一种牛毛粉末填料改性水性干法聚氨酯贝斯的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种牛毛粉末填料改性水性干法聚氨酯贝斯的制备方法，包括以下步骤：（1）牛毛除杂（2）牛毛粉末填料的粗制（3）牛毛粉末填料的精制（4）制备含有牛毛粉末填料的水性聚氨酯浆料（5）牛毛粉末填料改性水性干法聚氨酯贝斯的制备。该方法制备的牛毛填料粒度小，质量轻，吸水率大，制备的水性干法聚氨酯贝斯具有良好的泡孔结构与透气性能。该牛毛粉末填料的加入，不仅提供了一条废弃牛毛资源化利用的有效途径，而且提高了水性聚氨酯合成革的卫生性能与生态可降解性。

Preparation of waterborne dry polyurethane bass modified with cow hair powder filler

The invention relates to a preparation method of the modified waterborne polyurethane Beth with a fillings of cattle and hair. The following steps are as follows: (1) the refinement (3) of the coarse (3) fillers of the cow wool powder packing (4) to prepare the waterborne polyurethane slurry containing the fillings of the cow's wool powder (5) the modified waterborne drying of the fillings of the cattle and wool powder. Preparation of process polyurethane Beth. The bovine hair filler prepared by this method has small particle size, light weight and high water absorption. The water-borne dry polyurethane bass prepared by this method has good bubble structure and permeability. The addition of the fillings not only provided an effective way for the utilization of waste hairs, but also improved the health and ecological degradability of the waterborne polyurethane synthetic leather.

【技术实现步骤摘要】
一种牛毛粉末填料改性水性干法聚氨酯贝斯的制备方法
本专利技术属于生物质材料资源利用与皮革/合成革领域，具体涉及一种牛毛粉末填料改性水性干法聚氨酯贝斯的制备方法。
技术介绍
近年来，皮革工业的蓬勃发展为人们生活水平的提高提供了强有力的物质保障。但是由于制革工艺的特殊性，使行业在飞速发展的同时也造成了一定的环境污染问题，如含铬固废物的丢弃，浸灰脱毛、染色加脂等高氨氮、高色度废液的排放以及终端制革污泥的堆积问题。随着社会环保意识的增强，国家科研实力的整体攀升，一些新兴制革技术的应用，如无铬鞣、浸灰铬鞣废液循环利用，高吸收染色加脂材料的使用等，有效缓解了制革所面临的环境压力，人们没有比今天更接近皮革绿色制造的概念。虽然环保技术的相续实施，极大改变了传统制革行业脏乱差的刻板印象，但是近来一些新技术应用后的问题开始浮现，特别是替代传统牛皮革生产中“毁毛烂毛法”的保毛脱毛工艺的迅速推广，尽管显著降低了废水中COD、BOD值，但这些脱下来的废弃牛毛却一时难以有用武之地，开始大量堆积，成为制革业者必须面对的棘手问题。另一方面，人造革、合成革作为天然皮革的补充，不仅花色品种多样，而且价格便宜，在市场上一直备受人们的喜爱。如今，人造革、合成革在数量上早已超越了有限的真皮制品，甚至在强度上还要优于天然皮革，但由于缺乏天然皮胶原蛋白的极性基团或者肽键，透水透湿性不足，与肌肤的相亲性差，卫生性能上往往不及真皮。在合成革制造中，水性干法聚氨酯贝斯（BASE），是指利用水性树脂可以机械发泡的原理，用发好泡的聚氨酯（PU）浆料对合成革基布进行直接涂层，经烘干后形成具有泡孔结构、松软涂层的合成革半成品。贝斯在经过干法贴面或表面整饰后，如表面印刷、压花、磨皮等工艺后，方可成为聚氨酯合成革成品。生产水性聚氨酯合成革干法贝斯的主要原料有水性聚氨酯树脂、填充料、表面活性剂等材料。就目前制备贝斯的填料而言，以木质粉（微晶纤维素）最为普遍，其次是轻质碳酸钙、硫酸钙、硅灰石等，这些填料作为自然资源之一，往往数量有限，开采或者制备较为困难。
技术实现思路
为解决废弃牛毛的处理处置及普通合成革透水汽性差，填料资源有限等问题，实现废弃牛毛资源的高附加值转化及水性干法聚氨酯贝斯的功能改性，本专利技术提供了一种牛毛粉末填料改性水性干法聚氨酯贝斯的制备方法，该法制成的合成革贝斯泡孔结构明显，透水汽性能佳，卫生性能好，可用于水性生态合成革的制造。一种牛毛粉末改性水性干法聚氨酯贝斯的方法，包括以下步骤：（1）牛毛除杂：用牛毛重15-25倍的清水漂洗浸泡牛毛20min-40min，捡出飘在水面的木屑及沉在底部不溶性杂质，用离心机将毛甩干；装入超声清洗器中，浸泡、漂洗2-3次，每次30min，除去可溶性杂质，将得到的湿牛毛置于托盘中，均匀摊开，放烘箱内干燥；（2）牛毛粉末的粗制：将经步骤（1）除杂的牛毛放入粉碎机中，过筛；（3）牛毛粉末的精制：将步骤（2）的牛毛粉末，放入球磨罐中，加入溶液；密封球磨；挑出磨球，将浆料喷雾干燥成粉；（4）水性聚氨酯浆料的制备：向水性聚氨酯中加入发泡剂、增稠剂、稳泡剂和步骤（3）制备的牛毛粉末填料，机械搅拌均匀、发泡；（5）水性干法聚氨酯贝斯的制备：在经过烫平的干净基布两边缘垫上塞尺，用涂覆棒沿着塞尺纵向将步骤（4）的浆料刮涂在基布上，接着放入烘箱中梯度升温烘干，即得水性干法聚氨酯贝斯。所述步骤（1）中浸泡溶液为牛毛重20倍的含2%十二烷基苯磺酸钠的水溶液。所述步骤（3）中，球磨罐为陶瓷罐、玛瑙罐、不锈钢罐、四氟乙烯罐中的任意一种；磨球为鹅卵石球、玛瑙球、氧化锆球、不锈钢球中的任意一种。所述步骤（3）中，溶液为水、丙酮、乙醇中的任意一种；所述的牛毛、磨球、溶液的质量比为1：150-250：100-200；所述的球磨时间为6-12h，转速为35-45Hz。所述步骤（4）中，水性聚氨酯的固含量为35-50%；所述发泡剂、增稠剂、稳泡剂和牛毛粉末填料的加入量，以聚氨酯树脂质量计，分别为3-5%、0.5-3%、0.5-5%、1-4%。所述步骤（4）中，机械搅拌转速为1200-2500r/min，机械发泡时间为20-50min。所述步骤（5）中，烘箱的干燥温度60-110℃，干燥时间20-30min。附图说明图1普通木质粉填料（左）及牛毛粉末填料（右）的表观形貌；图2普通木质粉填料（上）与牛毛粉末填料（下）的粒径分布图；图3普通水性PU贝斯（左）与牛毛粉末填料改性水性干法PU贝斯（右）的SEM断面形貌。本专利技术的有益效果：（1）本专利技术将废弃牛毛除杂后，转变为牛毛粉末并用作水性聚氨酯合成革干法贝斯的填料，变废为宝，为废弃牛毛的再利用提供了新的思路与途径。（2）本专利技术综合运用粉碎、机械球磨等物理方式，避免了传统化学处理牛毛过度水解，角蛋白资源间接浪费，以及化学试剂使用易导致二次污染的问题，实现了废弃牛毛的高效与高值转化。（3）本专利技术以制革废弃牛毛制备水性聚氨酯合成革贝斯用粉末填料（见图1右），替代了传统的木质粉（见图1左）、碳酸钙等材料，节约了自然资源，降低了生产成本，为皮革、合成革行业创造了另一种经济效益，具有较好的应用前景。（4）与传统湿法聚氨酯贝斯或水性干法聚氨酯贝斯相比，本专利技术制备的水性聚氨酯合成革贝斯，由于天然牛毛蛋白粉末填料的加入，而具有良好的吸湿透湿性、卫生性能及生态可降解性。具体实施方式以下所述仅为本专利技术较好的实施例，仅仅用于描述本专利技术，不能理解为对本专利技术的范围的限制。实施例1：一种牛毛粉末改性水性干法聚氨酯贝斯的方法，包括以下步骤：（1）牛毛前处理：用毛重20倍的清水漂洗浸泡牛毛20min后，捡出飘在水面的木屑及沉在底部的石渣、肉块等不溶性杂质，再用离心机将毛甩干。将经初步除杂的牛毛装入超声清洗器中，用毛重20倍的含2%十二烷基苯磺酸钠的水溶液浸泡、漂洗3次，同时辅以超声震荡，每次30分钟，以除去油脂、硫化物等可溶性杂质，将得到的湿牛毛置于托盘中，均匀摊开，放烘箱内干燥。（2）牛毛粉末填料的粗制：将步骤1处理过后的牛毛放入粉碎机中，粉碎至于1mm以下，过20目筛。（3）牛毛粉末填料的精制：将步骤2处理过后的牛毛放入行星式球磨机的不锈钢球磨罐中，投入不锈钢球，再加入水，其中牛毛：磨球：水的质量比为1：250：200，密封后以45Hz速度球磨6h。挑出磨球，将浆料喷雾干燥成粉。（4）制备混有牛毛粉末填料的水性聚氨酯浆料：将固含35%的水性聚氨酯置于干燥PE塑料烧杯中，加入5%发泡剂、3%增稠剂、5%稳泡剂和1%步骤3制备的牛毛粉末填料（以PU树脂质量计），以2500r/min的转速机械搅拌均匀，并机械发泡20min。（5）牛毛粉末填料改性水性干法聚氨酯贝斯的制备：在经过烫平的干净基布两边缘垫上塞尺，用涂覆棒沿着塞尺的纵向将步骤4配好的浆料刮涂在基布上，接着放入烘箱中烘干，干燥温度从70℃开始梯度升温至110℃，干燥时间20min。实施例2:一种牛毛粉末改性水性干法聚氨酯贝斯的方法，包括以下步骤：（1）牛毛前处理：用毛重25倍的清水漂洗浸泡牛毛30min后，捡出飘在水面的木屑及沉在底部的石渣、肉块等不溶性杂质，再用离心机将毛甩干。将经初步除杂的牛毛装入超声清洗器中，用毛重20倍的含2%十二烷基苯磺酸钠的水溶液浸泡、漂洗2次，同时辅以超声震荡，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种牛毛粉末改性水性干法聚氨酯贝斯的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）牛毛除杂：用牛毛重15‑25倍的清水漂洗浸泡牛毛20min‑40min，捡出飘在水面的木屑及沉在底部不溶性杂质，用离心机将毛甩干；装入超声清洗器中，溶液浸泡、漂洗2‑3次，每次30min，除去可溶性杂质，将得到的湿牛毛置于托盘中，均匀摊开，放烘箱内干燥；（2）牛毛粉末的粗制：将经步骤（1）除杂的牛毛放入粉碎机中，过筛；（3）牛毛粉末的精制：将步骤（2）的牛毛粉末，放入球磨罐中，加入溶液；密封球磨；挑出磨球，将浆料喷雾干燥成粉；（4）水性聚氨酯浆料的制备：向水性聚氨酯中加入发泡剂、增稠剂、稳泡剂和步骤（3）制备的牛毛粉末填料，机械搅拌均匀、发泡；（5）水性干法聚氨酯贝斯的制备：在经过烫平的干净基布两边缘垫上塞尺，用涂覆棒沿着塞尺纵向将步骤（4）的浆料刮涂在基布上，接着放入烘箱中梯度升温烘干，即得水性干法聚氨酯贝斯。

【技术特征摘要】
1.一种牛毛粉末改性水性干法聚氨酯贝斯的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）牛毛除杂：用牛毛重15-25倍的清水漂洗浸泡牛毛20min-40min，捡出飘在水面的木屑及沉在底部不溶性杂质，用离心机将毛甩干；装入超声清洗器中，溶液浸泡、漂洗2-3次，每次30min，除去可溶性杂质，将得到的湿牛毛置于托盘中，均匀摊开，放烘箱内干燥；（2）牛毛粉末的粗制：将经步骤（1）除杂的牛毛放入粉碎机中，过筛；（3）牛毛粉末的精制：将步骤（2）的牛毛粉末，放入球磨罐中，加入溶液；密封球磨；挑出磨球，将浆料喷雾干燥成粉；（4）水性聚氨酯浆料的制备：向水性聚氨酯中加入发泡剂、增稠剂、稳泡剂和步骤（3）制备的牛毛粉末填料，机械搅拌均匀、发泡；（5）水性干法聚氨酯贝斯的制备：在经过烫平的干净基布两边缘垫上塞尺，用涂覆棒沿着塞尺纵向将步骤（4）的浆料刮涂在基布上，接着放入烘箱中梯度升温烘干，即得水性干法聚氨酯贝斯。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述浸泡的溶液为牛毛重20倍的含2%十二...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洁，张斐斐，徐旭东，李雪松，刘张超，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东,37