[发明专利]氧化石墨烯/铝纳米复合鞣剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于皮革鞣剂的制备技术领域，具体涉及一种氧化石墨烯/铝纳米复合鞣剂及其制备方法。

背景技术

皮革鞣剂是一种能使生皮变为皮革的化学物质，其实质是鞣剂与皮胶原纤维发生了化学反应，鞣剂与皮胶原发生化学反应的过程称为鞣制，鞣制后的生皮变成了具有一定力学强度、耐存放、柔软及一定用途的皮革。理论上可用作皮革鞣剂的有铬鞣剂、锆鞣剂、钛鞣剂、铝鞣剂、铁鞣剂、植物鞣剂、醛鞣剂、合成鞣剂等，实际上由于铬鞣剂鞣制皮革的综合性能最好，只有铬鞣剂得到了广泛地应用，目前铬鞣皮革占皮革产量的90％左右(王伟杰,廖学品,石碧.绿茶副茶中茶多酚的提取及其在鞣制中的应用.中国皮革,2014,43(1):11-14；Chattopadhyay B,Aich A,Mukhopadhyay S K.Chromium in the Tanning Industry:An Odyssey from Cradle to Grave[J].Journal ofthe society ofleather technologists and chemists,2012,96(4):133-140)。铬鞣剂的大量使用产生了另外一个问题，就是在铬鞣过程中会产生大量难以治理的含铬的废水、污泥、废皮屑，加之鞣剂和含铬污染物中的三价铬在一定条件下可转化为危害更大的六价铬，因此目前国内外对铬鞣剂的使用提出了限制(李冬灵,单志华,杨萌,等.植醛结合鞣法刚性模块耐老化性研究.中国皮革,2014,43(13):27-30)。因此，目前研究和开发无铬鞣剂等成为了研究的热点。具有丰富资源及污染危害程度小的铝鞣剂、铁鞣剂等再次成为了研究的对象。铝鞣剂存在的主要问题是鞣制皮革的收缩温度较低(70～75℃)，鞣制的皮革不耐水，浸过水后鞣制效果明显减退，鞣制皮革板硬、扁薄等。目前对于铝鞣剂的改进主要是与鞣制性能好的铬、锆、钛的鞣剂或者植物鞣剂、戊二醛鞣剂、合成鞣剂等进行结合鞣制(刘子龙,张辉,强西怀, 李朦.硅铝配合型鞣剂的制备及应用.中国皮革,2014,43(21):223-27；徐晓颖,田橙,郭成,等.有机酸蒙囿铝配合物鞣剂在少铬鞣制中的应用.中国皮革,2013,42(7):1-7；何青,但卫华,但年华,等.一种基于锆-铝-钛配合鞣剂的少铬鞣制全封闭式循环技术.中国皮革,2013,42(7):5-9)，但是这些改性的效果依然提高的有限，导致了目前铝鞣剂还是无法应用于制革生产，不能替代铬鞣剂。我们在研究中发现通过GO与铝形成纳米复合鞣剂能够显著提高铝鞣剂鞣制效果，可以用作鞣剂。

发明内容

为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种氧化石墨烯/铝纳米复合鞣剂及其制备方法，所得鞣剂通过三价铝以配位键、共价键等与氧化石墨烯纳米片层形成纳米复合鞣剂，在用氧化石墨烯/铝纳米复合鞣剂鞣制皮革时，GO纳米片层上活性基团及铝鞣剂与皮胶原形成的多点化学键结合及纳米效应而产生鞣制作用，GO纳米片层的参与提高了铝鞣剂的鞣制效果，提高了鞣制皮革的耐水洗性能及鞣制皮革性能的稳定性。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种氧化石墨烯/铝纳米复合鞣剂，由以下材料按照质量份制成：

氧化石墨烯纳米片层分散液40～50份、氯化铝25～30份、对甲苯磺酸0.5～1份、碱化剂溶液20～25份、分散剂0.5～1份。

上述方案中，所述氧化石墨烯纳米片层分散液中含有氧化石墨烯片层质量分数为1％，所述氧化石墨烯片层的尺寸为5～30纳米。

上述方案中，所述碱化剂溶液为10份碳酸氢钠溶于20份去离子水、或者8份碳酸钠溶于20份去离子水形成的溶液。

上述方案中，所述分散剂由十二烷基羟丙基磺基甜菜碱和渗透剂JFC组成，所述十二烷基羟丙基磺基甜菜碱和渗透剂JFC的重量比为0.5～0.8:1～1.5。

本发明实施例还提供一种氧化石墨烯/铝纳米复合鞣剂的制备方法，该制备 方法为：按照质量份取氧化石墨烯纳米片层分散液40～50份和氯化铝25～30份在反应器内搅拌均匀调节pH为2.0～3.0，加热到85～95℃，加入对甲苯磺酸0.5～1份，保温反应1～2小时，然后降温到70～80℃，在搅拌下缓慢加入碱化剂6～12份，保温反应3～4小时，降温到25～30℃，调节溶液的pH值为3.5～4.0，加入0.5～1份的分散剂，超声波分散1～1.5小时，所得产物为氧化石墨烯/铝纳米复合鞣剂，其中铝的含量按照三氧化二铝的质量分数为20％～25％，氧化石墨烯质量分数为0.4～0.6％。