[发明专利]一种胶原蛋白基造纸功能施胶剂的制备方法

说明书

本发明公开一种胶原蛋白基造纸功能施胶剂的制备方法，采用下组分制备：二异氰酸酯，多元醇，小分子二元醇扩链剂，亲水扩链剂，羟基丙酸酸酯，中和剂，水解胶原蛋白液，乙烯基硅烷偶联剂，过硫酸盐，水性树脂防腐剂。包括以下步骤：称量步骤，乙烯基化改性胶原水解物步骤，聚氨酯预聚体制备步骤，扩链反应步骤，乙烯基化封闭步骤，中和、乳化步骤，自由基共聚步骤。本发明具有以下技术效果：本发明采用无溶剂化水性聚氨酯对胶原蛋白进行改性，具有环保意义；本发明利用制革生产过程中的产生含铬皮碎料废弃物水解蛋白为原料来制备造纸功能施胶剂，极大地解决了单一聚氨酯的成本高的问题。

技术领域

本发明涉及一种胶原蛋白基造纸功能施胶剂的制备方法，属于精细化工领域。

背景技术

中国作为世界上最大的皮革生产国，每年都要产生上百万吨含铬皮碎料废弃物，这些废弃物的遗弃是对资源的极大浪费，同时也给制革行业和环境带来了巨大的压力。 因此，如何有效的利用这些废弃物是目前亟待解决的问题。对于含铬皮碎料废弃物的回收再利用已有大量的报道，但主要应用于皮革填充材料、木材胶黏剂、混凝土发泡剂等方面。

施胶剂是造纸工业中使用比例最大的助剂，用于提高纸张的物理机械强度、印染、抗水、抗油等性能。施胶剂主要分为浆内施胶和表面施胶。浆内施胶是指在纤维打浆过程中加入施胶剂，然后抄纸，用于增加纸张的力学强度、憎水性能、耐折性能等。表面施胶是指直接在纸张表面涂布施胶，通过在纸张表面形成一层功能性涂膜，增加纸张的抗水、印染及物理机械性能等。

目前，常见的施胶剂类型主要有改性淀粉、改性纤维素等天然高分子材料，以及聚乙烯醇、丁苯树脂、水性聚氨酯等高分子合成类材料。利用含铬皮碎料碱/酸/酶法水解所得的水解胶原蛋白液是一种具有良好的生物降解性及相容性能的高分子生物材料。表征测试结果表明，该类胶原水解物是一种良好的生物质资源，制造成本低廉及来源较广，还具有较好的粘性、螯合性以及一定的成膜性能。

专利申请号为CN201510039181.3的发明专利公开了一种废皮工业明胶水解胶原蛋白基造纸施胶剂的制备方法，采用工业明胶酶水解后胶原水解物为原料，存在明胶指标要求苛刻，存在盐含量，重金属含量等要求,以降低对酶水解活性的影响。另外，工业明胶目前市场价格为8000~15000元/吨，原材料成本较高。

同时，已公开专利利用大量油性丙烯酸单体（丙烯酸酯、苯乙烯及甲基丙烯酸烷基酯等）与胶原蛋白原位共聚进行疏水化改性，由于胶原水解物是亲水性的，往往会存在丙烯酸油性单体形成大量的自聚体而与胶原多肽分子链的接枝共聚率低，共聚均匀度差，相分离程度高，成膜质脆，耐水性与机械强度差等问题，工业化难度较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供了一种胶原蛋白基造纸功能施胶剂的制备方法，该方法为铬革废弃物的资源化再利用增加了途径，在带来相应经济效益的同时，减轻了环境的压力，该方法采用的原料成本低，对原料成分指标要求低；

采用本发明的方法制得的施胶剂结构与性能可控、螯合性、成膜性及结构性能优异；

采用本发明的方法制得的施胶剂应用于造纸的浆内施胶工序，有效地提高了纸张的干/湿态力学强度、耐水性、耐折性，同时对碳酸钙填料的留着率具有显著的提升；

采用本发明的方法制得的施胶剂应用于表面施胶助剂，可以有效降低氧化淀粉涂膜的开裂，提高成纸的力学强度及抗水性能。

本发明采用以下技术方案，一种胶原蛋白基造纸功能施胶剂的制备方法，其特征在于，采用下组分制备：二异氰酸酯，多元醇，小分子二元醇扩链剂，亲水扩链剂，羟基丙烯酸酯，中和剂，水解胶原蛋白液，乙烯基硅烷偶联剂，过硫酸盐，水性树脂防腐剂。

进一步改进

包括以下步骤：