粉末皮革加脂剂的研制

    中国鞋网8月26日讯　    摘要

    采用喷雾干燥的方法,将油状或膏状的皮革加脂剂变成粉末状产品。介绍了成粉助剂的筛选、喷雾方法的选择及各种工艺参数的优化过程。

    关键词 粉末，加脂剂，皮革

    中图分类号TQ64

    在制革生产所用的4种主要皮革化工材料(鞣剂、加脂剂、染料、涂饰剂)中,皮革加脂剂是用量最大的一种。它能显著改善皮革的手感,使皮革柔软耐折,丰满有弹性,提高成革的强度;有些加脂剂还具有使皮革防水、防尘、增加绒面革的丝光感等特殊功能。

    目前,加脂剂主要有2种形态:油状(液态)或膏状。这些油状或膏状产品,在使用过程中存在以下几点不足之处:(1)油状或膏状加脂剂产品中都含有一定量的水分,且一般用铁皮桶或塑料桶包装,因此废桶的回收利用不是很方便;(2)有些产品水分含量高达50%(如膏状的结合型加脂剂),有效物含量低,白白增加运输费用;(3)包装在桶中的油状或膏状产品,既不便于使用,也不便于准确计量;(4)油状物或膏状物的存贮期只有1年左右。超过存贮期的加脂剂,可能发生分层而影响其使用性能。

    为了克服上述缺陷,将加脂剂粉末化是一种很有意义的尝试。粉末加脂剂与油状或膏状的同类产品相比,其优越性是显而易见的:(1)去除了绝大部分水分的粉末加脂剂可以用塑料袋、纸袋包装和运输,既方便又省运费;(2)粉末加脂剂克服了油状或膏状产品在使用过程中出现的粘、洒现象,便于取用和准确计量;(3)不存在油水分层现象,贮存期延长;(4)虽然与油状或膏状产品相比,粉末加脂剂在生产上多了一道喷雾干燥工序,但产品在包装、运输费用上的下降及贮存、使用过程中损耗的减少,足以抵消喷雾干燥工序的费用,降低产品的最终成本。

    1加脂剂粉末化的方法及原理[1]

    将油状或膏状产品粉末化的方法有许多种,其中喷雾干燥是最常用的,此方法在食品、医药行业已产生许多成功的效果。喷雾干燥法是将水溶性原料在加热的空气中微粒化,随后,瞬间制造出粉末产品的单元操作。把直径=100μm的水乳液粒子在200℃的空气中放置0.7s即可完全干燥。

    皮革加脂剂种类繁多,目前国内外不同牌号的皮革加脂剂产品不下数百种,但归根结底,其组成成分,不外乎天然动植物油、矿物油及它们的改性物。加脂剂化学改性的方法有硫酸化、磷酸化、氯化、氯磺化、酯化、酯交换等。目前使用的加脂剂几乎没有单一组分的,而是多种组分的天然动植物油、矿物油或其改性物复配而成。因此,从其组分来看,皮革加脂剂通过喷雾干燥的方法,成为粉末状产品是完全可能的。

    粉末皮革加脂剂的生产前期与通常的油状或膏状产品基本相同,其不同之处仅在于生产后期,即在加脂剂中添加适量、恰当的成粉助剂,并将加脂剂的浓度和粘度调整到适当的大小,用喷雾干燥机喷雾成粉,经过陈化、过筛,就得到了粉末加脂剂产品。其基本工艺流程为:

    按常规法生产油状或膏状加脂剂→添加喷雾成粉助剂→均质→调整浓度和粘度→喷雾成粉→陈化→过筛→包装→成品。

    喷雾成粉的方式有离心喷雾法和压力喷雾法两种。离心喷雾法是用直径为200-500mm的旋转圆盘,沿半径方向的内部有若干个液流通道(小孔),圆盘以10000r/min左右的速度旋转,把从高位槽落入盘中心的物料在离心力的作用下,经孔眼被分散成雾状液滴。它特别适合于高粘度产品的喷雾干燥。当圆盘的转速改变时,可以很容易地改变粉末微粒的直径。离心喷雾法生产的产品微粒大小均匀,但它存在着操作技术要求高和设备维修困难的缺点。

    压力喷雾法主要由压力喷嘴内的涡旋室和喷嘴头部的小孔构成液流通道。工作时,被喷流体用1.75-3.45MPa的高压泵输入喷头内,流体在涡旋室以旋转运动方式经喷嘴小孔向外呈雾状喷出,其构造简单,容易操作和维修,只是对粘度较高的流体不适用。

    2加脂剂喷雾干燥成粉的工艺要点

    2.1成粉助剂

    在粉末加脂剂的生产过程中,喷雾成粉助剂一般采用淀粉或麦草糊精。从生产成本和成粉效果综合考虑,以添加含支链较少的玉米淀粉或土豆淀粉为宜。不同种类的加脂剂,所需添加的成粉助剂的量不同,一般在1%-5%(以加脂剂有效物含量计)范围内,油状的加脂剂所需添加的成粉助剂要多一些。

    2.2浓度和粘度

    浓度和粘度调整的基本原则,是在不影响喷雾成粉的前提下,被喷物料中的水分含量越少越好。油状加脂剂被喷前水分含量一般在10%-20%,膏状加脂剂被喷前水分含量一般调整到60%-70%范围内。

    2.3喷雾塔的工艺控制参数

    对于粘度较大的膏状加脂剂,易采用离心喷雾的方式;对于油状的加脂剂,宜采用压力喷雾的方式。无论是离心喷雾还是压力喷雾,喷雾塔可变的工艺参数有:进风温度、进风流量、流化床进风温度、出风温度、进料流量、进料温度等。对于压力喷雾,可变工艺参数还有气流压力,对于离心喷雾,可变工艺参数还有圆盘转速。加脂剂种类、组成及形态不同,这些工艺参数也不尽相同。

    2.4产品性能举例

    按参考文献[2]中所采用的方法,合成、复配AP型烷基磷酸酯防水加脂剂(膏状,有效物含量约50%)。按专利CN1212288A说明书中所述方法进行喷雾干燥。所得产品的一些性能指标为:淡黄色粉末,粒度≤40目,水分含量≤4%,有效物含量≥94%,贮存期≥24个月。在60℃水中(W加脂剂∶W水=1∶9)搅拌2min即完全溶解,乳液pH=6.5左右,12h不分层。粉末产品用于皮革加脂时,效果与膏状产品完全一样,但用量比膏状产品减半即可。

    参考文献

    [1]高奎元译.食品干燥原理与技术基础.北京:轻工业出版社,1986

    [2]丁克毅.AP防水加脂剂的研制.四川大学(成都科技大学)硕士学位论文,1994,6