皮革用膨胀型胶原基纳米复合阻燃功能材料制造技术

本发明专利技术公开的皮革用膨胀型胶原基纳米复合阻燃功能材料是由以下方法制备而成：(1)用季戊四醇双磷酰氯、含氮氨基化合物和羟甲基膦盐为原料制备膨胀型阻燃性化合物；(2)用胶原蛋白对有机蒙脱土进行改性以获得胶原基改性有机蒙脱土；(3)采用插层复合法将膨胀型阻燃性化合物和胶原基改性有机蒙脱土进行插层复合。该材料既含有与皮革胶原纤维具有良好反应活性和有一定鞣性的亲水性羟甲基基团，又含具有增强增韧作用，与皮革胶原纤维具有良好相容性的胶原基改性的有机蒙脱土，能同时赋予皮革良好的阻燃性能和复鞣填充性能，是一种添加量少，阻燃效率高，相容性好又耐久的皮革阻燃功能材料。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开的皮革用膨胀型胶原基纳米复合阻燃功能材料是由以下方法制备而成：(1)用季戊四醇双磷酰氯、含氮氨基化合物和羟甲基膦盐为原料制备膨胀型阻燃性化合物；(2)用胶原蛋白对有机蒙脱土进行改性以获得胶原基改性有机蒙脱土；(3)采用插层复合法将膨胀型阻燃性化合物和胶原基改性有机蒙脱土进行插层复合。该材料既含有与皮革胶原纤维具有良好反应活性和有一定鞣性的亲水性羟甲基基团，又含具有增强增韧作用，与皮革胶原纤维具有良好相容性的胶原基改性的有机蒙脱土，能同时赋予皮革良好的阻燃性能和复鞣填充性能，是一种添加量少，阻燃效率高，相容性好又耐久的皮革阻燃功能材料。【专利说明】皮革用膨胀型胶原基纳米复合阻燃功能材料
本专利技术属于皮革化工阻燃材料
，具体涉及一种皮革用膨胀型胶原基纳米 复合阻燃功能材料。
技术介绍
皮革制品以其卓越的透气性、绝热、耐汗、耐磨及防穿刺等综合性能，被广泛应用 于森林防火服饰、办公家具、飞机和汽车内装饰及坐垫等领域，与人们的生活息息相关。近 年来，火灾频繁发生，严重影响人们的生命安全。随着人们安全意识的提高和政府法律法规 的要求，相关应用领域的皮革制品需要满足相应的阻燃技术要求，赋予其一定的防火阻燃 功能将是未来的发展方向之一。 目前，要顺应这一发展方向，使皮革能具备一定的阻燃性可采取的主要办法就是 向皮革中添加阻燃剂。现有的添加型阻燃剂主要有镁铝系、硼系等无机阻燃剂和磷氮系、 含卤系等有机阻燃剂。由于无机阻燃剂大多难溶于水、不易渗透皮革纤维，与皮蛋白相容 性差、结合不牢、不耐水洗等缺陷，很难适应制革过程中的湿加工操作，一般都未单独采 用。含卤系阻燃剂虽然阻燃效果较好，但会分解产生有害于人体的气体，且对环境也要造 成严重污染。近年来，磷-氮系膨胀型阻燃剂（IFR)因其在高聚物燃烧时可有效的隔热、 隔氧、防熔滴，具有热稳定性良好、极限氧指数高、环保低毒等优点，符合当今阻燃技术的发 展方向，已成为当前最活跃的阻燃研究领域之一【鲍治宇，董延茂，膨胀型阻燃剂的研究进 展，化学世界，2006,47 (5) :77-81 ;段宝荣，王全杰，氮磷膨胀型阻燃剂的研究进展，西部皮 革，2011，33(8) :32-36】。但目前磷-氮系阻燃剂主要用于塑料、橡胶、纤维、木材、涂料等 方面【欧育湘，新型磷一氮系膨胀型阻燃剂的性能、合成与应用，江苏化工，1998,26(3); 李玉芳，伍小明，膨胀型阻燃剂及其在塑料中的应用研究进展，合成材料老化与应用， 2011，40(5) :38-41】。虽然磷-氮系膨胀型阻燃剂阻燃效果良好，但直接将这类阻燃剂应用 于皮革的阻燃处理还存在如下缺点或问题：（1)因该类膨胀型阻燃剂大多为添加型，反应 活性低，与皮革胶原纤维结合性差，耐水洗性差，影响阻燃的耐久性。（2)因该类膨胀型阻燃 剂水溶性差，不仅不易渗透皮革纤维，且也难以适应皮革的湿加工工艺。3)因与皮革胶原纤 维结合性差，使得添加量大，相容性差，故而会影响皮革的使用性能，如物理机械性能降低， 皮革手感变差，弹性和柔软性下降等。因此，如何能在保持该类阻燃剂优点的同时克服其缺 点，使其能用于皮革纤维的阻燃，对其进行有效的改性将是其能满足这种需求的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷和不足，提供一种用于皮革，既具有优良复 鞣填充性能，又能赋予皮革良好的防火阻燃功能的膨胀型胶原基纳米复合阻燃功能材料。 本专利技术提供的膨胀型胶原基纳米复合阻燃功能材料，是由以下方法制备而成： 1)将季戊四醇双磷酰氯10?40份、含氮氨基化合物10?30份和无离子水20? 100份加入到带有回流冷凝器的反应器中，搅拌升温至60?90°C下反应3?6h，反应结束 后静置冷却，洗漆抽滤、干燥； 2)将步骤1)所制得的化合物10?30份，羟甲基膦盐5?30份和无离子水10? 40份加入到带有回流冷凝器的反应器中，用pH调节剂将溶液的pH调至4?8,搅拌升温 至70?100°C下反应2?4h，反应结束后静置冷却、洗涤抽滤、干燥即得膨胀型阻燃性化合 物； 3)将有机蒙脱土 10?30份加入无离子水10?30份中用超声波在40?60°C下 分散0. 5?lh，用pH调节剂将分散液的pH调至2?8,使其充分溶胀0. 5?lh后，加入胶 原蛋白2?10份，然后升温至50?80°C反应2?5h，静置冷却，抽滤，依次用蒸馏水、无水 乙醇洗涤，抽滤、干燥即得胶原基改性有机蒙脱土； 4)先将步骤3)制得的胶原基改性有机蒙脱土 2?10份加入10?30份无离子水 中用超声波在40?50°C下分散0. 5?lh，再加入步骤2)制得的膨胀型阻燃性化合物30? 50份，于50?80°C反应2?4h，静置冷却，抽滤洗涤，干燥即可。 以上物料所用份数均为重量份。 以上方法中各步骤的原料配比和工艺参数分别优选为： 1)季戊四醇双磷酰氯用量优选10?35份、含氮氨基化合物用量优选10?25份， 无离子水用量优选20?50份，搅拌升温的温度优选60?80°C，反应时间优选3?5h ; 2)步骤1)所制得的化合物用量优选10?25份，羟甲基膦盐用量优选5?20份， 无离子水用量优选20?40份，搅拌升温的温度优选70?85°C ; 3)有机蒙脱土用量优选10?25份，无离子水用量优选10?20份，超声分散温度 优选40?50°C，分散液的pH优选2?6,胶原蛋白用量优选2?8份，升温温度优选50? 70°C，反应时间优选2?4h; 4)步骤3)制得的胶原基改性有机蒙脱土用量优选2?8份，无离子水用量优选 10?25份，步骤2)制得的膨胀型阻燃性化合物用量优选30?45份，反应温度优选50? 70°C，反应时间优选2?3h。 以上材料在制备时所用的含氮氨基类化合物为三聚氰胺、双氰胺、尿素中的任一 种，优选三聚氰胺。 以上材料在制备时所用的羟甲基膦盐为四羟甲基氯化膦、四羟甲基溴化膦、四羟 甲基氢氧化膦或四羟甲基硫酸膦中的任一种。 以上材料在制备时所用的胶原蛋白为重均分子量为10000?50000产品中的任一 种，该胶原蛋白可自制，也可从市场上购得。 以上材料在制备时所用的pH调节剂选自磷酸、氨水或氢氧化钠溶液中的任一种。 以上材料在制备时所用的有机蒙脱土为用有机阳离子季胺盐改性得到的有机蒙 脱土中的任一种，优选十六烷基三甲基氯化铵，十六烷基三甲基溴化铵，十八烷基三甲基氯 化铵，十八烷基三甲基溴化铵，十八烷基三甲基苄基氯化铵等有机阳离子季胺盐改性得到 的。该有机蒙脱土均可从市售产品中获得。 本专利技术与现有技术相比，具有以下积极效果： 1、由于本专利技术提供的皮革用膨胀型胶原基纳米复合阻燃功能材料是通过水解、胺 化、缩合、蒙脱土有机改性、有机一无机纳米插层复合等方法制备而成，其结构中既含有与 皮革胶原纤维具有良好反应活性和有一定鞣性的亲水性羟甲基基团，又含具有增强增韧作 用，与皮革胶原纤维具有良好相容性的胶原基改性有机蒙脱土，因而可克服现有添加型膨 胀阻燃剂反应活性低，水溶性和相容性差，不易渗透皮革纤维等缺点，在满足赋予皮革良好 阻燃性能的同时，又能提升皮革的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种皮革用膨胀型胶原基纳米复合阻燃功能材料,该材料是由以下方法制备而成：1)将季戊四醇双磷酰氯10～40份、含氮氨基化合物10～30份和无离子水20～100份加入到带有回流冷凝器的反应器中，搅拌升温至60～90℃下反应3～6h，反应结束后静置冷却，洗涤抽滤、干燥；2)将步骤1)所制得的化合物10～30份，羟甲基膦盐5～30份和无离子水10～40份加入到带有回流冷凝器的反应器中，用pH调节剂将溶液的pH调至4～8，搅拌升温至70～100℃下反应2～4h，反应结束后静置冷却、洗涤抽滤、干燥即得膨胀型阻燃性化合物；3)将有机蒙脱土10～30份加入无离子水10～30份中用超声波在40～60℃下分散0.5～1h，用pH调节剂将分散液的pH调至2～8，使其充分溶胀0.5～1h后，加入胶原蛋白2～10份，然后升温至50～80℃反应2～5h，静置冷却，抽滤，依次用蒸馏水、无水乙醇洗涤，抽滤、干燥即得胶原基改性有机蒙脱土；4)先将步骤3)制得的胶原基改性有机蒙脱土2～10份加入10～30份无离子水中用超声波在40～50℃下分散0.5～1h，再加入步骤2)制得的膨胀型阻燃性化合物30～50份，于50～80℃反应2～4h，静置冷却，抽滤洗涤，干燥即可，以上物料所用份数均为重量份。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李立新，李家勋，杨金伟，李博，江元平，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51