[发明专利]一种天然皮粉的固相鞣制处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种天然皮粉的固相鞣制处理方法，属于皮革材料的鞣制处理领域。本方法能够减少废水废液的排放，实现皮革鞣制过程的清洁化；能够提高鞣制效率及天然皮粉的热稳定性，扩大皮粉尤其是废弃皮粉的应用范围。

背景技术

天然皮粉通常是指粒度小于800微米的牛皮粉、羊皮粉或猪皮粉。天然皮粉目前应用于复合材料、填料、人造革等领域，但其热稳定性差的缺陷严重制约了其广泛使用。目前皮粉的改性方法主要是在水相中鞣制(CN101696456A)和在水相或有机相中表面改性(CN102276850A)。而传统的皮革鞣制方法都是在水溶液中实施，产生大量的制革废水，带来了严重的污染问题。在有机相中的改性皮粉也势必会带来溶剂挥发及回收等问题。因此，在环境与经济和谐发展的今天，水或溶剂介质中的传统鞣制方法均受到极大制约，亟需开发一种环境友好、符合可持续发展前景的皮革鞣制处理方法。

本发明提供了一种天然皮粉固相鞣制处理方法，它能够实现废液的零排放，实现皮革鞣制过程的清洁化。天然皮粉较整张天然皮革具有超级大的比表面积，这为下一步的改性和反应提供了必要的条件。利用喷雾方法将皮革预处理剂和鞣剂转化成大量的小液滴，可与皮粉进行大面积接触进而发生鞣制反应。通过喷雾量的控制，实现无废液排放的目的。本发明通过对皮粉的预处理、喷雾鞣制及固定过程，实现改性材料在皮粉中的渗透与结合。本发明既能够减少废液排行，又能够提高鞣剂利用率，实现对皮粉的固相鞣制，提高皮粉热稳定性，一举多得。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供了一种天然皮粉的固相鞣制方法，实现了废液零排放，解决了长久以来困扰本领域技术人员的如何实现皮革鞣制清洁化无污染的重大技术难题。本发明所采用的对天然皮粉的鞣制处理方法包括预处理、喷雾固相鞣制以及固定三个过程，具体包括以下步骤：

(1)预处理：首先将100质量份粒径为0.1-800微米的干态的天然牛皮粉、羊皮粉或猪皮粉中的一种或几种加入安装有加热夹套、搅拌功能、喷雾设备、排气孔的密闭不锈钢反应器内，利用水、酸或碱配制成一定浓度的酸预处理剂或碱预处理剂20质量份，利用喷雾设备将酸预处理剂或碱预处理剂喷雾至反应器内对皮粉进行预处理30-120min，以调节皮粉表面纤维至带正电荷状态；其中所述的酸预处理剂为甲酸、乙酸、硫酸、盐酸中的任意一种或者几种，酸预处理剂质量浓度在0.2-5％；所述的碱预处理剂为碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液和氢氧化钠溶液中的任意一种或者几种，其质量浓度0.2-5％；喷雾设备喷雾量控制在0.1L-1L／min；

(2)喷雾固相鞣制：通过调节反应器加热套温度至30-60℃，使皮粉的温度加热至30-60℃；将20质量份鞣剂溶液利用喷雾设备输入至反应器内，反应30-60min，使之充分渗入皮粉纤维中；所述的环保鞣剂为四羟甲基季鳞盐、改性四羟甲基鳞盐无铬鞣剂、尿素改性膦盐鞣剂中的一种或其混合物；喷雾设备喷雾量控制在0.1L-1L／min；

(3)固定：通过物理和化学的方法实现渗入到皮粉内部鞣剂雾滴与皮粉充分接触、反应并固定，固定时间60min-120min，再加热至105℃干燥15-60min，完成固相鞣制；其中所述的物理方法为加热、红外线照射和微波辐射；所述的化学方法为将5-20质量份的固定剂喷雾加入反应器，固定剂为多氨基水溶性有机化合物或多羟基植物单宁中的一种或其混合物。

经差示扫描量热法(DSC法)测定，采用本发明固相鞣制方法处理的天然皮粉的蛋白质变性温度(Td)达到200℃以上。利用DSC法测定蛋白质变性温度的具体过程如下：称量5-10mg皮粉样品放置于差示扫描量热仪坩埚中，选择N2为保护气，升温速率20℃／min，升温区间30-300℃。皮粉胶原蛋白变性时会产生吸热峰，对应的峰值温度即为蛋白质变性温度(Td)。固相鞣制处理前后皮粉的△Td为20-60℃，大大拓展了天然皮粉的应用领域。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。下面的实施例可以使本领域的技术人员更全面理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

首先将100质量份粒度为0.1-100微米的干态天然脱灰牛皮粉加入安装有加热夹套、搅拌功能、喷雾设备、排气孔的密闭不锈钢反应器内。再将20质量份浓度为1％的甲酸预处理剂利用喷雾设备以1L／min速率喷雾至反应器内对皮粉进行预处理60min，使皮粉表面纤维至带正电荷状态。