Page 155 - 《精细化工》2022年第4期

第 4 期 吕 斌，等: LDH@MMT/MZBMSO 的制备及其在皮革中的阻燃性能 ·791·

飞机座椅、汽车坐垫、家具装饰等用革均对皮 化工有限公司；甘油，AR，天津市河东区红岩试剂
革阻燃性能的要求越来越高；波音公司要求飞机内 厂；NaOH，AR，天津市盛奥化学试剂有限公司；
部使用的皮具具有自熄性能；汽车坐垫用革在 QB/T ZBMSO，工业级，陕西韩城县油脂加工厂；山羊蓝
2729—2005 中提出了阻燃标准。因此，皮革的防火 湿革，工业级，河北晋中张家庄制革厂。
安全性备受关注。在皮革加工过程中，加脂是必不可 D8 Advance X 射线衍射仪、Vector-22 型傅里叶
[1]
少的工段，能使皮革柔软、丰满、有弹性 。皮革 变换红外光谱仪，德国 Bruker 公司；ZF-4 垂直燃烧
加脂剂所用的原料都是油脂，加脂后会有部分油脂 试验仪、HC-2C 氧指数测定仪，南京上元分析仪器
由于结合不稳定而迁移至皮革表面，直接成为易燃 有限公司；TGA Q500 热重分析仪，美国 TA 公司；
物，从而导致皮革易燃。所以，皮革加脂是使皮革制 PX-07-007 锥形量热仪，苏州菲尼克斯质检仪器有
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品的阻燃性能降低的主要原因 。为了解决这一问 限公司；GSD 四连转鼓，无锡新达轻工机械有限公
题，赋予加脂剂阻燃性可降低皮革易燃带来的危害。 司；S4800 场发射扫描电子显微镜，日本理学公司；
研究者利用含阻燃元素或本身具有阻燃结构的 Tecnai G2 F20 S-TWIN 透射电子显微镜，美国 FEI
材料对油脂进行改性以合成复合加脂剂，从而改善 公司；WD-067 皮革柔软度测定仪，万达科技仪器
[3]
加脂剂的阻燃性。引入的材料主要包括蒙脱土 、 股份有限公司。
[4]
[2]
层状双氢氧化物 、含磷化合物 等。其中，层状双 1.2 实验方法
氢氧化物（LDH）是一种带有正电荷的二维材料， 1.2.1 酸处理 MMT
[9]
具有组成和结构的可调控、热稳定、阻燃抑烟等性 首先，采用 3.20 mol/L HNO 3 溶液刻蚀 MMT ；
能 [5-6] 。蒙脱土（MMT）也属于二维层状材料，板 随后，将悬浮液进行离心水洗处理至中性，再经干
层所带电荷与 LDH 相反，具有较大的比表面积、良 燥研磨即可得到酸处理的 MMT，记为 a-MMT。
[7]
好的热稳定性和物理阻隔性 。课题组前期分别采 1.2.2 LDH 的制备
用丙酮改性 LDH、十六烷基三甲基氯化铵改性 用去离子水配制 0.1 mol/L 六水合硝酸镁、
MMT ，进而通 过原位法将 其引入到花 椒籽油 0.03 mol/L 九水合硝酸铝及 0.5 mol/L 尿素水溶液，
（ZBMSO）中，制备了改性 LDH/MZBMSO 加脂剂 各取 25 mL 混合后转移至水热反应釜中在 140 ℃下
[8]
及改性 MMT/ MZBMSO 加脂剂 ，将两种加脂剂一 反应 15 h，在 70 ℃下干燥 10 h 研磨可得到 LDH。
起应用于皮革加脂工艺中。与单一复合加脂剂加脂 1.2.3 复合材料 LDH@e-MMT 的制备
坯革相比，经两种复合加脂剂加脂后坯革的热释放 将 1.2.1 节制得的 a-MMT 配制成质量浓度为
48 g/L 的悬浊液，取悬浊液 25 mL 与均为 25 mL 的
总量降低最大，结果表明，MMT 和 LDH 一起引入
坯革中具有一定协同阻燃性能。 0.1 mol/L 六水合硝酸镁、0.03 mol/L 九水合硝酸铝
基于前期研究结果，本文拟设计、合成复合材 及 0.5 mol/L 尿素水溶液进行混合，超声 2 h 后，获
得了 e-MMT 与金属盐的混合液，将其转移至水热反
料 LDH@ 剥 离蒙脱土（ e-MMT ）， 将其引入到
应釜中，在 140 ℃下反应 15 h，在 70 ℃下干燥 10
ZBMSO 中来制备含有 e-MMT 和 LDH 两种材料的纳
米复合加脂剂 LDH@e-MMT/MZBMSO，通过垂直燃 h 研磨即可得到 LDH@e-MMT，其合成过程涉及的
烧 试验仪 、氧 指数测 定仪 、锥形 量热 仪考 察 反应式如（1）~（3）所示：
LDH@e-MMT/MZBMSO 对加脂坯革阻燃隔热抑烟 CH N O +3H O  2 2OH   2NH   4 CO （1）
2
4
2

性的影响，旨在提供一种性能优异的加脂剂，以提 CO + H O  2 CO 2 3  2H （2）
2
升加脂坯革的隔热抑烟性能。 e-MMT Mg 2  Al 3  OH   CO 2 3 
2
MgAl-CO LDH@e-MMT
1 实验部分 3
(LDH@e-MMT) （3）
1.1 试剂与仪器 1.2.4 复合加脂剂的制备
MMT（离子交换容量为 0.9 mmol/g），工业级， 复合加脂剂的制备过程参照文献[10]，分为降
河北省张家口市清河化工厂；HNO 3 ，AR，成都市 酸、磺化、酯化，不同之处在于选用的纳米材料不同。
科隆化学品有限公司；九水合硝酸铝，AR，上海麦 具体过程如下：将 30 g ZBMSO 置于三口烧瓶中，
克林生化科技有限公司；六水合硝酸镁、顺丁烯二 升温至 70 ℃，向其中加入含量为 12%（以 ZBMSO
酸酐、对甲苯磺酸，AR，天津市科密欧化学试剂有 质量计，下同）LDH@e-MMT 反应 0.5 h，升温至
限公司；尿素、甲醇、偏重亚硫酸钠，AR，天津市 130 ℃，再添加 0.60 g 浓 H 2 SO 4 作为催化剂，然后
天力化学试剂有限公司；H 2 SO 4 ，AR，河北省东昊 加入 1.13 g 甘油，保温反应 3 h；接着降温至 70 ℃，