CN104650686A - 一种地沟油基水性涂料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种地沟油基水性涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)制备纯化地沟油；(2)将去离子水、pH调节剂、乳化剂、分散剂、引发剂、纯化地沟油及丙烯酸酯依次加入反应釜制备地沟油预乳化液；(3)向地沟油预乳化液中加去离子水、增粘剂、增稠剂及紫外线吸收剂反应获得地沟油基水性涂料。该制备方法操作简单，原料来源广泛、成本低廉，涂膜对灰浆等外墙底材附着性良好，涂层不易剥落、无裂缝、强度高、韧性好等优点，此类涂料可广泛应用于各种外墙装饰。

Description

一种地沟油基水性涂料的制备方法
技术领域
本发明属于功能高分子材料的制备与改性领域，具体涉及一种地沟油基水性涂料的制备方法。
背景技术
地沟油是餐厨废油的俗称，又称泔水油，泛指餐饮业、家庭厨房等加工完食品后丢弃和排放的食用油脂。随着我国餐饮行业的快速发展，生产出的地沟油的量也越来越多，对其处理也越来越麻烦，一些餐馆为了从中获利，将地沟油重新出现于餐桌。长期食用地沟油可能会引发癌症，对人体危害极大。
专利申请号为200510029409.7的《餐饮业地沟油的加工方法》和专利申请号为200710090972.4的《地沟油的回收纯化方法》提供了餐饮业地沟油的加工与纯化方法，专利申请号为201210031854.7的《一种利用地沟油制备塑料色彩分散油的方法及其应用》提供了利用地沟油制备色粉分散油用于塑料配色，但地沟油作为原料制备丙烯酸酯涂料从未报道过。
发明内容
本发明针对上述不足之处而提供的一种地沟油基水性涂料的制备方法，该方法将地沟油与丙烯酸酯类单体通过乳液聚合制备水性涂料，其特点是将分子量低、不稳定的不饱和油脂，经过自由基聚合后，成为聚合度较高、稳定的共聚树脂水乳胶，应用于建筑外墙装饰等领域。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种地沟油基水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用固液分离技术获取液体地沟油，然后分别用去离子水、不能溶解地沟油的强极性有机溶剂洗涤液体地沟油，最后添加脱色剂至地沟油为淡黄色透明清亮液体为止，即得纯化地沟油；
(2)将去离子水、pH调节剂、乳化剂、分散剂、引发剂、纯化地沟油及丙烯酸酯按重量比100:0.1-0.3:1-2.5:0.1-0.5:0.5-1.5:40-60:40-60依次加入反应釜内搅拌15-30min，搅拌速度为300-800r/min，获得地沟油预乳化液；
(3)将步骤(2)中获得的地沟油预乳化液总重量的1/10与等重量的去离子水加入反应釜，温度升高至70-80℃后保温反应30-60min，将剩余的9/10地沟油预乳化液滴入反应釜，1.5-3h内滴完，然后保温反应4-6h后，依次加入增粘剂、增稠剂及紫外线吸收剂，增粘剂、增稠剂及紫外线吸收剂分别占纯化地沟油和丙烯酸酯总量的5-10％、0.5-1.5％、2-5％，搅拌均匀后冷却至室温获得地沟油基水性涂料。
进一步地，步骤(1)中所述的不能溶解地沟油的强极性有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇或乙腈。
进一步地，步骤(1)中所述的脱色剂为活性炭、膨润土、蒙脱土、分子筛或双氧水。
进一步地，步骤(2)中所述的pH调剂剂为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵、EDTA或EDTA-2Na。
进一步地，步骤(2)中所述的乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、OP-10、NP-10、CO-436、吐温、司班中的至少一种。
进一步地，步骤(2)中所述的分散剂为羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟基纤维素或聚乙烯醇。
进一步地，步骤(2)中所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化二碳酸酯、过氧化氢、过氧化二异丙苯、亚硫酸氢钠中的至少一种。
进一步地，步骤(2)中所述的丙烯酸酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸异辛酯中的至少一种。
进一步地，步骤(3)中所述的增粘剂为松香、氢化松香、C5-C9萜烯树脂、石油树脂、邻苯二甲酸二丁脂或领苯二甲酸二辛脂。
进一步地，步骤(3)中所述的增稠剂为卡波、瓜尔胶、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠或聚丙烯酰胺。
进一步地，步骤(3)中所述的紫外线吸收剂为UV-531、UV-90或二氧化钛。
本发明提供的一种地沟油基水性涂料的制备方法，具有以下几种有益效果：
(1)本发明所用原料之一为地沟油，具有来源广泛、价格低廉等优势，可以大幅度减少地沟油流入食用油领域而对人体产生的危害。
(2)本发明将地沟油与丙烯酸酯类单体通过乳液聚合制备水性涂料，其特点是将分子量低、不稳定的不饱和油脂，经过自由基聚合后，成为聚合度较高、稳定的共聚树脂水乳胶，制备的水性涂料具有良好的成膜性和附着力，可广泛应用于建筑外墙装饰等领域。
(3)丙烯酸酯涂料是以丙烯酸酯类单体的均聚物或共聚物为成膜物质的涂料，工业上的丙烯酸酯涂料所用的聚丙烯酸树脂大多是共聚物，通过多种单体组合实施共聚，所得产物表现出优良的综合性能，利用引发剂使不饱和脂肪酸链与丙烯酸酯共聚，使涂料在保持原来的优良性能时又增加强度。地沟油中含有大量不饱和油脂，相对于相同碳链长度的饱和脂肪链较柔软，受到外界冲击时能通过形变使冲击能量得到耗散，从而达到抗冲的目的。
具体实施方式
本发明提供的一种地沟油基水性涂料的制备方法，其特点是采用水性乳液聚合将地沟油中的不饱双键通过接枝自由基聚合键接到丙烯酸酯类单体上，然后通过加入增粘剂、增稠剂和紫外线吸收剂，获得新型环保的水性涂料。所得涂料与传统涂料相比，具有原料来源广泛、成本低廉，涂膜对灰浆等外墙底材附着性良好，涂层不易剥落、无裂缝、强度高、韧性好等优点，此类涂料可广泛应用于各种外墙装饰。
下面将结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种地沟油基水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用固液分离技术获取液体地沟油，然后用去离子水洗涤液体地沟油，重复操作5-10次，直至水相透明无色，分液后收集油相层，再用无水乙醇多次洗涤油相层，直至洗涤后的乙醇溶液透明无色，分离地沟油和乙醇溶液，在所得地沟油中分多次加入双氧水，直至地沟油为淡黄色透明清亮液体为止，即得纯化地沟油；
(2)常温条件下，将100g去离子水、0.3g碳酸氢钠、1.5g十二烷基硫酸钠、1g OP-10、0.1g聚乙烯醇、1g过硫酸钾、0.5g亚硫酸氢钠、50g纯化地沟油、25g甲基丙烯酸甲酯、25g丙烯酸丁酯依次加入带机械搅拌的反应釜内高速搅拌15min，搅拌速度为800r/min，获得地沟油预乳化液；
(3)常温及搅拌条件下，将20.44g去离子水和20.44g地沟油预乳化液加入反应釜，并逐渐将温度升高至70℃，保温反应60min后，采用滴液漏斗将剩余的地沟油预乳化液均匀地滴入反应釜，控制于1.5h内将地沟油预乳化液滴加完毕，保温反应6h后加入5g氢化松香、1g聚丙烯酸及2g UV-531，搅拌均匀后冷却至室温获得地沟油基水性涂料。
实施例2
一种地沟油基水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用固液分离技术获取液体地沟油，然后用去离子水洗涤液体地沟油，重复操作5-10次，直至水相透明无色，分液后收集油相层，再用甲醇多次洗涤油相层，直至洗涤后的甲醇溶液透明无色，分离地沟油和甲醇溶液，在所得地沟油中分多次加入蒙脱土，直至地沟油为淡黄色透明清亮液体为止，即得纯化地沟油；
(2)常温条件下，将100g去离子水、0.2g EDTA、1.2g十二烷基硫酸钠、0.8gNP-10、0.2g聚乙烯醇、1g过氧化氢、0.5g亚硫酸氢钠、45g纯化地沟油、27.5g甲基丙烯酸甲酯、27.5g丙烯酸丁酯依次加入带机械搅拌的反应釜内高速搅拌15min，搅拌速度为800r/min，获得地沟油预乳化液；
(3)常温及搅拌条件下，将20.39g去离子水和20.39g地沟油预乳化液加入反应釜，并逐渐将温度升高至70℃，保温反应60min后，采用滴液漏斗将剩余的地沟油预乳化液均匀地滴入反应釜，控制于1.5h内将地沟油预乳化液滴加完毕，保温反应6h后加入6g松香、0.8g瓜尔胶及2g UV-531，搅拌均匀后冷却至室温获得地沟油基水性涂料。
实施例3
一种地沟油基水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用固液分离技术获取液体地沟油，然后用去离子水洗涤液体地沟油，重复操作5-10次，直至水相透明无色，分液后收集油相层，再用异丙醇多次洗涤油相层，直至洗涤后的异丙醇溶液透明无色，分离地沟油和异丙醇溶液，在所得地沟油中分多次加入活性炭，直至地沟油为淡黄色透明清亮液体为止，即得纯化地沟油；
(2)常温条件下，将100g去离子水、0.1g碳酸氢铵、1.2g十二烷基磺酸钠、0.8g NP-10、0.3g羟基纤维素、0.8g过硫酸钾、0.4g亚硫酸氢钠、40g纯化地沟油、30g甲基丙烯酸甲酯、30g甲基丙烯酸丁酯依次加入带机械搅拌的反应釜内高速搅拌30min，搅拌速度为300r/min，获得地沟油预乳化液；
(3)常温及搅拌条件下，将20.36g去离子水和20.36g地沟油预乳化液加入反应釜，并逐渐将温度升高至80℃，保温反应30min后，采用滴液漏斗将剩余的地沟油预乳化液均匀地滴入反应釜，控制于2h内将地沟油预乳化液滴加完毕，保温反应4h后加入7g邻苯二甲酸二丁脂、0.5g卡波及3g UV-90，搅拌均匀后冷却至室温获得地沟油基水性涂料。
实施例4
一种地沟油基水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用固液分离技术获取液体地沟油，然后用去离子水洗涤液体地沟油，重复操作5-10次，直至水相透明无色，分液后收集油相层，再用正丁醇多次洗涤油相层，直至洗涤后的正丁醇溶液透明无色，分离地沟油和正丁醇溶液，在所得地沟油中分多次加入膨润土，直至地沟油为淡黄色透明清亮液体为止，即得纯化地沟油；
(2)常温条件下，将100g去离子水、0.2g碳酸钠、0.8g十二烷基苯磺酸钠、0.3g OP-10、0.4g羧甲基纤维素钠、0.4g过硫酸钾、0.2g亚硫酸氢钠、55g纯化地沟油、22.5g丙烯酸甲酯、22.5g甲基丙烯酸己酯依次加入带机械搅拌的反应釜内高速搅拌20min，搅拌速度为500r/min，获得地沟油预乳化液；
(3)常温及搅拌条件下，将20.23g去离子水和20.23g地沟油预乳化液加入反应釜，并逐渐将温度升高至75℃，保温反应45min后，采用滴液漏斗将剩余的地沟油预乳化液均匀地滴入反应釜，控制于2h内将地沟油预乳化液滴加完毕，保温反应5h后加入8g邻苯二甲酸二丁脂、1.2g聚丙烯酰胺及5g二氧化钛，搅拌均匀后冷却至室温获得地沟油基水性涂料。
实施例5
一种地沟油基水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用固液分离技术获取液体地沟油，然后用去离子水洗涤液体地沟油，重复操作5-10次，直至水相透明无色，分液后收集油相层，再用乙腈多次洗涤油相层，直至洗涤后的乙腈溶液透明无色，分离地沟油和乙腈溶液，在所得地沟油中分多次加入分子筛，直至地沟油为淡黄色透明清亮液体为止，即得纯化地沟油；
(2)常温条件下，将100g去离子水、0.2g碳酸铵、0.75g十二烷基苯磺酸钠、0.35g OP-10、0.5g羧甲基纤维素、0.4g过氧化氢、0.2g亚硫酸氢钠、60g纯化地沟油、20g丙烯酸甲酯、20g甲基丙烯酸己酯依次加入带机械搅拌的反应釜内高速搅拌20min，搅拌速度为500r/min，获得地沟油预乳化液；
(3)常温及搅拌条件下，将20.24g去离子水和20.24g地沟油预乳化液加入反应釜，并逐渐将温度升高至80℃，保温反应30min后，采用滴液漏斗将剩余的地沟油预乳化液均匀地滴入反应釜，控制于3h内将地沟油预乳化液滴加完毕，保温反应4h后加入10g C5-C9萜烯树脂、1.5g聚丙烯酸钠及5g二氧化钛，搅拌均匀后冷却至室温获得地沟油基水性涂料。

Claims (10)

1.一种地沟油基水性涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采用固液分离技术获取液体地沟油，然后分别用去离子水、不能溶解地沟油的强极性有机溶剂洗涤液体地沟油，最后添加脱色剂至地沟油为淡黄色透明清亮液体为止，即得纯化地沟油；
(2)将去离子水、pH调节剂、乳化剂、分散剂、引发剂、纯化地沟油及丙烯酸酯按重量比100:0.1-0.3:1-2.5:0.1-0.5:0.5-1.5:40-60:40-60依次加入反应釜内搅拌15-30min，搅拌速度为300-800r/min，获得地沟油预乳化液；
(3)将步骤(2)中获得的地沟油预乳化液总重量的1/10与等重量的去离子水加入反应釜，温度升高至70-80℃后保温反应30-60min，将剩余的9/10地沟油预乳化液滴入反应釜，1.5-3h内滴完，然后保温反应4-6h后，依次加入增粘剂、增稠剂及紫外线吸收剂，增粘剂、增稠剂及紫外线吸收剂分别占纯化地沟油和丙烯酸酯总量的5-10％、0.5-1.5％、2-5％，搅拌均匀后冷却至室温获得地沟油基水性涂料。
2.根据权利要求1所述的一种地沟油基水性涂料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的不能溶解地沟油的强极性有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇或乙腈。
3.根据权利要求1所述的一种地沟油基水性涂料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的脱色剂为活性炭、膨润土、蒙脱土、分子筛或双氧水。
4.根据权利要求1所述的一种地沟油基水性涂料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的pH调剂剂为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵、EDTA或EDTA-2Na。
5.根据权利要求1所述的一种地沟油基水性涂料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、OP-10、NP-10、CO-436、吐温、司班中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种地沟油基水性涂料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的分散剂为羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟基纤维素或聚乙烯醇。
7.根据权利要求1所述的一种地沟油基水性涂料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化二碳酸酯、过氧化氢、过氧化二异丙苯、亚硫酸氢钠中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种地沟油基水性涂料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的丙烯酸酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸异辛酯中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的一种地沟油基水性涂料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的增粘剂为松香、氢化松香、C5-C9萜烯树脂、石油树脂、邻苯二甲酸二丁脂或邻苯二甲酸二辛脂。
10.根据权利要求1所述的一种地沟油基水性涂料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的增稠剂为卡波、瓜尔胶、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠或聚丙烯酰胺；紫外线吸收剂为UV-531、UV-90或二氧化钛。
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