CN102181255B - 利用地沟油制备热熔压敏胶的方法 - Google Patents
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Abstract
利用地沟油制备热熔压敏胶的方法，涉及一种利用地沟油为主要原料制备压敏胶的方法。其制备方法是将预处理后的精炼地沟油，按比例加入多元醇后加热脱水；再氢氧化锂催化于190～220℃条件下醇解4~6小时；然后加入二元酸（酐）和硫酸催化剂在210～220℃下进行缩聚反应合成不干性醇酸树脂；最后加入适量的增粘剂调配制得热熔压敏胶。该方法为地沟油的利用开辟了一条新的途径，有利于防止其流回餐桌，所得产品价格低廉，主要原料不依赖石油资源，对缓解石油危机也极为有益。
Description
技术领域
本发明属于精细化工技术领域，涉及一种以地沟油为基本原料制备热熔型压敏胶的方法。
背景技术
地沟油是餐饮行业及家庭下水道收集的垃圾油。我国每年产生的地沟油至少300-500万吨。其中一部分作为生活垃圾未经处理排放，污染生态环境；大量的地沟油经过简单的加工处理后又返回到餐桌为人们所食用。然而人体长期摄入会使细胞功能衰竭，诱发多种疾病，甚至致癌，严重威害人体健康。因此，尽快实现地沟油的处理和利用，达到减少水体环境污染，最大限度地提高地沟油的使用价值，具有重要的开发价值和社会意义。
目前国内外已开发出一些利用地沟油生产生物柴油、肥皂、甘油、油漆及矿石浮选剂等方面的技术。地沟油综合利用都必须经过预处理，即将地沟油进行过滤除杂、干燥、脱色等工艺处理得到精炼地沟油，再经过化学反应过程深加工成产品。
日本、英国等发达国家的做法是垃圾严格分类收集，餐饮店经营者或是普通居民家必须将用过的食用油分开保存，自行送到废油回收点。近几年,由政府牵头,日本很多城市都增加了废弃油回收点的数量。回收上来的废弃食用油，经过去除杂质等简单步骤后，再由回收公司按照不同使用途径送到肥皂、饲料、涂料生产企业以及废弃食用油资源化企业。日本东京一家研究所的一项调查结果显示，日本国内一年的食用油消费量为200万吨，由此产生的废弃食用油为40万吨。其中20万吨来自于餐饮行业的废弃食用油，绝大部分得到了充分回收再利用。 用于制造肥皂、饲料、涂料，以及给垃圾车提供燃料。（沈鹏等. 地沟油的综合利用技术综述. 环境与可持续发展. 2010,6. 第11页）
近年来我国地沟油的综合利用也开展得如火如荼。其中以转化为生物柴油代表的地沟油废物利用，作为替代能源，能够缓解目前能源供应紧张的局面，重要的是避免地沟油重新流向餐桌，损害人体健康。这本是百利而无害的产业，但这一朝阳产业正在受到诸多因素的困扰：
（1）随着各地地沟油再加工项目建设的兴起，对地沟油的需求也不断增大，地沟油收购价不断上涨，而生物柴油定价受到抑制，相关企业利润微薄。
（2）国家对生物柴油生产企业的税费扶持政策和力度远远不足，相关企业仅靠生产生物柴油难以为继。
（3）目前我国还没有建立规范的废弃油脂收集、流通、管理体系，不少餐饮企业为了暴利，把泔水等卖给非法加工点制作重新勾兑生产添加了地沟油的食用油或制作伪劣食品，正规油化企业收不到地沟油进行深加工。（邬智高等，地沟油的应用研究进展. 广西轻工业. 2010，7，第28页）。
而地沟油的其它利用途径工艺还不够成熟，难以形成对地沟油规模化需求，因此这些变废为宝的利用途径并没有有效的阻止其重返餐桌。
压敏胶俗称不干胶，是一种使用非常广泛的材料，在包装、办公、医疗、汽车制造等行业发挥重要作用。现今国内外生产的压敏胶大多以聚丙烯酸酯、SBS、SIS或EVA等合成树脂为主要原料，依赖于石油资源，这不仅提高了生产成本也加剧了石油资源的枯竭。并且使用后不易回收、不易降解，这给人类环境带来了严重的危害。
随着能源短缺及社会对无毒害无污染产品的需求，天然高分子改性及以天然产物为原料合成高分子已经重新受到人们的重视。其中通过以植物油为原料合成改性醇酸树脂也已成为研究的热点。使用半干性大豆油与不干性蓖麻油混合以PbO为催化剂在210℃～220℃醇解后，于氮气保护在220℃下酯化制备出一种改性醇酸树脂不干胶。（双组分改性醇酸树脂不干胶的研究. 南昌大学学报.2010.6.131-133）。
使用不干性蓖麻油制备溶脂性医用不干胶。上述压敏胶主要使用豆油及蓖麻油先醇解后再酯化而制得，是一种新颖的压敏胶，但是其原料成本较高。（溶脂性医用不干胶的研制. 精细化工.2003.4.250-253）。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用地沟油制备热熔压敏胶的方法，该方法以便宜的地沟油为主要原料，在精炼地沟油中加入多元醇，使之生产出绿色环保的醇酸树脂类热熔型压敏胶。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
利用地沟油制备热熔压敏胶的方法，该方法包括如下工艺过程：首先采用在精炼地沟油中加入多元醇，醇解得到地沟油的二羟基脂肪酸酯；然后加入二元酸或酸酐进行酯化缩聚反应得到不干性醇酸树脂；最后填加增粘剂等辅料制成压敏胶，具体步骤是：
第一步：将精炼地沟油与多元醇按质量比混合加入反应器中，加热蒸出原料内部水分，即脱水处理；
第二步：加入氢氧化锂催化剂，通氮气保护，缓慢升温190～220℃，使其醇解4～6小时，得到地沟油的二羟基脂肪酸酯；
第三步：降温到80℃左右，加入多元酸或酸酐，升温到210～220℃，维持此温度3～8h，使其充分发生缩聚反应，得到不干性醇酸树脂即为压敏胶的主体树脂；
第四步：降温至100℃左右，加入增粘剂辅料，搅拌均匀后出料。
所述的利用地沟油制备热熔压敏胶的方法，其所述精炼地沟油，用量为总质量的45%~75%；多元醇为甘油、三乙醇胺或季戊四醇，脱水后与精炼地沟油进行催化醇解反应，得到二羟基脂肪酸酯，多元醇质量份数为10%~20%；二元酸或其酸酐为对苯二甲酸、邻苯二甲酸酐或顺丁烯二酸酐，与二羟基脂肪酸酯缩聚得到不干性醇酸树脂，其用量为总质量的10%~30%；合成不干性醇酸树脂后加入增粘剂调配制得热熔压敏胶；增粘剂是松香树脂、热塑酚醛树脂、萜烯树脂或石油树脂，其用量为总质量的0%~15%。
由于地沟油是各种动植物的混合油且含有较多的杂质，因此需要进行必要的预处理，以得到所需纯度和色泽的油脂。本产品的质量好坏关键取决于所制备的醇酸树脂的分子量的大小，为了能得到合适的分子量的醇酸树脂故先让地沟油与甘油（丙三醇）、三乙醇胺或季戊四醇进行催化醇解，得到二羟基脂肪酸酯；然后加入二元酸或其酸酐进行缩聚反应，得到不干性醇酸树脂。
以使用甘油为多元醇，苯酐为酸酐为例，其反应式如下（R1,R2,R3为脂肪烃基）：
醇解反应
缩聚反应
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明作进一步详细说明。
实例（一）：
1.以精炼地沟油为主要原料，其它原料百分含量如下表所示：
| 精炼地沟油 | 53.3% |
| 甘油 | 11.1% |
| 氢氧化锂 | 0.3% |
| 邻苯二甲酸酐 | 26.6% |
| 浓硫酸 | 0.3% |
| 石油树脂 | 8.4% |
2．制备步骤：
按上述配比，将精炼地沟油与甘油混合加入反应器中，升温至100℃以上进行脱水处理；然后加入氢氧化锂并通氮气保护，缓慢升温200℃，使其醇解5h；降温到80℃左右，加入邻苯二甲酸酐以浓硫酸为催化剂调节pH使其体系为强酸性，升温到210℃，维持此温度3h，使其充分发生缩聚反应，得到不干性醇酸树脂。降温至100℃左右加入增粘剂石油树脂，搅拌均匀后出料，即为热熔型压敏胶。将其加热熔融在牛皮纸上涂膜得到压敏胶带进行测试。
3．所得压敏胶技术指标
| 项目 | 参数 | 检测方法 |
| 树脂软化点 | 62℃ | 环球法 |
| 初粘性 | 62mm | GB/T4852—2002 B法 |
| 持粘性 | 0.020mm/s | GB/T 4851—1998 |
| 剥离强度 | 0.8KN/m | GB7754—87 |
实例（二）：
1.以精炼地沟油为主要原料，其它原料百分含量如下表所示：
| 精炼地沟油 | 73.4% |
| 季戊四醇 | 11.2% |
| 氢氧化锂 | 0.4% |
| 顺丁烯二酸酐 | 14.6% |
| 浓硫酸 | 0.4% |
| 增粘剂 | 0 |
2．制备步骤：
按上述配比，将地沟油与甘油混合加入反应器中，升温至100℃以上进行脱水处理；然后加入氢氧化锂并通氮气保护，缓慢升温190℃，使其醇解6h；降温到80℃左右，加入顺丁烯二酸酐，以浓硫酸为催化剂调节pH使其体系为强酸性，升温到210℃，维持此温度4h，使其充分发生缩聚反应，得到不干性醇酸树脂。降温至100℃左右出料。
3．所得压敏胶技术指标
| 项目 | 参数 | 检测方法 |
| 树脂软化点 | 55℃ | 环球法 |
| 初粘性 | 73mm | GB/T4852—2002 B法 |
| 持粘性 | 0.023mm/s | GB/T 4851—1998 |
| 剥离强度 | 0.5KN/m | GB7754—87 |
实例（三）：
1.以精炼地沟油为主要原料，其它原料百分含量如下表所示：
| 精炼地沟油 | 45.5% |
| 三乙醇胺 | 15.5% |
| 氢氧化锂 | 0.2% |
| 对苯二甲酸 | 25.4% |
| 浓硫酸 | 0.2% |
| 松香树脂 | 13.2% |
2．制备步骤：
按上述配比，将地沟油与甘油混合加入反应器中，升温至100℃以上进行脱水处理，然后加入氢氧化锂并通氮气保护，缓慢升温190℃，使其醇解4h；降温到80℃左右，加入对苯二甲酸，以浓硫酸为催化剂调节pH使其体系为强酸性，升温到210℃，维持此温度8h，使其充分发生缩聚反应，得到不干性醇酸树脂。降温至100℃左右加入松香树脂，待松香树脂熔化后，搅拌10min左右，使地沟油醇酸树脂与松香树脂充分混合均匀，出料。
3．所得压敏胶技术指标
| 项目 | 参数 | 检测方法 |
| 软化点 | 67℃ | 环球法 |
| 初粘性 | 55mm | GB/T4852—2002 B法 |
| 持粘性 | 0.018mm/s | GB/T 4851—1998 |
| 剥离强度 | 1.5KN/m | GB7754—87 |
Claims (1)
1.利用地沟油制备热熔压敏胶的方法，其特征在于，该方法包括如下工艺过程：首先采用在精炼地沟油中加入多元醇，醇解得到地沟油的二羟基脂肪酸酯；然后加入二元酸或酸酐进行酯化缩聚反应得到不干性醇酸树脂；最后填加增粘剂辅料制成压敏胶，具体步骤是：
第一步：将精炼地沟油与多元醇按质量比混合加入反应器中，加热蒸出原料内部水分，即脱水处理；
第二步：加入氢氧化锂催化剂，通氮气保护，缓慢升温190～220℃，使其醇解4～6小时，得到地沟油的二羟基脂肪酸酯；
第三步：降温到80℃左右，加入多元酸或酸酐，升温到210～220℃，维持此温度3～8h，使其充分发生缩聚反应，得到不干性醇酸树脂即为压敏胶的主体树脂；
第四步：降温至100℃左右，加入增粘剂辅料，搅拌均匀后出料；
所述精炼地沟油，用量为总质量的45%~75%；多元醇为甘油、三乙醇胺或季戊四醇，脱水后与精炼地沟油进行催化醇解反应，得到二羟基脂肪酸酯，多元醇质量份数为10%~20%；二元酸或其酸酐为对苯二甲酸、邻苯二甲酸酐或顺丁烯二酸酐，与二羟基脂肪酸酯缩聚得到不干性醇酸树脂，其用量为总质量的10%~30%；合成不干性醇酸树脂后加入增粘剂调配制得热熔压敏胶；增粘剂是松香树脂、热塑酚醛树脂、萜烯树脂或石油树脂，其用量为总质量的0%~15%，所述增粘剂的用量不为0。
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