一种环境友好的透明导电皮革的制备方法

本发明涉及一种环境友好的透明导电皮革的制备方法，特别涉及一种透明导电皮革、透明光学元件、透明医疗材料、柔性电子显示器件及其制备方法。

背景技术：

1、皮革是一种依次由肽链、胶原蛋白、胶原原纤维和胶原纤维组成的天然生物基材料，具有天然柔韧耐用、可生物降解的特点，因此在服饰箱包、汽车内饰方面有广泛的用途。然而，传统的皮革是不透明的，这限制了其在柔性显示屏、透明医疗材料、可穿戴柔性电子器件上的应用。导致传统皮革不透明的原因有两点，一是在皮革的内部结构中，皮革胶原纤维结构的折射率和皮革孔隙中空气的折射率相差较大，二是因为在皮革加工过程中鞣制大多会采用植鞣、铬鞣或铝鞣的方式，使其显现鞣剂的颜色。

2、现有透明皮革的生产方法中，有一种利用离子液体浸泡铬鞣革制备透明皮革的方法，最终产品不可避免的会带有铬鞣处理后的蓝色，透光率相对较低。以脱灰软化后的裸皮为原料，采用多官能团活性物质或多元醇处理也可以制备透明皮革，此方法生产的产品虽然透光率高且无色，但是由于未经过鞣制致使其耐用性较差。采用折射率相匹配原理同样可以制备透明皮革，但通过在裸皮内部原位聚合高分子取代了其原有骨架，失去了裸皮本身可生物降解的特点。

3、且现有透明皮革缺乏在导电方面的探索，限制了其在智能柔性电子设备、智能穿戴技术中的触摸屏、柔性电路板等领域的应用。此外，透明导电皮革还可以用于创造更具创新性和独特性的设计。通过添加导电功能，可以在透明皮革上实现更多样化的灯光效果、显示功能等，为产品增添更多的价值和吸引力。

4、因此，开发一种无色、透光率高且环境友好的透明导电皮革生产方法，对提高其品质和应用范围十分重要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种环境友好的透明导电皮革的制备方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

2、一方面，本发明提供一种环境友好的透明导电皮革的制备方法，包括以下步骤：

3、步骤1.膨胀：将脱灰软化后的裸皮在15-35℃下浸泡于酸或碱水溶液中1-14天；

4、步骤2.油鞣：将步骤1得到的皮称重，置于转鼓中，添加其重量100%-500%的油鞣剂后启动转鼓，在15-35 ℃鞣制2-48 h，使油鞣剂充分填充于皮的孔隙中；

5、步骤3.漂白脱色：将步骤2的得到的皮置于漂白液中，静置浸渍10-30 min；

6、步骤4.保水处理及干燥：将步骤3得到的皮取出，置于转鼓中，加入其重量150%-500%的保水剂，转动1-72 h，接着在40-60 ℃下绷板干燥6-72 h，含水量控制在20%-30%；

7、步骤5.透明导电溶液制备：将透明导电材料与溶剂或胶粘剂混合，制备成质量分数为2%-20%的导电溶液，确保混合均匀，以获得稳定的导电性能；

8、步骤6.导电处理：将步骤5制备的导电溶液添加于步骤4得到的透明皮革，在40-60℃下绷板干燥3-6 h。

9、在一些实施方式中，所述步骤1中的脱灰软化后的裸皮选自牛头层皮、牛二层皮、绵羊皮、山羊皮或猪皮中的一种。

10、在一些实施方式中，所述步骤1的酸选自硫酸、硝酸或盐酸中一种，碱为选自氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙中的一种。

11、在一些实施方式中，所述步骤2中的油鞣剂选自鱼油、羊毛脂、蓖麻油、橄榄油、菜籽油或亚麻籽油中的一种或多种。

12、在一些实施方式中，所述步骤3中的漂白液选自过氧化钠、过氧化氢、次氯酸钠、亚氯酸钠或草酸中的一种。

13、在一些实施方式中，所述步骤4中的保水剂选自丙二醇、山梨醇、聚乙二醇、甘油、透明质酸钠、尿素或海藻糖中的一种或多种。

14、在一些实施方式中，所述步骤2和4中转鼓的转速为80-150 r/min。

15、在一些实施方式中，所述步骤5中透明导电材料选自氧化铟锡(ito)、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)（pedot）、聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐（pedot:pss）、银纳米线（agnws）、铜氧化物（cu2o）中的任一种或它们的混合物，所述溶剂或胶粘剂为水、乙醇、异丙醇、四氢呋喃、1,2-二甲氧基乙烷（dme）、环氧树脂、丙烯酸酯树脂或聚氯酯中的一种或多种。

16、在一些实施方式中，所述步骤6中所述的导电溶液添加的方式选自喷涂、印刷、抽滤或浸渍中的一种或多种。

17、另一方面，本发明提供一种通过上述方法制备的透明导电皮革。

18、本发明的有益效果：

19、本发明选取脱灰软化后的裸皮作为原材料，研究开发了一种环保的透明导电皮革的制备工艺，通过膨胀、漂白、转鼓鞣制等步骤，可以得到透光率优异的透明皮革。使用转鼓鞣制可以使油鞣剂及保水剂充分填充于肿胀的裸皮纤维之间，明显增强反应原料与裸皮的结合力，形成更加坚韧的骨架，使透明皮革具有较强的耐摩擦性、抗拉伸性。同时，添加透明导电材料，使其具备良好的电学性能。采用的原料在生产和处理过程中对环境影响相对较小，最终产品能够在自然环境中通过微生物作用分解，能够降低对环境和生态系统的损害，符合当前的环保标准和可持续发展要求。

20、本发明通过工艺改进，选取不同油鞣剂、漂白剂、保水剂、透明导电材料，采用转鼓鞣制的方式制备了可用于柔性显示屏的高透光率、耐摩擦、抗拉伸、导电性优良且环境友好的透明皮革。

技术特征：

1.一种环境友好的透明导电皮革的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的脱灰软化后的裸皮选自牛头层皮、牛二层皮、绵羊皮、山羊皮或猪皮中的一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1的酸选自硫酸、硝酸或盐酸中一种，碱为选自氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙中的一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的油鞣剂选自鱼油、羊毛脂、蓖麻油、橄榄油、菜籽油或亚麻籽油中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3中的漂白液选自过氧化钠、过氧化氢、次氯酸钠、亚氯酸钠或草酸中的一种。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤4中的保水剂选自丙二醇、山梨醇、聚乙二醇、甘油、透明质酸钠、尿素或海藻糖中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2和4中转鼓的转速为80-150r/min。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤5中透明导电材料选自氧化铟锡(ito)、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)（pedot）、聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐（pedot:pss）、银纳米线（agnws）、铜氧化物（cu2o）中的任一种或它们的混合物，所述溶剂或胶粘剂为水、乙醇、异丙醇、四氢呋喃、1,2-二甲氧基乙烷（dme）、环氧树脂、丙烯酸酯树脂或聚氯酯中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤6中所述的导电溶液添加的方式选自喷涂、印刷、抽滤或浸渍中的一种或多种。

10.权利要求1-9中任一权利要求所述的制备方法得到的一种环境友好的透明导电皮革。

技术总结本发明公开了环境友好的透明导电皮革的制备方法，包括：将脱灰软化后的裸皮在15‑35℃下浸泡于酸或碱水溶液中1‑14天；将得到的皮置于转鼓中，添加其重量100%‑500%的油鞣剂后启动转鼓，在15‑35℃鞣制2‑48 h；将得到的皮置于漂白液中，静置浸渍10‑30 min；将得到的皮取出，置于转鼓中，加入其重量150%‑500%的保水剂，转动1‑72 h，接着在40‑60℃下绷板干燥6‑72 h，含水量控制在20%‑30%；将透明导电材料与溶剂或胶粘剂混合，制备成质量分数为2%‑20%的导电溶液；将制备的导电溶液添加于得到的透明皮革，在40‑60℃下绷板干燥3‑6 h。该方法制备的透明导电皮革具有良好的透光率、耐摩擦性能、拉伸性能、电学性能且环境友好，具有可应用于柔性显示屏、透明光学元件等领域的广阔前景。技术研发人员：霍峰蔚,吴健生,刘云清,张瑞,胡适,沈诗怡受保护的技术使用者：南京工业大学技术研发日：技术公布日：2024/11/14