[发明专利]一种石墨烯基蛋白填料的制备方法及其应用方法

说明书

本发明涉及制革工艺技术领域，提供一种石墨烯基蛋白填料的制备方法及其应用方法，所述石墨烯基蛋白填料的制备方法是先将石墨烯按一定比例分散于氨基树脂中以制备出石墨烯基氨基树脂，然后利用石墨烯基氨基树脂改性胶原蛋白以得到石墨烯基蛋白填料，增大胶原蛋白的相对分子质量，提高蛋白填料的交联性，增强蛋白填料的选择填充性；将制得的石墨烯基蛋白填料用于皮革复鞣填充能够大幅度减小皮革部位差，同时提高皮革的物理机械性能。

技术领域

本发明涉及制革工艺技术领域，特别涉及一种石墨烯基蛋白填料的制备方法及其应用方法。

背景技术

据统计，1t原料皮只能产出200kg成品革，却会产生超过600kg固体废弃物，其中被列入危险固废的含铬皮类固废约为250kg，其主要成分为胶原蛋白和Cr₂O₃，以干基计，含铬废弃物中Cr₂O₃含量约为4.0％，胶原蛋白含量约为80％，若采用传统的填埋方法，不仅会给环境带来极大的污染，而且会造成资源的大量浪费。因此，利用含铬废弃物提取胶原蛋白制备蛋白填料，使制革含铬固体废弃物在制革行业封闭循环利用，是对生物质资源(胶原蛋白)和国家战略性资源(铬)的高值再利用，具有环保和节约资源的有益效果。其中，氨基树脂改性胶原蛋白制备蛋白填料的技术已经比较成熟，但是所得蛋白填料选择填充性能、填充后皮革的物理机械性能很难达到较高的水平。

发明内容

因此，针对现有技术存在的问题，本发明提出一种石墨烯基蛋白填料的制备方法及其应用方法，所述石墨烯基蛋白填料的制备方法是先将石墨烯按一定比例分散于氨基树脂中以制备出石墨烯基氨基树脂，然后利用石墨烯基氨基树脂改性胶原蛋白以得到石墨烯基蛋白填料，增大胶原蛋白的相对分子质量，提高蛋白填料的交联性，增强蛋白填料的选择填充性；将制得的石墨烯基蛋白填料用于皮革复鞣填充能够大幅度减小皮革部位差，同时提高皮革的物理机械性能。

为实现上述技术问题，本发明采取的解决方案为：一种石墨烯基蛋白填料的制备方法，包括如下工序：

步骤一、石墨烯基氨基树脂的制备：

(1)取适量氨基树脂单体称重，以该质量作为步骤(1)所用材料的用量基准；将氨基树脂单体置于反应器中，加入8-12倍水，调pH为9-10，60-80℃恒温搅拌反应30-45min，补加甲醛溶液，氨基树脂单体与甲醛的摩尔比为1:1.5-1:3，反应30-45min，加入0.08-0.12倍亚硫酸氢钠，反应30-45min，冷却，调节pH为7-8，干燥，得到羟甲基化氨基树脂；其中，所用甲醛溶液的固含量为35-40％；

(2)羟甲基化氨基树脂称重，以该质量作为步骤(2)所用材料的用量基准；先采用8-12倍水对0.0005-0.001倍的氧化石墨烯超声波分散30-45min，然后将分散均匀的氧化石墨烯倒入反应器中与羟甲基化氨基树脂混合，调pH为6-7，40-45℃恒温搅拌反应60-90min，冷却、干燥，得到石墨烯基氨基树脂；

步骤二、石墨烯基氨基树脂改性胶原蛋白：取适量胶原蛋白粉称重，以该质量作为步骤二所用材料的用量基准；将胶原蛋白粉置于反应器中，加入8-12倍水，0.8-1.2倍步骤一所得的石墨烯基氨基树脂，调pH为6-7，40-45℃恒温搅拌反应60-90min，冷却、干燥，得到所述石墨烯基蛋白填料。

进一步的是，步骤一所用氨基树脂单体至少为脲、双氰胺树脂、三聚氰胺树脂中的一种。

进一步的是，步骤二所用胶原蛋白粉的制备方法为：取适量含铬废弃物称重，以该质量作为胶原蛋白粉的制备过程中所用材料的用量基准；将含铬废弃物置于反应器中，加入8-12倍水，0.08-0.12倍氢氧化钠，60-80℃恒温搅拌反应6-8h，冷却、过滤，得到胶原蛋白液和含铬革渣，对胶原蛋白液调pH为7-8，干燥，得到胶原蛋白粉。