基于POSS-COONa与非铬金属盐的无铬鞣制工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种基于POSS

【技术实现步骤摘要】
基于POSS
‑
COONa与非铬金属盐的无铬鞣制工艺


[0001]本专利技术属于皮革鞣制工艺领域，具体涉及基于POSS
‑
COONa与非金属盐的无铬鞣制工艺。

技术介绍

[0002]我国制革工业中铬鞣法历史发展悠久，能够赋予皮革良好的物理化学性能及使用性能。但传统铬鞣法中铬的利用率仅有60%~70%，造成废液中铬含量高，一方面会对环境造成污染，另一方面会对铬资源浪费，随着环保意识的加深以及对铬资源的战略考虑，使用环保型的无铬鞣剂是研究的重要课题之一。
[0003]多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）是一类有机
‑
无机杂化材料，分子通式为（RSiO
1.5
）
n
，n一般为6、8、10、12等，其中以n=8最典型，命名为笼型倍半硅氧烷。POSS是中空刚性笼型结构，其气体渗透性好，分子密度低，热稳定性、力学性能良好；并且Si原子的外围可引入不同的活性R基团，如氨基、羟基、环氧基、乙烯基、烷氧基、甲基丙烯酰氧基等，可以将其作为鞣剂与胶原纤维上的活性基团结合，提高胶原纤维的稳定性和机械强度。
[0004]非铬金属盐鞣剂是指除铬盐鞣剂以外的其他金属盐鞣剂，如锆盐、铝盐、钛盐等鞣剂等，这些金属盐在我国蕴藏量丰富，鞣制的皮革各有优势。其中，铝盐和锆盐是最具有无铬鞣潜力的非铬金属盐鞣剂。铝盐廉价易得，不污染环境，无毒；铝鞣革革身洁白，柔软，粒面细致，但与胶原形成的交联结构稳定性小，成革收缩温度不高、不耐水洗、革身扁薄等缺陷。锆盐资源丰富，且对环境无污染；锆鞣革身洁白，耐磨性好，收缩温度较高，性质稳定耐贮藏性能好，但其缺点是吸水性大，革身板硬，耐撕裂强度较低。研究者常将铝鞣剂或锆鞣剂与其他鞣剂配合使用，通过两种鞣剂的协同作用，使得成革性能得到改善，达到使用标准。
[0005]本专利技术所述POSS
‑
COONa的全称及制备过程，本课题组在前期已授权的专利“基于取代反应合成的羧基功能化笼型倍半硅氧烷及其方法”（专利号：ZL 2017 1 1239237.1）中已经给出，为羧酸盐笼型倍半硅氧烷的制备，本专利是基于以上专利的进一步研究。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供基于POSS
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COONa与非铬金属盐（硫酸铝或硫酸锆）的无铬鞣制工艺，结合鞣可以提高皮革热稳定性、填充性、柔软度等，又可以避免鞣制过程中铬粉的使用，一定程度上降低了对环境的危害。
[0007]为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是：基于POSS
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COONa与非铬金属盐的无铬鞣制工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、中和：首先将酸皮与酸皮质量的100%的20~25℃的水和酸皮质量8%的食盐加入到转鼓内，再利用碳酸氢钠溶液第一次调节溶液的pH值为5.5~7.0，转动60min；步骤二、鞣制：加入POSS
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COONa，转动4~12小时；接着用甲酸溶液第二次调节溶液的pH至4.5~5.5，转0.5~1小时；然后用甲酸溶液第三次调节溶液的pH至3.5~4.5，转0.5~1小
时；再用甲酸溶液第四次调节溶液的pH至2.5~3.0，转0.5~2小时；加入非铬金属盐（硫酸铝/硫酸锆），转1~4小时；再用碳酸氢钠溶液第五次调节溶液的pH至3.8~4.0，转0.5~2小时；升温至39~40℃，加入50℃热水（50℃热水和皮革的质量比为1:1），转2小时，静置过夜，次日转动0.5~1小时，水洗即可。
[0008]本专利技术具有以下优点：1.本专利技术将含有羧基的有机小分子POSS
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COONa先引入皮胶原纤维中，该材料具有低分子量的特点，有利于渗透进入胶原纤维内部，并以离子键形式与皮胶原分子结合；再引入铝盐或锆盐后，Al
3+
或Zr
4+
既可以与POSS
‑
COONa分子中的羧基发生配位反应，又可以与皮胶原分子侧链上的羧基发生配位反应，从而在皮胶原间形成多点交联，起到稳定胶原结构的作用。采用此结合鞣鞣制有利于对胶原纤维形成多点结合实现无铬鞣制、减少制革污染，实现清洁化生产。
[0009]2.本专利技术将POSS
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COONa与硫酸铝应用于山羊酸皮的鞣制工序中，结合鞣制后坯革的收缩温度可达63.6℃、增厚率可达88.3%，与硫酸铝鞣制的坯革相比，成革洁白、粒面细致、柔软丰满，机械强度具有较大提升。
[0010]3.本专利技术将POSS
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COONa与硫酸锆应用于山羊酸皮的鞣制工序中，结合鞣制后坯革的收缩温度可达90.5℃、增厚率可达118.3%，与硫酸锆鞣制的坯革相比，成革色白、粒面清晰，增厚率和柔软度具有明显的提升。
具体实施方式
[0011]以下通过实施例对本专利技术的上述内容做进一步详细说明，这些实施例是用于说明本专利技术而不限于本专利技术的范围，凡基于本专利技术上述内容实现的技术均属于本专利技术的范围。
[0012]实施例1：（1）基于POSS
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COONa与铝盐的无铬鞣制工艺：步骤一、中和：首先将酸皮与酸皮质量的100%的25℃的水和酸皮质量的8%的食盐加入到转鼓内，再利用碳酸氢钠溶液第一次调节溶液的pH值为6.0，转动60min；步骤二、鞣制：加入酸皮质量的4%的POSS
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COONa，转动4小时；接着用甲酸溶液第二次调节溶液的pH至4.5，转0.5小时；然后用甲酸溶液第三次调节溶液的pH至3.5，转0.5小时；再用甲酸溶液第四次调节溶液的pH至2.5，转0.5小时；加入硫酸铝，转3小时；再用碳酸氢钠溶液第五次调节溶液的pH至3.8，转0.5小时；升温至40℃，加入50℃热水（50℃热水和皮革的质量比为1:1），转2小时，静置过夜，次日转动0.5小时，水洗即可。
[0013]（2）基于POSS
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COONa与锆盐的无铬鞣制工艺：步骤一、中和：首先将酸皮与酸皮质量的100%的25℃的水和酸皮质量的8%的食盐加入到转鼓内，再利用碳酸氢钠溶液第一次调节溶液的pH值为6.0，转动60min；步骤二、鞣制：加入酸皮质量的4%的POSS
‑
COONa，转动4小时；接着用甲酸溶液第二次调节溶液的pH至4.5，转0.5小时；然后用甲酸溶液第三次调节溶液的pH至3.5，转0.5小时；再用甲酸溶液第四次调节溶液的pH至2.5，转0.5小时；加入硫酸锆，转3小时；再用碳酸氢钠溶液第五次调节溶液的pH至3.8，转0.5小时；升温至40℃，加入50℃热水（50℃热水和皮革的质量比为1:1），转2小时，静置过夜，次日转动1小时，水洗即可。
[0014]实施例2：
（1）基于POSS
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COONa与铝盐的无铬鞣制工艺：步骤一、中和：首先将酸皮与酸皮质量的100%的20℃的水和酸皮质量的8%的食盐加入到转鼓内，再利用碳酸氢钠溶液第一次调节溶液的pH值为7.0，转动60min；步骤二、鞣制：加入酸皮质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于POSS
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COONa与非铬金属盐的无铬鞣制工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、中和：首先将酸皮与酸皮质量100%的20~25℃的水和酸皮质量8%的食盐加入到转鼓内，再利用碳酸氢钠溶液第一次调节溶液的pH值为5.5~7.0，转动60min；步骤二、鞣制：加入POSS
‑
COONa，转动4~12小时；接着用甲酸溶液第二次调节溶液的pH至4.5~5.5，转0.5~1小时；然后用甲酸溶液第三次调节溶液的pH至3.5~4.5，转0.5~1小时；再用甲酸溶液第四次调节溶液的pH至2.5~3.0，转0.5~2小时；加入非铬金属盐，转1~4小时；再用碳酸氢钠溶液第五次调节溶液的pH至3.8~4.0，转0.5~2小时；升温至39~40℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：高党鸽，李欣静，张蔼琳，吕斌，马建中，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：