施胶剂的制备方法，包括以下步骤：
[0044] (1)称取0· 04molIPDI，0. 02mol真空干燥的分子量为1000的PEG，滴加1~2滴 DBTDL催化剂，60°C反应2h得到预聚体；
[0045] (2)向预聚体中加入0· Olmol扩链剂酒石酸，50°C反应4h后，加入占反应体系总质 量50%的胶原蛋白和70mL丙酮，60°C反应2h ;
[0046] (3)体系降温至40°C，按中和度100%加入三乙胺中和剂，快速搅拌混合；
[0047] (4)在1300r/min高速剪切作用下向反应体系加250ml蒸馏水乳化40min，制得一 种废皮胶原蛋白改性聚氨酯型造纸施胶剂白色乳液，最后减压蒸去丙酮。
[0048] 实施例5 :
[0049] 一种废皮胶原蛋白改性聚氨酯型造纸施胶剂的制备方法，包括以下步骤：
[0050] (1)称取0. 03molTDI，0. 02mol真空干燥的分子量为1000的PPG，滴加 U 2滴 DBTDL催化剂，60°C反应2h得到预聚体；
[0051] (2)向预聚体中加入0. 008mol扩链剂DMPA，50°C反应4h后，加入占反应体系总质 量20%的胶原蛋白和60mL丙酮，60°C反应2h ;
[0052] (3)体系降温至40°C，按中和度70%加入三乙胺中和剂，快速搅拌混合；
[0053] (4)在1300r/min高速剪切作用下向反应体系加200ml蒸馏水乳化30min，制得一 种废皮胶原蛋白改性聚氨酯型造纸施胶剂白色乳液，最后减压蒸去丙酮。
[0054] 实施例6 :
[0055] -种废皮胶原蛋白改性聚氨酯型造纸施胶剂的制备方法，包括以下步骤：
[0056] (1)称取0. 015molMDI，0.0 lmol真空干燥的分子量为2000的PTMEG，滴加 U 2滴 DBTDL催化剂，60°C反应2h得到预聚体；
[0057] (2)向预聚体中加入0. 003mol扩链剂酒石酸，50°C反应4h后，加入占反应体系总 质量30%的胶原蛋白和50mL丙酮，60°C反应2h ;
[0058] (3)体系降温至40°C，按中和度80%加入氨水中和剂，快速搅拌混合；
[0059] (4)在1300r/min高速剪切作用下向反应体系加210ml蒸馏水乳化30min，制得一 种废皮胶原蛋白改性聚氨酯型造纸施胶剂白色乳液，最后减压蒸去丙酮。
[0060] 施胶原理分析：当表面施胶剂涂于纸张表面时，一部分表面施胶液渗透在纸张纤 维中，填充纸张中的空隙，使纤维之间进行结合，提高纸张的物理机械强度，并阻止水分子 的渗透，增强纸张的耐水性；另一部分施胶剂吸附、留着于纸张表面，在干燥过程中，由于纸 张施胶温度高于施胶剂的玻璃化温度，施胶剂表现为热塑性，施胶乳液粒子受热在纸张表 面重新分布并铺展，羧基、氨基等亲水基向内与纸张纤维通过氢键、静电引力等作用结合， 而其疏水基向外排列，发生疏水基配向，从而形成一层连续的疏水性保护膜，赋予了纸张一 定的抗水性。施胶纸张抗水性能见表1。
[0061] 表 1
[0062]
【主权项】
1. 一种废皮胶原蛋白改性聚氨酯型造纸施胶剂的制备方法，其特征在于，包括以下步 骤： (1) 预聚体的制备：异氰酸酯与多元醇化合物在50~70°C下充分反应，制得聚氨酯预 聚体；其中，异氰酸酯与多元醇化合物加入量满足-NCO/-OH摩尔比为1. 5:1~2:1，反应催 化剂为二月桂酸二丁基锡； (2) 预聚体的扩链：向步骤（1)得到的产物中加入亲水扩链剂，50~70°C下反应4~ 5h后加入胶原蛋白和50~70mL丙酮，充分反应2~3h后，得到淡黄色透明产物；其中，亲 水扩链剂与多元醇化合物-OH摩尔比为0. 1:1~0. 5:1，胶原蛋白质量占反应体系总质量的 20%~50% ; (3) 预聚体的中和：对步骤（2)得到的产物，进行降温至40°C，加入中和剂进行中和，搅 拌混合均勾； (4) 乳化：在高速剪切作用力下向步骤（3)产物中加入蒸馏水进行乳化，制得废皮胶原 蛋白改性聚氨酯型造纸施胶剂乳液。
2. 根据权利要求1所述一种废皮胶原蛋白改性聚氨酯型造纸施胶剂的制备方法，其特 征在于：所述步骤2)中胶原蛋白来源于废弃皮革肩中提取的工业品。
3. 根据权利要求1所述一种废皮胶原蛋白改性聚氨酯型造纸施胶剂的制备方法，其特 征在于：所述步骤（4)制得废皮胶原蛋白改性聚氨酯型造纸施胶剂乳液后，还包括减压蒸 馏去丙酮步骤。
4. 根据权利要求1所述一种废皮胶原蛋白改性聚氨酯型造纸施胶剂的制备方法，其特 征在于：所述步骤（1)中，异氰酸酯化合物为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或异 氟尔酮二异氰酸酯。
5. 根据权利要求1所述所述一种废皮胶原蛋白改性聚氨酯型造纸施胶剂的制备方法， 其特征在于：所述多元醇化合物为聚环氧丙烷二醇、聚四氢呋喃或聚乙二醇。
6. 根据权利要求1所述所述一种废皮胶原蛋白改性聚氨酯型造纸施胶剂的制备方法， 其特征在于：所述亲水扩链剂为酒石酸或二羟甲基丙酸。
7. 根据权利要求1所述一种废皮胶原蛋白改性聚氨酯型造纸施胶剂的制备方法，其 特征在于：所述步骤（4)中，乳化转速为1300r/min，蒸馏水200~300mL，乳化时间30~ 40min〇
8. 根据权利要求1所述所述一种废皮胶原蛋白改性聚氨酯型造纸施胶剂的制备方法， 其特征在于：所述步骤（3)的中和剂为三乙胺、氨水或氢氧化钠。
9. 根据权利要求1所述所述一种废皮胶原蛋白改性聚氨酯型造纸施胶剂的制备方法， 其特征在于：所述步骤（3)中的中和度为70 %~100%。
10. -种废皮胶原蛋白改性聚氨酯型造纸施胶剂，其特征在于：由权利要求1至9中任 意一项所述的一种废皮胶原蛋白改性聚氨酯型造纸施胶剂的制备方法制得。
【专利摘要】本发明公开了一种废皮胶原蛋白改性聚氨酯型造纸施胶剂及其制备方法，该方法利用从废弃革屑中提取的胶原蛋白对聚氨酯进行改性，制得一种造纸表面施胶剂。包括以下步骤：(1)预聚体的制备：异氰酸酯与多元醇化合物制得聚氨酯预聚体；(2)预聚体的扩链：产物中加入亲水扩链剂，加入胶原蛋白和适量丙酮，反应得到淡黄色透明产物；(3)预聚体的中和：加入中和剂中和，快速搅拌混合；(4)乳化：加入一定量蒸馏水乳化，制得一种废皮胶原蛋白改性聚氨酯型造纸施胶剂乳液。本发明在合成聚氨酯水乳液过程中添加从废弃皮革中提取的胶原蛋白进行改性，开发出了一种新型造纸助剂，在减少固体废弃物的同时，也得到了相应的经济效益。
【IPC分类】C08G18-64, C08G18-48, C08G18-66, D21H21-16, C08G18-10
【公开号】CN104744663
【申请号】CN201510141684
【发明人】王学川, 商跃美, 任龙芳, 强涛涛, 郝文帅, 黄启恒, 魏菲
【申请人】陕西科技大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月27日