一种生物基纤维仿皮革及其制备方法技术

本申请涉及仿皮革制备领域，具体公开了一种生物基纤维仿皮革及其制备方法，其制备方法包括以下步骤：S1、将未经化学交联处理的羊皮处理后制得胶原蛋白溶液；S2、选用初始植物纤维经过碱处理除杂后研磨进行破碎，得到植物纤维；S3、在步骤S1的胶原蛋白溶液中加入促交联剂，与天然乳胶混合，加入乙醇絮凝，洗涤干燥，作为胶原蛋白混合母胶备用；S4、将胶原蛋白混合母胶进行密炼，加入氧化锌、硬脂酸、防老剂和促进剂，混合均匀，使得母胶压制成型，然后将步骤S2中的植物纤维加入成型母胶中继续塑炼，压制成型；本申请还公开了采用上述方法制得的生物基纤维仿皮革，具有良好力学性能和透气性的仿皮革，同时更加低碳环保的特点。同时更加低碳环保的特点。同时更加低碳环保的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种生物基纤维仿皮革及其制备方法


[0001]本申请涉及仿皮革制备
，更具体地说，它涉及一种生物基纤维仿皮革及其制备方法。

技术介绍

[0002]据世界经合组织预测，到2030年将有35％的化学品和其他工业产品来自工业生物技术，在生物经济中的贡献率将达到39％，且将有25％有机化学品和20％的化石燃料由生物基化学品取代，基于可再生资源的生物经济形态终将形成。随着自主可控、进口替代的不断推进，新材料产业交叉生物科技、化学工程、先进制造等学科蓬勃发展，利用可再生资源制备的“生物基材料”受到世界各国的广泛重视，正成为绿色发展的新立足点。发展生物基材料行业既可以减少工业生产对石油资源的依赖，有效缓解石化资源枯竭的压力。
[0003]天然皮革虽然具有优异的性能，但是在整个生产过程中伤害动物、环境污染大，不符合当今社会节能环保的低碳思想，并且天然皮革的制备过程中需要消耗掉大量的水资源。目前利用聚氨酯制备合成革的方法也比较成熟，但是这种合成革的制备过程中会引入二甲基甲酰胺等有机溶剂，具有一定的危害，因此，需要探索一条更加绿色、环保的工艺来合成皮革替代品。

技术实现思路

[0004]为了得到具有良好力学性能和透气性的仿皮革，同时更加低碳环保，本申请提供一种生物基纤维仿皮革及其制备方法。
[0005]第一方面，本申请提供一种生物基纤维仿皮革的制备方法，采用如下的技术方案：一种生物基纤维仿皮革的制备方法，包括以下步骤：S1、制备胶原蛋白溶液，将未经化学交联处理的羊皮处理后制得胶原蛋白溶液；S2、制备植物纤维：选用初始植物纤维经过碱处理除杂后研磨进行破碎，得到植物纤维；S3、在步骤S1的胶原蛋白溶液中加入促交联剂，然后与天然乳胶混合，加入乙醇进行絮凝，得到的絮凝物洗涤干燥，作为胶原蛋白混合母胶备用；S4、将胶原蛋白混合母胶进行密炼，加入氧化锌、硬脂酸、防老剂和促进剂，混合均匀，使得母胶压制成型，然后将步骤S2中的植物纤维加入成型母胶中继续塑炼，使得植物纤维混合包裹在胶原蛋白混合母胶中，压制成型，制得生物基纤维仿皮革。
[0006]通过采用上述技术方案，本申请中利用天然橡胶和胶原蛋白纤维以及植物纤维合成复合材料，制得仿皮革，作为天然皮革的替代品。利用天然橡胶自身的性能作为复合材料的弹性层，但是由于天然橡胶具有冷则发粘、弹性大、模量低的弊端，因此本申请中通过植物纤维降低天然橡胶的粘度和弹性，赋予其较好的力学强度，另外，胶原蛋白作为具有良好三股螺旋网状结构的生物质蛋白，具有良好的亲肤性和生物相容性，将胶原蛋白与橡胶制品交联，提高制得复合材料的力学性能，同时还增加其透气性和亲肤性，得到的复合材料作
为生物基纤维仿皮革，成为良好的皮革替代品，相较于传统利用聚氨酯制备人造革工艺，本申请避免使用聚氨酯以及具有挥发性气味的有机溶剂，本申请中以更加绿色的生物质材料为原料，不加有害的有机溶剂，更加绿色环保低污染，而且制得的复合材料使用后具有较佳的生物降解性，更容易被回收处理，减少对环境的污染，符合可持续发展和环境保护的需求。
[0007]可选的，步骤S1中的具体操作为：将未经化学交联处理的羊皮清洗后加酸清洗，然后中和至中性状态；将处理后的原料皮与酸性溶液及其盐溶液的混合溶液按照1：(20
‑
30)的质量比混合，匀浆打碎，得到沉淀物，酸性溶液和盐溶液的质量比为1：(0.8
‑
1.2)；将沉淀物加酸剂和水，按照沉淀物、酸剂和水以1：(50
‑
60)：(1
‑
1.5)的比例透析，制得胶原蛋白溶液。
[0008]通过采用上述技术方案，将未经过化学交联处理的羊皮首先在酸中清洗，使得表面角质层脱落，更加有利于后续酸法提取胶原蛋白，然后将处理后的原料皮与酸性溶液及其盐溶液共同混合，酸性溶液改变蛋白外在环境，使得分子间作用键破坏，纤维溶胀溶解，从而胶原蛋白纤维与其它成分分离，此时在盐溶液的作用下，使得胶原蛋白沉淀处理，然后再在沉淀物中加入酸剂和水进行透析，得到完整三螺旋结构并保持胶原蛋白生物学特性的胶原蛋白。
[0009]可选的，步骤S2中，所述初始植物纤维选用棉纤维、麻纤维、竹纤维、莲纤维、秸秆纤维、椰壳纤维、稻草纤维以及木纤维中的一种或多种。
[0010]可选的，步骤S2中，所述初始植物纤维选用棉纤维的时候，碱处理具体操作为：将棉布在15
‑
25wt％的氢氧化钠溶液中于55
‑
65℃下浸泡活化50
‑
70min，取出后水洗至中性，干燥。
[0011]可选的，步骤S2中，所述初始植物纤维选用竹纤维或莲纤维的时候，将原生竹材或莲杆在20
‑
30wt％的氢氧化钠溶液中于85
‑
95℃下蒸煮1
‑
3h，然后酸洗中和过量的碱，然后水洗干燥。
[0012]通过采用上述技术方案，将棉纤维、竹纤维或莲纤维经过碱处理后，去除纤维表面物质，实现对于纤维的疏松，从而将其与天然橡胶和胶原蛋白复合后制得的复合材料多孔性增强，透气性增强。
[0013]可选的，步骤S3中的促交联剂选用过硫酸铵、过硫酸钾的一种或几种；所述胶原蛋白溶液和天然乳胶的质量比为1：(2.5
‑
3.5)。
[0014]通过采用上述技术方案，胶原蛋白和天然乳胶在促交联剂的作用下交联，实现其材料的复合。
[0015]可选的，步骤S4中，所述天然乳胶、氧化锌、硬脂酸、防老剂和促进剂的添加质量比为100：(4
‑
6)：(1.5
‑
2.5)：(1.5
‑
2.5)：(1.5
‑
2.5)。
[0016]可选的，步骤S4中，所述防老剂选用酚类防老剂；促进剂选用噻唑类促进剂。
[0017]通过采用上述技术方案，选用上述酚类防老剂和赛唑类促进剂时，更加环保绿色。
[0018]第二方面，本申请提供一种生物基纤维仿皮革，采用如下的技术方案：一种生物基纤维仿皮革，通过采用上述制备方法制得。
[0019]通过采用上述技术方案，通过本申请中提供方法制得的生物基纤维仿皮革，具有
良好力学性能的同时具有优异的透气性和力学性能，得到的复合材料作为生物基纤维仿皮革，成为良好的皮革替代品。
[0020]综上所述，本申请具有以下有益效果：1、本申请中利用天然橡胶和胶原蛋白纤维以及植物纤维合成复合材料，制得仿皮革，作为天然皮革的替代品，避免使用聚氨酯以及具有挥发性气味的有机溶剂，本申请中以更加绿色的生物质材料为原料，不加有害的有机溶剂，更加绿色环保低污染；2、本申请中利用与人体结构类似的具有特殊的三股螺旋结构的胶原蛋白纤维优化天然橡胶的性能，赋予制得复合材料的透气性、亲肤性、穿着舒适性和抑菌性，使得制得的复合材料成品极大程度上保持和真正皮革的共性；3、本申请中加入具有较高强度的生物质纤维如棉纤维、竹纤维和莲纤维等来增强胶原蛋白/天然橡胶混合制品的力学性能，替代传统橡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物基纤维仿皮革的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、制备胶原蛋白溶液，将未经化学交联处理的羊皮处理后制得胶原蛋白溶液；S2、制备植物纤维：选用初始植物纤维经过碱处理除杂后研磨进行破碎，得到植物纤维；S3、在步骤S1的胶原蛋白溶液中加入促交联剂，然后与天然乳胶混合，加入乙醇进行絮凝，得到的絮凝物洗涤干燥，作为胶原蛋白混合母胶备用；S4、将胶原蛋白混合母胶进行密炼，加入氧化锌、硬脂酸、防老剂和促进剂，混合均匀，使得母胶压制成型，然后将步骤S2中的植物纤维加入成型母胶中继续塑炼，使得植物纤维混合包裹在胶原蛋白混合母胶中，压制成型，制得生物基纤维仿皮革。2.根据权利要求1所述的一种生物基纤维仿皮革的制备方法，其特征在于：步骤S1中的具体操作为：将未经化学交联处理的羊皮清洗后加酸清洗，然后中和至中性状态；将处理后的原料皮与酸性溶液及其盐溶液的混合溶液按照1：（20
‑
30）的质量比混合，匀浆打碎，得到沉淀物，酸性溶液和盐溶液的质量比为1：（0.8
‑
1.2）；将沉淀物加酸剂和水，按照沉淀物、酸剂和水以1：（50
‑
60）：（1
‑
1.5）的比例透析，制得胶原蛋白溶液。3.根据权利要求1所述的一种生物基纤维仿皮革的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述初始植物纤维选用棉纤维、麻纤维、竹纤维、莲纤维、秸秆纤维、椰壳纤维、稻草纤维以及木纤维中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的一种生物基纤维仿皮革的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述初...

【专利技术属性】
技术研发人员：董贺翔，马頔，宋云颖，陶坤，
申请(专利权)人：辛集市宝隆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：