CN110423851B - 利用改性蒙脱土和改性水滑石制备阻燃型皮革的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用改性蒙脱土和改性水滑石制备阻燃型皮革的工艺方法，技术方案为：取山羊皮蓝湿革加入到转鼓中，加入水，在40℃水洗15min；降温至35℃，加入水，再加入的甲酸钠和小苏打，转动100min，中和pH至5.4~5.6；向转鼓中加入水，改性花椒籽油/改性水滑石复合加脂剂，升温至55℃转动60min，再加入改性花椒籽油/改性蒙脱土加脂剂转动60min；加入甲酸调节pH至3.8~4.0，水洗、出鼓。本发明将LDH与MMT协同应用于皮革阻燃，并对加脂工序进行了优化，实现了阻燃性的正向协同，克服了传统卤素阻燃剂燃烧时发烟量大，污染环境的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及一种皮革用花椒籽油基加脂剂的制备方法，具体涉及一种利用改性蒙脱土和改性水滑石制备阻燃型皮革的工艺方法。
技术背景
随着皮革用品用量的提升，阻燃性已成为皮革的重要考察指标。在制革工序中，加脂是重要且必不可少的工序，其目的是使成革柔软、舒适且美观。但是，加脂会将油脂引入皮革内部，而油脂大多热稳定性差且易燃，这相当于在皮革内引入了可燃组分，当皮革受热时油脂易迁移至皮革表面成为促进燃烧的“燃料”。研究者通常在加脂中添加阻燃剂以消除加脂对皮革阻燃性的不良影响。目前，皮革行业使用的阻燃剂大多为卤素阻燃剂，其具有阻燃效率高、用量少、廉价等优点，但发烟量大，释放出的卤化氢气体具有腐蚀性，并且会产生有毒致癌物质多溴代苯并恶英和多溴代二苯并呋喃，危害人类身体健康。因此，开发绿色环保的阻燃加脂剂势在必行。
水滑石（LDH）是一类典型层状阴离子纳米填料，具有优异的抑烟性和热稳定性，且低烟、低毒、环境友好。在我们过去的研究中，将改性LDH引入加脂剂制备了阻燃型改性花椒籽油/水滑石纳米复合加脂剂，结果表明：LDH的引入可以显著提升加脂后坯革的抑烟性，降低坯革燃烧时可燃性气体的释放[琥珀酸酯磺酸化花椒籽油/纳米水滑石复合阻燃型加脂剂及其制备方法 - 201711075935.6; Lyu B, Wang Y F, Gao D, et al. Intercalationof modified zanthoxylum bungeanum maxin seed oil/stearate in layered doublehydroxide: Toward flame retardant nanocomposites[J]. Journal of environmentalmanagement, 2019, 238: 235-242.]。
蒙脱土（MMT）是一种表面显负电的层状硅酸盐黏土，具有阳离子交换性、膨胀性和分散性等，被广泛的应用于聚合物添加剂，以提升材料的力学、阻燃和气体阻隔性等。在我们过去的研究中，将改性MMT引入改性菜籽油加脂剂中，可以有效提升加脂坯革的极限氧指数和热降解时的成碳率，且减低坯革的燃烧速率[Lyu B, Duan X, Gao D, et al.Modified rapeseed oil/silane coupling agent-montmorillonite nanocompositesprepared by in-situ method: Synthesis and properties[J]. Industrial Crops andProducts, 2015, 70: 292-300.; Lyu B, Gao J, Ma J, et al. Nanocomposite basedon erucic acid modified montmorillonite/sulfited rapeseed oil: Preparationand application in leather[J]. Applied Clay Science, 2016, 121: 36-45.]。
MMT可以显著改性坯革的阻燃性，而LDH对坯革的抑烟性提升显著。因此，本专利发明基于专利201910021792.3和专利201910434883.X，将蒙脱土和LDH协同应用于坯革加脂，实现对加脂坯革阻燃性能和抑烟性的正向协同。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用改性蒙脱土和改性水滑石制备阻燃型皮革的工艺方法。
为了达到上述的目的，本发明设计了如下实验方案：
步骤一：按照专利201910021792.3的权利要求书制备一种改性花椒籽油/改性水滑石纳米复合加脂剂；
步骤二：按照专利201910434883.X的权利要求书制备一种改性花椒籽油/改性蒙脱土纳米复合加脂剂；
步骤三：取100质量份的山羊皮蓝湿革加入到转鼓中，加入300质量份的水，在40℃水洗15min；降温至35℃，加入200质量份的水，再分别加入1.0~2.0质量份的甲酸钠和小苏打，转动100min，中和pH至5.4~5.6；
向转鼓中加入150质量份的水，3.4~3.6质量份的改性花椒籽油/改性水滑石复合加脂剂，升温至55℃转动60min，再加入10.4~10.6质量份的改性花椒籽油/改性蒙脱土加脂剂转动60min；加入0.5~2质量份的甲酸调节pH至3.8~4.0，水洗、出鼓。
上述方案中，改性水滑石为丙酮改性Mg3Al-LDH；改性MMT为十六烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土。
本发明具有以下优点：
本发明以提升皮革阻燃性为目的，将LDH与MMT协同应用于皮革阻燃，并对加脂工序进行了优化；本发明具体将改性LDH和改性MMT分别引入改性花椒籽油制备了两种阻燃型复合皮革加脂剂，并将两种加脂剂配合应用皮革的加脂工序。阻燃性的检测结果如表1所示，与单独使用改性LDH或MMT进行阻燃的坯革相比，改性LDH与改性MMT配合使用时，坯革的垂直燃烧性能和LOI和均有提升，移除火源后坯的明焰时间为0s，碳化长度和质量损失可降至2mm和3%，LOI可达33.8%，实现了阻燃性的正向协同。此外，MMT和LDH都属于清洁阻燃材料，克服了传统卤素阻燃剂燃烧时发烟量大，污染环境的缺点，顺应了可持续发展的行业要求。
表1改性花椒籽油/LDH/MMT加脂坯革的阻燃性检测结果
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明实施例提供一利用改性蒙脱土和改性水滑制备阻燃型皮革加脂剂的应用工艺方法，该方法通过以下步骤实现：
步骤一：按照专利201910021792.3的权利要求书制备一种改性花椒籽油/改性水滑石纳米复合加脂剂；
步骤二：按照专利201910434883.X的权利要求书制备一种改性花椒籽油/改性蒙脱土纳米复合加脂剂；
步骤三：取100质量份的山羊皮蓝湿革加入到转鼓中，加入300质量份的水，在40℃水洗15min；降温至35℃，加入200质量份的水，再分别加入1.0~2.0质量份的甲酸钠和小苏打，转动100min，中和pH至5.4~5.6；
向转鼓中加入150质量份的水，3.5~3.6质量份的改性花椒籽油/改性水滑石复合加脂剂，升温至55℃转动60min，再加入10.5~10.6质量份的改性花椒籽油/改性蒙脱土加脂剂转动60min；加入0.5~2质量份的甲酸调节pH至3.8~4.0，水洗、出鼓。
上述方案中，改性水滑石为丙酮改性Mg3Al-LDH；改性MMT为十六烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土。
实施例一
按照专利201910021792.3的权利要求书制备一种改性花椒籽油/改性水滑石纳米复合加脂剂，备用；
按照专利201910434883.X的权利要求书制备一种改性花椒籽油/改性蒙脱土纳米复合加脂剂，备用；
取100质量份的山羊皮蓝湿革加入到转鼓中，加入300质量份的水，在40℃水洗15min；降温至35℃，加入200质量份的水，加入1.0质量份的甲酸钠和2.0质量份的小苏打，转动100min，中和pH至5.4；向转鼓中加入150质量份的水，3.5质量份的改性花椒籽油/改性水滑石复合加脂剂，升温至55℃转动60min，再加入10.5质量份的改性花椒籽油/改性蒙脱土加脂剂转动60min；加入1.4质量份的甲酸调节pH至3.9，水洗、出鼓。
实施例二
按照专利201910021792.3的权利要求书制备一种改性花椒籽油/改性水滑石纳米复合加脂剂，备用；
按照专利201910434883.X的权利要求书制备一种改性花椒籽油/改性蒙脱土纳米复合加脂剂，备用；
取100质量份的山羊皮蓝湿革加入到转鼓中，加入300质量份的水，在40℃水洗15min；降温至35℃，加入200质量份的水，加入1.1质量份的甲酸钠和1.7质量份的小苏打，转动100min，中和pH至5.5；向转鼓中加入150质量份的水，3.6质量份的改性花椒籽油/改性水滑石复合加脂剂，升温至55℃转动60min，再加入10.6质量份的改性花椒籽油/改性蒙脱土加脂剂转动60min；加入1.5质量份的甲酸调节pH至4.0，水洗、出鼓。
实施例三
按照专利201910021792.3的权利要求书制备一种改性花椒籽油/改性水滑石纳米复合加脂剂，备用；
按照专利201910434883.X的权利要求书制备一种改性花椒籽油/改性蒙脱土纳米复合加脂剂，备用；
取100质量份的山羊皮蓝湿革加入到转鼓中，加入300质量份的水，在40℃水洗15min；降温至35℃，加入200质量份的水，加入1.3质量份的甲酸钠和1.6质量份的小苏打，转动100min，中和pH至5.5；向转鼓中加入150质量份的水，3.6质量份的改性花椒籽油/改性水滑石复合加脂剂，升温至55℃转动60min，再加入10.4质量份的改性花椒籽油/改性蒙脱土加脂剂转动60min；加入1.5质量份的甲酸调节pH至3.8，水洗、出鼓。
实施例四
按照专利201910021792.3的权利要求书制备一种改性花椒籽油/改性水滑石纳米复合加脂剂，备用；
按照专利201910434883.X的权利要求书制备一种改性花椒籽油/改性蒙脱土纳米复合加脂剂，备用；
取100质量份的山羊皮蓝湿革加入到转鼓中，加入300质量份的水，在40℃水洗15min；降温至35℃，加入200质量份的水，加入1.3质量份的甲酸钠和1.5质量份的小苏打，转动100min，中和pH至5.4；向转鼓中加入150质量份的水，3.6质量份的改性花椒籽油/改性水滑石复合加脂剂，升温至55℃转动60min，再加入10.6质量份的改性花椒籽油/改性蒙脱土加脂剂转动60min；加入1.5质量份的甲酸调节pH至3.9，水洗、出鼓。
Claims (3)
1.一种利用改性蒙脱土和改性水滑石制备阻燃型皮革的工艺方法，其特征在于，由以下步骤实现：
取100质量份的山羊皮蓝湿革加入到转鼓中，加入300质量份的水，在40℃水洗15min；降温至35℃，加入200质量份的水，再分别加入1.0~2.0质量份的甲酸钠和小苏打，转动100min，中和pH至5.4~5.6；
向转鼓中加入150质量份的水，3.4~3.6质量份的改性花椒籽油/改性水滑石复合加脂剂，升温至55℃转动60min，再加入10.4~10.6质量份的改性花椒籽油/改性蒙脱土加脂剂转动60min；加入0.5~2质量份的甲酸调节pH至3.8~4.0，水洗、出鼓。
2.根据权利要求1所述的利用改性蒙脱土和改性水滑石制备阻燃型皮革的工艺方法，其特征在于：
步骤一中，所述改性水滑石为丙酮改性Mg3Al-水滑石。
3.根据权利要求1所述的利用改性蒙脱土和改性水滑石制备阻燃型皮革的工艺方法，其特征在于：
步骤二中，所述改性蒙脱土为十六烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土。
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