一种环保无甲醛无铬鞣剂制配方法以及生态制革应用与流程

本发明涉及皮革加工，特别是一种环保无甲醛无铬鞣剂制配方法以及生态制革应用。

背景技术：

1、铬鞣法因其工艺成熟、鞣制效果好，长期以来在制革工业中得到了广泛应用，然而，铬鞣对环境造成很大污染，给环保工作带来很大难度；含铬制品在消费后还会对环境造成二次污染，随着对重金属铬污染的日益重视，铬鞣法所引发的环境风险问题正制约着皮革工业的可持续发展，制革含铬废水主要来源于铬鞣、复鞣和染色工段，废水中铬的存在形态复杂，经过常规混凝沉淀预处理仍然难以稳定达标排放；在寻求铬鞣替代方案的过程中，醛鞣曾被广泛研究和使用，但甲醛鞣制的主要缺点是皮板的柔软丰满性不足，且在生产过程中甲醛的挥发会影响操作人员的健康，同时甲醛对环境污染也较大，含甲醛的皮革制品在使用过程中可能释放游离甲醛，对消费者的健康存在潜在危害；

2、因此，开发不含铬和甲醛的环保鞣剂及其配套的生态制革设备，从源头上避免铬资源消耗、含铬废弃物污染以及游离甲醛的危害，已成为皮革工业最重要的发展方向之一，现有技术中虽然已有一些无铬鞣剂的报道，但在鞣剂制备方法的可控性、鞣制效果的稳定性以及与制革设备的匹配性等方面仍存在不足，同时，缺乏专门针对无铬无醛鞣剂使用特点设计的生态制革设备，影响了无铬无醛鞣制技术的推广与应用效率，鉴于此，针对上述问题深入研究，遂有本案产生。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种环保无甲醛无铬鞣剂制配方法以及生态制革应用，解决了现有的制革含铬废水中的铬形态复杂，常规处理难以稳定达标排放，含铬废弃物还会造成二次污染，六价铬的致癌风险更对人体健康构成威胁，铬鞣法的环境风险正制约着皮革工业的可持续发展，醛鞣虽被广泛研究和使用，但存在皮板柔软丰满性不足、生产过程中甲醛挥发危害操作人员健康、成品革可能释放游离甲醛危害消费者等缺陷，现有无铬鞣剂技术在制备方法的可控性、鞣制效果的稳定性等方面仍有待提升，目前缺乏专门针对无铬无醛鞣剂使用特点设计的配套生态制革设备，导致鞣剂性能难以充分发挥，制约了无铬无醛鞣制技术的推广与应用效率的问题。

2、实现上述目的本发明的技术方案为：一种用于环保无甲醛无铬鞣制的生态制革设备，包括底板，所述底板上端固定安装有过滤箱体，所述过滤箱体顶端固定安装有处理箱体，所述处理箱体内两侧分布有清水池以及鞣制剂池，所述处理箱体内前端安装有提升架，所述处理箱体后端两侧对称安装有两个操作架，两个所述操作架上端分别安装有理顺器以及鞣制器，所述过滤箱体与处理箱体之间连接有循环过滤器；

3、所述提升架包括电机，所述电机固定安装于所述过滤箱体上端前侧中心处，所述电机驱动端连接有丝杆，所述丝杆顶端通过轴承活动嵌装贯穿于所述处理箱体前端下壁面处，所述处理箱体内两侧壁面前端固定安装有两个安装槽，两个所述安装槽内活动嵌装有升降板，所述升降板中心处活动套装于所述丝杆外侧，所述升降板上端固定安装有两个斜板，两个所述斜板上端固定安装有滑动安装器。

4、优选的，所述滑动安装器包括滑轨，所述滑轨固定安装于两个所述斜板上端一侧，两个所述斜板上端另一侧均匀分布有若干滑槽，所述滑轨内活动安装有第一滑块，所述第一滑块一侧连接有安装架，所述安装架上端一侧通过螺栓安装有第一压板，所述安装架另一侧下方活动安装有第二滑块，所述第二滑块上方通过螺栓安装有第二压板，所述第二压板位于所述安装架上方，所述第二滑块底端活动嵌装于其中一个所述滑槽内。

5、优选的，两个所述操作架包括两个直线模组，两个所述直线模组分别垂直安装于所述处理箱体后壁面两端，两个所述直线模组驱动端连接有两个连接架。

6、优选的，所述理顺器包括驱动架，所述驱动架倾斜安装于其中一个所述连接架下端，所述驱动架内活动安装有输送带。

7、优选的，所述鞣制器包括操作板，所述操作板倾斜安装于两一个所述连接架下端，所述操作板下壁面处均匀分布有若干凸起。

8、优选的，其中一个所述斜板上壁面处均匀分布有若干凹槽，若干所述凹槽分别与若干所述凸起错位分布。

9、优选的，所述循环过滤器包括两个过滤腔，两个所述过滤腔分别位于所述过滤箱体内两侧，所述处理箱体后壁面下端两侧连接有两个连通管，两个所述连接管底端分别与两个所述过滤腔后壁面顶端连通，两个所述过滤腔内中心处固定安装有两个滤片，两个所述过滤腔内前端固定安装有两个泵体，两个所述泵体出液端连接有两个回流管，两个所述回流管顶端分别与清水池以及鞣制剂池外壁顶端连通。

10、优选的，所述滑轨侧壁两端开设有两个螺纹孔，两个所述螺纹孔内活动嵌装有两个定位螺杆，其中一个所述定位螺杆一端与所述第一滑块侧壁接触。

11、一种环保无甲醛无铬鞣剂制配方法，包括以下操作步骤：s1：原料称量与检验，按重量份称取以下原料：硫酸锆12～18份、硫酸铝8～12份、硫酸氧钛5～8份、酒石酸3～5份，对所用原料分别进行外观检验和纯度检测，确保各原料符合工业级及以上质量标准；

12、s2：将步骤s1称取的硫酸锆加入反应容器中，加入相当于硫酸锆质量2～3倍的去离子水，在常温条件下以200～400r/min的转速搅拌15～30min，直至硫酸锆完全溶解，得到质量浓度为25%～45%的硫酸锆溶液；

13、s3：将步骤s1称取的硫酸铝加入另一反应容器中，加入相当于硫酸铝质量2～3倍的去离子水，在常温条件下以200～400r/min的转速搅拌10～20min，直至硫酸铝完全溶解，得到质量浓度为25%～40%的硫酸铝溶液；

14、s4：将步骤s1称取的硫酸氧钛加入第三反应容器中，加入相当于硫酸氧钛质量3～4倍的去离子水，在常温条件下以200～400r/min的转速搅拌20～30min，直至硫酸氧钛完全溶解，得到质量浓度为20%～30%的硫酸氧钛溶液；

15、s5：将步骤s1称取的酒石酸加入适量去离子水中，配制成质量浓度为30%～40%的酒石酸溶液；

16、s6：将步骤s2配制的硫酸锆溶液和步骤s3配制的硫酸铝溶液依次加入反应釜中，在常温条件下以300～500r/min的转速搅拌20～30min，使锆离子和铝离子充分混合均匀，得到锆铝混合金属盐溶液；

17、s7：向步骤s6所得锆铝混合金属盐溶液中缓慢滴加步骤s5配制的酒石酸溶液，滴加速度控制在2～5ml/min，滴加过程中持续搅拌，酒石酸滴加完成后，继续常温搅拌30～60min，使酒石酸与锆离子、铝离子充分配位，形成稳定的锆铝酒石酸配合物；

18、s8：将步骤s4配制的硫酸氧钛溶液缓慢加入步骤s7所得蒙囿处理后的锆铝混合液中，加料速度控制在5～10ml/min，加入过程中以300～500r/min的转速持续搅拌，硫酸氧钛全部加入后，继续搅拌20～30min，得到锆铝钛三元混合金属盐溶液；

19、s9：向步骤s8所得锆铝钛三元混合金属盐溶液中补加酒石酸1～2份，在常温下继续搅拌30～60min，通过二次蒙囿处理，使酒石酸与钛离子进一步配位，形成稳定的锆铝钛酒石酸多金属异核配合物结构；

20、s10：将步骤s9所得经二次蒙囿处理的多金属混合溶液在反应釜中加热升温至50～70℃，在搅拌条件下持续反应2～4小时，反应过程中，锆、铝、钛三种金属离子通过酒石酸的桥联作用进一步缩合，形成结构稳定的多金属异核配合物，反应温度优选控制在60～65℃，反应时间优选3小时；

21、s11：步骤s10复合反应结束后，采用质量浓度为5%～10%的碳酸钠溶液缓慢调节反应体系的ph值至1.2～1.5，调节过程中需缓慢滴加并持续搅拌，避免局部ph过高导致金属离子沉淀，ph调节完成后，继续在50～60℃条件下搅拌30min，使多金属配合物结构在设定ph条件下进一步趋于稳定；

22、s12：将步骤s11所得反应体系降温至40～45℃，停止搅拌，静置陈化2小时，陈化过程中，多金属配合物结构进一步重排与完善，鞣剂的综合鞣性得到提升；

23、s13：将步骤s12陈化结束后所得的液态环保无甲醛无铬多金属复合鞣剂送入喷雾干燥设备进行干燥处理，控制喷雾干燥的工艺参数为：进风温度110～130℃，进料量8～12ml/min，风量80%～100%，经喷雾干燥后，即得粉状环保无甲醛无铬鞣剂产品；

24、s14：将步骤s13所得粉状鞣剂产品过80～120目筛，去除可能存在的少量团聚颗粒，确保产品粒度均匀，将过筛后的产品装入防潮密封包装袋中，密封后存放于阴凉干燥处，避免受潮；

25、s15：在使用时，将粉状环保无甲醛无铬鞣剂产品使用温水溶解，添加至鞣制剂池内。

26、利用本发明的技术方案制作的一种环保无甲醛无铬鞣剂制配方法以及生态制革应用，本案提供的鞣剂制备方法全程不引入铬和甲醛，所制得的鞣剂产品不含铬和甲醛，使用时从源头上避免了六价铬的致癌风险，和游离甲醛对操作人员及消费者的健康危害，制革废水和废渣中不含铬，易于处理，可有效解决传统铬鞣废水处理难度大、运行成本高的技术难题；

27、通过硫酸锆、硫酸铝、硫酸氧钛三种金属盐的复配以及酒石酸的分步蒙囿处理，形成了稳定的锆、铝、钛、酒石酸多金属异核配合物结构，所制得的鞣剂对皮革具有良好的鞣制效果，能够有效提高皮革的收缩温度，使成品革丰满柔软，克服了传统无铬鞣剂鞣制效果不佳的缺陷；

28、采用分步溶解、分步蒙囿、梯度升温复合反应、精确ph调节及陈化等工序，各步骤条件明确、参数可控，有利于工业化批量生产，保证了产品质量的稳定性；

29、采用的提升架可将皮革平稳送入处理箱体，理顺器对皮革进行整理抚平，鞣制器通过其下壁面的若干凸起与斜板上的凹槽错位配合，对皮革进行均匀的按压与揉搓，有效促进了鞣剂在皮革纤维中的渗透与结合，显著提升了鞣制效率和均匀性；

30、通过循环过滤器将处理箱体中的清水池和鞣制剂池分别与过滤箱体中的两个过滤腔连通，鞣制废液经过滤后可回流至鞣制剂池重复使用，减少了鞣剂的浪费和废液排放，降低了生产成本，实现了清洁化生产；

31、设备整体结构设计紧凑，提升架、滑动安装器、操作架、理顺器和鞣制器等部件配合协调，自动化程度高，操作简便，适用于工业化大规模生产。