一种用于皮革无铬鞣鞣制工序的络合剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种用于皮革无铬鞣鞣制工序的络合剂及其制备方法和应用，包含有耐强酸、耐强电解质和耐高浓度金属溶液的亲水性基团，络合剂为总固体含量为35％、羧基中和度为95％、磺化程度为90％的磺化琥珀酸单酯盐。本发明专利技术通过常规简便的工艺操作就能制备，将该络合剂应用到无铬鞣的工艺中，操作工艺简单、对环境友好，成品皮的收缩温度达到90℃以上，且其鞣革的综合性能与铬鞣革相近。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及皮革鞣制
，具体涉及一种用于皮革无铬鞣鞣制工序的络合剂及其制备方法和应用。
技术介绍
鞣制是制革过程中最重要的一道工序。自1858年Knapp研究专利技术铬鞣法，特别是在1893年Dennis专利技术了一浴铬鞣法以来，由于它操作简单，易于控制，成革耐湿热稳定性高等优点，很快在制革工业中得到广泛应用并占据主导地位。经过一百多年的发展，现代制革工业已形成以铬鞣法为基础的一整套较完善的制革工艺体系。然而，常规铬鞣法的铬利用率仅为65％～75％，大量的未被吸收的铬会被排放。但众所周知。铬因其难以降解，破坏生态平衡，并存在生成剧毒六价铬的潜在危险，是一种会带来环境污染的重金属。开发可以替代铬且符合环境保护要求的鞣剂就成为一种必然趋势。现有的非铬类鞣剂主要有醛鞣剂、有机磷鞣剂、植物鞣剂以及锆鞣剂、钛鞣剂、铝鞣剂和稀土金属盐等，但上述任何一种鞣剂在综合性能上与铬鞣剂相比都具有较大的差距。而其中钛鞣剂鞣制出来的皮革强度高、紧实，填充性好，与其它鞣剂鞣制的皮革相比，在状态上更接近铬鞣革。但是钛鞣革收缩温度较低，在78℃左右，在后续的整理过程中容易出现皮革质量事故，如钛鞣革在削匀时可能导致皮革被“削焦”。锆鞣剂鞣制的革纯白，收缩温度较高(可达97℃)，弹性小，绒头细密，且具有良好的耐磨性和耐贮藏性。但是锆盐水解性强，渗透性差，鞣制均匀度低，鞣制的革板硬，手感差，成革偏重，吸水性强。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种在无铬鞣制的使用中具备综合性能良好、生产工艺简单、对环境污染小的用于皮革无铬鞣鞣制工序的络合剂及其制备方法和应用。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种用于皮革无铬鞣鞣制工序的络合剂，包含有耐强酸、耐强电解质和耐高浓度金属溶液的亲水性基团，络合剂为总固体含量为35％、羧基中和度为95％、磺化程度为90％的磺化琥珀酸单酯盐；所述的用于皮革无铬鞣鞣制工序的络合剂的制备方法，包括以下步骤：(1)按质量份数分别称取67～100份的甘油，100份的马来酸酐，以及0.15份的催化剂；(2)将甘油加入反应器中，开启冷凝水和搅拌器，调节温度65-70℃，加入马来酸酐，加料过程控制温度不超过75℃，一次性投入催化剂，加入过程控制温度不超过80℃，加料结束，开始升温，温度升至90-93℃，酰化2.5小时后降温45℃以下，出料得到有效物为100％的马来酸丙三醇混合单酯中间体；(3)按质量份数分别称取100份的马来酸丙三醇混合单酯中间体、1267份水、95份氨水和45～50份焦亚硫酸钠；(4)将水和马来酸丙三醇混合单酯中间体加入反应器，设置温度为50～55℃，打开冷凝水搅拌，将中间体分散成白色乳状；滴加氨水进行中和反应，滴加时间控制在30～60分钟，滴加过程体系温度控制在60℃以内，中和结束体系pH值应在5.5～6；中和反应结束后将体系升温至60℃，滴加磺化剂，磺化剂控制在60～120分钟内加完，在滴加磺化剂的过程中体系温度控制在65℃以内，滴加结束后体系温度控制在80℃，搅拌进行磺化反应210分钟，反应结束后体系pH值约为6，降温出料，得到固含量为35％，羧基中和度为95％、磺化程度为90％的磺化琥珀酸单酯盐。本专利技术进一步设置：所述的催化剂是对苯甲磺酸；本专利技术进一步设置：所述的磺化剂是30％的焦亚硫酸钠溶液；本专利技术进一步设置：所述的氨水是20％的氨水溶液。在鞣剂投入体系反应3小时左右再行加入，用量为鞣剂用量的50％-75％。本专利技术起始原料中选用马来酸酐和甘油，络合剂需在强酸、强电解质、高浓度金属溶液中使用，因其特殊的反应体系，该络合剂必须耐强酸、强电解质、高浓度金属溶液，进而决定了该络合剂在结构上必须具有耐强酸、强电解质、高浓度金属溶液的官能团。马来酸酐是含不饱和键的五元环状顺酐，其分子中的双键和酸酐两种官能团，能进行加成反应、Diels——Alder反应、酯化反应、酰胺化反应、聚合反应等，而且马来酸酐中的一个官能团反应之后，另一个光能团还可继续反应。马来酸酐同甘油的反应属于酰化反应，马来酸酐是一种酰化剂，其分子中羰基碳的正电性是亲核试剂对该碳原子进攻的原因。反应步骤(2)酰化反应所得的产物中含有羧基、羟基、酯基等官能团，且两个羧基之间的距离较远，由马来酸酐的结构决定了该不饱和单酯是顺式结构，顺式结构在水里的溶解度远大于反式。反应步骤(4)即顺丁烯二酸单酯在水相体系中经亚硫酸盐磺化后得到的磺基琥珀酸酯盐产品，反应步骤(2)所得的马来酸丙三醇混合单酯磺化时用焦亚硫酸钠做磺化剂，先对马来酸丙三醇混合单酯进行中和，再用焦亚硫酸钠磺化。反应步骤(2)所得的马来酸丙三醇混合单酯含有羧基，具有一定的亲水性，可直接分散于水相中，因此，在后续的磺化反应时无需加溶剂分散，而且，随着磺化反应的进行产物的亲水性会进一步增加，可完全形成水分散的产品。在反应步骤(4)所进行的磺化反应时，由于顺丁烯二酸酐引入的C〓C双键受到两边强极性的酯基和羧基吸电子效应的影响，呈现缺电子性(显部分正电性)，极易受到亲核试剂的进攻而发生亲核加成，因此，在并不苛刻的条件下即可发生磺化反应。磺化时，磺酸基总是连接在单酯的α—C上。可得含羟基的磺化琥珀酸单酯盐。反应步骤(3)中称取的马来酸丙三醇混合单酯中间体的相对分子量是由反应步骤(1)中所称取的甘油和马来酸酐的份数所决定的，其相对分子量为：(马来酸酐相对分子量乘以份数+甘油相对分子量乘以份数)除以马来酸酐的份数。用于皮革无铬鞣鞣制工序的络合剂在皮革鞣制中的应用，其特征在于：包括以下步骤：(1)绵羊酸皮：选择经过浸酸用于服装革的绵羊皮；(2)挤水：常规工序；(3)称重：称重后增重至300％作为后续工序添加物的添加量的计算基准；(4)回水：在转鼓内加入6％-8％的常温盐水，投皮，转动30min，测鼓中浴液pH值为2.5-2.8；(5)鞣制：加入3％无铬鞣伴侣，转动15min；加入0.5％非离子油，6％-10％锆鞣剂，转动180min；加入3％-7.5％的络合剂，转动120min；(6)提碱：分3-4次加入提碱剂，每加一次转动30min，调节鼓中浴液pH值为3.8-4.0；加入100％60℃的水，保持转鼓内浴液温度为38℃，低速转动，每分钟转2-3转，过夜；(7)水洗、出鼓：次日，测收缩温度，水洗出鼓，静置陈放1天以上；(8)挤水、削匀：将鞣制陈放好的无铬鞣绵羊皮挤水，削匀，双层厚度为0.9mm-1.1mm，称重，作为后续工序添加物的添加量的计算基准；(9)中和：常规工序，转鼓中加入100％的水，设置鼓内温度为32℃-35℃，加入2％甲酸钠，转动30min，加入0.5％提碱剂，转动60min，测pH值为4.5-4.8，控水；(10)水洗：常规工序；(11)加脂、填充、染色：常规工序；(12)水洗、出鼓：常规工序；(13)干燥整理：常规工序；(14)干削：常规工序，削匀保持双层厚度为0.4mm-0.8mm；(15)摔软、熨烫：常规工序；(16)排尺、入库：常规工序；其中，所用原料按重量份数计。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果如下：(1)本专利技术克服了锆鞣剂和钛鞣剂鞣革性能的不足，是一种可以改善锆鞣革和钛鞣革综合性能，不含铬、对环境污染小的络合剂，用于皮革无铬鞣鞣制，可使皮革收缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于皮革无铬鞣鞣制工序的络合剂，其特征在于：包含有耐强酸、耐强电解质和耐高浓度金属溶液的亲水性基团，络合剂为总固体含量为35％、羧基中和度为95％、磺化程度为90％的磺化琥珀酸单酯盐；所述的用于皮革无铬鞣鞣制工序的络合剂的制备方法，包括以下步骤：(1)按质量份数分别称取67～100份的甘油，100份的马来酸酐，以及0.15份的催化剂；(2)将甘油加入反应器中，开启冷凝水和搅拌器，调节温度65‑70℃，加入马来酸酐，加料过程控制温度不超过75℃，一次性投入催化剂，加入过程控制温度不超过80℃，加料结束，开始升温，温度升至90‑93℃，酰化2.5小时后降温45℃以下，出料得到有效物为100％的马来酸丙三醇混合单酯中间体；(3)按质量份数分别称取100份的马来酸丙三醇混合单酯中间体、1267份水、95份氨水和45～50份焦亚硫酸钠；(4)将水和马来酸丙三醇混合单酯中间体加入反应器，设置温度为50～55℃，打开冷凝水搅拌，将中间体分散成白色乳状；滴加氨水进行中和反应，滴加时间控制在30～60分钟，滴加过程体系温度控制在60℃以内，中和结束体系pH值应在5.5～6；中和反应结束后将体系升温至60℃，滴加磺化剂，磺化剂控制在60～120分钟内加完，在滴加磺化剂的过程中体系温度控制在65℃以内，滴加结束后体系温度控制在80℃，搅拌进行磺化反应210分钟，反应结束后体系pH值约为6，降温出料，得到固含量为35％，羧基中和度为95％、磺化程度为90％的磺化琥珀酸单酯盐。...

【技术特征摘要】
1.一种用于皮革无铬鞣鞣制工序的络合剂，其特征在于：包含有耐强酸、耐强电解质和耐高浓度金属溶液的亲水性基团，络合剂为总固体含量为35％、羧基中和度为95％、磺化程度为90％的磺化琥珀酸单酯盐；所述的用于皮革无铬鞣鞣制工序的络合剂的制备方法，包括以下步骤：(1)按质量份数分别称取67～100份的甘油，100份的马来酸酐，以及0.15份的催化剂；(2)将甘油加入反应器中，开启冷凝水和搅拌器，调节温度65-70℃，加入马来酸酐，加料过程控制温度不超过75℃，一次性投入催化剂，加入过程控制温度不超过80℃，加料结束，开始升温，温度升至90-93℃，酰化2.5小时后降温45℃以下，出料得到有效物为100％的马来酸丙三醇混合单酯中间体；(3)按质量份数分别称取100份的马来酸丙三醇混合单酯中间体、1267份水、95份氨水和45～50份焦亚硫酸钠；(4)将水和马来酸丙三醇混合单酯中间体加入反应器，设置温度为50～55℃，打开冷凝水搅拌，将中间体分散成白色乳状；滴加氨水进行中和反应，滴加时间控制在30～60分钟，滴加过程体系温度控制在60℃以内，中和结束体系pH值应在5.5～6；中和反应结束后将体系升温至60℃，滴加磺化剂，磺化剂控制在60～120分钟内加完，在滴加磺化剂的过程中体系温度控制在65℃以内，滴加结束后体系温度控制在80℃，搅拌进行磺化反应210分钟，反应结束后体系pH值约为6，降温出料，得到固含量为35％，羧基中和度为95％、磺化程度为90％的磺化琥珀酸单酯盐。2.根据权利要求1所述的一种用于皮革无铬鞣鞣制工序的络合剂，其特征在于：所述催化剂为苯甲磺酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰云军，沈晓军，许晓红，罗卫平，柴玉叶，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33