CN103611468B - 一种采用废弃食用油制备分散剂的方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用废弃食用油制备分散剂的方法及其应用。采用废弃食用油为主要原料，通过环氧开环法制得废弃食用油混合多元醇,废弃食用油混合多元醇与十二羟基硬脂酸酯化反应，然后再与钛酸酯、铝酸酯、聚乙二醇200等混合反应制得分散剂。制备的分散剂应用于木塑复合材料的生产过程中以使各个组分之间的分散性和相容性得到改善。本发明以废弃食用油为原料，实现废物利用，且方法简单，易于大规模推广；本发明制得的分散剂能够改善共混物流动性，产品容易脱模，成品光洁度高；本发明制得的分散剂可提高无机填料、木粉与塑料之间相容性，并且能产生桥接几者之间的化学氢键，最终使材料的力学性能提高。
Description
技术领域
本发明属于分散剂制备技术领域，特别涉及一种采用废弃食用油制备分散剂的方法及其应用。
背景技术
木塑复合材料（Wood-Plastic Composites,WPC）是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替通常的树脂胶粘剂，与超过50%以上的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料，再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材。
由于木粉中主要成分是纤维素，纤维素中含大量的羟基，极性很强；而热塑性塑料多数为非极性的，具有疏水性，所以两者之间的相容性较差，界面的粘结力很小，润滑剂可以改善这种状况。分散剂加入木塑复合材料中，能与无机填料和木粉表面的羟基等形成氢键，提高无机填料、木粉与基体树脂之间的相容性，同时也可改善木粉与聚合物之间的界面状况，这是分散剂的内润滑效果。另外还有许多其它功能，如在挤出成型时，能防止聚合物粘着挤出螺杆，可提高流动性，改善聚合物料与螺杆和模具的黏附性，防止并减少滞留物。另外还能改善薄膜的外观和光泽。
废弃食用油如地沟油、潲水油、泔水油、老油和下脚油等都含有95%以上的不饱和脂肪酸甘油酯和饱和脂肪酸甘油酯，本发明采用废弃食用油为主要原料，通过环氧开环法制得废弃食用油混合多元醇，如以下示意图。
这些废弃食用油混合多元醇与十二羟基硬脂酸酯化反应，然后再与钛酸酯、铝酸酯、聚乙二醇200等混合反应制得分散剂。该思路目前未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用废弃食用油制备分散剂的方法及其应用。
采用废弃食用油制备分散剂的具体步骤为：
将20～60质量份的十二羟基硬脂酸加入反应釜中，开启搅拌，搅拌速率设置为100～400转/分钟，加热到80～120℃，待十二羟基硬脂酸完全熔化，再将20～60质量份废弃食用油混合多元醇和0.1～1质量份的四氯化锡加入反应釜中，氮气保护，温度调至90～150℃，以500～2000转/分钟的搅拌速率搅拌反应2～8小时，然后降温至40～80℃，再将2～10质量份的聚乙二醇200、5～20质量份的钛酸酯和5～20质量份的铝酸酯加入反应釜中，以200～1000转/分钟的搅拌速率持续搅拌5～30分钟，冷却至常温，制得浅黄色透明油性液体即为分散剂。
所述废弃食用油为在餐饮业以及食品加工过程中所产生的废弃的地沟油、潲水油、泔水油、老油和下脚油中的一种或多种经过精制工艺后所得，废弃食用油混合多元醇以废弃食用油为原料，通过环氧开环法制得。
所述精制工艺与现有的废弃食用油的精制工艺没有实质性区别，包括：脱水、脱胶、过滤、脱色、脱臭等工序。
本发明方法制备的分散剂应用于木塑复合材料的生产过程中以使各个组分之间的分散性和相容性得到改善。
本发明具有以下优点：
(1)本发明以废弃食用油为原料，实现废物利用，且方法简单，易于大规模推广。
(2)本发明制得的分散剂能够改善共混物流动性，产品容易脱模，成品光洁度高。
(3)本发明制得的分散剂可提高无机填料、木粉与塑料之间相容性，并且能产生桥接几者之间的化学氢键，最终使材料的力学性能提高。
具体实施方式
实施例1：
本实施例制备分散剂的主要原料是地沟油混合多元醇（现有技术自制）、十二羟基硬脂酸（工业级）、聚乙二醇200（工业级）、四氯化锡（工业级）、钛酸酯（工业级）、铝酸酯（工业级）。
制备分散剂的具体步骤为：
将40千克十二羟基硬脂酸加入反应釜中，开启搅拌，搅拌速率设置为200转/分钟，加热到90℃，待十二羟基硬脂酸完全熔化，再将40千克地沟油混合多元醇和0.5千克四氯化锡加入反应釜中，氮气保护，温度调至140℃，以1200转/分钟的搅拌速率搅拌反应6小时，然后降温至70℃，再将5.5千克聚乙二醇200、7千克钛酸酯和7千克铝酸酯加入反应釜中，以800转/分钟的搅拌速率持续搅拌20分钟，冷却至常温，制得浅黄色透明油性液体即为分散剂。
本实施例所制分散剂的应用：
在聚丙烯/木粉/碳酸钙木塑复合材料共混加工过程中加入2%（质量分数）本实施例制得的分散剂，所制备板材的冲击强度提高62%，弯曲强度提高47%，力学性能改善明显。
实施例2：
本实施例制备分散剂的主要原料是泔水油混合多元醇（现有技术自制）、十二羟基硬脂酸（工业级）、聚乙二醇200（工业级）、四氯化锡（工业级）、钛酸酯（工业级）、铝酸酯（工业级）。
制备分散剂的具体步骤为：
将30千克十二羟基硬脂酸加入反应釜中，开启搅拌，搅拌速率设置为200转/分钟，加热到95℃，待十二羟基硬脂酸完全熔化，再将40千克泔水油混合多元醇和0.6千克四氯化锡加入反应釜中，氮气保护，温度调至130℃，以1400转/分钟的搅拌速率搅拌反应7小时，然后降温至70℃，再将5.4千克聚乙二醇200、12千克钛酸酯和12千克铝酸酯加入反应釜中，以600转/分钟的搅拌速率持续搅拌20分钟，冷却至常温，制得浅黄色透明油性液体即为分散剂。
本实施例所制分散剂的应用：
在聚丙烯/木粉/碳酸钙木塑复合材料共混加工过程中加入2%（质量分数）本实施例制得的分散剂，所制备板材的冲击强度提高52%，弯曲强度提高64%，力学性能改善明显。
Claims (2)
1.一种采用废弃食用油制备分散剂的方法，其特征在于具体步骤为：
将20~60质量份的十二羟基硬脂酸加入反应釜中，开启搅拌，搅拌速率设置为100~400转/分钟，加热到80~120℃，待十二羟基硬脂酸完全熔化，再将20~60质量份废弃食用油混合多元醇和0.1~1质量份的四氯化锡加入反应釜中，氮气保护，温度调至90~150℃，以500~2000转/分钟的搅拌速率搅拌反应2~8小时，然后降温至40~80℃，再将2~10质量份的聚乙二醇200、5~20质量份的钛酸酯和5~20质量份的铝酸酯加入反应釜中，以200~1000转/分钟的搅拌速率持续搅拌5~30分钟，冷却至常温，制得浅黄色透明油性液体即为分散剂；
所述废弃食用油为在餐饮业以及食品加工过程中所产生的废弃的地沟油、潲水油、泔水油、老油和下脚油中的一种或多种经过精制工艺后所得，废弃食用油混合多元醇以废弃食用油为原料，通过环氧开环法制得；
所述精制工艺与现有的废弃食用油的精制工艺没有实质性区别，包括：脱水、脱胶、过滤、脱色和脱臭工序。
2.根据权利要求1所述方法制备的分散剂的应用，其特征在于该分散剂应用于木塑复合材料的生产过程中以使各个组分之间的分散性和相容性得到改善。
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