40-60分钟，气流循环速度为3-5m/s；第二阶段，继续升温至125-135℃，保持2-3小时，气流循环速度为6-8m/s；第三阶段降温至温度为85-95℃，通入水蒸气保持湿度为95%，保持1-2小时，完成后自然冷却即可。
作为对上述方案的进一步改进，所述竹材的厚度为7-15mm，含水率为25-35%。
作为对上述方案的进一步改进，所述羟基羧酸为羟基乙酸、2-羟基丙酸、2-羟基-1,2,3-己三酸、邻羟基苯甲酸、2,3-二羟基丁二酸中的任意一种。
作为对上述方案的进一步改进，所述硅氧烷偶联剂为碳碳双键的硅氧烷偶联剂。
作为对上述方案的进一步改进，所述碳碳双键的硅氧烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷偶联剂、乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂、乙烯基-甲氧基二乙氧基硅烷偶联剂或乙烯基二甲氧基-乙氧基硅烷偶联剂中的一种。
作为对上述方案的进一步改进，所述第一阶段的升温速度为45-55℃/小时；所述第二阶段的升温速度为60-70℃/小时；所述第三阶段的降温速度为30-40℃/小时。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中通过对竹材依次进行盐酸浸渍、微波处理、冷冻处理、处理剂处理和干燥窑干燥处理，降低竹材中的半纤维素含量，改变纤维素结构，增大纤维内的孔道，硅氧烷偶联剂与羟基羧酸系统作用，是纤维表面形成共价键，有助于与染料结合，有助于上染率的提高，增加染色稳定性，有助于提高产品的商品性。
具体实施方式
实施例1
一种改善竹材染色性能的前处理方法，包括以下内容：
（1）将竹材原料置于质量浓度为7%的盐酸水溶液中，抽真空至0.07mpa，保持25分钟后，加压至0.55mpa，保压3.5小时，完成后恢复常压，取出，在400w功率的条件下微波处理15分钟；
（2）将上述处理后的竹材在-10℃的条件下处理50分钟；
（3）将上述冷冻处理后的竹材置于温度为45℃的处理剂中，抽真空至负压0.06mpa，保持50分钟后取出，备用；
所述处理剂包括以下重量份的原料：丙二醇甲醚醋酸酯3份、羟基羧酸8份、硅氧烷偶联剂2份、1,3-丙基磺酸内酯1.2份、苯甲酸钠0.4份、2,3,5-三甲基吡嗪0.2份、水100份；
（4）将上述所得板材置于干燥窑中，分为三个阶段处理，第一阶段，干球温度升温至90℃，保持50分钟，气流循环速度为4m/s；第二阶段，继续升温至130℃，保持2.5小时，气流循环速度为7m/s；第三阶段降温至温度为90℃，通入水蒸气保持湿度为95%，保持1.5小时，完成后自然冷却即可。
其中，所述羟基羧酸为羟基乙酸。
其中，所述碳碳双键的硅氧烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷偶联剂。
其中，所述第一阶段的升温速度为50℃/小时；所述第二阶段的升温速度为65℃/小时；所述第三阶段的降温速度为35℃/小时。
实施例2
一种改善竹材染色性能的前处理方法，包括以下内容：
（1）将竹材原料置于质量浓度为8%的盐酸水溶液中，抽真空至0.06mpa，保持30分钟后，加压至0.45mpa，保压4小时，完成后恢复常压，取出，在350w功率的条件下微波处理18分钟；
（2）将上述处理后的竹材在-10℃的条件下处理60分钟；
（3）将上述冷冻处理后的竹材置于温度为42℃的处理剂中，抽真空至负压0.06mpa，保持60分钟后取出，备用；
所述处理剂包括以下重量份的原料：丙二醇甲醚醋酸酯4份、羟基羧酸10份、硅氧烷偶联剂1份、1,3-丙基磺酸内酯1.6份、苯甲酸钠0.2份、2,3,5-三甲基吡嗪0.3份、水100份；
（4）将上述所得板材置于干燥窑中，分为三个阶段处理，第一阶段，干球温度升温至95℃，保持60分钟，气流循环速度为5m/s；第二阶段，继续升温至135℃，保持2小时，气流循环速度为8m/s；第三阶段降温至温度为95℃，通入水蒸气保持湿度为95%，保持2小时，完成后自然冷却即可。
其中，所述羟基羧酸为2-羟基-1,2,3-己三酸。
其中，所述碳碳双键的硅氧烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂。
其中，所述第一阶段的升温速度为55℃/小时；所述第二阶段的升温速度为60℃/小时；所述第三阶段的降温速度为40℃/小时。
实施例3
一种改善竹材染色性能的前处理方法，包括以下内容：
（1）将竹材原料置于质量浓度为8%的盐酸水溶液中，抽真空至0.08mpa，保持20分钟后，加压至0.65mpa，保压4小时，完成后恢复常压，取出，在450w功率的条件下微波处理12分钟；
（2）将上述处理后的竹材在-10℃的条件下处理40分钟；
（3）将上述冷冻处理后的竹材置于温度为48℃的处理剂中，抽真空至负压0.06mpa，保持40分钟后取出，备用；
所述处理剂包括以下重量份的原料：丙二醇甲醚醋酸酯2份、羟基羧酸6份、硅氧烷偶联剂3份、1,3-丙基磺酸内酯0.8份、苯甲酸钠0.6份、2,3,5-三甲基吡嗪0.1份、水100份；
（4）将上述所得板材置于干燥窑中，分为三个阶段处理，第一阶段，干球温度升温至85℃，保持40分钟，气流循环速度为3m/s；第二阶段，继续升温至125℃，保持3小时，气流循环速度为6m/s；第三阶段降温至温度为85℃，通入水蒸气保持湿度为95%，保持1小时，完成后自然冷却即可。
其中，所述羟基羧酸为邻羟基苯甲酸。
其中，所述硅氧烷偶联剂为乙烯基-甲氧基二乙氧基硅烷偶联剂。
其中，所述第一阶段的升温速度为45℃/小时；所述第二阶段的升温速度为70℃/小时；所述第三阶段的降温速度为30℃/小时。
设置对照组1，将实施例1中步骤（1）去掉，其余内容不变；设置对照组2，将实施例1中步骤（2）去掉，其余内容不变；设置对照组3，将实施例1中步骤（3）去掉，其余内容不变；设置对照组4，将实施例1中羟基羧酸去掉，其余内容不变；设置对照组5，将实施例1中硅氧烷偶联剂去掉，其余内容不变；
将上述处理后的竹材（所述竹材的厚度为10mm，含水率为30%）按常规方法进行染色，染料采用由天津宝双化工有限公司提供的碱性兰，染色完毕后收集染色残液及水洗皂洗液，分别稀释定容后计算上染率；然后参照gb/t3920-1997纺织品色牢度实验、耐摩擦牢度实验，再按照gb251-1995评定沾色用灰色样卡，评级，得到以下结果：
表1
通过表1中数据可以看出，本发明中相比现有技术能够有效提高上染率及染色牢度，能有效提高产品的商品性。