改善聚酰胺超细纤维合成革卫生性能和染色性能的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于复合材料制备技术领域，具体涉及改善聚酰胺超细纤维合成革卫生性 能和染色性能的方法。
【背景技术】
[0002] 超细纤维合成革是将聚酰胺超细纤维作为基体层，聚氨酯弹性体作为面层的复合 材料，具有与天然皮革极其相似的结构，是仿照真皮的纤维编织结构进行仿制的，所以从手 感和物理机械性能上都有着近似真皮的性能，有时部分机械性能更高于真皮。
[0003] 但从纤维组织和化学组成来看天然皮革中胶原纤维之间存在较多空隙，胶原分子 链上大量的亲水基团，赋予了天然皮革优良的透水汽性和透湿性能，聚酰胺超细纤维合成 革中聚酰胺和聚氨酯分子链上的极性基团极少，这就决定了其在透水汽性能方面和真皮相 比还存在很大的差距。
[0004] 超细纤维合成革是由超细纤维基布和PU聚氨酯树脂面层两部分组成。超细纤维合 成革用基布主要是由聚酰胺纤维(超细纤维)和PU聚氨酯膜组成的复合材料，其各自所占比 例为40 %~50 %。针对超细纤维合成革的结构组成特点，分析发现提高超细纤维合成革基 布卫生性能的相关技术主要得从聚酰胺超细纤维和聚氨酯树脂两方面来着手改性，通过一 定的改性手段来增加基布表面的活性基团，进而提高超细纤维合成革的卫生性能。目前，研 究者已经通过酶法、酸水解法、碱法及添加亲水性物质等方法对聚酰胺纤维进行了改性，也 通过共混改性及亲水性聚氨酯改性等方法对聚氨酯树脂进行了一定的研究。采用这些后整 饰技术对超细纤维合成革进行处理，可以在一定程度上提高超细纤维合成革基布的卫生性 能，但其效果仍不能令人满意。
[0005] 明胶是一种两性、无毒的天然高分子物质，经水解后提取的胶原蛋白是典型的两 性聚电解质，含有大量的氨基和羧基等活性基团。此外，我国作为制革工业大国，将废弃革 肩中大量的明胶提取出来加以利用，可以节约资源，防止环境污染，实现废弃皮胶原的资源 化利用。
【发明内容】
[0006] 为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供改善聚酰胺超细纤维合成革 卫生性能和染色性能的办法，通过对聚酰胺和聚氨酯同时接枝胶原蛋白，解决了现有技术 中基布的透水气性不高的问题。
[0007] 为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是，改善聚酰胺超细纤维合成革卫 生性能和染色性能的方法，具体按照以下步骤实施：
[0008] 步骤一:基布的预处理
[0009] 将基布放在60-70°C的水浴锅内水煮25-35min，并在80°c-90°c的烘箱内烘干3h;
[0010] 步骤二:异氰酸酯交联改性超细纤维合成革基布
[0011] 将步骤一中经过预处理的基布放在染机里，同时加入基布干重的2000%的溶剂， 基布干重4%-8%的交联剂二异氰酸酯和基布干重0.007%-0.03%的催化剂二月桂酸二丁 基锡，设置温度80-100°C，转动时间分别为3h，然后停止，取出，丙酮洗涤，测定洗涤液中未 接枝的二异氰酸酯的量，从而计算出接枝到基布上的二异氰酸酯的量；
[0012] 步骤三:胶原蛋白溶解
[0013] 将胶原蛋白粉溶于咪唑类离子液体，其中，胶原蛋白粉与咪唑类离子液体的量按 质量比1:50~1:10，在温度60-70°C下快速搅拌，使胶原蛋白充分溶解;得到溶解液；
[0014] 步骤四：采用胶原蛋白对超细纤维合成革基布进行改性
[0015] 选取步骤三中的溶解液加入染机中，其中溶解液中胶原蛋白粉的量为步骤二计算 的接枝到基布上的二异氰酸酯的量的50%_90%，按照基布干重的2000%加入溶剂丙酮，将 步骤二中接枝有二异氰酸酯的基布加入到染机内，控制温度在80_90°C，均匀搅拌，转动3-4h，取出基布，自然晾干。
[0016] 所述的步骤二中的溶剂为甲苯或者丙酮。
[0017]所述的交联剂二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。
[0018]本发明的有益效果：
[0019] 本发明使用通过交联剂二异氰酸酯在聚氨酯和聚酰胺超细纤维同时接枝胶原蛋 白，增加了超细纤维合成革基布表面的活性基团，来实现胶原蛋白对超细纤维合成革基布 的共价改性，提高超细纤维合成革透水汽性能，进而克服超细纤维合成革卫生性能差的缺 点。同时，本发明合理地利用胶原蛋白，实现了废弃皮胶原的资源化利用。
【具体实施方式】
[0020] 下面通过实施例对本发明做详细的说明。
[0021] 本发明对聚酰胺超细纤维合成革基布的胶原蛋白改性涉及以下三个方程式：
[0022] (1)异氰酸酯和聚酰胺的反应
[0023]
[0024] (2)异氰酸酯和聚氨酯的反应
[0025]
[0026] (3)异氰酸酯基活化的超纤基布与胶原蛋白的反应
[0027]
[0028] 下面结合实施例对本发明提供的聚酰胺超细纤维合成革基布的胶原蛋白改性方 法作进一步详细说明。
[0029] 实施例1:
[0030] 步骤一:基布的预处理
[0031]将干重为14.8g的基布放在65°C的水浴锅内水煮25min，并在80°C的烘箱内烘干 3h；
[0032]步骤二:异氰酸酯交联改性超细纤维合成革基布
[0033]将步骤一中经过预处理后的基布放在染机里，按照基布干重的2000%加入溶剂甲 苯，按照基布干重的4%加入六亚甲基二异氰酸酯（HDI)，同时加入基布干重的0.013 %的 0.2mL催化剂二月桂酸二丁基锡，设置温度80°C，转动时间3h，然后停止，取出，丙酮洗涤，测 定洗涤液中未接枝的二异氰酸酯的量，从而计算出接枝到基布上的二异氰酸酯的量，约为 起始的70 %;
[0034]步骤三:胶原蛋白溶解
[0035]将2g胶原蛋白粉溶于50g咪唑类离子液体中，在温度60°C下快速搅拌，使蛋白质分 子充分溶解，得到溶解液；
[0036] 步骤四：采用胶原蛋白对超细纤维合成革基布进行改性
[0037] 称取溶解液，其中溶解液中胶原蛋白为接枝异氰酸酯量的50%，算得溶解液约为 30g;将30g溶解液加入到染机内，按照基布干重的2000 %加入溶剂丙酮，将步骤二接枝有二 异氰酸酯的基布加入到染机内，将温度控制在60°C，均匀搅拌，转动3h后停止，取出基布，水 洗后自然晾干。
[0038] 实施例2:
[0039] 步骤一:基布的预处理
[0040]将干重为15.2g的基布放在75°C的水浴锅内水煮30min，并在90°C的烘箱内烘干 3h；
[0041 ]步骤二:异氰酸酯交联改性超细纤维合成革基布
[0042]将步骤一中经过预处理后的基布放在染机里，按照基布干重的2000%加入溶剂丙 酮，按照基布干重的6%加入异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI)，同时加入0.2mL催化剂二月桂酸 二丁基锡，设置温度85°C，转动时间3h，然后停止，取出，丙酮洗涤，测定洗涤液中未接枝的 二异氰酸酯的量，从而计算出接枝到基布上的二异氰酸酯的量，约为起始的64% ;
[0043]步骤三:胶原蛋白溶解
[0044]将3g的胶原蛋白粉溶于50g咪唑类离子液体中，在温度65°C下快速搅拌，使蛋白质 分子充分溶解，得到溶解液；
[0045] 步骤四：采用胶原蛋白对超细纤维合成革基布进行改性
[0046] 称取溶解液，其中溶解液中胶原蛋白为接枝异氰酸酯量的60%，算得溶解液约为 27.7g;将27.7g溶解液加入到染机内，按照基布干重的2000 %加入溶剂丙酮，将步骤二接枝 有二异氰酸酯的基布加入到染机内，将温度控制在70°C，均匀搅拌，转动3h后停止，取出基 布，水洗后自然晾干。
[0047] 实施例3:
[0048] 步骤一:基布的预处理
[0049]将干重为14.5g的基布放在75°C的水浴锅内水煮30min，并在90°C的烘箱内烘干 3h；
[0050] 步骤二:异氰酸酯交联改性超细纤维合成革基布
[0051] 将步骤一中经过预处理后的基布放在染机里，按照基布干重的2000%加入溶剂甲 苯，按照基布干重的8%加入六亚甲基二异氰酸酯(HDI)，同时加入适量催化剂二月桂酸二 丁基锡，设置温度95°C，转动时间为3h，然后停止，取出，丙酮洗涤，测定洗涤液中未接枝的 二异氰酸酯的量，从而计算出接枝到基布上的二异氰酸酯的量，约为起始的77%;
[0052]步骤三:胶原蛋白溶解
[0053]将5g胶原蛋白粉溶于50g咪唑类离子液体中，在温度70°C下快速搅拌，使蛋白质分 子充分溶解，得到溶解液；
[0054] 步骤四：采用胶原蛋白对超细纤维合成革基布进行改性
[0055] 称取溶解液，其中溶解液中胶原蛋白为接枝异氰酸酯量的70%，算得溶解液约为 48.3g;将48.3g溶解液加入到染机内，按照基布干重的2000%加入溶剂丙酮，将步骤二接枝 有二异氰酸酯的基布加入到染机内，将温度控制在65°C，均匀搅拌，转动3h后停止，取出基 布，水洗后自然晾干。
【主权项】
1. 改善聚酰胺超细纤维合成革卫生性能和染色性能的方法，其特征在于，具体按照以 下步骤实施： 步骤一:基布的预处理 将基布放在60-70°C的水浴锅内水煮25-35min，并在80°c-90°c的烘箱内烘干3h; 步骤二:异氰酸酯交联改性超细纤维合成革基布 将步骤一中经过预处理的基布放在染机里，同时加入基布干重的2000%的溶剂，基布 干重4%-8%的交联剂二异氰酸酯和基布干重0.007%-0.03%的催化剂二月桂酸二丁基 锡，设置温度80-100°C，转动时间分别为3h，然后停止，取出，丙酮洗涤，测定洗涤液中未接 枝的二异氰酸酯的量，从而计算出接枝到基布上的二异氰酸酯的量； 步骤三:胶原蛋白溶解 将胶原蛋白粉溶于咪唑类离子液体，其中，胶原蛋白粉与咪唑类离子液体的量按质量 比1:50~1:10，在温度60-70°C下快速搅拌，使胶原蛋白充分溶解;得到溶解液； 步骤四：采用胶原蛋白对超细纤维合成革基布进行改性 选取步骤三中的溶解液加入染机中，其中溶解液中胶原蛋白粉的量为步骤二计算的接 枝到基布上的二异氰酸酯的量的50%-90%，按照基布干重的2000%加入溶剂丙酮，将步骤 二中接枝有二异氰酸酯的基布加入到染机内，控制温度在80_90°C，均匀搅拌，转动3-4h，取 出基布，水洗后自然晾干。2. 根据权利要求1所述的改善聚酰胺超细纤维合成革卫生性能和染色性能的方法，其 特征在于，所述的步骤二中的溶剂为甲苯或者丙酮。3. 根据权利要求1所述的改善聚酰胺超细纤维合成革卫生性能和染色性能的方法，其 特征在于，所述的交联剂二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。
【专利摘要】改善聚酰胺超细纤维合成革卫生性能和染色性能的方法，首先采用二异氰酸酯对超细纤维合成革基布进行预处理，使其在聚酰胺纤维和聚氨酯表面同时接枝异氰酸酯基；再将制备的胶原蛋白接枝到异氰酸酯改性的超细纤维合成革基布表面，实现胶原蛋白对超细纤维合成革基布表面的共价改性，提高其亲水性；本发明有效增加了超细纤维合成革基布表面上的活性基团，实现了胶原蛋白对超细纤维合成革基布表面的共价改性，从而提高超细纤维合成革基布的卫生性能和染色性能，实现了废弃皮胶原的资源化利用，同时解决了超细纤维合成革卫生性能差和染色性能差的问题。
【IPC分类】D06M101/34, D06M15/15, D06M13/395
【公开号】CN105544202
【申请号】CN201610080132
【发明人】王学川, 赵佩, 任龙芳, 强涛涛
【申请人】陕西科技大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年2月4日