一种透气型聚丙烯酸酯/Ti-MOF复合皮革涂饰剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种透气型聚丙烯酸酯/Ti‑MOF复合皮革涂饰剂及其制备方法，首先将前驱体、有机配体分别分散于溶剂中，利用水热反应得到产物，经离心、洗涤及干燥煅烧得到Ti‑MOF粒子。然后将其与聚丙烯酸酯乳液均匀复合，得到透气型复合皮革涂饰剂，以改善传统聚丙烯酸酯类涂饰剂涂饰后革样透气性差的问题。所选用的Ti‑MOF具有较大的孔径和极高的比表面积，其特殊的多孔结构为气体分子的通过提供了多个通道，本发明专利技术操作工艺简单，功能性填料的添加量少，成本较低，便于工业化生产。与此同时，与传统聚丙烯酸酯皮革涂饰剂相比，本发明专利技术中透气型皮革涂饰剂应用于皮革涂饰后，革样透气性可提升14.93%。

【技术实现步骤摘要】
一种透气型聚丙烯酸酯/Ti-MOF复合皮革涂饰剂及其制备方法
本专利技术属于功能型皮革涂饰剂领域，具体涉及一种透气型聚丙烯酸酯/Ti-MOF复合皮革涂饰剂及其制备方法。
技术介绍
皮革的透气性能是其非常重要的物理性能之一。作为一种重要的服饰穿着用材料，皮革透气性能的好坏与其制品的穿着舒适程度和档次的高低密切相关。非皮革制品的透气性能差，作服饰和穿着材料时会给人以郁闷的感觉。而天然皮革由于胶原纤维交织之间和纤维本身存在着较多的空隙，使得皮革制品往往具有优良的透气性能。聚丙烯酸酯乳液具有稳定性好等优点，经涂饰后可以赋予皮革制品耐干湿擦性能良好，延伸性适中等优良特点，因而成为最常用的皮革涂饰材料。然而，皮革经过聚丙烯酸酯涂饰后，在皮革表面形成的涂层较为致密，阻塞了胶原纤维的间隙，严重妨碍了气体及能量在皮革内外交换的通道，对革制品的透气性能产生了严重的影响。为了满足人们对穿戴条件的需求，近年来有研究者通过将具有多孔结构的材料引入聚丙烯酸酯中增加聚丙烯酸酯分子链中的间隙和气体通道，有助于提高气体分子的透过，从而提高了涂饰后革样的透气性能。金属-有机框架材料是一种由有机配体与无机金属离子或金属氧簇自组装形成的有机-无机杂化材料。其中，Ti-MOF具有较大的孔径（0.6~0.8nm）和极高的比表面积（~1300m2/g），同时其特殊的多孔结构可以为气体分子的通过提供充足的通道（ChemicalEngineeringJournal,2020,395,125080）。将Ti-MOF引入聚丙烯酸酯乳液中，有望实现聚丙烯酸酯皮革涂饰剂涂饰后革样的优异透气性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种透气型聚丙烯酸酯/Ti-MOF皮革涂饰剂的制备方法。Ti-MOF粒子孔径约为0.6~0.8nm，远大于常规气体的动力学直径，且由于其特殊的多孔结构，有助于气体分子的透过，可以改善传统聚丙烯酸酯类涂饰剂涂饰后革样透气性差的问题。所涉操作工艺简单，成本较低，便于实际生产。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种透气型聚丙烯酸酯/Ti-MOF皮革涂饰剂的制备方法，包括如下步骤：步骤一：室温下，将前驱体钛酸四丁酯、钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯或异丙醇钛，有机配体对苯二甲酸、联苯二甲酸或联吡啶二甲酸分别溶解在DMF中，在25～70℃的温度条件下，将得到的两种混合溶液分别进行磁力搅拌，得到前驱体溶液和有机配体溶液，其中前驱体、有机配体与溶剂的质量比为1:（0.8~2.5）:（20~50）；步骤二：将有机配体溶液加入到前驱体溶液中，并于温度为25～70℃的条件下进行磁力搅拌，超声波处理10~60min得到均匀的混合液，进行水热反应，反应时间为15~48h；将所得产物溶液进行离心，得到粗产物；步骤三：将步骤二得到的粗产物加入到20~50mL的DMF中进行磁力搅拌，设置温度为25~50℃；离心得到二级粗产物；将二级粗产物加入到20~50mL的甲醇中，于温度为25~50℃，的条件下磁力搅拌，最后离心去除上清液，将产物干燥后，在温度为120~300℃的条件下煅烧活化8~36h，得到Ti-MOF纳米粒子；步骤四：将MOFs粒子超声分散在去离子水中，得到MOFs分散液，去离子水的用量为聚丙烯酸酯乳液质量的30~50%，通过物理共混向聚丙烯酸酯乳液中加入MOFs分散液，在50~70℃的水浴中不断进行机械搅拌，搅拌速度为150~1000r/min，搅拌时间为8~10h，即获得透气型聚丙烯酸酯/Ti-MOF复合皮革涂饰剂。步骤一中，搅拌速度为100~400r/min，搅拌时间为10～90min。步骤二中，搅拌速度为100～500r/min，搅拌时间为10～90min，超声波处理的功率为100~500W，离心速度为5000~8000r/min。步骤三中，粗产物搅拌速度为300～600r/min，搅拌时间为10~50h，离心速度为3000~6000r/min；二级粗产物搅拌速度为100～400r/min，搅拌时间为20~48h。步骤四中，超声时间为10~30min，超声功率为300~700W。按上述制备方法制得的透气型聚丙烯酸酯/Ti-MOF复合皮革涂饰剂。相对于现有技术，本专利技术具有以下优点：本专利技术将一种新型的有机-无机杂化Ti-MOF材料引入到聚丙烯酸酯皮革涂饰剂。专利技术中所使用的Ti-MOF具有较大的孔径（0.6~0.8nm）和极高的比表面积（~1300m2/g），同时其特殊的多孔结构可以为气体分子的通过提供充足的通道，从而实现聚丙烯酸酯皮革涂饰剂涂饰后革样的优异透气性能。所涉操作工艺简单，功能性填料的添加量少，成本较低，便于工业化生产。采用该方法制备的透气型复合皮革涂饰剂性能稳定、均一性好且无异味。与纯聚丙烯酸酯皮革涂饰剂涂饰后革样相比，聚丙烯酸酯/Ti-MOF复合皮革涂饰剂涂饰后革样的透气性能由122.26mL·cm-2·h-1提升到140.51mL·cm-2·h-1。附图说明图1为实施例1中所述方法所得Ti-MOF粒子的TEM照片。图2为实施例1中所述方法制备的透气型聚丙烯酸酯/Ti-MOF皮革涂饰剂与纯聚丙烯酸酯皮革涂饰剂涂饰后革样的透气性能对比图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细的说明。本专利技术涉及一种透气型聚丙烯酸酯/Ti-MOF皮革涂饰剂的制备方法，包括以下步骤：步骤一：室温下，将前驱体钛酸四丁酯、钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯或异丙醇钛，有机配体对苯二甲酸、联苯二甲酸或联吡啶二甲酸分别溶解在DMF中。然后，在25～70℃的温度条件下，将得到的两种混合溶液分别进行磁力搅拌，搅拌速度为100~400r/min，搅拌时间为10～90min，得到钛酸四丁酯、钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯或异丙醇钛前驱体溶液和对苯二甲酸、联苯二甲酸或联吡啶二甲酸有机配体溶液，其中前驱体、有机配体与溶剂的质量比为1:（0.8~2.5）:（20~50）。步骤二：将有机配体溶液加入到前驱体溶液中，并于温度为25～70℃的条件下进行磁力搅拌，搅拌速度为100～500r/min，搅拌时间为10～90min；之后，在100~500W的超声波下处理10~60min得到均匀的混合液，并将其置于装有聚四氟乙烯内胆的反应釜中，设置烘箱温度为120~150℃，进行水热反应，反应时间为15~48h；将所得产物溶液进行离心，离心速度为5000~8000r/min，得到粗产物。步骤三：将粗产物加入到20~50mL的DMF中进行磁力搅拌，设置温度为25~50℃，搅拌速度为300～600r/min，搅拌时间为10~50h；然后，在离心速度为3000~6000r/min条件下离心，得到二级粗产物；将二级粗产物加入到20~50mL的甲醇中，于温度为25~50℃，搅拌速度为100～400r/min的条件下磁力搅拌20~48h，最后离心去除上清液，将产物置于烘箱中干燥后，置于马弗炉中，在温度为120~300℃的条件下煅烧活化8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种透气型聚丙烯酸酯/Ti-MOF复合皮革涂饰剂的制备方法，其特征在于：/n具体包括如下步骤：/n步骤一：室温下，将前驱体钛酸四丁酯、钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯或异丙醇钛，有机配体对苯二甲酸、联苯二甲酸或联吡啶二甲酸分别溶解在DMF中，在25～70℃的温度条件下，将得到的两种混合溶液分别进行磁力搅拌，得到前驱体溶液和有机配体溶液，其中前驱体、有机配体与溶剂的质量比为1:（0.8~2.5）:（20~50）；/n步骤二：将有机配体溶液加入到前驱体溶液中，并于温度为25～70℃的条件下进行磁力搅拌，超声波处理10~60 min得到均匀的混合液，进行水热反应，反应时间为15~48 h；将所得产物溶液进行离心，得到粗产物；/n步骤三：将步骤二得到的粗产物加入到20~50 mL的DMF中进行磁力搅拌，设置温度为25~50℃；离心得到二级粗产物；将二级粗产物加入到20~50 mL的甲醇中，于温度为25~50℃，的条件下磁力搅拌，最后离心去除上清液，将产物干燥后，在温度为120~300℃的条件下煅烧活化8~36 h，得到MOFs纳米粒子；/n步骤四：将MOFs粒子超声分散在去离子水中，得到MOFs分散液，去离子水的用量为聚丙烯酸酯乳液质量的30~50%，通过物理共混向聚丙烯酸酯乳液中加入MOFs分散液，在50~70℃的水浴中不断进行机械搅拌，搅拌速度为150~1000 r/min，搅拌时间为8~10 h，即获得透气型聚丙烯酸酯/MOFs皮革涂饰剂。/n...

【技术特征摘要】
1.一种透气型聚丙烯酸酯/Ti-MOF复合皮革涂饰剂的制备方法，其特征在于：
具体包括如下步骤：
步骤一：室温下，将前驱体钛酸四丁酯、钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯或异丙醇钛，有机配体对苯二甲酸、联苯二甲酸或联吡啶二甲酸分别溶解在DMF中，在25～70℃的温度条件下，将得到的两种混合溶液分别进行磁力搅拌，得到前驱体溶液和有机配体溶液，其中前驱体、有机配体与溶剂的质量比为1:（0.8~2.5）:（20~50）；
步骤二：将有机配体溶液加入到前驱体溶液中，并于温度为25～70℃的条件下进行磁力搅拌，超声波处理10~60min得到均匀的混合液，进行水热反应，反应时间为15~48h；将所得产物溶液进行离心，得到粗产物；
步骤三：将步骤二得到的粗产物加入到20~50mL的DMF中进行磁力搅拌，设置温度为25~50℃；离心得到二级粗产物；将二级粗产物加入到20~50mL的甲醇中，于温度为25~50℃，的条件下磁力搅拌，最后离心去除上清液，将产物干燥后，在温度为120~300℃的条件下煅烧活化8~36h，得到MOFs纳米粒子；
步骤四：将MOFs粒子超声分散在去离子水中，得到MOFs分散液，去离子水的用量为聚丙烯酸酯乳液质量的30~50%，通过物理共混向聚丙烯酸酯乳液中加入MOFs分散液，在50~70℃的水浴中不断进行机械搅拌，搅拌速度为150~1000r/...

【专利技术属性】
技术研发人员：马建中，陈杰，范倩倩，祝茜，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61