CN105420425A - 一种SiO2／α-溴代戊烯／染色剂复合鞣革剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SiO2/α-溴代戊烯/染色剂复合鞣革剂，属于鞣革剂领域。本发明的一种SiO2/α-溴代戊烯/染色剂复合鞣革剂包括将环戊烯和N-溴代丁二酰亚胺按照摩尔比1:1混合后，加入适量的四氯化碳作为溶剂，在常温下搅拌，完全溶解后按照环戊烯：过氧化苯甲酰摩尔比1:0.5向溶液中加入过氧化苯甲酰，加热升温至50℃，反应6h等五个步骤。本发明的SiO2/α-溴代戊烯/染色剂复合鞣革剂具有减小环境污染，同时保证鞣制效果的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种鞣革剂，特别是一种SiO2/α-溴代戊烯/染色剂复合鞣革剂。
背景技术
皮革工业在环境保护的污染公害排出液中，具有严重危害性的主要有害有毒物是硫化物和铬离子，这是在国内外一致公认的，而现今皮革行业使用的鞣制剂中铬鞣占据主导位置。铬鞣过程中产生大量难以治疗的含铬废水、含铬污泥、含铬废皮屑等污染，会造成大量的重金属环境污染，且皮革中的三价铬在一定条件下可能转化为危害更大的六价铬。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种减小环境污染，同时保证鞣制效果的一种SiO2/α-溴代戊烯/染色剂复合鞣革。
本发明采用的技术方案如下：
本发明一种SiO2/α-溴代戊烯/染色剂复合鞣革剂，包括以下步骤制备而成：
步骤一：将环戊烯和N-溴代丁二酰亚胺按照摩尔比1:1混合后，加入适量的四氯化碳作为溶剂，在常温下搅拌，完全溶解后按照环戊烯：过氧化苯甲酰摩尔比1:0.5向溶液中加入过氧化苯甲酰，加热升温至50℃，反应6h；
步骤二：过滤后取滤液，固体用适量的四氯化碳洗涤，将滤液和洗涤液合并，减压蒸馏得到浅黄色的α-溴代戊烯；
步骤三：取正硅酸乙酯，氨水，蒸馏水和无水乙醇按照体积比1:1:0.5:15混合后搅拌均匀，加热到37°C，并在该温度下恒温保持搅拌3小时，向反应液中再加入等量的正硅酸乙酯，反应2小时，加热蒸馏，至乙醇全部蒸出，再加入3倍体积的蒸馏水，搅拌分散均匀，过滤，取固体，得到纳米二氧化硅；
步骤四；将纳米二氧化硅和染料等比例混合，加入适量DMF作为溶剂，按照纳米二氧化硅：碳酸钾摩尔比1:0.2向溶液中加入碳酸钾，缓慢升温至80℃，按照纳米二氧化硅：α-溴代戊烯摩尔比1:1称取α-溴代戊烯，取适量DMF将α-溴代戊烯溶解，得到α-溴代戊烯溶液，按照5/滴的速率向溶液中滴加α-溴代戊烯溶液，滴加完后，再反应0.5h，停止加热，自然冷却至室温，继续反应36h；
步骤五：将反应体系在压力0.09kPa，温度95℃条件下，减压蒸馏，至溶剂完全蒸干，真空干燥，得到SiO2/α-溴代戊烯/染色剂复合鞣革剂。
由于采用了上述技术方案，纳米二氧化硅中的双键能够与胶原分子的羧基、羟基等活性基团之间形成多点交联从而完成鞣制，戊二醛是一种优良的鞣剂，但是鞣制效果仍然逊于铬鞣剂，对戊二醛改性，在其α-C原子上接入染色剂和纳米二氧化硅从而增加其鞣革效果，增强皮革的抗张、抗撕裂的强度。
本发明的一种SiO2/α-溴代戊烯/染色剂复合鞣革剂，所述纳米二氧化硅粒子的粒径为68nm。
由于采用了上述技术方案，制备的符合鞣革剂的鞣革效果好。
本发明的一种SiO2/α-溴代戊烯/染色剂复合鞣革剂，所述染色剂为茜素红和/或茜素黄。
由于采用了上述技术方案，茜素红，茜素黄是环境友好型的有色物质，使得制得的复合鞣革剂兼有鞣制、染色的功能的同时减小对环境的污染。
本发明的一种应用上述复合鞣革剂的鞣制方法，包括鞣制前预处理和鞣制两个步骤，所述鞣制步骤中使用的鞣革剂为SiO2/α-溴代戊烯/染色剂复合鞣革剂。
本发明的一种鞣制方法，所述鞣制前预处理包括以下几个步骤：
步骤一：将麦角新碱按照摩尔比1:1.5溶于水中，用NaOH将溶液调节pH至9.6，制得碱液，将经过浸水、脱毛和浸灰处理的皮浸泡在温度为42℃的碱液中，浸泡30min；
步骤二：将组织蛋白酶，植物蛋白酶和丝氨酸蛋白酶按照质量比1:0.7:2.5混合，溶于水中，配制成浓度为64%的酶溶液，将浸泡好的皮取出，将酶溶液均匀涂抹于皮表面，静置10min；
由于采用了上述技术方案，在鞣制之间将皮经过酶解，可以去除掉一部分的纤维间质，适当地分散胶原纤维，在皮面上产生一定的小孔，使得鞣制剂更容易进入皮间，从而使后期鞣制过程中将皮纤维的胶原基团连接起来，更加容易。
步骤三：将经过酶解的皮放入水中，加热至水温为23℃，保持水温恒定为23℃，在水中施加电压为300V的电场，电泳处理23min。
由于采用了上述技术方案，经过电泳处理能够将经过酶解产生的孔隙清洁干净。
本发明的一种鞣制方法，所述鞣制包括以下几个步骤：
步骤一：将经过鞣制前预处理的皮加入适当的酸，中和掉多余的碱，调节皮面的pH为4.5；
步骤二：将皮放入真空转鼓，按照质量比1:2.5加入鞣革剂，在真空度为4000Pa，温度为48℃，静置2h后，转鼓按照500r/min的速度鞣制。
由于采用了上述技术方案，使得鞣制过程的物理——化学氛围得到改善，渗透与结合的作用增强，成革切面鞣剂分布均匀，革身丰满，富有弹性，收缩温度达到或超过工艺要求，降低了生产成本，节约了能源消耗。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、鞣制剂中无铬，兼有鞣制、染色的功能的同时减小对环境的污染。
2、改善鞣制过程的物理——化学氛围，渗透与结合的作用增强，成革切面鞣剂分布均匀，革身丰满，富有弹性，收缩温度达到或超过工艺要求，降低了生产成本，节约了能源消耗。
具体实施方式
下面对本发明作详细的说明。
为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
复合鞣革剂通过以下步骤制备而成：
步骤一：将环戊烯和N-溴代丁二酰亚胺按照摩尔比1:1混合后，加入适量的四氯化碳作为溶剂，在常温下搅拌，完全溶解后按照环戊烯：过氧化苯甲酰摩尔比1:0.5向溶液中加入过氧化苯甲酰，加热升温至50℃，反应6h；
步骤二：过滤后取滤液，固体用适量的四氯化碳洗涤，将滤液和洗涤液合并，减压蒸馏得到浅黄色的α-溴代戊烯；
步骤三：取正硅酸乙酯，氨水，蒸馏水和无水乙醇按照体积比1:1:0.5:15混合后搅拌均匀，加热到37°C，并在该温度下恒温保持搅拌3小时，向反应液中再加入等量的正硅酸乙酯，反应2小时，加热蒸馏，至乙醇全部蒸出，再加入3倍体积的蒸馏水，搅拌分散均匀，过滤，取固体，得到纳米二氧化硅，纳米二氧化硅粒子的粒径为68nm；
步骤四；将纳米二氧化硅，茜素红和茜素黄等比例混合，加入适量DMF作为溶剂，按照纳米二氧化硅：碳酸钾摩尔比1:0.2向溶液中加入碳酸钾，缓慢升温至80℃，按照纳米二氧化硅：α-溴代戊烯摩尔比1:1称取α-溴代戊烯，取适量DMF将α-溴代戊烯溶解，得到α-溴代戊烯溶液，按照5/滴的速率向溶液中滴加α-溴代戊烯溶液，滴加完后，再反应0.5h，停止加热，自然冷却至室温，继续反应36h；
步骤五：将反应体系在压力0.09kPa，温度95℃条件下，减压蒸馏，至溶剂完全蒸干，真空干燥，得到SiO2/α-溴代戊烯/染色剂复合鞣革剂。
实施例2
复合鞣革剂通过以下步骤制备而成：
步骤一：将环戊烯和N-溴代丁二酰亚胺按照摩尔比1:1混合后，加入适量的四氯化碳作为溶剂，在常温下搅拌，完全溶解后按照环戊烯：过氧化苯甲酰摩尔比1:0.5向溶液中加入过氧化苯甲酰，加热升温至50℃，反应6h；
步骤二：过滤后取滤液，固体用适量的四氯化碳洗涤，将滤液和洗涤液合并，减压蒸馏得到浅黄色的α-溴代戊烯；
步骤三：取正硅酸乙酯，氨水，蒸馏水和无水乙醇按照体积比1:1:0.5:15混合后搅拌均匀，加热到37°C，并在该温度下恒温保持搅拌3小时，向反应液中再加入等量的正硅酸乙酯，反应2小时，加热蒸馏，至乙醇全部蒸出，再加入3倍体积的蒸馏水，搅拌分散均匀，过滤，取固体，得到纳米二氧化硅，纳米二氧化硅粒子的粒径为68nm；
步骤四；将纳米二氧化硅和茜素黄等比例混合，加入适量DMF作为溶剂，按照纳米二氧化硅：碳酸钾摩尔比1:0.2向溶液中加入碳酸钾，缓慢升温至80℃，按照纳米二氧化硅：α-溴代戊烯摩尔比1:1称取α-溴代戊烯，取适量DMF将α-溴代戊烯溶解，得到α-溴代戊烯溶液，按照5/滴的速率向溶液中滴加α-溴代戊烯溶液，滴加完后，再反应0.5h，停止加热，自然冷却至室温，继续反应36h；
步骤五：将反应体系在压力0.09kPa，温度95℃条件下，减压蒸馏，至溶剂完全蒸干，真空干燥，得到SiO2/α-溴代戊烯/染色剂复合鞣革剂。
实施例3
复合鞣革剂通过以下步骤制备而成：
步骤一：将环戊烯和N-溴代丁二酰亚胺按照摩尔比1:1混合后，加入适量的四氯化碳作为溶剂，在常温下搅拌，完全溶解后按照环戊烯：过氧化苯甲酰摩尔比1:0.5向溶液中加入过氧化苯甲酰，加热升温至50℃，反应6h；
步骤二：过滤后取滤液，固体用适量的四氯化碳洗涤，将滤液和洗涤液合并，减压蒸馏得到浅黄色的α-溴代戊烯；
步骤三：取正硅酸乙酯，氨水，蒸馏水和无水乙醇按照体积比1:1:0.5:15混合后搅拌均匀，加热到37°C，并在该温度下恒温保持搅拌3小时，向反应液中再加入等量的正硅酸乙酯，反应2小时，加热蒸馏，至乙醇全部蒸出，再加入3倍体积的蒸馏水，搅拌分散均匀，过滤，取固体，得到纳米二氧化硅，纳米二氧化硅粒子的粒径为68nm；
步骤四；将纳米二氧化硅和茜素红等比例混合，加入适量DMF作为溶剂，按照纳米二氧化硅：碳酸钾摩尔比1:0.2向溶液中加入碳酸钾，缓慢升温至80℃，按照纳米二氧化硅：α-溴代戊烯摩尔比1:1称取α-溴代戊烯，取适量DMF将α-溴代戊烯溶解，得到α-溴代戊烯溶液，按照5/滴的速率向溶液中滴加α-溴代戊烯溶液，滴加完后，再反应0.5h，停止加热，自然冷却至室温，继续反应36h；
步骤五：将反应体系在压力0.09kPa，温度95℃条件下，减压蒸馏，至溶剂完全蒸干，真空干燥，得到SiO2/α-溴代戊烯/染色剂复合鞣革剂。
实施例4
一种鞣制方法，包括鞣制前预处理和鞣制两个步骤；
鞣制前预处理包括以下几个步骤：
步骤一：将麦角新碱按照摩尔比1:1.5溶于水中，用NaOH将溶液调节pH至9.6，制得碱液，将经过浸水、脱毛和浸灰处理的皮浸泡在温度为42℃的碱液中，浸泡30min；
步骤二：将组织蛋白酶，植物蛋白酶和丝氨酸蛋白酶按照质量比1:0.7:2.5混合，溶于水中，配制成浓度为64%的酶溶液，将浸泡好的皮取出，将酶溶液均匀涂抹于皮表面，静置10min；
步骤三：将经过酶解的皮放入水中，加热至水温为23℃，保持水温恒定为23℃，在水中施加电压为300V的电场，电泳处理23min。
所述鞣制包括以下几个步骤：
步骤一：将经过鞣制前预处理的皮加入适当的酸，中和掉多余的碱，调节皮面的pH为4.5；
步骤二：将皮放入真空转鼓，按照质量比1:2.5加入鞣革剂，鞣革剂为纳米SiO2/α-溴代戊烯/染色剂复合鞣革剂，在真空度为4000Pa，温度为48℃，静置2h后，转鼓按照500r/min的速度鞣制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种SiO2/α-溴代戊烯/染色剂复合鞣革剂，其特征在于包括以下步骤制备而成：
步骤一：将环戊烯和N-溴代丁二酰亚胺按照摩尔比1:1混合后，加入适量的四氯化碳作为溶剂，在常温下搅拌，完全溶解后按照环戊烯：过氧化苯甲酰摩尔比1:0.5向溶液中加入过氧化苯甲酰，加热升温至50℃，反应6h；
步骤二：过滤后取滤液，固体用适量的四氯化碳洗涤，将滤液和洗涤液合并，减压蒸馏得到浅黄色的α-溴代戊烯；
步骤三：取正硅酸乙酯，氨水，蒸馏水和无水乙醇按照体积比1:1:0.5:15混合后搅拌均匀，加热到37°C，并在该温度下恒温保持搅拌3小时，向反应液中再加入等量的正硅酸乙酯，反应2小时，加热蒸馏，至乙醇全部蒸出，再加入3倍体积的蒸馏水，搅拌分散均匀，过滤，取固体，得到纳米二氧化硅；
步骤四；将纳米二氧化硅和染料等比例混合，加入适量DMF作为溶剂，按照纳米二氧化硅：碳酸钾摩尔比1:0.2向溶液中加入碳酸钾，缓慢升温至80℃，按照纳米二氧化硅：α-溴代戊烯摩尔比1:1称取α-溴代戊烯，取适量DMF将α-溴代戊烯溶解，得到α-溴代戊烯溶液，按照5/滴的速率向溶液中滴加α-溴代戊烯溶液，滴加完后，再反应0.5h，停止加热，自然冷却至室温，继续反应36h；
步骤五：将反应体系在压力0.09kPa，温度95℃条件下，减压蒸馏，至溶剂完全蒸干，真空干燥，得到SiO2/α-溴代戊烯/染色剂复合鞣革剂。
2.如权利要求1所述的一种SiO2/α-溴代戊烯/染色剂复合鞣革剂，其特征在于：所述纳米二氧化硅粒子的粒径为68nm。
3.如权利要求1或2所述的一种SiO2/α-溴代戊烯/染色剂复合鞣革剂，其特征在于：所述染色剂为茜素红和/或茜素黄。
4.一种应用如权利要求1-3所述一种SiO2/α-溴代戊烯/染色剂复合鞣革剂的鞣制方法，其特征在于：包括鞣制前预处理和鞣制两个步骤，所述鞣制步骤中使用的鞣革剂为SiO2/α-溴代戊烯/染色剂复合鞣革剂。
5.如权利要求4所述的一种鞣制方法，其特征在于：所述鞣制前预处理包括以下几个步骤：
步骤一：将麦角新碱按照摩尔比1:1.5溶于水中，用NaOH将溶液调节pH至9.6，制得碱液，将经过浸水、脱毛和浸灰处理的皮浸泡在温度为42℃的碱液中，浸泡30min；
步骤二：将组织蛋白酶，植物蛋白酶和丝氨酸蛋白酶按照质量比1:0.7:2.5混合，溶于水中，配制成浓度为64%的酶溶液，将浸泡好的皮取出，将酶溶液均匀涂抹于皮表面，静置10min；
步骤三：将经过酶解的皮放入水中，加热至水温为23℃，保持水温恒定为23℃，在水中施加电压为300V的电场，电泳处理23min。
6.如权利要求4或5所述的一种鞣制方法，其特征在于所述鞣制包括以下几个步骤：
步骤一：将经过鞣制前预处理的皮加入适当的酸，中和掉多余的碱，调节皮面的pH为4.5；
步骤二：将皮放入真空转鼓，按照质量比1:2.5加入鞣革剂，在真空度为4000Pa，温度为48℃，静置2h后，转鼓按照500r/min的速度鞣制。
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| CN1410551A (zh) * | 2002-11-27 | 2003-04-16 | 四川大学 | 聚氨酯/无机纳米复合皮革鞣剂及其制备方法 |
| CN101993959A (zh) * | 2010-10-27 | 2011-03-30 | 丁克毅 | 基于戊二醛的皮革同步鞣染材料和新型活性染料 |
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