[发明专利]一种基于生物质基的具有反应活性的两性复鞣剂及其制备方法

说明书

本发明涉及皮革科学领域，具体为一种基于生物质基反应型两性复鞣剂的制备方法，其特征在于以废弃皮胶原蛋白为原料，通过工业复合酶制备胶原水解物，然后采用生物酶对栲胶进行催化氧化，再用催化氧化栲胶对水解胶原蛋白进行交联改性，制备出一种两性反应型的环保型胶原蛋白有机复鞣剂，该复鞣剂为全生物质组分，可生物降解，用于皮革的复鞣，可以提高有机鞣剂鞣革的pI，适用于所有皮革加工过程的复鞣工序。

技术领域

本发明涉及皮革科学领域，具体涉及到一种基于生物质基的反应型两性复鞣剂及其制备方法。

背景技术

我国是制革大国，铬鞣革废弃物估计每年在30万吨以上，目前工厂采用的堆置法或焚烧法都会对环境造成严重污染。铬革屑废料中含有大量的胶原蛋白，如果把废弃铬革屑废料中的胶原蛋白，通过改性进一步加工制备出一种胶原蛋白复鞣剂，这不仅将铬革废屑变废为宝，符合绿色化学和可持续发展的要求，也对环保型复鞣剂的开发与应用、清洁加工技术的优化有着一定的指导意义。

目前，胶原蛋白类复鞣剂的制备常采用戊二醛、树脂等对胶原进行改性。戊二醛改性有机复鞣剂在鞣革过程中易与皮胶原产生过度交联，造成粒面过于紧实，且戊二醛有毒，戊二醛改性有机复鞣剂只能用于深色革的复鞣，限制了其应用。而树脂类改性复鞣剂鞣革由于树脂本身可以吸收水分，吸水快、吸水量大，且吸收水绝大部分为结合水，短时干燥不易除去，在皮革陈放过程中，还可能产生甲醛，使皮纤维干枯和脆裂，因此用量较少。

综上，针对上述胶原蛋白类复鞣剂存在的问题，本发明涉及一种将水解胶原蛋白与催化氧化栲胶通过交联反应制备的生物质基复鞣剂。栲胶是含单宁的植物提取物，主要用途是鞣制皮革，栲胶具有无毒、污染小、可生物降解等优点，不含重金属离子，不含甲醛，符合清洁生产的环保要求和绿色、安全产品的生产理念。

发明内容

本发明涉及一种基于生物质基反应型两性复鞣剂的制备方法，旨在于提供一种绿色、低成本的基于生物质基制备胶原蛋白复鞣剂的制备方法，该方法以废弃皮胶原蛋白为原料，通过工业复合酶制备胶原水解物，然后再用生物酶对栲胶进行催化氧化，再用催化氧化栲胶对水解胶原蛋白进行交联改性，制备出一种两性、反应型的环保型胶原蛋白有机复鞣剂。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于生物质基的反应型两性复鞣剂，由包括以下步骤的方法得到：

（1）胶原水解物的制备：准确称取10~20 g的胶原蛋白于150~500 mL的三口烧瓶中，然后加入50 ~ 250 mL的水，将三口烧瓶放入恒温水浴锅中，调节温度为37 ℃；准确称取胶原蛋白重5% ~ 15% 的工业复合酶，加入三口烧瓶中，搅拌器转速设置为10 ~ 30 r/min左右，反应2 ~ 6 h；反应完成后，将三口烧瓶放在电热炉上加热煮沸，并立刻冷却，最后冷冻干燥备用；

（2）生物酶催化氧化栲胶的制备：称取3 ~ 6 g的栲胶在反应釜中，再加入0.09 ~0.18 g的生物酶在反应釜中搅拌溶解，并充分混合，反应水浴温度为30 ~ 50 ℃，调节pH为5.0 ~ 6.0，反应20 ~ 30 h；

（3）基于生物质基的反应型两性复鞣剂的制备：将步骤（1）制备的7.5 ~ 15g胶原蛋白水解物倒入反应釜中，再将步骤（2）制备的3 ~ 6 g的催化氧化栲胶倒入反应釜中，反应水浴温度为30 ~ 50 ℃，调节pH为5.0 ~ 6.0，反应20 ~ 30 h，待反应完成后，冷冻干燥待用。

本发明的进一步改进在于，步骤（1）中所述胶原蛋白水解物为从废皮中提取的胶原蛋白用工业复合酶进行水解得到的，其数均相对分子质量Mn为1000 ~ 3000。

本发明的进一步改进在于，步骤（1）中所述反应温度为30 ~ 50 ℃，搅拌反应时间为2 ~ 6 h。

本发明的进一步改进在于，步骤（2）中所述交联剂为经生物酶催化氧化的栲胶。