專利名稱：硅烷偶聯劑改性蒙脫土功能性納米復合加脂劑的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種皮革加脂劑的制備方法，具體涉及一種硅烷偶聯劑改性蒙脫土功能性納米復合加脂劑的制備方法。
背景技術：
加脂劑在賦予皮革良好的各項性能的同時，由于其與皮革纖維之間的結合牢固比較低，在加熱過程中極易遷移至皮革表面，直接成為燃料，從而提高了皮革的易燃性。因此， 阻燃性已經成為高層建筑的內裝潢、飛機和汽車內裝飾、辦公家具的制造、森林防火裝備的制造用皮革的要求之一。國外汽車公司針對皮革的易燃，且燃燒會釋放出有毒氣體和煙霧的缺點，紛紛提出苛刻的內飾革阻燃指標。我國對于皮革阻燃技術以及阻燃材料的研究開發很少，特別是具有高效無毒、無腐蝕、耐久性好、多功能化的阻燃材料，幾乎還是空白。
硅系阻燃劑不僅能夠賦予基材良好的阻燃性能，而且能改善基材的機械性能、耐熱性能等，能夠滿足人們對阻燃劑的嚴格要求。蒙脫土是一種2 1型的層狀硅酸鹽，結構片層厚約lnm，長寬約100 nm，具有很大的長徑比。但鈉基蒙脫土極性較強，經過有機改性的蒙脫土制備出插層型或剝離型，改性后的納米蒙脫土具有良好的分散性能，可以添加到納米聚合物材料中，提高抗沖擊、抗疲勞、尺寸穩定性及氣體阻隔性能等。當蒙脫土以片層分散于聚合物基質中時，復合物的性能會得到很大的改善，尤其表現在強度和韌性方面，同時還能賦予聚合物阻燃性能。因此，聚合物/層狀硅酸鹽納米復合材料是國內外阻燃材料領域中近年來研究的熱點之一。然而采用硅烷偶聯劑改性蒙脫土再將其引入加脂劑的制備中，制得功能性納米復合加脂劑的研究還較為鮮見。發明內容
本發明的目的是提供一種在皮革加脂過程中易于乳化、吸凈率高、填充性好、結合牢固的硅烷偶聯劑改性蒙脫土功能性納米復合加脂劑的制備方法，加脂后坯革豐滿、柔軟， 撕裂強度和阻燃性均有大幅度提高。
本發明所采用的技術方案是硅烷偶聯劑改性蒙脫土功能性納米復合加脂劑的制備方法，其特征在于由以下步驟實現步驟一取85 95重量份的甲醇和5 15重量份的去離子水加入三口燒瓶中，加入2.O 2. 4重量份的硅烷偶聯劑，調節控溫裝置待溫度達55°C 60°C，用冰乙酸調節pH到 4. O 5. 5，恒溫反應90分鐘 120分鐘；調節控溫裝置待溫度達85°C 90°C，加入5重量份的鈉基蒙脫土，恒溫反應120分鐘 150分鐘，將產物用10 15重量份的甲醇洗滌后再離心10分鐘 15分鐘，重復三次，將最終產物置85°C 95°C烘箱內干燥24小時，得到硅烷聯劑改性蒙脫土；步驟二 取O. 85 6. 87重量份的硅烷聯劑改性蒙脫和40 50重量份的菜籽油加入三口燒瓶中，調節控溫裝置待溫度達100°C，恒溫反應30分鐘；加入1. 7 1. 9重量份的乙二胺和O. 5 O. 65重量份的Al2O3，恒溫反應120分鐘 180分鐘；調節控溫裝置溫待度達 120°C 130°C，20分鐘滴加完9. 2 9. 4重量份丙烯酸，恒溫反應240分鐘；調節控溫裝置待溫度達80°C，30分鐘滴加完亞硫酸氫鈉溶液，恒溫反應120分鐘 150分鐘；調節控溫裝置待溫度達75°C，用氫氧化鈉水溶液調節體系pH為7 8，恒溫反應120分鐘；加入去離子水調節固含量為40%，恒溫反應40分鐘制得硅烷偶聯劑改性蒙脫土功能性納米復合加脂劑。
步驟一中，硅烷偶聯劑選自Y-氨丙基三乙氧基硅烷KH550、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷KH570、3 —氨丙基三甲氧基硅烷KH551、3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅燒 KH108。
步驟二中，亞硫酸氫鈉溶液是15重量份亞硫酸氫鈉溶解于30重量份去離子水中得到的溶液。
步驟二中，氫氧化鈉水溶液的質量濃度為40%。
本發明具有以下優點本發明采用硅烷偶聯劑改性蒙脫土，再將其引入改性菜籽油中，從而制得功能性納米復合加脂劑。硅烷偶聯劑和蒙脫土在聚合物中均具有優異的阻燃性能，將二者同時引入加脂劑劑中，從而實現對坯革的協同阻燃效果。同時，納米材料蒙脫土的適量弓I入可發揮其納米效應，在一定程度上提高產品的機械力學性能、填充性、結合性能等。菜籽油是最早使用且沿用至今的天然植物油基加脂劑原料之一，具有資源可再生、無毒無污染、生物降解性優等優點，是制備加脂劑的理想原料。因此，采用本方法制備硅烷偶聯劑改性蒙脫土功能性納米復合加脂劑兼具天然、高分子及納米材料的優點，是一種環保且性能優良的加脂劑。
具體實施方式
下面結合具體實施方式
對本發明進行詳細的說明。
本發明所述的硅烷偶聯劑改性蒙脫土功能性納米復合加脂劑的制備方法，由以下步驟實現 步驟一取85 95重量份的甲醇和5 15重量份的去離子水加入三口燒瓶中，加入2.O 2. 4重量份的硅烷偶聯劑，調節控溫裝置待溫度達55°C 60°C，用冰乙酸調節pH到4.O 5. 5，恒溫反應90分鐘 120分鐘；調節控溫裝置待溫度達85°C 90°C，加入5重量份的鈉基蒙脫土，恒溫反應120分鐘 150分鐘，將產物用10 15重量份的甲醇洗滌后再離心10分鐘 15分鐘，重復三次，將最終產物置85°C 95°C烘箱內干燥24小時，得到硅烷聯劑改性蒙脫土；其中，硅烷偶聯劑選自Y-氨丙基三乙氧基硅烷KH550、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷KH570、3 —氨丙基三甲氧基硅烷KH551、3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷KH108。
步驟二 取O. 85 6. 87重量份的硅烷聯劑改性蒙脫和40 50重量份的菜籽油加入三口燒瓶中，調節控溫裝置待溫度達10(TC，恒溫反應30分鐘；加入1. 7 1. 9重量份的乙二胺和O. 5 O. 65重量份的Al2O3，恒溫反應120分鐘 180分鐘；調節控溫裝置溫待度達120°C 130°C，20分鐘滴加完9. 2 9. 4重量份丙烯酸，恒溫反應240分鐘；調節控溫裝置待溫度達80°C，30分鐘滴加完亞硫酸氫鈉溶液，恒溫反應120分鐘 150分鐘；調節控溫裝置待溫度達75°C，用氫氧化鈉水溶液調節體系pH為7 8，恒溫反應120分鐘；加入去離子水調節固含量為40%，恒溫反應40分鐘制得硅烷偶聯劑改性蒙脫土功能性納米復合加脂劑；其中，亞硫酸氫鈉溶液是15重量份亞硫酸氫鈉溶解于30重量份去離子水中得到的溶液；氫氧化鈉水溶液的質量濃度為40%。
實施例一步驟一取85重量份的甲醇和5重量份的去離子水加入三口燒瓶中，加入2. O重量份的硅烷偶聯劑，調節控溫裝置待溫度達55°C，用冰乙酸調節pH到4. 0，恒溫反應90分鐘；調節控溫裝置待溫度達85°C，加入5重量份的鈉基蒙脫土，恒溫反應120分鐘，將產物用10重量份的甲醇洗滌后再離心10分鐘，重復三次，將最終產物置85°C烘箱內干燥24小時，得到硅烷聯劑改性蒙脫土；其中，娃燒偶聯劑選取Y-氨丙基二乙氧基娃燒。
步驟二 取O. 85重量份的硅烷聯劑改性蒙脫和40重量份的菜籽油加入三口燒瓶中，調節控溫裝置待溫度達100°C，恒溫反應30分鐘；加入1. 7重量份的乙二胺和O. 5重量份的Al2O3,恒溫反應120分鐘；調節控溫裝置溫待度達120°C，20分鐘滴加完9. 2重量份丙烯酸，恒溫反應240分鐘；調節控溫裝置待溫度達80°C，30分鐘滴加完亞硫酸氫鈉溶液，恒 溫反應120分鐘；調節控溫裝置待溫度達75°C，用氫氧化鈉水溶液調節體系pH為7，恒溫反應120分鐘；加入去離子水調節固含量為40%，恒溫反應40分鐘制得硅烷偶聯劑改性蒙脫土功能性納米復合加脂劑；其中，亞硫酸氫鈉溶液是15重量份亞硫酸氫鈉溶解于30重量份去離子水中得到的溶液；氫氧化鈉水溶液的質量濃度為40%。
實施例2:步驟一取90重量份的甲醇和10重量份的去離子水加入三口燒瓶中，加入2. 2重量份的硅烷偶聯劑，調節控溫裝置待溫度達57°C，用冰乙酸調節pH到5. 0，恒溫反應105分鐘； 調節控溫裝置待溫度達87°C，加入5重量份的鈉基蒙脫土，恒溫反應135分鐘，將產物用12 重量份的甲醇洗滌后再離心12分鐘，重復三次，將最終產物置90°C烘箱內干燥24小時，得到硅烷聯劑改性蒙脫土；其中，硅烷偶聯劑選取Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
步驟二 取3. 86重量份的硅烷聯劑改性蒙脫和45重量份的菜籽油加入三口燒瓶中，調節控溫裝置待溫度達100°C，恒溫反應30分鐘；加入1. 8重量份的乙二胺和O. 35重量份的Al2O3,恒溫反應150分鐘；調節控溫裝置溫待度達125°C，20分鐘滴加完9. 3重量份丙烯酸，恒溫反應240分鐘；調節控溫裝置待溫度達80°C，30分鐘滴加完亞硫酸氫鈉溶液， 恒溫反應135分鐘；調節控溫裝置待溫度達75°C，用氫氧化鈉水溶液調節體系pH為7，恒溫反應120分鐘；加入去離子水調節固含量為40%，恒溫反應40分鐘制得硅烷偶聯劑改性蒙脫土功能性納米復合加脂劑；其中，亞硫酸氫鈉溶液是15重量份亞硫酸氫鈉溶解于30重量份去離子水中得到的溶液；氫氧化鈉水溶液的質量濃度為40%。
實施例3:步驟一取95重量份的甲醇和15重量份的去離子水加入三口燒瓶中，加入2. 4重量份的硅烷偶聯劑，調節控溫裝置待溫度達60°C，用冰乙酸調節pH到5. 5，恒溫反應120分鐘；調節控溫裝置待溫度達90°C，加入5重量份的鈉基蒙脫土，恒溫反應150分鐘，將產物用15 重量份的甲醇洗滌后再離心15分鐘，重復三次，將最終產物置95°C烘箱內干燥24小時，得到硅烷聯劑改性蒙脫土；其中，娃燒偶聯劑選取3—氨丙基二甲氧基娃燒。
步驟二 取6. 87重量份的硅烷聯劑改性蒙脫和50重量份的菜籽油加入三口燒瓶中，調節控溫裝置待溫度達100°C，恒溫反應30分鐘；加入1. 9重量份的乙二胺和O. 65重量份的Al2O3,恒溫反應180分鐘；調節控溫裝置溫待度達130°C，20分鐘滴加完9. 4重量份丙烯酸，恒溫反應240分鐘；調節控溫裝置待溫度達80°C，30分鐘滴加完亞硫酸氫鈉溶液， 恒溫反應150分鐘；調節控溫裝置待溫度達75°C，用氫氧化鈉水溶液調節體系pH為8，恒溫反應120分鐘；加入去離子水調節固含量為40%，恒溫反應40分鐘制得硅烷偶聯劑改性蒙脫土功能性納米復合加脂劑；其中，亞硫酸氫鈉溶液是15重量份亞硫酸氫鈉溶解于30重量份去離子水中得到的溶液；氫氧化鈉水溶液的質量濃度為40%。
實施例4:步驟一取95重量份的甲醇和15重量份的去離子水加入三口燒瓶中，加入2. 4重量份的硅烷偶聯劑，調節控溫裝置待溫度達60°C，用冰乙酸調節pH到5. 5，恒溫反應120分鐘； 調節控溫裝置待溫度達90°C，加入5重量份的鈉基蒙脫土，恒溫反應150分鐘，將產物用15 重量份的甲醇洗滌后再離心15分鐘，重復三次，將最終產物置95°C烘箱內干燥24小時，得到硅烷聯劑改性蒙脫土；其中，娃燒偶聯劑選取3_喊嚷基丙基甲基_■甲氧基娃燒。步驟二 取6. 87重量份的硅烷聯劑改性蒙脫和50重量份的菜籽油加入三口燒瓶中，調節控溫裝置待溫度達100°C，恒溫反應30分鐘；加入1. 9重量份的乙二胺和O. 65重量份的Al2O3,恒溫反應180分鐘；調節控溫裝置溫待度達130°C，20分鐘滴加完9. 4重量份丙烯酸，恒溫反應240分鐘；調節控溫裝置待溫度達80°C，30分鐘滴加完亞硫酸氫鈉溶液， 恒溫反應150分鐘；調節控溫裝置待溫度達75°C，用氫氧化鈉水溶液調節體系pH為8，恒溫反應120分鐘；加入去離子水調節固含量為40%，恒溫反應40分鐘制得硅烷偶聯劑改性蒙脫土功能性納米復合加脂劑；其中，亞硫酸氫鈉溶液是15重量份亞硫酸氫鈉溶解于30重量份去離子水中得到的溶液；氫氧化鈉水溶液的質量濃度為40%。
采用本方法制備硅烷偶聯劑改性蒙脫土功能性納米復合加脂劑兼具天然、高分子及納米材料的優點，是一種環保且性能優良的加脂劑。具體檢測數據如下表
權利要求
1.硅烷偶聯劑改性蒙脫土功能性納米復合加脂劑的制備方法，其特征在于 由以下步驟實現 步驟一取85 95重量份的甲醇和5 15重量份的去離子水加入三口燒瓶中，加入2.O 2. 4重量份的硅烷偶聯劑，調節控溫裝置待溫度達55°C 60°C，用冰乙酸調節pH到4.O 5. 5，恒溫反應90分鐘 120分鐘；調節控溫裝置待溫度達85°C 90°C，加入5重量份的鈉基蒙脫土，恒溫反應120分鐘 150分鐘，將產物用10 15重量份的甲醇洗滌后再離心10分鐘 15分鐘，重復三次，將最終產物置85°C 95°C烘箱內干燥24小時，得到硅烷聯劑改性蒙脫土； 步驟二 取0. 85 6. 87重量份的硅烷聯劑改性蒙脫和40 50重量份的菜籽油加入三口燒瓶中，調節控溫裝置待溫度達100°C，恒溫反應30分鐘；加入1. 7 1. 9重量份的乙二胺和0. 5 0. 65重量份的Al2O3，恒溫反應120分鐘 180分鐘；調節控溫裝置溫待度達120°C 130°C，20分鐘滴加完9. 2 9. 4重量份丙烯酸，恒溫反應240分鐘；調節控溫裝置待溫度達80°C，30分鐘滴加完亞硫酸氫鈉溶液，恒溫反應120分鐘 150分鐘；調節控溫裝置待溫度達75°C，用氫氧化鈉水溶液調節體系pH為7 8，恒溫反應120分鐘；加入去離子水調節固含量為40%，恒溫反應40分鐘制得硅烷偶聯劑改性蒙脫土功能性納米復合加脂劑。
2.根據權利要求1所述的硅烷偶聯劑改性蒙脫土功能性納米復合加脂劑的制備方法，其特征在于 步驟一中，硅烷偶聯劑選自Y-氨丙基三乙氧基硅烷KH550、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷KH570、3 —氨丙基三甲氧基硅烷KH551、3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷KH108。
3.根據權利要求1或2所述的硅烷偶聯劑改性蒙脫土功能性納米復合加脂劑的制備方法，其特征在于 步驟二中，亞硫酸氫鈉溶液是15重量份亞硫酸氫鈉溶解于30重量份去離子水中得到的溶液。
4.根據權利要求3所述的硅烷偶聯劑改性蒙脫土功能性納米復合加脂劑的制備方法，其特征在于 步驟二中，氫氧化鈉水溶液的質量濃度為40%。
全文摘要
本發明涉及一種硅烷偶聯劑改性蒙脫土功能性納米復合加脂劑的制備方法。我國對于皮革阻燃技術以及阻燃材料的研究開發很少，采用硅烷偶聯劑改性蒙脫土再將其引入加脂劑的制備中，制得功能性納米復合加脂劑的研究還較為鮮見。本發明取甲醇和水，加入硅烷偶聯劑，加入鈉基蒙脫土，得到硅烷聯劑改性蒙脫土，和菜籽油恒溫反應，加入乙二胺Al2O3，滴加丙烯酸和亞硫酸氫鈉溶液，制得硅烷偶聯劑改性蒙脫土功能性納米復合加脂劑。本發明具有優異的阻燃性能，在一定程度上提高產品的機械力學性能、填充性、結合性能等，具有資源可再生、無毒無污染、生物降解性優等優點。
文檔編號C08K3/34GK102994660SQ20121058276
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者呂斌, 段徐賓, 馬建中, 高黨鴿, 高建靜 申請人:陜西科技大學