Modification of Polyurethane Finishing Agent Using Collagen Hydrolysate from Chrome Shavings

Abstract

Finishing with traditional polyurethane finishing agents often dramatically decreases the permeability of finished leathers. Continuing attempts have been made in recent years to develop aqueous polyurethanes (PU) finishing agents with better overall balance of properties while retaining characteristic high durability. Research in our industry has also included many studies to optimize use of the collagen available from in chrome shavings. Collagen hydrolysate may contain a number of hydrophilic groups such as carboxylic, hydroxylic, amino, imino, and amid. The reactions between these collagen hydrolysate active groups and the urethane reactive groups (-NCO) resulted in the synthesis of new polyurethane finishing agents which offered increased permeability. The optimum collagen hydrolysate modifying condition for this polyurethane finishing agent was found to be: DMPA, 5% of the monomers by weight, reaction temperature of 80 °C and reaction time of 2.5 hours. When the collagen hydrolysate is in the range of 0.6-0.8% of IPDI by weight, a range of good properties is achievable. For example, when collagen hydrolysate is 0.6% of IPDI by weight, the modified polyurethane finishing agent has high strength appropriate for use in basecoat or topcoat finishes. When the collagen hydrolysate is 0.8% of IPDI by weight, the modified polyurethane finishing agent has good elongation at break and extensibility, indicating a potential application in leather sealing finishes.RESUMENEl acabado con los tradicionales agentes de poliuretano muy a menudo disminuyen dramáticamente la permeabilidad [a los gases]de los cueros terminados. Continuados intentos se han efectuado durante los últimos años para desarrollar agentes de acabado basados en poliuretanos (PU) acuosos con propiedades más ecuánimes, pero reteniendo su característica alta durabilidad. Investigación en nuestra industria ha incluido muchos estudios para optimizar el uso del colágeno disponible desde rebajaduras de cuero al cromo. Hidrolizados del colágeno podrían contener un número de diversos grupos hidrófilos tales como carboxilo, hidroxilos, amino, imino y amida. La reacción entre estos grupos activos en los hidrolizados y los grupos reactivos en los uretanos (-NCO) resultó en la síntesis de nuevos agentes de acabado poliuretánicos con incrementada permeabilidad. La óptima condición del hidrolizado para este agente modificado de acabado poliuretánico se encontró ser: DMPA, 5% por peso de los monómeros, temperatura de reacción de 80 °C y tiempo de reacción 2.5 horas. Cuando el hidrolizado de colágeno es del orden de 0,6-0,8% del IPDI por peso, un rango de buenas propiedades es alcanzable. Por ejemplo, cuando el hidrolizado de colágeno es 0,6% del IPDI por peso, el agente de acabado de poliuretano modificado confiere alta resistencia apropiada para la capa de base o la del acabado final. Cuando el hidrolizado del colágeno es 0,8% del IPDI por peso, el agente de acabado resultante del poliuretano modificado tiene buena elongación a la rotura y extensibilidad, indicando su potencial aplicación en acabados para cuero sellantes.