本发明专利技术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。本发明专利技术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。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚氨酯应用领域，具体涉及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。
技术介绍
聚氨酯型表面施胶剂是最近几年开发的新型表面施胶剂，将其用于表面施胶，可 增强纸张的力学性能、抗掉毛、、耐磨性、柔韧性等性能。而单一的水性聚氨酯价格昂贵，而 且应用效果受很多因素影响，需要对其进行改性。 胶原蛋白主要存在于动物的皮肤、软骨、韧带及结缔组织中，来源广泛，而且具有 独特的生物活性。我国制革工业中产生大量废弃皮革，如果对其中的胶原蛋白进行提取，利 用其活性基团与聚氨酯反应，制备一种新型造纸施胶剂。一方面可降低成本，另一方面可减 少环境污染，增加经济效益。
技术实现思路
本专利技术，目的在于提供 一种低成本、环保型造纸施胶剂的制备方法，该方法利用从废弃皮中提取的胶原蛋白，对聚 氨酯进行改性，以期得到一种廉价、高效的造纸助剂。 为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是： 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： (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（DBTDL); ⑵预聚体的扩链：向步骤⑴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。 所述步骤2)中胶原蛋白从废弃皮革肩中提取的。 所述步骤⑷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。 所述步骤（1)中，异氰酸酯化合物为甲苯二异氰酸酯（TDI)、二苯基甲烷二异氰酸 酯（MDI)、异氟尔酮二异氰酸酯（iroi)中的一种。 所述多元醇化合物为聚环氧丙烷二醇（PPG)、聚四氢呋喃（PTMEG)、聚乙二醇 (PEG)中的一种。 所述亲水扩链剂为酒石酸、二羟甲基丙酸（DMPA)中的一种。 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 所述步骤（3)中中和剂为三乙胺、氨水或氢氧化钠。 所述步骤（3)中的中和度为70%~100%。 一种废皮胶原蛋白改性聚氨酯型造纸施胶剂，由以上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。 与现有技术相比，本专利技术具有如下优点： 本专利技术一种废皮胶原蛋白改性聚氨酯型造纸施胶剂的制备方法，利用胶原蛋白上 较多的氨基（-NH 2)、羧基（COOH)和亚氨基（-NH-)等基团与聚氨酯合成过程中的-NCO活性 基团接枝反应。结合聚氨酯和胶原蛋白各自的性能优点，一方面保留聚氨酯优异的力学性 能、耐磨性、柔韧性、附着力和耐老化性等性能，显著增强施胶纸张的力学、抗压、抗水性能； 另一方面加入来源广泛的胶原蛋白原材料，降低产品的成本，减少环境污染的同时创造经 济效益。本专利技术工艺流程简单，易操作。丙酮降黏促进了反应的进度，提高了反应速率。 本专利技术制得的废皮胶原蛋白改性聚氨酯型造纸施胶剂性能优越，由于胶原蛋白属 于生物质资源，基于生物质材料改性的化学品具有良好的生物亲和能力，易生物降解，具有 优异的环境友好性，应用前景广泛。【具体实施方式】： 下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。 实施例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，包括以下步骤： (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； (2)向预聚体中加入0. 004mol扩链剂酒石酸，50°C反应4h后，加入占反应体系总 质量20%的胶原蛋白和50mL丙酮，60°C反应2h ; (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； (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。 实施例2 : 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： (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； (2)向预聚体中加入0. 003mol扩链剂DMPA，60°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 ; (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； (4)在1300r/min高速剪切作用下向反应体系加220ml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。 实施例3 : -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： (1)称取0. 04molIPDI，0. 02mol真空干燥的分子量为1000的PEG，滴加 U 2滴 DBTDL催化剂，60°C反应2h得到预聚体； (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40%的胶原蛋白和70mL丙酮，60°C反应2h ; (3)体系降温至40°C，按中和度90%加入氢氧化钠中和剂，快速搅拌混合； (4)在1300r/min高速剪切作用下向反应体系加200ml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白色乳液，最后减压蒸去丙酮。 实施例4 : 一种废皮胶原蛋白改性聚氨酯型造纸当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
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℃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℃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℃，加入中和剂进行中和，搅拌混合均匀；(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。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王学川，商跃美，任龙芳，强涛涛，郝文帅，黄启恒，魏菲，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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