[发明专利]一种用缩水甘油醚改性胶原蛋白制备的造纸施胶剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用缩水甘油醚改性胶原蛋白制备造纸施胶剂的方法，包括：1）制备胶原蛋白溶液：取工业胶原蛋白粉分散于水中，30~50℃下搅拌0.5~2h，得胶原蛋白溶液；2）交联改性胶原蛋白：在pH为8~12的条件下，缓慢滴加乙二醇二缩水甘油醚做交联剂，调节温度为40~80℃，反应时间2~5h，得到交联胶原蛋白溶液；3）预引发：反应体系温度为70~85℃，加入疏水性单体用量4%~8%的过硫酸铵水溶液预引发20~30min；4）接枝改性胶原蛋白：向交联胶原蛋白体系中加入疏水性单体，70~90℃下保温反应2~5h，过滤，得到产物。本发明在减少固体废弃物的同时，也得到了相应的经济效益。

技术领域

本发明涉及造纸施胶剂领域，具体涉及一种用缩水甘油醚改性胶原蛋白制备的造纸施胶剂及其制备方法。

背景技术

我国制革工业废弃皮革年产量较大，直接填埋或露天堆放会造成严重的环境污染问题，并导致巨大的资源浪费。如果可以对废弃皮革中所含丰富的胶原蛋白进行提取，并作适当改性，制备出一种新型环保造纸施胶剂，无疑在环保及节能方面具有重要意义，并有望在经济效益方面有所突破。

目前，常采用化学交联剂对胶原蛋白进行改性。其中环氧化合物（EpoxyCompound，EC）是有机合成中最常见的交联剂之一，由于环氧基中电荷极化和环张力的存在，使得环氧基表现出很高的反应活性，容易与-NH₂、酚羟基、-COOH、-SH、-OH、-C(=O)-NH₂等活泼基团发生反应，并且对细胞毒性要远远小于醛类交联剂。缩水甘油醚分子结构中含有活泼的环氧基团，可与多种类型的固化剂发生交联反应形成具有三向网状结构的不溶性高聚物。

因此，本发明涉及选用一种缩水甘油醚做交联剂，对废弃皮胶原进行改性，制备一种新型环保型造纸施胶剂。

发明内容

本发明涉及一种缩水甘油醚改性废弃皮胶原制备造纸施胶剂的合成方法，旨在于提供一种低成本、环保型造纸施胶剂的制备方法，该方法利用缩水甘油醚类物质做交联剂，对从废弃皮革屑中提取的胶原蛋白进行改性，以期制备出一种廉价、高效的环保型造纸助剂。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用缩水甘油醚改性胶原蛋白制备造纸施胶剂的方法，包括以下步骤：

1）制备胶原蛋白溶液：称取3g工业胶原蛋白粉分散于30mL水中，待其充分溶胀，放入配有搅拌棒的250mL三口烧瓶中，置于恒水/油浴锅中；调整温度为30~50℃，搅拌0.5~2h，然后用纱布过滤，得胶原蛋白溶液；

2）交联改性胶原蛋白：取30mL在步骤1）中获得的胶原蛋白溶液放入配有搅拌棒和回流冷凝装置的250mL三口烧瓶中，置于恒水/油浴锅中，开启搅拌，加入含0.05~0.5g NaCl的水溶液，搅拌均匀，再用10%的NaOH水溶液调节其pH为8~12，然后缓慢滴加用量为胶原蛋白用量2~10%的缩水甘油醚类物质做交联剂，调节温度为40~80℃，反应2~5h，得到交联胶原蛋白溶液；交联剂要缓慢滴入反应体系中，滴加时间为15~30min，反应转速为250r/min，没有加交联剂之前，反应转速为200r/min；

3）预引发：将步骤2）的反应体系温度升高到70~85℃，加入疏水性单体用量4%~8%的过硫酸铵水溶液，预引发20~30min；

4）接枝改性胶原蛋白：在氮气保护下，按疏水性单体与交联胶原蛋白的质量比为（1.5~3）:1向步骤3）得到的交联胶原蛋白体系中加入疏水性单体，70~90℃下保温反应2~5h，自然冷却至室温用纱布过滤，得到产物；滴加单体混合液所用时间为15~30min，反应转速为250r/min，保温反应时反应转速为200r/min。

本发明进一步改进在于：步骤1）所述胶原蛋白是从废弃皮革屑中提取，数均分子量Mn为3000~50000。