本发明涉及复合材料生产和皮革固体废弃物处理技术领域，特别涉及一种胶原纤维基水性聚氨酯复合材料的制备方法。
背景技术
制革工业的主要原材料是动物皮，目前1吨盐湿皮只能制造出大约200公斤的皮革，却要产生600公斤以上的固体废弃物。我国作为世界上最大的皮革生产基地，每年产生的固体废弃物约为140多万吨，这些固体废弃物中，含有胶原纤维大约30％。在废弃的胶原纤维中，大多为含铬的难以生物降解的胶原纤维，对环境造成了严重的污染，对我国皮革工业的可持续发展造成了严重的障碍。
然而，胶原纤维作为一种天然的生物高分子材料，不仅具有良好的物理机械性能、吸水性能和耐老化性能，而且胶原纤维上具有大量的活性基团，如羧基、羟基、氨基和胍基等，能够发生很多化学反应。胶原纤维这种特有的表面反应性能，是其它高分子材料所不具备的，潜在的应用领域非常广泛。
水性聚氨酯具有良好的物理机械性能、耐腐蚀性、耐摩擦性、耐老化性、耐曲挠性、耐热性和耐寒性。水性聚氨酯可通过调节软硬段的成份和比例改变其弹性和硬度，根据需要设计出性能各异的产品，而且使用方便，安全环保，使得水性聚氨酯的研究领域越来越广。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种胶原纤维基无溶剂聚氨酯复合材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种胶原纤维基无溶剂聚氨酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将胶原纤维或含胶原纤维的废弃物粉碎成胶原纤维粉；
(2)将胶原纤维粉、无溶剂聚氨酯和助剂混合，得到胶原纤维/无溶剂聚氨酯浆料；
(3)将胶原纤维/无溶剂聚氨酯浆料倒入平板模具中，加热固化，冷却剥离后得到胶原纤维基水性聚氨酯复合材料。
本发明进一步的改进在于，含胶原纤维的废弃物为经过铬鞣处理的胶原纤维、经过植鞣处理的胶原纤维或含有胶原纤维的皮革固体废弃物。
本发明进一步的改进在于，胶原纤维粉中纤维长度为0.02～3mm。
本发明进一步的改进在于，胶原纤维/无溶剂聚氨酯浆料通过以下过程制得：以重量份数计，将胶原纤维粉5～10份，无溶剂聚氨酯70～100份，胺类固化剂7～10份以及颜料0～5份，混合均匀，得到胶原纤维/无溶剂聚氨酯浆料。
本发明进一步的改进在于，无溶剂聚氨酯为封闭型或潜固化型无溶剂聚氨酯，胺类固化剂为乙二胺、异佛尔酮二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺、间苯二酚二本发明进一步的改进在于，加热固化的温度为120～160℃，时间为2～8min。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：其一，以胶原纤维和无溶剂聚氨酯为原料，采用共混、加热固化复合的方法，制备以无溶剂聚氨酯为骨架，胶原纤维贯穿其中的胶原纤维基无溶剂聚氨酯复合材料。其二，胶原纤维基无溶剂聚氨酯复合按照平板模具的形状，可以浇注成各类鞋材，如鞋里、鞋帮、鞋底或商标等。。其三，基于胶原纤维基无溶剂聚氨酯复合材料良好的手感特性和力学性能，通过压纹或真空吸纹，再进行表面处理，可以生产合成革或汽车蒙皮材料。其四，本发明采用的技术，可以处理大量的胶原纤维固体废弃物，解决污染问题，生产用途非常广泛的胶原纤维基无溶剂聚氨酯复合材料，有着良好的经济和社会效益。其五，本发明采用环保的原料和清洁的生产方法，生产过程没有污染。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不只限于这些例子。
本发明以胶原纤维和无溶剂聚氨酯为原料，采用共混、加热固化复合的方法，制备以无溶剂聚氨酯为骨架，胶原纤维贯穿其中的胶原纤维基无溶剂聚氨酯复合材料。胶原纤维基无溶剂聚氨酯复合按照平板模具的形状，可以浇注成各类鞋材，如鞋里、鞋帮、鞋底或商标等。基于胶原纤维基无溶剂聚氨酯复合材料良好的手感特性和力学性能，通过压纹或真空吸纹，再进行表面处理，可以生产合成革或汽车蒙皮材料。
具体的，本发明包括以下步骤：
(1)采用机械粉碎的方法，将含胶原纤维或废弃的含胶原纤维的废弃物粉碎成胶原纤维长度为0.02～3mm；其中，所述的含胶原纤维的废弃物可以是经过铬鞣处理的胶原纤维，也可是经过植鞣处理的胶原纤维，也包括含有胶原纤维的皮革固体废弃物，如碎皮块、皮革边角料、皮革制品废弃料等。
(2)将胶原纤维粉、无溶剂聚氨酯和其它助剂混合得到胶原纤维/无溶剂聚氨酯浆料；具体的，所述胶原纤维/无溶剂聚氨酯浆料制备过程如下：以重量份数计，将胶原纤维粉5～10份，无溶剂聚氨酯70～100份，胺类固化剂7～10份，颜料0～5份，混合均匀，即可得到胶原纤维/无溶剂聚氨酯浆料。其中，无溶剂聚氨酯为封闭型或潜固化型无溶剂聚氨酯，优选东莞市竤穗实业投资有限公司的t116，胺类固化剂为乙二胺、异佛尔酮二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺、间苯二酚二胺中的一种或多种的混合物。
(3)将胶原纤维/无溶剂聚氨酯浆料倒入平板模具中，保持水平状态，放入烘箱，在120～160℃的条件下，加热固化2～8min，冷却、剥离后得到胶原纤维基无溶剂聚氨酯复合材料。
本发明以胶原纤维和无溶剂聚氨酯为原料，采用共混、加热固化复合的方法，制备以无溶剂聚氨酯为骨架，胶原纤维贯穿其中的胶原纤维基无溶剂聚氨酯复合材料。通过压纹或真空吸纹，再进行表面处理，可以生产合成革或汽车蒙皮材料。
实施例1
(1)采用机械粉碎的方法，将废弃的含胶原纤维的废弃物粉碎成胶原纤维长度为0.02～3mm；其中，所述的含胶原纤维的废弃物是经过铬鞣处理的胶原纤维。
(2)将胶原纤维粉、无溶剂聚氨酯和其它助剂混合得到胶原纤维/无溶剂聚氨酯浆料；具体的，所述胶原纤维/无溶剂聚氨酯浆料制备过程如下：以重量份数计，将胶原纤维粉5份，无溶剂聚氨酯80份，胺类固化剂10份，颜料5份，混合均匀，即可得到胶原纤维/无溶剂聚氨酯浆料。其中，无溶剂聚氨酯为东莞市竤穗实业投资有限公司的t116，胺类固化剂为乙二胺。
(3)将胶原纤维/无溶剂聚氨酯浆料倒入平板模具中，保持水平状态，放入烘箱，在120℃的条件下，加热固化8min，冷却、剥离后得到胶原纤维基无溶剂聚氨酯复合材料。
实施例2
(1)采用机械粉碎的方法，将废弃的含胶原纤维的废弃物粉碎成胶原纤维长度为0.02～3mm；其中，所述的含胶原纤维的废弃物是经过植鞣处理的胶原纤维。
(2)将胶原纤维粉、无溶剂聚氨酯和其它助剂混合得到胶原纤维/无溶剂聚氨酯浆料；具体的，所述胶原纤维/无溶剂聚氨酯浆料制备过程如下：以重量份数计，将胶原纤维粉7份，无溶剂聚氨酯90份，胺类固化剂8份，颜料3份，混合均匀，即可得到胶原纤维/无溶剂聚氨酯浆料。其中，无溶剂聚氨酯为东莞市竤穗实业投资有限公司的t116，胺类固化剂为异佛尔酮二胺。
(3)将胶原纤维/无溶剂聚氨酯浆料倒入平板模具中，保持水平状态，放入烘箱，在160℃的条件下，加热固化2min，冷却、剥离后得到胶原纤维基无溶剂聚氨酯复合材料。
实施例3
(1)采用机械粉碎的方法，将废弃的含胶原纤维的废弃物粉碎成胶原纤维长度为0.02～3mm；其中，所述的含胶原纤维的废弃物是皮革制品废弃料。
(2)将胶原纤维粉、无溶剂聚氨酯和其它助剂混合得到胶原纤维/无溶剂聚氨酯浆料；具体的，所述胶原纤维/无溶剂聚氨酯浆料制备过程如下：以重量份数计，将胶原纤维粉8份，无溶剂聚氨酯70份，胺类固化剂9份，颜料1份，混合均匀，即可得到胶原纤维/无溶剂聚氨酯浆料。其中，无溶剂聚氨酯为东莞市竤穗实业投资有限公司的t116，胺类固化剂为己二胺与二乙烯三胺的混合物。
(3)将胶原纤维/无溶剂聚氨酯浆料倒入平板模具中，保持水平状态，放入烘箱，在140℃的条件下，加热固化6min，冷却、剥离后得到胶原纤维基无溶剂聚氨酯复合材料。
实施例4
(1)采用机械粉碎的方法，将含胶原纤维粉碎成胶原纤维长度为0.02～3mm；
(2)将胶原纤维粉、无溶剂聚氨酯和其它助剂混合得到胶原纤维/无溶剂聚氨酯浆料；具体的，所述胶原纤维/无溶剂聚氨酯浆料制备过程如下：以重量份数计，将胶原纤维粉10份，无溶剂聚氨酯100份，胺类固化剂7份，混合均匀，即可得到胶原纤维/无溶剂聚氨酯浆料。其中，无溶剂聚氨酯为东莞市竤穗实业投资有限公司的t116，胺类固化剂为三乙烯四胺、二乙氨基丙胺与间苯二酚二胺的混合物。
(3)将胶原纤维/无溶剂聚氨酯浆料倒入平板模具中，保持水平状态，放入烘箱，在150℃的条件下，加热固化4min，冷却、剥离后得到胶原纤维基无溶剂聚氨酯复合材料。