一种防污抗裂皮革涂料的制备方法
技术领域
本发明属于皮革涂料技术领域,具体涉及一种防污抗裂皮革涂料的制备方法。
背景技术
皮革行业涵盖了制革、制鞋、皮衣、皮件、毛皮及其制品等主体行业,以及皮革化工、皮革五金、皮革机械、辅料等配套行业。皮革制品在使用的过程中,由于长期暴露在外部环境中,很容易受到外界环境的影响而发生氧化变色的现象,甚至发生开裂,严重影响皮革制品的美观和使用寿命。皮革在加工制造的过程中,经常需要进行表面涂装,以达到装饰、保护等实用目的,目前对于皮革涂料也有研究,但是对于其耐污、抗拉性能的提升并不理想,并且方法较为繁琐。
《一种防污、抗拉皮革的生产方法》(申请号为201310494642.7)中公开了一种防污、抗拉皮革的生产方法。该制备工艺制作的皮革具有层层保护,防污能力强,可不用频繁清洗,增加了皮革寿命,最大限度保持其原有光泽;其抗压能力强,在使用过程中不易损坏。由其说明书记载的内容可知,该生产方法是取柔软的皮革,依次经过底涂、滚光、中涂、顶涂、烫光以及摔鼓处理即得皮革成品,处理过程非常繁琐,在实际应用中,处理效果不是很显著,并且针对的的较软的皮革,适用范围较窄,其应用推广性较差。
《抗开裂皮革的生产方法》(申请号为201510733386.1)中公开了抗开裂皮革的生产方法。在喷涂机和滚光机的协调配合下,优化生产工艺,严格控制技术参数,通过手工抓痕处理,可以有效的掩饰皮革使用中产生的裂纹,另外,由于抓痕前采用多次不同涂料进行涂饰,层层保护使得使用中产生的裂纹不易开裂。但是在实际应用中,发现其抗裂效果不够显著,并且由于技术参数要求较为严苛,方法的可复制性较差,同样不具有很好的推广应用性。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题,提供了一种防污抗裂皮革涂料的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种防污抗裂皮革涂料的制备方法,包括如下步骤:
(1)改性贝壳粉的制备:
a. 先将十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基磺酸钠和氨水按照重量比为1~2:3~4:0.3~0.4共同投入搅拌罐内,以30~40℃/min的加热速率将搅拌罐内的温度升至245~265℃,然后将待改性的贝壳粉投入搅拌罐内,不断搅拌处理20~30min后,滤出贝壳粉备用;
b. 先将操作a处理后的贝壳粉放入烘箱内干燥至含水率为3~8%,然后将其投入珠磨机内进行研磨,以2000~3000rpm转速研磨30~40min后,过200~240目筛备用;
c. 将操作b中过筛后的贝壳粉和目数为1500~2000目的绢云母粉按照重量比为5~7:0.6~0.8混匀后投入高温煅烧炉中进行高温煅烧处理,高温煅烧处理20~24min后,取出混合粉末备用;
d. 先将操作c中所得的混合粉末和改性液A按照重量体积为3~4mg:60~200mL共同投入搅拌罐内,以40~50℃/min的速率将搅拌罐内的温度升至140~160℃,以0.2~0.3MPa/min的速率将搅拌罐内的压力升至3~4MPa,维压处理10~16min,然后以70~80℃/min的速率将搅拌罐内的温度降至5~10℃,以0.4~0.5MPa/min的速率将搅拌罐内的压力降至常压,再以90~120rpm的转速搅拌处理2~3h后,滤出混合粉末备用;
e. 将操作d中所得的混合粉末放入烘箱内,干燥至含水率为4~8%即可;
(2)改性木纤维的制备:
a. 将待改性的木纤维和改性液B按照重量体积比为1~2mg:30~50mL共同置于微波炉中进行微波活化处理,微波活化处理的时间为4~8min后得混合物;
b. 将操作a中所得的混合物投入反应釜内,然后将硫酸铈和硫酸镨按照重量比为0.2~0.3:1~2共同投入反应釜内,以50~60℃/min的速率将反应釜中的温度升至180~240℃,以0.3~0.5MPa/min的速率将反应釜中的压力升至2.2~2.8MPa,维温维压处理2~3h后,过滤得滤渣备用;
c. 将操作b中所得的滤渣放入烘箱内,干燥至含水率为3~9%即可;
(3)原来称取:
称取相应重量份的柯巴树脂50~60份、巴西棕榈蜡10~13份、步骤(1)所得的改性贝壳粉25~31份、步骤(2)所得的改性木纤维16~20份、琥珀酸单甘油酯13~17份、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚3~4份、去离子水70~80份备用;
(4)成品的制备:
将步骤(3)中称取的所有原料共同投入高压搅拌罐内,将搅拌罐内的温度升至180~220℃,以400~600rpm的转速搅拌处理40~60min即可。
进一步的,所述步骤(1)操作a中十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基磺酸钠和氨水的总体积与贝壳粉的体积重量比为30~90mL:1~2mg。
进一步的,所述步骤(1)操作d中改性液A中各成分及对应重量份为:植物提取剂78~88份、甘油70~80份、硬脂酸钙43~47份、硅烷偶联剂46~50份、氢氧化钠36~42份、纯化水900~1200份。
进一步的,所述植物提取剂的制备,包括如下步骤:
1)称取相应重量份的黄芪3~4份、蒲公英6~9份、艾叶2~3份、白头翁5~7份、蛇床子1~2份共同投入深冷式粉碎机内进行粉碎处理,在-20~-4℃的环境中粉碎处理10~14min后得混合粉末;
2)将步骤1)中所得的混合粉末置于酒石酸中进行浸提,浸提时保持酒石酸内的温度为98~104℃,浸提2~3h后,过滤收集滤液即可,其中混合物粉末与酒石酸的重量体积比为4~5mg:23~27mL。
进一步的,所述步骤(2)操作a改性液B中各成分及对应重量份为:黄腐酸44~47份、烷基葡糖苷48~56份、聚山梨酯39~41份、瓜尔胶38~44份、去离子水800~900份。
进一步的,所述步骤(2)操作a中微波活化处理时微波的频率为30~70GHz。
进一步的,所述步骤(2)操作b中硫酸铈和硫酸镨的总重量与混合物的重量体积比为0.1~0.3mg:30~40mL。
本发明提供了一种防污抗裂皮革涂料的制备方法,其中添加了改性贝壳粉这种成分,在改性贝壳粉的制备中,首先,阳离子型十四烷基三甲基溴化铵和阴离子型十六烷基磺酸钠复配,并结合氨水的作用,改善了贝壳粉的表面活性,为后续的操作奠定一定的基础,紧接着在高温的条件下,绢云母粉结合到贝壳粉的表表面,增加贝壳粉的表面积,提升改性贝壳粉的吸附、固定能力,增加了贝壳粉的使用性能,然后进行改性液的处理,在升温升压的过程中,改性液A中的有效成分被表面附着有绢云母颗粒的贝壳粉吸收,再缓慢降温降压,有效成分被贝壳粉稳定吸收,缓慢搅拌,绢云母在贝壳粉的表面缓慢形成片状晶格,进一步增加贝壳粉的表面积,显著提高皮革的耐沾污性,同时植物提取剂通过改性贝壳粉的微孔结构缓慢释放,有效的提高皮革的抗菌防腐性。在皮革涂料中还添加了一种改性木纤维,木纤维在改性液B中通过微波活化,增强木纤维与其他物质的相容性,在高温高压的条件下,硫酸铈和硫酸镨在木纤维的表下面形成巨大的分子网状结构,提高涂料涂覆的光泽度以及增强皮革的抗拉性能。最后在其他原料的作用下,形成一种耐污性能、抗裂性能极佳的皮革涂料。
本发明相比现有技术具有以下优点:
本发明提供了一种防污抗裂皮革涂料的制备方法,采用具有多孔纤维状双螺旋体结构的贝壳粉结合绢云母的层状晶体结构的晶体形成特点,绢云母在贝壳粉的表面形成突出的晶格,能够显著提高皮革的耐沾污性,同时缓慢释放植物提取剂,有效的提高皮革的抗菌防霉性,通过改性多孔纤维状双螺旋结构的贝壳粉与改性木纤维的协同作用,有效的增加皮革的抗开裂性能,延长皮革的使用寿命,具有很好的市场推广应用性。
具体实施方式
实施例1
一种防污抗裂皮革涂料的制备方法,包括如下步骤:
(1)改性贝壳粉的制备:
a. 先将十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基磺酸钠和氨水按照重量比为1:3:0.3共同投入搅拌罐内,以30℃/min的加热速率将搅拌罐内的温度升至245℃,然后将待改性的贝壳粉投入搅拌罐内,不断搅拌处理20min后,滤出贝壳粉备用;
b. 先将操作a处理后的贝壳粉放入烘箱内干燥至含水率为3%,然后将其投入珠磨机内进行研磨,以2000rpm转速研磨30min后,过200目筛备用;
c. 将操作b中过筛后的贝壳粉和目数为1500目的绢云母粉按照重量比为5:0.6混匀后投入高温煅烧炉中进行高温煅烧处理,高温煅烧处理20min后,取出混合粉末备用;
d. 先将操作c中所得的混合粉末和改性液A按照重量体积为3mg:60mL共同投入搅拌罐内,以40℃/min的速率将搅拌罐内的温度升至140℃,以0.2MPa/min的速率将搅拌罐内的压力升至3MPa,维压处理10min,然后以70℃/min的速率将搅拌罐内的温度降至5℃,以0.4MPa/min的速率将搅拌罐内的压力降至常压,再以90rpm的转速搅拌处理2h后,滤出混合粉末备用;
e. 将操作d中所得的混合粉末放入烘箱内,干燥至含水率为4%即可;
(2)改性木纤维的制备:
a. 将待改性的木纤维和改性液B按照重量体积比为1mg:30mL共同置于微波炉中进行微波活化处理,微波活化处理的时间为4min后得混合物;
b. 将操作a中所得的混合物投入反应釜内,然后将硫酸铈和硫酸镨按照重量比为0.2:1共同投入反应釜内,以50℃/min的速率将反应釜中的温度升至180℃,以0.3MPa/min的速率将反应釜中的压力升至2.2MPa,维温维压处理2h后,过滤得滤渣备用;
c. 将操作b中所得的滤渣放入烘箱内,干燥至含水率为3%即可;
(3)原来称取:
称取相应重量份的柯巴树脂50~60份、巴西棕榈蜡10份、步骤(1)所得的改性贝壳粉25份、步骤(2)所得的改性木纤维16份、琥珀酸单甘油酯13份、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚3份、去离子水70份备用;
(4)成品的制备:
将步骤(3)中称取的所有原料共同投入高压搅拌罐内,将搅拌罐内的温度升至180℃,以400rpm的转速搅拌处理40min即可。
进一步的,所述步骤(1)操作a中十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基磺酸钠和氨水的总体积与贝壳粉的体积重量比为30mL:1mg。
进一步的,所述步骤(1)操作d中改性液A中各成分及对应重量份为:植物提取剂78份、甘油70份、硬脂酸钙43份、硅烷偶联剂46份、氢氧化钠36份、纯化水900份。
进一步的,所述植物提取剂的制备,包括如下步骤:
1)称取相应重量份的黄芪3份、蒲公英6份、艾叶2份、白头翁5份、蛇床子1份共同投入深冷式粉碎机内进行粉碎处理,在-20℃的环境中粉碎处理10min后得混合粉末;
2)将步骤1)中所得的混合粉末置于酒石酸中进行浸提,浸提时保持酒石酸内的温度为98℃,浸提2h后,过滤收集滤液即可,其中混合物粉末与酒石酸的重量体积比为4mg:23mL。
进一步的,所述步骤(2)操作a改性液B中各成分及对应重量份为:黄腐酸44份、烷基葡糖苷48份、聚山梨酯39份、瓜尔胶38份、去离子水800份。
进一步的,所述步骤(2)操作a中微波活化处理时微波的频率为30GHz。
进一步的,所述步骤(2)操作b中硫酸铈和硫酸镨的总重量与混合物的重量体积比为0.1mg:30mL。
实施例2
一种防污抗裂皮革涂料的制备方法,包括如下步骤:
(1)改性贝壳粉的制备:
a. 先将十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基磺酸钠和氨水按照重量比为1.5:3.5:0.35共同投入搅拌罐内,以35℃/min的加热速率将搅拌罐内的温度升至255℃,然后将待改性的贝壳粉投入搅拌罐内,不断搅拌处理25min后,滤出贝壳粉备用;
b. 先将操作a处理后的贝壳粉放入烘箱内干燥至含水率为5.5%,然后将其投入珠磨机内进行研磨,以2500rpm转速研磨35min后,过220目筛备用;
c. 将操作b中过筛后的贝壳粉和目数为1750目的绢云母粉按照重量比为6:0.7混匀后投入高温煅烧炉中进行高温煅烧处理,高温煅烧处理22min后,取出混合粉末备用;
d. 先将操作c中所得的混合粉末和改性液A按照重量体积为3.5mg:130mL共同投入搅拌罐内,以45℃/min的速率将搅拌罐内的温度升至150℃,以0.25MPa/min的速率将搅拌罐内的压力升至3.5MPa,维压处理13min,然后以75℃/min的速率将搅拌罐内的温度降至7.5℃,以0.45MPa/min的速率将搅拌罐内的压力降至常压,再以105rpm的转速搅拌处理2.5h后,滤出混合粉末备用;
e. 将操作d中所得的混合粉末放入烘箱内,干燥至含水率为6%即可;
(2)改性木纤维的制备:
a. 将待改性的木纤维和改性液B按照重量体积比为1.5mg:40mL共同置于微波炉中进行微波活化处理,微波活化处理的时间为6min后得混合物;
b. 将操作a中所得的混合物投入反应釜内,然后将硫酸铈和硫酸镨按照重量比为0.25:1.5共同投入反应釜内,以55℃/min的速率将反应釜中的温度升至210℃,以0.4MPa/min的速率将反应釜中的压力升至2.5MPa,维温维压处理2.5h后,过滤得滤渣备用;
c. 将操作b中所得的滤渣放入烘箱内,干燥至含水率为6%即可;
(3)原来称取:
称取相应重量份的柯巴树脂55份、巴西棕榈蜡11.5份、步骤(1)所得的改性贝壳粉28份、步骤(2)所得的改性木纤维18份、琥珀酸单甘油酯15份、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚3.5份、去离子水75份备用;
(4)成品的制备:
将步骤(3)中称取的所有原料共同投入高压搅拌罐内,将搅拌罐内的温度升至200℃,以500rpm的转速搅拌处理50min即可。
进一步的,所述步骤(1)操作a中十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基磺酸钠和氨水的总体积与贝壳粉的体积重量比为60mL:1.5mg。
进一步的,所述步骤(1)操作d中改性液A中各成分及对应重量份为:植物提取剂83份、甘油75份、硬脂酸钙45份、硅烷偶联剂48份、氢氧化钠39份、纯化水1050份。
进一步的,所述植物提取剂的制备,包括如下步骤:
1)称取相应重量份的黄芪3.5份、蒲公英7.5份、艾叶2.5份、白头翁6份、蛇床子1.5份共同投入深冷式粉碎机内进行粉碎处理,在-12℃的环境中粉碎处理12min后得混合粉末;
2)将步骤1)中所得的混合粉末置于酒石酸中进行浸提,浸提时保持酒石酸内的温度为101℃,浸提2.5h后,过滤收集滤液即可,其中混合物粉末与酒石酸的重量体积比为4.5mg:25mL。
进一步的,所述步骤(2)操作a改性液B中各成分及对应重量份为:黄腐酸45.5份、烷基葡糖苷52份、聚山梨酯40份、瓜尔胶41份、去离子水850份。
进一步的,所述步骤(2)操作a中微波活化处理时微波的频率为50GHz。
进一步的,所述步骤(2)操作b中硫酸铈和硫酸镨的总重量与混合物的重量体积比为0.2mg:35mL。
实施例3
一种防污抗裂皮革涂料的制备方法,包括如下步骤:
(1)改性贝壳粉的制备:
a. 先将十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基磺酸钠和氨水按照重量比为2:4:0.4共同投入搅拌罐内,以40℃/min的加热速率将搅拌罐内的温度升至265℃,然后将待改性的贝壳粉投入搅拌罐内,不断搅拌处理30min后,滤出贝壳粉备用;
b. 先将操作a处理后的贝壳粉放入烘箱内干燥至含水率为8%,然后将其投入珠磨机内进行研磨,以3000rpm转速研磨40min后,过240目筛备用;
c. 将操作b中过筛后的贝壳粉和目数为2000目的绢云母粉按照重量比为7: 0.8混匀后投入高温煅烧炉中进行高温煅烧处理,高温煅烧处理24min后,取出混合粉末备用;
d. 先将操作c中所得的混合粉末和改性液A按照重量体积为4mg:200mL共同投入搅拌罐内,以50℃/min的速率将搅拌罐内的温度升至160℃,以0.3MPa/min的速率将搅拌罐内的压力升至4MPa,维压处理16min,然后以80℃/min的速率将搅拌罐内的温度降至10℃,以0.5MPa/min的速率将搅拌罐内的压力降至常压,再以120rpm的转速搅拌处理3h后,滤出混合粉末备用;
e. 将操作d中所得的混合粉末放入烘箱内,干燥至含水率为8%即可;
(2)改性木纤维的制备:
a. 将待改性的木纤维和改性液B按照重量体积比为2mg:50mL共同置于微波炉中进行微波活化处理,微波活化处理的时间为8min后得混合物;
b. 将操作a中所得的混合物投入反应釜内,然后将硫酸铈和硫酸镨按照重量比为0.3:2共同投入反应釜内,以60℃/min的速率将反应釜中的温度升至240℃,以0.5MPa/min的速率将反应釜中的压力升至2.8MPa,维温维压处理3h后,过滤得滤渣备用;
c. 将操作b中所得的滤渣放入烘箱内,干燥至含水率为9%即可;
(3)原来称取:
称取相应重量份的柯巴树脂60份、巴西棕榈蜡13份、步骤(1)所得的改性贝壳粉31份、步骤(2)所得的改性木纤维20份、琥珀酸单甘油酯17份、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚4份、去离子水80份备用;
(4)成品的制备:
将步骤(3)中称取的所有原料共同投入高压搅拌罐内,将搅拌罐内的温度升至220℃,以600rpm的转速搅拌处理60min即可。
进一步的,所述步骤(1)操作a中十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基磺酸钠和氨水的总体积与贝壳粉的体积重量比为90mL:2mg。
进一步的,所述步骤(1)操作d中改性液A中各成分及对应重量份为:植物提取剂88份、甘油80份、硬脂酸钙47份、硅烷偶联剂50份、氢氧化钠42份、纯化水1200份。
进一步的,所述植物提取剂的制备,包括如下步骤:
1)称取相应重量份的黄芪4份、蒲公英9份、艾叶3份、白头翁7份、蛇床子2份共同投入深冷式粉碎机内进行粉碎处理,在-4℃的环境中粉碎处理14min后得混合粉末;
2)将步骤1)中所得的混合粉末置于酒石酸中进行浸提,浸提时保持酒石酸内的温度为104℃,浸提3h后,过滤收集滤液即可,其中混合物粉末与酒石酸的重量体积比为5mg:27mL。
进一步的,所述步骤(2)操作a改性液B中各成分及对应重量份为:黄腐酸47份、烷基葡糖苷56份、聚山梨酯41份、瓜尔胶44份、去离子水900份。
进一步的,所述步骤(2)操作a中微波活化处理时微波的频率为70GHz。
进一步的,所述步骤(2)操作b中硫酸铈和硫酸镨的总重量与混合物的重量体积比为0.3mg:40mL。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比,将步骤(3)原料称取中的改性贝壳粉换成等质量份未经改性处理的贝壳粉,并省去改性贝壳粉的制备,除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比,省去步骤(3)原料称取中的改性贝壳粉,并省去改性贝壳粉的制备,除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例3与实施例2相比,将步骤(3)原料称取中的改性木纤维换成等质量份未经改性的木纤维,并省去改性木纤维的制备,除此外的方法步骤均相同。
对比实施例4
本对比实施例4与实施例2相比,省去步骤(3)原料称取中的改性木纤维,并省去改性木纤维的制备,除此外的方法步骤均相同。
对照组
申请号为: 201310494642.7公开的一种防污、抗拉皮革的生产方法。
为了进一步对比本发明效果,选择皮身填充饱满,毛糙细腻且皮身柔软,同一批出产的皮革作为实验对象,然后将其削匀厚度1.4~1.6毫米后,将选择的皮革随机分成等量的6组,其中5组为实验组,1组为对照组,然后分别用实施例2、对比实施例2、对比实施例3、对比实施例4的方法制备的涂料对应涂覆每组皮革(按照常规的皮革涂料的涂覆方法),对照组皮革,用对照组的方法进行处理,处理完成后,测定每组皮革的性能参数并与常规对照参数进行对照。
具体实验对比数据如下表1所示:
参数 |
测试方法 |
实施例2 |
对比实施例1 |
对比实施例2 |
对比实施例3 |
对比实施例4 |
对照组 |
常规对照数据 |
耐磨耗/cycles |
ASTMD-3885 |
3600+ |
3600+ |
3200 |
3600+ |
3100 |
3600+ |
2800 |
裤型撕裂/kg |
SATRATM30-1995 |
13.2~13.8 |
12.8~13.1 |
12.4~12.6 |
12.6~12.8 |
12.1~12.5 |
12.2~12.6 |
10~11 |
最大拉力/kg |
SATRATM43-2000 |
42.6~49.3 |
40.2~47.3 |
36.8~44.6 |
42.6~47.9 |
38.7~46.8 |
40.9~49.3 |
30.2~38.6 |
延伸率/% |
SATRATM43-2000 |
93~97 |
89~83 |
84~88 |
87~89 |
85~87 |
87~89 |
80~85 |
耐黄变/rating |
ASTMD1148-07A |
6.9 |
5.9 |
4.3 |
5.9 |
5.2 |
4.7 |
3.9 |
耐曲折/cycles |
SATRATM55-1999 |
20000+ |
20000+ |
20000 |
20000 |
19000 |
20000+ |
18000 |
由上表1可以看出,本发明提供了一种防污抗裂皮革涂料的制备方法,采用具有多孔纤维状双螺旋体结构的贝壳粉结合绢云母的层状晶体结构的晶体形成特点,绢云母在贝壳粉的表面形成突出的晶格,通过改性多孔纤维状双螺旋结构的贝壳粉与改性木纤维的协同作用,有效的增加皮革的抗开裂性能,延长皮革的使用寿命,具有很好的市场推广应用性。