[发明专利]一种支化结构皮革复鞣填充剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于皮革化工技术领域，特别是涉及一种皮革加工过程用 支化结构复鞣填充剂及其制备方法。

背景技术

复鞣是现代制革生产的关键工序之一，该工序主要是利用一些具 有复鞣填充性能的聚合物改善皮革的感观和内在质量，影响其花色、 柔软度、丰满度、弹性、漂白和耐光性能等。目前制革生产应用最多 的复鞣填充材料是具有线形分子结构的丙烯酸树脂，由于其分子结构 单一，官能团可选种类少且活性低，这类材料在皮革纤维中缺乏多方 位的立体结合，在发挥复鞣功能的同时，不能很好地满足皮革对填充 性，尤其是选择填充性的要求，已经越来越不能满足生产高性能皮革 的需要。

与线形分子结构的材料相比，具有支化结构的聚合物由于端基数 量显著增加，分子之间缠绕较少和结晶度较低，使其具有更好的溶解 性、较低的粘度以及较高的化学反应活性等优点。支化聚合物用于皮 革复鞣填充时，与皮革纤维分子上的活性基团(-OH、-NH2、-COOH) 或铬离子(Cr3+)等反应，可形成牢固的化学键，从而减少铬盐的用 量和废水中的铬离子(Cr3+)、油脂、染料等污染物总量，符合清洁 化制革的要求。由于端基官能度大，反应活性强，外观具有独特的球 形，分子链结构特殊，有良好的伸缩和流变性能，支化聚合物也可以 与皮革胶原纤维全方位多点立体结合，赋予其更好的弹性、丰满度、 柔软度等。另外，在同等固含量下支化聚合物比线型聚合物具有更低 的表观粘度，使用也更方便。

目前人们研究较多的是利用ABx单体的缩合反应，通过逐步聚 合得到超支化聚合物，将其用于皮革生产，该方法是通过多步缩聚反 应，逐步得到中间体或目标产物，反应中除使用催化剂和大量有机溶 剂外，还有小分子物质(如水、醇等)生成，需要不断分离小分子物 质和有机溶剂，不仅不环保，生产工艺也复杂，且成本极高。同时， 该方法反应单体选择范围小，使得产物应用范围拓展和功能多样化受 到限制。

发明内容

本发明的第一个目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而 提供一种生产方便、成本低、填充性能好、环保的具有支化结构的皮 革复鞣填充剂。

本发明的第二个目的是提供一种具有支化结构的皮革复鞣填充 剂的制备方法，本方法采用对人体和环境无毒无害或低毒低害的原材 料和合成方法合成具有支化结构的皮革复鞣填充剂。

为实现本发明的第一个目的，本发明的技术方案是，包括有由第 一单体、第二单体在引发剂引发作用下，通过自由基共聚合方式制得 皮革复鞣填充剂，所述的第一单体是三羟甲基丙烷马来酸酯，所述的 第二单体是丙烯酸和丙烯腈的混合物，所述的引发剂是质量比浓度为 20％的过硫酸铵去离子水溶液，各物料的配比如下：

(1)单体物料

第一单体三羟甲基丙烷马来酸酯是三羟甲基丙烷与顺丁烯二酸 酐以1∶2.0～1∶2.8的摩尔比，于80～85℃下酯化反应3～4h制得； 三羟甲基丙烷马来酸酯制备反应过程中不加催化剂，不加任何溶剂， 无三废排放。

三羟甲基丙烷马来酸酯的称取量是确定以下各种物料用量的依 据，其摩尔质量分数按照如下方法计算：

M_s＝(m₁+m₂)/n

其中：

M_s代表三羟甲基丙烷马来酸酯的摩尔质量分数；

m₁代表三羟甲基丙烷的质量，单位g；

m₂代表马来酸酐的质量，单位g；

n代表马来酸酐的摩尔数，单位mol；

第二单体 丙烯酸与三羟甲基丙烷马来酸酯的摩尔比为5∶1～6∶ 1，丙烯腈与丙烯酸的摩尔比为1∶3～1∶5；

(2)引发剂

质量比为20％的过硫酸铵去离子水溶液，占单体物料总质量比为 15.0％～25.0％；

本发明所述的皮革复鞣填充剂为具有支化结构的聚合物，其支化 结构复杂，具体结构式难以明确确定，无法用制备方法以外的特征来 表征本发明的特征。

为实现本发明的另一个目的，本发明的技术方案是包括以下步 骤：

(1)引发诱导

将占总物料质量比为40％～55％的水注入反应容器，加热升温至 82～85℃，加入占单体物料总质量比为5.0％～7.5％的引发剂溶液， 搅拌15min；