一種利用制革廢棄物制備表面施膠劑乳液的方法技術

本發明專利技術涉及一種表面施膠劑乳液的制備工藝技術領域，為一種利用制革廢棄物制備表面施膠劑乳液的方法，包括下述步驟，（1）將制革廢棄物用常規方法水解，從中提取膠原；（2）乳化：在一定濃度的膠原溶液中加入一種陽離子單體和兩種非離子單體（軟硬單體），一定溫度下乳化一段時間，形成白色乳液；（3）引發：氮氣保護下，在乳液體系中加入一定量引發劑，一定溫度下反應一段時間，從而制得陽離子改性膠原蛋白表面施膠劑乳液，本發明專利技術一方面可以減少皮革固體廢棄物對環境的污染，另一方面還可解決目前造紙工業普遍存在的資源短缺問題，為造紙行業開辟新的助劑。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種表面施膠劑的制備工藝
，特別涉及一種利用制革廢棄物制備表面施膠劑乳液的方法。
技術介紹
目前，在造紙生產過程中常用的施膠劑主要分為兩類：一類屬生物質類施膠劑，主要包括松香膠系、淀粉系等，其中松香系施膠劑主要用于漿內施膠，淀粉系施膠劑主要用于表面施膠；另一類屬合成類施膠劑，主要包括烷基烯酮二聚體（AKD）、烯基琥珀酸酐（ASA）或苯乙烯丙烯酸丁酯共聚物等產品。但是合成類施膠劑其原材料多為資源緊缺、價格昂貴的石油化工產品，而且大多不能生物降解，嚴重影響生產一線職工的身體健康，并對環境造成污染。??生物質資源是一種極其豐富的清潔可再生資源，其不受石油價格的制約，以其永續性、多樣性、對環境友好性和對人類的親和性等重要特點而倍受青睞，所以生物質類施膠劑的開發和利用勢在必行，同時也順應了我國可持續發展的戰略重點。膠原蛋白就是一種天然的生物質資源，它具有一定的機械性能、特別的反應活性、生物可降解性，這些性能為它在造紙中的應用創造了條件。眾所周知，制革工業是一個以原料的高投入和產品的低產出為特征的產業。據不完全統計，我國每年約產生140多萬噸的皮革固體廢棄物，其中除少量的非膠原蛋白外，大約80％以上都是由膠原蛋白構成的。從制革廢棄物中提取膠原蛋白做造紙施膠劑，不僅給皮革工業帶來可觀的經濟、社會和環境效益，同時還促進了造紙工業的發展。
技術實現思路
為了克服上述現有技術的缺點，本專利技術的目的在于提供一種利用制革廢棄物制備表面施膠劑乳液的方法，一方面可以減少制革工業中皮革固體廢棄物對環境的污染，另一方面還可解決目前造紙工業普遍存在的資源短缺問題，為造紙行業開辟新的助劑。為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是：一種利用制革廢棄物制備表面施膠劑乳液的方法，包括：（1）將制革廢棄物水解并從中提取膠原；（2）在質量濃度為10%~20%的膠原蛋白溶液中，以膠原蛋白與單體質量比1：（1~3）的比例加入單體，乳化得到白色乳液，所述單體由質量比1：（0.5~3）的陽離子單體和非離子單體組成，所述非離子單體由質量比1：（1~2）的軟單體和硬單體組成；（3）氮氣保護下，在乳液體系中加入引發劑進行引發從而制得陽離子改性膠原蛋白施膠劑乳液。所述步驟（1）中制革廢棄物為不含鉻皮革廢棄物，如灰皮廢棄物、毛皮廢棄物或硝皮廢棄物等。所述步驟（2）中乳化條件為55℃下乳化15~30min。所述步驟（2）中陽離子單體為丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（DAC）、二烯丙基二甲基氯化銨（DMDAAC）或二乙基二烯丙基氯化銨（DEDAAC）等；軟單體為丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯或丙烯酸乙酯等，硬單體為苯乙烯、乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺或丙烯腈等。所述步驟（3）中引發劑為無機過氧化物引發劑，如過硫酸銨或過硫酸鉀等。或者為氧化還原引發體系，如過氧化氫/硫酸亞鐵體系、過硫酸銨/亞硫酸氫鈉體系或過硫酸銨/硫酸亞鐵體系等。所述步驟（3）中引發劑用量為單體總量的0.2%~1%，在75℃下反應2~5h。與現有技術相比，本專利技術的優點是：(1)無需添加成膜助劑和乳化劑：與現有其他類生物質施膠劑相比，本專利技術所用的原料膠原蛋白，其成膜性遠遠超過淀粉，不需要添加成膜助劑；膠原蛋白自身又是一種兩性表面活性劑，其有自乳化功能，在制備過程不需要另加乳化劑，避免了乳化劑對施膠劑性能產生負面影響；另外，膠原蛋白與紙張纖維的結合強度更高，施膠劑用量相對減少，降低了成本。(2)原材料來源豐富，成本低：據不完全統計，我國制革行業每年約產生140多萬噸的皮革固體廢棄物，其中除少量的非膠原蛋白外，大約80％以上都是由膠原蛋白構成的。從制革廢棄物中提取膠原蛋白做造紙施膠劑，不僅給皮革工業帶來可觀的經濟、社會和環境效益，大大降低了造紙施膠劑的生產成本，同時還促進了造紙工業的發展。(3)環境友好，應用前景廣泛：本專利技術所制備施膠劑的主體材料為膠原，屬于天然高分子材料，是完全脫離石油資源的一類可再生資源。而且本專利技術所提出的制備方法簡單易行，只需一般的常規化工設備即可進行生產，應用前景廣泛。具體實施方式下面結合具體實施例對本專利技術做詳細的說明。實施例一一種利用制革廢棄物制備表面施膠劑乳液的方法，包括以下步驟，（1）將灰皮廢棄物用常規方法水解，提取得到膠原蛋白；（2）將步驟（1）所得的水解膠原配制成質量濃度為10%的膠原蛋白溶液，以膠原蛋白與單體質量比1：1的比例加入單體，55℃下乳化15min，得到白色乳液。其中單體由質量比2：1的陽離子單體和非離子單體組成，陽離子單體選用丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（DAC），非離子單體由質量比1：1的軟單體和硬單體組成，軟單體選用丙烯酸丁酯，硬單體選用苯乙烯。（3）氮氣保護下，在步驟（2）所得的乳液體系中加入為單體總量0.2%的過硫酸鉀做引發劑，在75℃下反應2h，得到陽離子改性的膠原蛋白表面施膠劑乳液。實施例二一種利用制革廢棄物制備表面施膠劑乳液的方法，包括以下步驟，（1）將毛皮廢棄物用常規方法水解，提取得到膠原蛋白；（2）將步驟（1）所得的水解膠原配制成質量濃度為15%的膠原蛋白溶液，以膠原蛋白與單體質量比1：2的比例加入單體，55℃下乳化20min，得到白色乳液。其中單體由質量比1：2的陽離子單體和非離子單體組成，陽離子單體選用二烯丙基二甲基氯化銨（DMDAAC），非離子單體由質量比1：1.5的軟單體和硬單體組成，軟單體選用丙烯酸異辛酯，硬單體選用乙酸乙烯酯。（3）氮氣保護下，在步驟（2）所得的乳液體系中加入為單體總量0.8%的過氧化氫/硫酸亞鐵做引發劑，在75℃下反應3h，得到陽離子改性的膠原蛋白表面施膠劑乳液。實施例三一種利用制革廢棄物制備表面施膠劑乳液的方法，包括以下步驟，（1）將硝皮廢棄物用常規方法水解，提取得到膠原蛋白；（2）將步驟（1）所得的水解膠原配制成質量濃度為20%的膠原蛋白溶液，以膠原蛋白與單體質量比1：3的比例加入單體，55℃下乳化30min，得到白色乳液。其中單體由質量比1：3的陽離子單體和非離子單體組成，陽離子單體選用二乙基二烯丙基氯化銨（DEDAAC），非離子單體由質量比1：2的軟單體和硬單體組成，軟單體選用丙烯酸乙酯，硬單體選用丙烯腈。（3）氮氣保護下，在步驟（2）所得的乳液體系中加入為單體總量1%的過硫酸銨/亞硫酸氫鈉做引發劑，在75℃下反應5h，得到陽離子改性的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用制革廢棄物制備表面施膠劑乳液的方法，包括：（1）將制革廢棄物水解并從中提取膠原；（2）在質量濃度為10%~20%的膠原蛋白溶液中，以膠原蛋白與單體質量比1：（1~3）的比例加入單體，乳化得到白色乳液，所述單體由質量比1：（0.5~3）的陽離子單體和非離子單體組成，所述非離子單體由質量比1：（1~2）的軟單體和硬單體組成；（3）氮氣保護下，在乳液體系中加入引發劑進行引發從而制得陽離子改性膠原蛋白施膠劑乳液。

【技術特征摘要】
1.一種利用制革廢棄物制備表面施膠劑乳液的方法，包括：
（1）將制革廢棄物水解并從中提取膠原；
（2）在質量濃度為10%~20%的膠原蛋白溶液中，以膠原蛋白與單體質量
比1：（1~3）的比例加入單體，乳化得到白色乳液，所述單體由質量比1：（0.5~3）
的陽離子單體和非離子單體組成，所述非離子單體由質量比1：（1~2）的軟單
體和硬單體組成；
（3）氮氣保護下，在乳液體系中加入引發劑進行引發從而制得陽離子改性
膠原蛋白施膠劑乳液。
2.根據權利要求1所述利用制革廢棄物制備表面施膠劑乳液的方法，其特
征在于，所述步驟（1）中制革廢棄物為不含鉻皮革廢棄物。
3.根據權利要求1所述利用制革廢棄物制備表面施膠劑乳液的方法，其特
征在于，所述步驟（1）中制革廢棄物為灰皮廢棄物、毛皮廢棄物或硝皮廢棄物。
4.根據權利要求1所述利用制革廢棄物制備表面施膠劑乳液的方法，其特
征在于，所述步驟（2）中乳化條件為55℃下乳化15~30min。
5.根據權利要求1或4所述利用制革廢棄物制備表面施膠劑乳液的方法，
其特征在于，所述步驟（2）中陽離子單體為丙烯酰...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王學川，郝曉麗，強濤濤，張素鳳，
申請(專利權)人：陜西科技大學，
類型：發明
國別省市：