CN110129490B - 改性蒙脱土花椒籽油阻燃型皮革加脂剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于皮革化学处理领域，涉及一种改性蒙脱土花椒籽油阻燃型皮革加脂剂的制备方法。本发明的技术方案为：首先将制备均一的蒙脱土分散液，然后加入十六烷基三甲基氯化铵，恒温反应，过滤洗涤干燥后得到改性蒙脱土，接着取脱色降酸后花椒籽油和改性蒙脱土升温搅拌，加入催化剂，升温反应，降温并加入焦亚硫酸钠溶液，反应并调节pH，降温调节产品固含量，制得改性蒙脱土花椒籽油阻燃型皮革加脂剂。本发明制备得到的改性蒙脱土花椒籽油阻燃型皮革加脂剂具有一定的杀菌性和抗菌性，同时避免了卤素阻燃剂燃烧时发烟量大，污染环境的缺点。

Description

改性蒙脱土花椒籽油阻燃型皮革加脂剂的制备方法
技术领域
本发明属于皮革化学处理领域，具体涉及一种改性蒙脱土花椒籽油阻燃型皮革加脂剂的制备方法。
背景技术
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。
蒙脱土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。与卤系阻燃剂相比，蒙脱土在阻燃过程中不会释放有毒气体，且能一定程度的改善基体的力学性能。
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。
目前中国专利已公开改性蒙脱土磷酸化菜籽油阻燃加脂剂，其虽然具有良好的阻燃性能和机械性能，柔软性和丰满性良好，但不具备抗菌性。
发明内容
本发明的目的是要提供一种改性蒙脱土花椒籽油阻燃型皮革加脂剂的制备方法，克服了卤素阻燃剂燃烧时发烟量大，污染环境的缺点，并具有一定的抗菌性。
为了达到上述目的，本发明提供的一种改性蒙脱土花椒籽油阻燃型皮革加脂剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将10.1~10.3质量份的钠基蒙脱土和100~110质量份的去离子水加入三口烧瓶，在40℃搅拌30min，形成均一的蒙脱土分散液；向三口瓶中加入3.27~3.29质量份的十六烷基三甲基氯化铵，在90℃恒温反应4h，将反应产物过滤，洗涤，干燥后得到改性蒙脱土；
步骤二：取100质量份的脱色降酸后花椒籽油到三口烧瓶中，加入9.5~10.5质量份的改性蒙脱土升温至70~75℃搅拌30min；加入35.4质量份的顺丁烯二酸酐、2.1~2.3质量份的浓硫酸作为催化剂，升温至108~110℃，反应3.0~3.5小时；降温至80℃，加入84.4~85.8质量份的焦亚硫酸钠溶液，反应2h并调节pH至6.0；降温至60℃，加入90.1~92.2质量份的去离子水，调节产品固含量至54~55%，制得改性蒙脱土花椒籽油阻燃型皮革加脂剂。
上述步骤一中，洗涤过程为使用乙醇和去离子水交替洗涤三次。
上述步骤二中，焦亚硫酸钠溶液质量分数为40%，溶液pH为6.5~7.0。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明以提升皮革阻燃性为目的，蒙脱土的使用避免了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；此外，本发明蒙脱土的改性剂为季铵盐表面活性剂，具有一定的杀菌性，改性花椒籽油加脂剂自身具有一定的抗菌性，因此将改性蒙脱土和花椒籽油复合制备的加脂剂具有一定的抗菌性。
附图说明
图1 为 对比例加脂剂与实施例二加脂剂加脂后坯革的抗菌测试照片。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式包括但不限于以下实施例表示的范围。
实施例一
将10.1质量份的钠基蒙脱土和108质量份的去离子水加入三口烧瓶，在40℃搅拌30min，形成均一的蒙脱土分散液；向三口瓶中加入3.27质量份的十六烷基三甲基氯化铵在90℃，恒温反应4h，将反应产物过滤，醇洗、水洗三次，干燥后得到改性蒙脱土；
取100质量份的脱色降酸后花椒籽油，加入9.5质量份的改性蒙脱土到三口烧瓶中升温至70℃搅拌30min；加入35.4质量份的顺丁烯二酸酐，2.1质量份的浓硫酸作为催化剂，升温至108℃，反应3.0小时；降温至80℃，加入85.5质量份的焦亚硫酸钠溶液，反应2h并调节pH至6.0；降温至60℃，加入90.1质量份的去离子水，制得改性蒙脱土花椒籽油阻燃型皮革加脂剂。
实施例二
将10.2质量份的钠基蒙脱土和110质量份的去离子水加入三口烧瓶，在40℃搅拌30min，形成均一的蒙脱土分散液；向三口瓶中加入3.27~3.29质量份的十六烷基三甲基氯化铵在90℃，恒温反应4h，将反应产物过滤，醇洗、水洗三次，干燥后得到改性蒙脱土；
取100质量份的脱色降酸后花椒籽油，加入9.5质量份的改性蒙脱土到三口烧瓶中升温至73℃搅拌30min；加入35.4质量份的顺丁烯二酸酐，2.1质量份的浓硫酸作为催化剂，升温至108℃，反应3.0小时；降温至80℃，加入84.6质量份的焦亚硫酸钠溶液，反应2h并调节pH至6.0；降温至60℃，加入91.1质量份的去离子水，制得改性蒙脱土花椒籽油阻燃型皮革加脂剂。
实施例三
将10.1质量份的钠基蒙脱土和100质量份的去离子水加入三口烧瓶，在40℃搅拌30min，形成均一的蒙脱土分散液；向三口瓶中加入3.29质量份的十六烷基三甲基氯化铵在90℃，恒温反应4h，将反应产物过滤，醇洗、水洗三次，干燥后得到改性蒙脱土；
取100质量份的脱色降酸后花椒籽油，加入10.5质量份的改性蒙脱土到三口烧瓶中升温至73℃搅拌30min；加入35.4质量份的顺丁烯二酸酐，2.1质量份的浓硫酸作为催化剂，升温至109℃，反应3.0小时；降温至80℃，加入84.5质量份的焦亚硫酸钠溶液，反应2h并调节pH至6.0；降温至60℃，加入92.0质量份的去离子水，制得改性蒙脱土花椒籽油阻燃型皮革加脂剂。
实施例四
将10.1质量份的钠基蒙脱土和101质量份的去离子水加入三口烧瓶，在40℃搅拌30min，形成均一的蒙脱土分散液；向三口瓶中加入3.28质量份的十六烷基三甲基氯化铵在90℃，恒温反应4h，将反应产物过滤，醇洗、水洗三次，干燥后得到改性蒙脱土；
取100质量份的脱色降酸后花椒籽油，加入10.2质量份的改性蒙脱土到三口烧瓶中升温至74℃搅拌30min；加入35.4质量份的顺丁烯二酸酐，2.2质量份的浓硫酸作为催化剂，升温至108℃，反应3.0小时；降温至80℃，加入85.5质量份的焦亚硫酸钠溶液，反应2h并调节pH至6.0；降温至60℃，加入91.5质量份的去离子水，制得改性蒙脱土花椒籽油阻燃型皮革加脂剂。
以上实施例中，实施例二为最佳实施例。
图1（a）为按对比例加脂剂加脂后坯革的抗菌测试照片和（b）本发明专利制备加脂剂加脂后坯革的抗菌测试照片（所用细菌为大肠杆菌）。与图1（a）相比，图1（b）中的抑菌圈范围有明显的提升，这表明本发明专利制备加脂剂的抗菌性明显优于通过对比例的加脂剂。
表1为已公开的Gemini表面活性剂改性蒙脱土磷酸化菜籽油阻燃加脂剂和本发明专利制备的改性蒙脱土花椒籽油阻燃型皮革加脂剂加脂后坯革的阻燃性检测结果。
表1：加脂后坯革阻燃性的检测结果
检测项目 有焰燃烧时间(s) 燃烧速率 (mm/s) LOI (%)
对比例制备的加脂剂 8 0.78 28.6±0.1
实施例二制备加脂剂 7 0.66 30.5±0.2
其中对比例制备的加脂剂加脂后坯革的明焰时间为8s，燃烧速率为0.78mm/s，与其相比实施例二制备加脂剂加脂后坯革的有焰燃烧时间和燃烧速率有所降低，表明本发明专利制备加脂剂加脂后坯革的阻燃性更优；极限氧指数（LOI）是量化材料可燃性的最常用参数之一，其定义为允许样品维持燃烧的氧的最小百分比，对比例制备的加脂剂加脂后坯革的LOI为28.6%，与其相比实施例二制备加脂剂加脂后坯革的LOI提升至30.5%，这表明本发明专利制备加脂剂加脂后坯革被点燃后更能维持燃烧状态。上述结果表明本发明专利制备加脂剂的阻燃性较对比例加脂剂性能更加优异。

Claims (3)

1.一种改性蒙脱土花椒籽油阻燃型皮革加脂剂的制备方法，其特征在于：
依次包括以下步骤：
步骤一：将10.1~10.3质量份的钠基蒙脱土和100~110质量份的去离子水加入三口烧瓶，在40℃搅拌30min，形成均一的蒙脱土分散液；向三口瓶中加入3.27~3.29质量份的十六烷基三甲基氯化铵，在90℃恒温反应4h，将反应产物过滤，洗涤，干燥后得到改性蒙脱土；
步骤二：取100质量份的脱色降酸后花椒籽油到三口烧瓶中，加入9.5~10.5质量份的改性蒙脱土升温至70~75℃搅拌30min；加入35.4质量份的顺丁烯二酸酐、2.1~2.3质量份的浓硫酸作为催化剂，升温至108~110℃，反应3.0~3.5小时；降温至80℃，加入84.4~85.8质量份的焦亚硫酸钠溶液，反应2h并调节pH至6.0；降温至60℃，加入90.1~92.2质量份的去离子水，调节产品固含量至54~55%，制得改性蒙脱土花椒籽油阻燃型皮革加脂剂。
2.根据权利要求1所述的一种改性蒙脱土花椒籽油阻燃型皮革加脂剂的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，洗涤过程为使用乙醇和去离子水交替洗涤三次。
3.根据权利要求2所述的一种改性蒙脱土花椒籽油阻燃型皮革加脂剂的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，焦亚硫酸钠溶液质量分数为40%，溶液pH为6.5~7.0。
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