[发明专利]一种牛毛角蛋白改性油性聚氨酯膜的制备方法有效
申请号: | 201810263361.3 | 申请日: | 2018-03-28 |
公开(公告)号: | CN108409935B | 公开(公告)日: | 2020-08-04 |
发明(设计)人: | 刘洁;张斐斐;李彦春;李雪梅 | 申请(专利权)人: | 齐鲁工业大学 |
主分类号: | C08G18/66 | 分类号: | C08G18/66;C08G18/42;C08G18/48;C08G18/64;C08G18/32;C08G18/10;C08J5/18;C08L75/06;C08L75/08 |
代理公司: | 济南泉城专利商标事务所 37218 | 代理人: | 李桂存 |
地址: | 250399 山东*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 牛毛 角蛋白 改性 油性 聚氨酯 制备 方法 | ||
本发明涉及一种牛毛角蛋白改性油性聚氨酯膜的制备方法,包括以下步骤:(1)牛毛角蛋白的提取(2)牛毛角蛋白的疏水改性(3)牛毛角蛋白改性油性聚氨酯的合成(4)牛毛角蛋白改性聚氨酯薄膜的制备。该法制成的聚氨酯膜外观光亮平整,表面亲水性强,透水汽性能佳,自然条件下更易降解,可作为人造革合成革的聚氨酯面层材料或者其它复合片材的面层PU材料。
技术领域
本发明属于生物质材料资源利用和高分子复合材料技术领域,具体涉及一种牛毛角蛋白改性油性聚氨酯膜的制备方法。
背景技术
目前,制革行业为我国经济发展做出巨大贡献的同时,也在污染着自然环境。为实现清洁化生产,在牛皮脱毛的工序中常采用保毛脱毛法,不仅有效地减少废水中的悬浮物和有机物,降低BOD和COD,还可以减少硫化物的用量。但是,由于回收的牛毛经过碱的作用,难以在纺织、制毡等工业中得到应用,不加以利用则成为新的固体废弃物。在制革行业中,充分回收毛并从中提取角蛋白,不仅可以大幅度减轻制革业的污染治理负担,同时还可变废为宝,提高了制革的综合经济效益。
另一方面,聚氨酯(PU)由于自身特殊的结构而具有优良的使用性能,近几十年来获得了飞速的发展,在各行各业都得到广泛的应用。特别是人造革合成革行业,PU革在某些性能上已经接近天然皮革,但是自身也存在着缺点,其中最突出的就是透水汽性能较差,不能自然降解等问题。随着人们环保意识的增强,充分利用自然资源和开发环保型材料成了亟待解决的问题。
一般而言,以分散介质区分,聚氨酯分为油性聚氨酯(溶剂型聚氨酯)和水性聚氨酯。油性聚氨酯以溶剂为介质,机械强度高,固含量大,成本较低,耐水解。水性聚氨酯则以水为溶剂,无污染、安全可靠、相容性好、易于改性。虽然,水性聚氨酯环保无毒,低VOC含量,但与油性聚氨酯相比,水性聚氨酯的溶剂(水)挥发较慢,需较长的干燥时间和较高的温度,并且水的表面张力较大,与疏水性基材的润湿能力差,不易得到连续均匀的胶层,粘接效果不佳,而且大多数水性聚氨酯是由含亲水性的聚氨酯为主要固体成分,甚至还含有水溶性高分子增稠剂,导致PU膜耐水性不佳。相反,油性聚氨酯成本低,物性好,品种众多、用途广泛,在聚氨酯产品中仍将长期占有主导性地位。同时由于当前大部分聚氨酯的合成及生产主要在溶剂环境中进行,而一般蛋白在溶剂中的溶解度却很小。
发明内容
为解决废弃牛毛的处理处置及油性聚氨酯透水汽性差,生物难降解等缺点,本发明提供了一种牛毛角蛋白改性油性聚氨酯膜的制备方法,该法制成的聚氨酯膜外观光亮平整,表面亲水性强,透水汽性能佳,自然条件下更易降解,可作为人造革合成革的聚氨酯面层材料或者其它复合片材的面层PU材料。
一种牛毛角蛋白改性油性聚氨酯膜的制备方法包括以下步骤:
(1)离子液体-碱法-氧化法提取牛毛角蛋白:氮气氛围下,将洗净处理后的干燥牛毛加入质量为毛重10-20倍的离子液体中,加热至50-90℃,搅拌反应1-2h,维持温度不变,超声处理15-30min,然后用清水洗涤2-3次,于60-100℃的烘箱内干燥4-8h;将经离子液体预处理后的干燥牛毛在温度为80-90℃,固液比为1:20的条件下,先用浓度为0.5-2mol/LNaOH溶液处理20-60min;然后逐滴加入质量为10-30%初始牛毛重量的双氧水,继续搅拌反应0.5-2h,待水解液冷却至室温进行过滤,然后用透析袋透析20-30h;喷雾干燥,得到牛毛角蛋白粉,存放在干燥器中备用;
(2)牛毛角蛋白的疏水改性:将牛毛角蛋白粉加入溶剂中,配置成5%的角蛋白溶液,再向溶液中加入蛋白粉重30%-100%的改性剂,温度为50-80℃,改性时间20-90min,待蛋白溶液澄清后停止加热,将改性后的牛毛角蛋白溶液,放入干燥器中存储备用;
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