专利名称：硅烷偶联剂改性蒙脱土功能性纳米复合加脂剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种皮革加脂剂的制备方法，具体涉及一种硅烷偶联剂改性蒙脱土功能性纳米复合加脂剂的制备方法。
背景技术：
加脂剂在赋予皮革良好的各项性能的同时，由于其与皮革纤维之间的结合牢固比较低，在加热过程中极易迁移至皮革表面，直接成为燃料，从而提高了皮革的易燃性。因此， 阻燃性已经成为高层建筑的内装潢、飞机和汽车内装饰、办公家具的制造、森林防火装备的制造用皮革的要求之一。国外汽车公司针对皮革的易燃，且燃烧会释放出有毒气体和烟雾的缺点，纷纷提出苛刻的内饰革阻燃指标。我国对于皮革阻燃技术以及阻燃材料的研究开发很少，特别是具有高效无毒、无腐蚀、耐久性好、多功能化的阻燃材料，几乎还是空白。
硅系阻燃剂不仅能够赋予基材良好的阻燃性能，而且能改善基材的机械性能、耐热性能等，能够满足人们对阻燃剂的严格要求。蒙脱土是一种2 1型的层状硅酸盐，结构片层厚约lnm，长宽约100 nm，具有很大的长径比。但钠基蒙脱土极性较强，经过有机改性的蒙脱土制备出插层型或剥离型，改性后的纳米蒙脱土具有良好的分散性能，可以添加到纳米聚合物材料中，提高抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及气体阻隔性能等。当蒙脱土以片层分散于聚合物基质中时，复合物的性能会得到很大的改善，尤其表现在强度和韧性方面，同时还能赋予聚合物阻燃性能。因此，聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料是国内外阻燃材料领域中近年来研究的热点之一。然而采用硅烷偶联剂改性蒙脱土再将其引入加脂剂的制备中，制得功能性纳米复合加脂剂的研究还较为鲜见。发明内容
本发明的目的是提供一种在皮革加脂过程中易于乳化、吸净率高、填充性好、结合牢固的硅烷偶联剂改性蒙脱土功能性纳米复合加脂剂的制备方法，加脂后坯革丰满、柔软， 撕裂强度和阻燃性均有大幅度提高。
本发明所采用的技术方案是硅烷偶联剂改性蒙脱土功能性纳米复合加脂剂的制备方法，其特征在于由以下步骤实现步骤一取85 95重量份的甲醇和5 15重量份的去离子水加入三口烧瓶中，加入2.O 2. 4重量份的硅烷偶联剂，调节控温装置待温度达55°C 60°C，用冰乙酸调节pH到 4. O 5. 5，恒温反应90分钟 120分钟；调节控温装置待温度达85°C 90°C，加入5重量份的钠基蒙脱土，恒温反应120分钟 150分钟，将产物用10 15重量份的甲醇洗涤后再离心10分钟 15分钟，重复三次，将最终产物置85°C 95°C烘箱内干燥24小时，得到硅烷联剂改性蒙脱土；步骤二 取O. 85 6. 87重量份的硅烷联剂改性蒙脱和40 50重量份的菜籽油加入三口烧瓶中，调节控温装置待温度达100°C，恒温反应30分钟；加入1. 7 1. 9重量份的乙二胺和O. 5 O. 65重量份的Al2O3，恒温反应120分钟 180分钟；调节控温装置温待度达 120°C 130°C，20分钟滴加完9. 2 9. 4重量份丙烯酸，恒温反应240分钟；调节控温装置待温度达80°C，30分钟滴加完亚硫酸氢钠溶液，恒温反应120分钟 150分钟；调节控温装置待温度达75°C，用氢氧化钠水溶液调节体系pH为7 8，恒温反应120分钟；加入去离子水调节固含量为40%，恒温反应40分钟制得硅烷偶联剂改性蒙脱土功能性纳米复合加脂剂。
步骤一中，硅烷偶联剂选自Y-氨丙基三乙氧基硅烷KH550、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷KH570、3 —氨丙基三甲氧基硅烷KH551、3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烧 KH108。
步骤二中，亚硫酸氢钠溶液是15重量份亚硫酸氢钠溶解于30重量份去离子水中得到的溶液。
步骤二中，氢氧化钠水溶液的质量浓度为40%。
本发明具有以下优点本发明采用硅烷偶联剂改性蒙脱土，再将其引入改性菜籽油中，从而制得功能性纳米复合加脂剂。硅烷偶联剂和蒙脱土在聚合物中均具有优异的阻燃性能，将二者同时引入加脂剂剂中，从而实现对坯革的协同阻燃效果。同时，纳米材料蒙脱土的适量弓I入可发挥其纳米效应，在一定程度上提高产品的机械力学性能、填充性、结合性能等。菜籽油是最早使用且沿用至今的天然植物油基加脂剂原料之一，具有资源可再生、无毒无污染、生物降解性优等优点，是制备加脂剂的理想原料。因此，采用本方法制备硅烷偶联剂改性蒙脱土功能性纳米复合加脂剂兼具天然、高分子及纳米材料的优点，是一种环保且性能优良的加脂剂。
具体实施方式
下面结合具体实施方式
对本发明进行详细的说明。
本发明所述的硅烷偶联剂改性蒙脱土功能性纳米复合加脂剂的制备方法，由以下步骤实现 步骤一取85 95重量份的甲醇和5 15重量份的去离子水加入三口烧瓶中，加入2.O 2. 4重量份的硅烷偶联剂，调节控温装置待温度达55°C 60°C，用冰乙酸调节pH到4.O 5. 5，恒温反应90分钟 120分钟；调节控温装置待温度达85°C 90°C，加入5重量份的钠基蒙脱土，恒温反应120分钟 150分钟，将产物用10 15重量份的甲醇洗涤后再离心10分钟 15分钟，重复三次，将最终产物置85°C 95°C烘箱内干燥24小时，得到硅烷联剂改性蒙脱土；其中，硅烷偶联剂选自Y-氨丙基三乙氧基硅烷KH550、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷KH570、3 —氨丙基三甲氧基硅烷KH551、3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷KH108。
步骤二 取O. 85 6. 87重量份的硅烷联剂改性蒙脱和40 50重量份的菜籽油加入三口烧瓶中，调节控温装置待温度达10(TC，恒温反应30分钟；加入1. 7 1. 9重量份的乙二胺和O. 5 O. 65重量份的Al2O3，恒温反应120分钟 180分钟；调节控温装置温待度达120°C 130°C，20分钟滴加完9. 2 9. 4重量份丙烯酸，恒温反应240分钟；调节控温装置待温度达80°C，30分钟滴加完亚硫酸氢钠溶液，恒温反应120分钟 150分钟；调节控温装置待温度达75°C，用氢氧化钠水溶液调节体系pH为7 8，恒温反应120分钟；加入去离子水调节固含量为40%，恒温反应40分钟制得硅烷偶联剂改性蒙脱土功能性纳米复合加脂剂；其中，亚硫酸氢钠溶液是15重量份亚硫酸氢钠溶解于30重量份去离子水中得到的溶液；氢氧化钠水溶液的质量浓度为40%。
实施例一步骤一取85重量份的甲醇和5重量份的去离子水加入三口烧瓶中，加入2. O重量份的硅烷偶联剂，调节控温装置待温度达55°C，用冰乙酸调节pH到4. 0，恒温反应90分钟；调节控温装置待温度达85°C，加入5重量份的钠基蒙脱土，恒温反应120分钟，将产物用10重量份的甲醇洗涤后再离心10分钟，重复三次，将最终产物置85°C烘箱内干燥24小时，得到硅烷联剂改性蒙脱土；其中，娃烧偶联剂选取Y-氨丙基二乙氧基娃烧。
步骤二 取O. 85重量份的硅烷联剂改性蒙脱和40重量份的菜籽油加入三口烧瓶中，调节控温装置待温度达100°C，恒温反应30分钟；加入1. 7重量份的乙二胺和O. 5重量份的Al2O3,恒温反应120分钟；调节控温装置温待度达120°C，20分钟滴加完9. 2重量份丙烯酸，恒温反应240分钟；调节控温装置待温度达80°C，30分钟滴加完亚硫酸氢钠溶液，恒 温反应120分钟；调节控温装置待温度达75°C，用氢氧化钠水溶液调节体系pH为7，恒温反应120分钟；加入去离子水调节固含量为40%，恒温反应40分钟制得硅烷偶联剂改性蒙脱土功能性纳米复合加脂剂；其中，亚硫酸氢钠溶液是15重量份亚硫酸氢钠溶解于30重量份去离子水中得到的溶液；氢氧化钠水溶液的质量浓度为40%。
实施例2:步骤一取90重量份的甲醇和10重量份的去离子水加入三口烧瓶中，加入2. 2重量份的硅烷偶联剂，调节控温装置待温度达57°C，用冰乙酸调节pH到5. 0，恒温反应105分钟； 调节控温装置待温度达87°C，加入5重量份的钠基蒙脱土，恒温反应135分钟，将产物用12 重量份的甲醇洗涤后再离心12分钟，重复三次，将最终产物置90°C烘箱内干燥24小时，得到硅烷联剂改性蒙脱土；其中，硅烷偶联剂选取Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
步骤二 取3. 86重量份的硅烷联剂改性蒙脱和45重量份的菜籽油加入三口烧瓶中，调节控温装置待温度达100°C，恒温反应30分钟；加入1. 8重量份的乙二胺和O. 35重量份的Al2O3,恒温反应150分钟；调节控温装置温待度达125°C，20分钟滴加完9. 3重量份丙烯酸，恒温反应240分钟；调节控温装置待温度达80°C，30分钟滴加完亚硫酸氢钠溶液， 恒温反应135分钟；调节控温装置待温度达75°C，用氢氧化钠水溶液调节体系pH为7，恒温反应120分钟；加入去离子水调节固含量为40%，恒温反应40分钟制得硅烷偶联剂改性蒙脱土功能性纳米复合加脂剂；其中，亚硫酸氢钠溶液是15重量份亚硫酸氢钠溶解于30重量份去离子水中得到的溶液；氢氧化钠水溶液的质量浓度为40%。
实施例3:步骤一取95重量份的甲醇和15重量份的去离子水加入三口烧瓶中，加入2. 4重量份的硅烷偶联剂，调节控温装置待温度达60°C，用冰乙酸调节pH到5. 5，恒温反应120分钟；调节控温装置待温度达90°C，加入5重量份的钠基蒙脱土，恒温反应150分钟，将产物用15 重量份的甲醇洗涤后再离心15分钟，重复三次，将最终产物置95°C烘箱内干燥24小时，得到硅烷联剂改性蒙脱土；其中，娃烧偶联剂选取3—氨丙基二甲氧基娃烧。
步骤二 取6. 87重量份的硅烷联剂改性蒙脱和50重量份的菜籽油加入三口烧瓶中，调节控温装置待温度达100°C，恒温反应30分钟；加入1. 9重量份的乙二胺和O. 65重量份的Al2O3,恒温反应180分钟；调节控温装置温待度达130°C，20分钟滴加完9. 4重量份丙烯酸，恒温反应240分钟；调节控温装置待温度达80°C，30分钟滴加完亚硫酸氢钠溶液， 恒温反应150分钟；调节控温装置待温度达75°C，用氢氧化钠水溶液调节体系pH为8，恒温反应120分钟；加入去离子水调节固含量为40%，恒温反应40分钟制得硅烷偶联剂改性蒙脱土功能性纳米复合加脂剂；其中，亚硫酸氢钠溶液是15重量份亚硫酸氢钠溶解于30重量份去离子水中得到的溶液；氢氧化钠水溶液的质量浓度为40%。
实施例4:步骤一取95重量份的甲醇和15重量份的去离子水加入三口烧瓶中，加入2. 4重量份的硅烷偶联剂，调节控温装置待温度达60°C，用冰乙酸调节pH到5. 5，恒温反应120分钟； 调节控温装置待温度达90°C，加入5重量份的钠基蒙脱土，恒温反应150分钟，将产物用15 重量份的甲醇洗涤后再离心15分钟，重复三次，将最终产物置95°C烘箱内干燥24小时，得到硅烷联剂改性蒙脱土；其中，娃烧偶联剂选取3_喊嚷基丙基甲基_■甲氧基娃烧。步骤二 取6. 87重量份的硅烷联剂改性蒙脱和50重量份的菜籽油加入三口烧瓶中，调节控温装置待温度达100°C，恒温反应30分钟；加入1. 9重量份的乙二胺和O. 65重量份的Al2O3,恒温反应180分钟；调节控温装置温待度达130°C，20分钟滴加完9. 4重量份丙烯酸，恒温反应240分钟；调节控温装置待温度达80°C，30分钟滴加完亚硫酸氢钠溶液， 恒温反应150分钟；调节控温装置待温度达75°C，用氢氧化钠水溶液调节体系pH为8，恒温反应120分钟；加入去离子水调节固含量为40%，恒温反应40分钟制得硅烷偶联剂改性蒙脱土功能性纳米复合加脂剂；其中，亚硫酸氢钠溶液是15重量份亚硫酸氢钠溶解于30重量份去离子水中得到的溶液；氢氧化钠水溶液的质量浓度为40%。
采用本方法制备硅烷偶联剂改性蒙脱土功能性纳米复合加脂剂兼具天然、高分子及纳米材料的优点，是一种环保且性能优良的加脂剂。具体检测数据如下表
权利要求
1.硅烷偶联剂改性蒙脱土功能性纳米复合加脂剂的制备方法，其特征在于 由以下步骤实现 步骤一取85 95重量份的甲醇和5 15重量份的去离子水加入三口烧瓶中，加入2.O 2. 4重量份的硅烷偶联剂，调节控温装置待温度达55°C 60°C，用冰乙酸调节pH到4.O 5. 5，恒温反应90分钟 120分钟；调节控温装置待温度达85°C 90°C，加入5重量份的钠基蒙脱土，恒温反应120分钟 150分钟，将产物用10 15重量份的甲醇洗涤后再离心10分钟 15分钟，重复三次，将最终产物置85°C 95°C烘箱内干燥24小时，得到硅烷联剂改性蒙脱土； 步骤二 取0. 85 6. 87重量份的硅烷联剂改性蒙脱和40 50重量份的菜籽油加入三口烧瓶中，调节控温装置待温度达100°C，恒温反应30分钟；加入1. 7 1. 9重量份的乙二胺和0. 5 0. 65重量份的Al2O3，恒温反应120分钟 180分钟；调节控温装置温待度达120°C 130°C，20分钟滴加完9. 2 9. 4重量份丙烯酸，恒温反应240分钟；调节控温装置待温度达80°C，30分钟滴加完亚硫酸氢钠溶液，恒温反应120分钟 150分钟；调节控温装置待温度达75°C，用氢氧化钠水溶液调节体系pH为7 8，恒温反应120分钟；加入去离子水调节固含量为40%，恒温反应40分钟制得硅烷偶联剂改性蒙脱土功能性纳米复合加脂剂。
2.根据权利要求1所述的硅烷偶联剂改性蒙脱土功能性纳米复合加脂剂的制备方法，其特征在于 步骤一中，硅烷偶联剂选自Y-氨丙基三乙氧基硅烷KH550、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷KH570、3 —氨丙基三甲氧基硅烷KH551、3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷KH108。
3.根据权利要求1或2所述的硅烷偶联剂改性蒙脱土功能性纳米复合加脂剂的制备方法，其特征在于 步骤二中，亚硫酸氢钠溶液是15重量份亚硫酸氢钠溶解于30重量份去离子水中得到的溶液。
4.根据权利要求3所述的硅烷偶联剂改性蒙脱土功能性纳米复合加脂剂的制备方法，其特征在于 步骤二中，氢氧化钠水溶液的质量浓度为40%。
全文摘要
本发明涉及一种硅烷偶联剂改性蒙脱土功能性纳米复合加脂剂的制备方法。我国对于皮革阻燃技术以及阻燃材料的研究开发很少，采用硅烷偶联剂改性蒙脱土再将其引入加脂剂的制备中，制得功能性纳米复合加脂剂的研究还较为鲜见。本发明取甲醇和水，加入硅烷偶联剂，加入钠基蒙脱土，得到硅烷联剂改性蒙脱土，和菜籽油恒温反应，加入乙二胺Al2O3，滴加丙烯酸和亚硫酸氢钠溶液，制得硅烷偶联剂改性蒙脱土功能性纳米复合加脂剂。本发明具有优异的阻燃性能，在一定程度上提高产品的机械力学性能、填充性、结合性能等，具有资源可再生、无毒无污染、生物降解性优等优点。
文档编号C08K3/34GK102994660SQ20121058276
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者吕斌, 段徐宾, 马建中, 高党鸽, 高建静 申请人:陕西科技大学