[发明专利]一种含酮磺酸根结构的高吸收铬鞣助剂的制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种含酮磺酸根结构的高吸收铬鞣助剂及其制备方法与应用，该助剂为含酮羰基咪唑的磺酸衍生物；本发明还公开了含酮磺酸根结构的高吸收铬鞣助剂的制备方法和应用；本发明所提供的高吸收铬鞣助剂能够在皮胶原上通过酮羰基引入磺酸根，增加铬的配位点位，提高三价铬的吸收，减少铬鞣废水中三价铬的浓度，实现高吸收铬鞣，推动制革产业的清洁化生产；本发明操作简单，为高吸收铬鞣助剂的研究提供了一种新思路。

技术领域

本发明属于皮革铬鞣助剂技术领域，具体涉及一种含酮磺酸根结构的高吸收铬鞣助剂的制备方法与应用。

背景技术

铬鞣是迄今为止皮革制造中最重要且应用最广泛的鞣制方法，它赋予皮革最高的热稳定性，舒适的手感和优异的成革性能，目前在制革工业中占据绝对主导地位，无法被其他鞣制方法替代。然而，传统鞣制工艺中，铬鞣剂的吸收率通常只有70％左右，鞣制后会产生高浓度的含铬废水，造成大量铬鞣剂损失。这不仅增加了环境污染负荷和废水处理成本，也造成了极大的资源浪费。由于铬污染物对环境的不利影响，制革业已被列为高污染行业之一。因此，如何在鞣制过程中最大可能地提高铬的吸收量和铬鞣剂的利用率，实现高吸收铬鞣，是近年来制革学术界和工业界广泛关注的问题，也是保证制革工业持续发展迫切需要解决的关键科技问题(陈博，张辉，强西怀，等.高吸收铬鞣助剂的研究进展[J].中国皮革，2019，48(04)：41-46；陈博，张辉，强西怀，等.羧基化改性水解胶原蛋白铬鞣助剂的制备及其性能[J].陕西科技大学学报，2019，37(5)：27-32)。

高吸收铬鞣旨在通过提高鞣制过程中铬鞣剂在皮革中的吸收率至80％～98％，降低铬鞣废液的三价铬的含量，从源头上实现铬的高吸收率，该类化学品被称为高吸收铬鞣助剂。高吸收铬鞣助剂一般在浸酸或鞣制阶段加入，对目前常规制革工艺影响不大，适用范围较广。胶原改性是实现高吸收铬鞣最常用的方法之一，通过引入多种官能团(醛基、羧基、氨基、羟基等)，增加皮胶原与铬(III)配位点位，实现铬鞣剂的高吸收，减少废液中铬的排放。

强西怀等应用乙醛酸化合物对皮胶原进行化学改性，在皮胶原大分子侧链上引入羧基，从而增加铬鞣剂与皮胶原纤维的结合点。废铬液中的铬含量降低为0.63g/L，铬吸收率提升至91.1％，减少铬粉用量40％-50％。(强西怀，李闻欣，俞从正，等.乙醛酸助铬鞣应用工艺的研究[J].中国皮革，2002，31(07)：28-32)。徐佳丽等以丙烯酸、顺丁烯二酸酐、衣康酸为单体，通过自由基聚合制备聚羧酸型助剂，铬鞣后裸皮对铬的吸收率为92％，废液中Cr2O3的含量为350mg/L。(徐佳丽，罗建勋.一种聚羧酸型助剂的合成与应用研究[J].中国皮革，2017，46(03)：35-41)。姚棋等将端羧基超支化聚合物(HBPC)高吸收铬助剂应用于浸酸猪皮以及白皮粉的鞣制中，3％HBPC能够使铬的吸收率达95.2％，比常规铬鞣法提高了49.9％(姚棋，李征，王朝影，等.超支化聚合物作为高吸收铬鞣助剂的应用[J].中国皮革，2019，48(03)：14-20)。

但以上高吸收铬鞣方法存在成本高、工艺复杂，铬吸收率约在80-95％，成革性能不能达到要求等问题。

本发明提出一种含酮磺酸根结构的高吸收铬鞣助剂的制备方法及高吸收铬鞣应用，助剂中引入酮羰基和磺酸根结构，能实现胶原的多点位改性，增加胶原中与三价铬配位位点，增加皮革中三价铬的结合量，实现铬鞣剂的高吸收，减少废液中铬的排放。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的为提供一种含酮磺酸根结构的高吸收铬鞣助剂，本发明的第二目的为提供该含酮磺酸根结构的高吸收铬鞣助剂的制备方法，本发明的第三目的为提供该含酮磺酸根结构的高吸收铬鞣助剂在皮革浸酸工序及铬鞣工序中的应用。

技术方案：本发明的含酮磺酸根结构的高吸收铬鞣助剂，助剂的分子结构如下：