[發明專利]一種防水型三聚氯氰改性石墨烯/硝化纖維素復合材料及其制備方法、應用

有效

• 申請號: 202110422830.3
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN113185869B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 姚慶達;梁永賢;李銀生;王小卓;黃鑫婷;左瑩
• 申請（專利權）人: 興業皮革科技股份有限公司
• 主分類號: C09D101/18
• 分類號: C09D101/18;C09D7/62;C09D7/61;C09D5/18;C14C11/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 張濤

本發明公開了一種防水型三聚氯氰改性石墨烯/硝化纖維素復合材料，包括三聚氯氰改性石墨烯2?200份、硝化纖維素1000份、路易斯酸1?50份；本申請的三聚氯氰改性石墨烯具有較好的疏水性，路易斯酸則是充當交聯劑的作用，可將硝化纖維素長鏈上游離的活性官能團交聯，形成更致密的交聯結構。與硝化纖維素接枝后，三聚氯氰改性石墨烯/硝化纖維素復合材料具有較好的分散性能，粒徑分布系數≤0.5。

技術領域

本發明涉及皮革生產技術領域，尤其涉及一種防水型三聚氯氰改性石墨烯/硝化纖維素復合材料及其制備方法、應用。

背景技術

近年來，功能皮革受到越來越多消費者的關注，而防水型皮革因使用性能好、防水性強受到眾多好評。傳統提升皮革防水性能的方法主要是通過引入無機非金屬材料、全氟辛酸等全氟化合物、溶劑型硝化纖維素、溶劑型聚氨酯等。

無機非金屬材料增強防水性能的機理主要是將無機非金屬材料通過高分子材料成膜，使其平鋪在皮革表面，無機非金屬材料粒徑小、防水性能好，鋪在皮革表面可以很好的隔絕水分子與親水性皮革的接觸，形成物理隔離層，但是無機非金屬材料與高分子材料的相容性差，多通過強分散的方法分散于高分子基質中，保存周期較短，且無機非金屬材料為了保證分散性通常粒徑較小，較小的粒徑使其易團聚，在涂飾后皮革表面易有粗糙感。

全氟辛酸等全氟系列化合物則是依賴高分子鏈段極強的疏水性能，在皮革表面形成一層疏水的涂層，從而隔絕水分子對皮革基體的侵蝕，但是全氟辛酸等全氟系列化合物對人體、環境危害極大，很多國家已明確提出禁止在皮革、紡織等表面使用全氟辛酸等全氟化合物。

溶劑型硝化纖維素和溶劑型聚氨酯同理，高分子材料內含有的大量揮發性有機物也具有較大危害。

發明內容

本申請實施例通過提供一種防水型三聚氯氰改性石墨烯/硝化纖維素復合材料及其制備方法、應用，解決了現有技術采用無機非金屬材料、全氟辛酸等全氟化合物、溶劑型硝化纖維素、溶劑型聚氨酯，帶來的易團聚、相容性差、污染環境等技術問題，實現了環保防水的技術效果，且與硝化纖維素相比，吸水率可從≥100％下降至≤50％，水蒸氣透過系數可從≥50g·mm/(m2·h·kPa)下降至≤40g·mm/(m2·h·kPa)。

本申請實施例提供了一種防水型三聚氯氰改性石墨烯/硝化纖維素復合材料，包括

三聚氯氰改性石墨烯 2-200份

硝化纖維素 1000份

路易斯酸 1-50份。

進一步地，所述三聚氯氰改性石墨烯的制備方法為：

將1-10份氧化石墨烯超聲波分散于1000份有機溶劑水溶液中，而后加入50-200份三聚氯氰，20-80份中和劑，在-5℃～5℃下反應6-24h，而后逐漸升溫至35-50℃，蒸發除去有機溶劑水溶液，加入50-200份硅烷偶聯劑，5-40份中和劑，反應3-6h，得到三聚氯氰改性石墨烯分散液，將分散液抽濾、用有機溶劑水溶液洗滌3-5次，30℃下真空干燥6-12h，得到三聚氯氰改性石墨烯。

進一步地，所述三聚氯氰改性石墨烯的粒徑≤2500nm，粒徑分布系數≤0.5，粒徑分布系數小，分布均勻，與硝化纖維素相容性好。

進一步地，所述有機溶劑水溶液的制備方法為：

將800份丙酮或四氫呋喃或N,N-二甲基甲酰胺溶解在200份水中制得。

進一步地，所述中和劑選用相對分子質量小于300，具有弱堿性的有機材料或無機材料，優先選用碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、N,N-二異丙基乙胺中的至少一種。