Способ получения водорастворимого красителя для древесины

 

Назначение: водорастворимый краситель на основе гуминосодержащего сырья используют для обработки древесины. Сущность изобретения: в качестве исходного сырья для получения красителя используют отходы гидролизной и целлюлозно-бумажной промышленности или избыточный активный ил очистных сооружений. Исходное сырье окисляют кислородом воздуха при 140-200°С, давлении 0,4-1,8 МПа, в щелочной среде при концентрации щелочи 10-35% от массы исходного сырья. Выход красителя составляет 100%

Изобретение относится к области создания красящих составов для древесины, небеленных щитов, древесно-волокнистых плит, используемых для пропитки древесины с последующим нанесением лакокрасочных материалов.

Известен способ получения водорастворимого красителя для древесины путем обработки гуминосодержащего сырья, например лигнина, торфа, щелочью 0,66, едким натром при 80^оС в течение 2 ч с последующим выделением красителя аммиаком с добавками этилового спирта и воды.

Задачей изобретения является разработка способа получения водорастворимого красителя, позволяющего повысить степень извлечения природных гуматов, т.е. повысить выход красящих веществ от массы исходного сырья.

Задача решается следующим образом: в качестве органосодержащего сырья используют лигносодержащие отходы гидролизной и целлюлозно-бумажной промыш- ленности или избыточный активный ил очистных сооружений. Обработку осуществляют при концентрации щелочи 10 35% от массы сухого исходного сырья. Окисление ведут в присутствии кислорода воздуха при 140 200^оС, давлении 0,4 1,8 МПа в течение 2 6 ч.

Уменьшение температуры, давления и расхода щелочи снизит выход красящих веществ, а увеличение температуры процесса приведет к выгоранию красителя. Увеличение расхода щелочи ухудшит цветность красителя.

П р и м е р 1. В аппарат с перемешивающим устройством, барботером и обогревом помещают суспензию гидролизного лигнина, характеризуемого следующими показателями: влажность 55 70% содержание лигнина 70 90% содержание лигногидролизуемых полисахаридов 6% трудногидролизуемых полисахаридов 10% Состав раствор 10 г/л лигнина; NaOH 1 г/л, вода остальное до 1 л. Суспензию нагревают до температуры 140^оС и продувают воздухом с расходом 5 л/мин на 1 л реакционной смеси при перемешивании в течение 4 ч. Давление в аппарате 0,4 МПа. После окончания реакции смесь охлаждают, фильтруют, фильтрат далее сушат на распылительной сушилке до 10%-ной влажности. Выход красящего вещества составляет 70% от исходного лигнина. Полученный порошок черного цвета используют в качестве красителя для имитации ценных пород древесины. Порошок растворяют в воде при температуре 15 25^оС, концентрация красителя 10 мас. Поверхность древесины покрывают методом распыления. После высыхания на воздухе при температуре 20^оС в течение 20 мин поверхность покрывают лаком. Проведенные испытания показали, что качество красителя удовлетворяет требованиям мебельной промышленности: краситель не выцветает при облучении УФ-светом в течение 2 ч. Оптическая плотность 10%-ного водного раствора после разбавления в 400 раз при длине волны 465 нм (ФЭК-М) составляет 0,48.

П р и м е р 2. В качестве исходного сырья для приготовления красителя берут отход производства последрожжевую бражку после сбраживания лигносульфонатов Выборгского ЦБК.

Характеристики отхода производства: содержание сухих веществ 51,4% содержание редуцирующих веществ (РВ) 5,0% рН 4,3, массовая доля золы 17,3% содержание нерастворимых веществ 0,1% содержание NH₃ 0,4% Обработку сырья проводили кислородом воздуха в присутствии щелочного агента. Последрожжевая бражка 10 г/л, NaOH 3,5 г/л, вода остальное до 1 л. Способ осуществляют аналогично примеру 1 при температуре 160^оС, давлении 1,0 МПа. Выход конечного продукта 100% Оптическая плотность 0,52% П р и м е р 3. В качестве исходного сырья для получения красителя берут отход производства Выборгского ЦБК концентрат бардяной порошкообразный.

Характеристики отхода производства: содержание основного вещества (лигносульфонатов) 73,0% влажность 3,4% содержание редуцирующих веществ (РВ) 4,8% содержание золы 19,6% содержание нерастворимых веществ 0,5% содержание NH₃ 0,6% рН 20% раствора 4,4, состав раствора, отход производства 10 г/л, щелочь NaOH 1 г/л, вода остальное до 1 л.

Процесс получения проводят аналогично примеру 1 при температуре 180^оС, давлении 1,2 МПа. Выход конечного продукта 100% П р и м е р 4. В качестве исходного сырья для получения красителя берут избыточный активный ил городских очистных сооружений г. Пскова.

Характеристики сырья: содержание целлюлозы 14 35% содержание золы 10 50% содержание жиров 14 15% Обработку избыточного активного ила в виде водной 0,5 0,7% суспензии проводят щелочным агентом.

Состав раствора: активный ил 10 г/л а.с.в. NaOH 2 г/л, вода остальное до 1 л. Температура 190 200^оС, давление 1,8 МПа. Расход воздуха аналогично примеру 1. Выход конечного продукта составляет 70% Оптическая плотность 10% -ного водного раствора после разбавления составляет 0,51.

Как видно из приведенных примеров, разработанный способ позволит значительно повысить выход красящего вещества от массы исходного сырья.

Полученный нерастворимый краситель при нанесении на древесину обеспечивает хороший декоративный вид после нанесения мебельных лаков. Кроме того, расширение ассортимента применяемых отходов позволит улучшить экологию окружающей среды, снизить расходы на осуществление способа.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМОГО КРАСИТЕЛЯ ДЛЯ ДРЕВЕСИНЫ путем щелочной обработки органосодержащего сырья при нагревании, отличающийся тем, что в качестве органосодержащего сырья используют отходы гидролизной и целлюлозно-бумажной промышленности или избыточный активный ил очистных сооружений, а обработку ведут при расходе щелочи 10 35% массы сухого исходного сырья в присутствии кислорода воздуха при температуре 140 200^oС и давлении 0,4 1,8 МПа в течение 2 6 ч.