CN105693187A - 一种利用地沟油制备锅炉相变保温材料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用地沟油制备锅炉相变保温材料的方法，属于保温材料的制备方法。该方法以地沟油为原料，经净化、皂化酸解制得复合脂肪酸作相变体，将其封装在膨胀石墨丰富的网状微孔中，和石膏粉、玻璃纤维复配制得保温材料，其中地沟油的使用避免了石油能源的使用，且地沟油制得的脂肪酸具有较高的熔化温度，适合应用于锅炉保温，并且无毒无腐蚀性，价格低廉，具有天然可再生性，而膨胀石墨对混合脂肪酸的封装又解决了普通相变材料在相态改变时会发生宏观流动以及渗漏的问题，是一种环保、高效的保温材料，具有广阔的应用前景。

Description

一种利用地沟油制备锅炉相变保温材料的方法

技术领域

本发明涉及一种利用地沟油制备锅炉相变保温材料的方法，属于保温材料制备领域。

背景技术

既满足建筑要求又能有效降低能耗，是建筑节能研究的重心。研究表明，住宅建筑能耗中，空调和采暖能耗所占比例最大，达总能耗的65％，可见在建筑材料基体和建筑设备领域开发新的节能技术非常必要。将相变材料加入到建筑材料中制成相变储能建筑材料，利用其潜热储能起到建筑调温、辅助蓄热和佘热存储等作用，成为近年来建筑节能领域的研究热点。

地沟油，泛指在生活中存在的各类劣质油，如回收的食用油、反复使用的炸油等。地沟油最大来源为城市大型饭店下水道的隔油池。长期食用可能会引发癌症，对人体的危害极大。“地沟油”是一种质量极差、极不卫生的非食用油。一旦食用“地沟油”，它会破坏人们的白血球和消化道黏膜，引起食物中毒，甚至致癌的严重后果。所以“地沟油”是严禁用于食用油领域的。

有机相变材料主要包括石蜡、脂肪酸、某些高级脂肪烃、醇、羧酸及盐等。有机类相变材料腐蚀性小，无过冷和相分离现象，但热导率低，高温下易发生氧化分解和挥发等。因脂肪酸可从动植物中获取，不消耗石油能源，是环保可再生资源，成为近年研究的热点之一。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对目前常见的相变保温材料多是以不可再生的石油能源制备得到，具有较强的腐蚀作用，容易出现过冷和相分离现象，并且热导率低，高温下易氧化分解，且相态改变时会发生宏观流动以及渗漏的缺陷，提供了一种利用地沟油制备锅炉相变保温材料的方法，该方法以地沟油为原料，经净化、皂化酸解制得复合脂肪酸作相变体，将其封装在膨胀石墨丰富的网状微孔中，和石膏粉、玻璃纤维复配制得保温材料，其中地沟油的使用避免了石油能源的使用，且地沟油制得的脂肪酸具有较高的熔化温度，适合应用于锅炉保温，并且无毒无腐蚀性，价格低廉，具有天然可再生性，而膨胀石墨对混合脂肪酸的封装又解决了普通相变材料在相态改变时会发生宏观流动以及渗漏的问题，是一种环保、高效的保温材料，具有广阔的应用前景。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）收集1～2L地沟油倒入锅中，将100～200g茄子切成厚度为1～2mm的薄片，再在薄片上均匀的凿出7～9个小孔，浸入油锅中，加热升温至150～160℃，高温煎炸10～20min，使油中污物吸附在茄片表面，吸附完毕后用纱布过滤去除吸附污物后的茄片，得到净化地沟油；

（2）量取500～600mL净化后的地沟油装入带有搅拌器、温度计和冷凝回流装置的三口烧瓶中，按照地沟油与氢氧化钠乙醇溶液的体积比为1:4向三口烧瓶中加入浓度为0.5mol/L的氢氧化钠乙醇溶液，水浴加热升温至60～80℃，启动搅拌器，搅拌回流皂化反应60～90min，得皂化液；

（3）将上述得到的皂化液移入4～6℃的冰水浴中，静置过夜析出皂化产物，过滤后将皂化物溶于70～80℃的温水中，用质量浓度为25%的盐酸调节pH至1～3后，让其流过装有无水硫酸钠的玻璃柱，收集过柱地沟油混合脂肪酸，备用；

（4）称取100～200g细鳞片石墨先放在烘箱中，在105～110℃下干燥至恒重，再转入微波反应器中，以150～200W的功率微波处理10～15s后，取出，得到膨胀石墨；

（5）将制得的膨胀石墨放入烧杯中，加入其体积3～5倍的上述备用地沟油混合脂肪酸，放置在超声振荡仪里，于真空环境下以200～300W的功率超声振荡反应2～3h，其中反应温度为80～90℃，反应结束后过滤得滤渣，放入恒温干燥箱干燥1～2h，得膨胀石墨基相变填料；

（6）按重量份数计，称取55～65份石膏粉、10～15份玻璃纤维、15～25份膨胀石墨基相变填料一起装入辊筒搅拌机中，以100～200r/min的转速搅拌混合1～2h后出料，包装即得一种利用地沟油制备的锅炉相变保温材料。

本发明的具体应用方法是：将本发明制得的锅炉相变保温材料和水按固液比为1:2进行混合后放入水泥搅拌机中搅拌1～2h，用批刀将混合好的保温材料均匀的批抹在锅炉外壁，涂抹厚度为10～15mm，待其自然晾干后即可。

本发明的原理是：利用相变材料吸收锅炉壁传出的热量而温度上升，当达到相变材料的熔点时，相变材料发生相变，由固态变为液态，同时吸收热能并将其贮存起来，当锅炉壁热量降低时，相变材料的温度随之下降，当温度降到相变材料的相变点时，其产生逆相变，由液态转变为固态，并将贮存的热量释放出来，从而起到储能释能的作用。

本发明的有益效果是：本发明中地沟油的使用避免了石油能源的使用，且地沟油制得的脂肪酸具有较高的熔化温度，适合应用于锅炉保温，并且无毒无腐蚀性，价格低廉，具有天然可再生性，而膨胀石墨对混合脂肪酸的封装又解决了普通相变材料在相态改变时会发生宏观流动以及渗漏的问题，是一种环保、高效的保温材料，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

收集1～2L地沟油倒入锅中，将100～200g茄子切成厚度为1～2mm的薄片，再在薄片上均匀的凿出7～9个小孔，浸入油锅中，加热升温至150～160℃，高温煎炸10～20min，使油中污物吸附在茄片表面，吸附完毕后用纱布过滤去除吸附污物后的茄片，得到净化地沟油；量取500～600mL净化后的地沟油装入带有搅拌器、温度计和冷凝回流装置的三口烧瓶中，按照地沟油与氢氧化钠乙醇溶液的体积比为1:4向三口烧瓶中加入浓度为0.5mol/L的氢氧化钠乙醇溶液，水浴加热升温至60～80℃，启动搅拌器，搅拌回流皂化反应60～90min，得皂化液；将上述得到的皂化液移入4～6℃的冰水浴中，静置过夜析出皂化产物，过滤后将皂化物溶于70～80℃的温水中，用质量浓度为25%的盐酸调节pH至1～3后，让其流过装有无水硫酸钠的玻璃柱，收集过柱地沟油混合脂肪酸，备用；称取100～200g细鳞片石墨先放在烘箱中，在105～110℃下干燥至恒重，再转入微波反应器中，以150～200W的功率微波处理10～15s后，取出，得到膨胀石墨；将制得的膨胀石墨放入烧杯中，加入其体积3～5倍的上述备用地沟油混合脂肪酸，放置在超声振荡仪里，于真空环境下以200～300W的功率超声振荡反应2～3h，其中反应温度为80～90℃，反应结束后过滤得滤渣，放入恒温干燥箱干燥1～2h，得膨胀石墨基相变填料；按重量份数计，称取55～65份石膏粉、10～15份玻璃纤维、15～25份膨胀石墨基相变填料一起装入辊筒搅拌机中，以100～200r/min的转速搅拌混合1～2h后出料，包装即得一种利用地沟油制备的锅炉相变保温材料。

实例1

收集1L地沟油倒入锅中，将100g茄子切成厚度为1mm的薄片，再在薄片上均匀的凿出7个小孔，浸入油锅中，加热升温至150℃，高温煎炸10min，使油中污物吸附在茄片表面，吸附完毕后用纱布过滤去除吸附污物后的茄片，得到净化地沟油；量取500mL净化后的地沟油装入带有搅拌器、温度计和冷凝回流装置的三口烧瓶中，按照地沟油与氢氧化钠乙醇溶液的体积比为1:4向三口烧瓶中加入浓度为0.5mol/L的氢氧化钠乙醇溶液，水浴加热升温至60℃，启动搅拌器，搅拌回流皂化反应60min，得皂化液；将上述得到的皂化液移入4℃的冰水浴中，静置过夜析出皂化产物，过滤后将皂化物溶于70℃的温水中，用质量浓度为25%的盐酸调节pH至1后，让其流过装有无水硫酸钠的玻璃柱，收集过柱地沟油混合脂肪酸，备用；称取100g细鳞片石墨先放在烘箱中，在105℃下干燥至恒重，再转入微波反应器中，以150W的功率微波处理10s后，取出，得到膨胀石墨；将制得的膨胀石墨放入烧杯中，加入其体积3倍的上述备用地沟油混合脂肪酸，放置在超声振荡仪里，于真空环境下以200W的功率超声振荡反应2h，其中反应温度为80℃，反应结束后过滤得滤渣，放入恒温干燥箱干燥1～2h，得膨胀石墨基相变填料；按重量份数计，称取55份石膏粉、10份玻璃纤维、15份膨胀石墨基相变填料一起装入辊筒搅拌机中，以100r/min的转速搅拌混合1h后出料，包装即得一种利用地沟油制备的锅炉相变保温材料。

本发明的具体应用方法是：将本发明制得的锅炉相变保温材料和水按固液比为1:2进行混合后放入水泥搅拌机中搅拌1h，用抹刀将混合好的保温材料均匀的批抹在锅炉外壁，涂抹厚度为10mm，待其自然晾干后即可。

实例2

收集1L地沟油倒入锅中，将150g茄子切成厚度为1mm的薄片，再在薄片上均匀的凿出8个小孔，浸入油锅中，加热升温至155℃，高温煎炸15min，使油中污物吸附在茄片表面，吸附完毕后用纱布过滤去除吸附污物后的茄片，得到净化地沟油；量取550mL净化后的地沟油装入带有搅拌器、温度计和冷凝回流装置的三口烧瓶中，按照地沟油与氢氧化钠乙醇溶液的体积比为1:4向三口烧瓶中加入浓度为0.5mol/L的氢氧化钠乙醇溶液，水浴加热升温至70℃，启动搅拌器，搅拌回流皂化反应75min，得皂化液；将上述得到的皂化液移入5℃的冰水浴中，静置过夜析出皂化产物，过滤后将皂化物溶于75℃的温水中，用质量浓度为25%的盐酸调节pH至2后，让其流过装有无水硫酸钠的玻璃柱，收集过柱地沟油混合脂肪酸，备用；称取150g细鳞片石墨先放在烘箱中，在108℃下干燥至恒重，再转入微波反应器中，以180W的功率微波处理13s后，取出，得到膨胀石墨；将制得的膨胀石墨放入烧杯中，加入其体积4倍的上述备用地沟油混合脂肪酸，放置在超声振荡仪里，于真空环境下以250W的功率超声振荡反应2h，其中反应温度为85℃，反应结束后过滤得滤渣，放入恒温干燥箱干燥1～2h，得膨胀石墨基相变填料；按重量份数计，称取60份石膏粉、13份玻璃纤维、20份膨胀石墨基相变填料一起装入辊筒搅拌机中，以150r/min的转速搅拌混合1h后出料，包装即得一种利用地沟油制备的锅炉相变保温材料。

本发明的具体应用方法是：将本发明制得的锅炉相变保温材料和水按固液比为1:2进行混合后放入水泥搅拌机中搅拌1h，用抹刀将混合好的保温材料均匀的批抹在锅炉外壁，涂抹厚度为13mm，待其自然晾干后即可。

实例3

收集2L地沟油倒入锅中，将200g茄子切成厚度为2mm的薄片，再在薄片上均匀的凿出9个小孔，浸入油锅中，加热升温至160℃，高温煎炸20min，使油中污物吸附在茄片表面，吸附完毕后用纱布过滤去除吸附污物后的茄片，得到净化地沟油；量取600mL净化后的地沟油装入带有搅拌器、温度计和冷凝回流装置的三口烧瓶中，按照地沟油与氢氧化钠乙醇溶液的体积比为1:4向三口烧瓶中加入浓度为0.5mol/L的氢氧化钠乙醇溶液，水浴加热升温至80℃，启动搅拌器，搅拌回流皂化反应60～90min，得皂化液；将上述得到的皂化液移入6℃的冰水浴中，静置过夜析出皂化产物，过滤后将皂化物溶于80℃的温水中，用质量浓度为25%的盐酸调节pH至3后，让其流过装有无水硫酸钠的玻璃柱，收集过柱地沟油混合脂肪酸，备用；称取200g细鳞片石墨先放在烘箱中，在110℃下干燥至恒重，再转入微波反应器中，以200W的功率微波处理15s后，取出，得到膨胀石墨；将制得的膨胀石墨放入烧杯中，加入其体积5倍的上述备用地沟油混合脂肪酸，放置在超声振荡仪里，于真空环境下以300W的功率超声振荡反应3h，其中反应温度为90℃，反应结束后过滤得滤渣，放入恒温干燥箱干燥1～2h，得膨胀石墨基相变填料；按重量份数计，称取65份石膏粉、15份玻璃纤维、25份膨胀石墨基相变填料一起装入辊筒搅拌机中，以200r/min的转速搅拌混合2h后出料，包装即得一种利用地沟油制备的锅炉相变保温材料。

本发明的具体应用方法是：将本发明制得的锅炉相变保温材料和水按固液比为1:2进行混合后放入水泥搅拌机中搅拌2h，用抹刀将混合好的保温材料均匀的批抹在锅炉外壁，涂抹厚度为15mm，待其自然晾干后即可。

Claims (1)

1.一种利用地沟油制备锅炉相变保温材料的方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）收集1～2L地沟油倒入锅中，将100～200g茄子切成厚度为1～2mm的薄片，再在薄片上均匀的凿出7～9个小孔，浸入油锅中，加热升温至150～160℃，高温煎炸10～20min，使油中污物吸附在茄片表面，吸附完毕后用纱布过滤去除吸附污物后的茄片，得到净化地沟油；

（2）量取500～600mL净化后的地沟油装入带有搅拌器、温度计和冷凝回流装置的三口烧瓶中，按照地沟油与氢氧化钠乙醇溶液的体积比为1:4向三口烧瓶中加入浓度为0.5mol/L的氢氧化钠乙醇溶液，水浴加热升温至60～80℃，启动搅拌器，搅拌回流皂化反应60～90min，得皂化液；

（3）将上述得到的皂化液移入4～6℃的冰水浴中，静置过夜析出皂化产物，过滤后将皂化物溶于70～80℃的温水中，用质量浓度为25%的盐酸调节pH至1～3后，让其流过装有无水硫酸钠的玻璃柱，收集过柱地沟油混合脂肪酸，备用；

（4）称取100～200g细鳞片石墨先放在烘箱中，在105～110℃下干燥至恒重，再转入微波反应器中，以150～200W的功率微波处理10～15s后，取出，得到膨胀石墨；

（5）将制得的膨胀石墨放入烧杯中，加入其体积3～5倍的备用地沟油混合脂肪酸，放置在超声振荡仪里，于真空环境下以200～300W的功率超声振荡反应2～3h，其中反应温度为80～90℃，反应结束后过滤得滤渣，放入恒温干燥箱干燥1～2h，得膨胀石墨基相变填料；

（6）按重量份数计，称取55～65份石膏粉、10～15份玻璃纤维、15～25份膨胀石墨基相变填料一起装入辊筒搅拌机中，以100～200r/min的转速搅拌混合1～2h后出料，包装即得一种利用地沟油制备的锅炉相变保温材料。