一種新型廢棄食用油基不飽和聚酯樹脂的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種廢棄食用油制備新型不飽和聚酯樹脂的方法，本發(fā)明的制備方法充分利用廢棄食用油的特點，將經(jīng)過初步純化的廢棄食用油與甘油混合在高壓反應釜中在進行預酯化處理，以降低廢棄食用油的酸值，經(jīng)過預酯化處理的廢棄食用油與丙三醇進行醇解反應生成單甘酯，然后與馬來酸酐反應生成單甘酯馬來酸半酯，最后與苯乙烯混合得到新型的不飽和聚酯樹脂。合成的樹脂結(jié)構獨特，剛性大、硬度高、耐溫高、不易燃、制品尺寸穩(wěn)定性好，樹脂在固化前為分子量不高的粘稠液體；在成型過程中能流動，具有可塑性，可制成一定形狀，同時又發(fā)生化學反應而交聯(lián)固化；適合模壓、層壓、傳遞模塑、澆鑄等各種復合材料成型工藝。
【專利說明】一種新型廢棄食用油基不飽和聚酯樹脂的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子聚合物【技術領域】，特別涉及一種可再生廢棄食用油制備新型不飽和聚酯樹脂的制備方法。
【背景技術】
[0002]近年來，合成樹脂已成為產(chǎn)量最高、需求量最大的合成材料，其中不飽和聚酯樹脂是樹脂中用量最大的。不飽和聚酯樹脂目前主要是改進樹脂配方，尋找新的合成原料和新的制備方法，生產(chǎn)具有新的結(jié)構和功能的樹脂，拓寬其應用領域。但由于石油資源的日益枯竭和原油價格的上漲導致樹脂的成本相對較高，且由于石油基高分子材料普遍存在難降解的特點而給環(huán)境造成了巨大的污染，因此尋求高效、廉價、可再生的替代原料制備綠色高分子材料已經(jīng)成為當務之急。
[0003]由于廢棄食用油一般都經(jīng)過反復地高溫條件的使用，這使得廢棄食用油的成分很復雜，與食用油的理化特性有很大的差別，特別是油脂的酸值。目前國內(nèi)對廢棄食用油的工業(yè)化利用主要集中在用于生產(chǎn)生物柴油、洗衣粉和生物選礦劑，但是這些領域的生產(chǎn)規(guī)模有限，對廢棄食用油的再利用也是有限的。
[0004]至于廢棄食用油在高分子材料領域的應用更是少之又少，目前有關油脂在高分子材料領域的應用主要集中在植物油替代二元醇制備不飽和聚酯樹脂方面。中國專利CN101250256A公開了題為“一種不飽和聚酯樹脂的合成方法”，該方法用多元醇將有機植物油生成單甘酯，將其視作改性的二元醇部分替代乙二醇，并引入不飽和聚酯樹脂的合成工藝中，制備不飽和聚酯。該方法應用了廉價的可再生原料植物油，可使生產(chǎn)成本降低。
[0005]中國專利CN1283645A公開了題為“不飽和聚酯的制造方法和不飽和聚酯樹脂的組成物”，該方法用多元醇將聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)解聚，向解聚產(chǎn)物中添加馬來酸酐，使它們互相反應，將二聚環(huán)戊二烯添加到反應混合物中，發(fā)生加成反應，然后在得到的反應產(chǎn)物中添加多元醇和多元酸，發(fā)生縮聚反應。該方法應用了廢棄的PET來制備不飽和聚酯樹脂，可使合成成本降低。
[0006]由于廢棄食用油的酸值偏高，這對在堿催化作用下進行廢棄食用油甘油醇解
[0007]反應制備單甘酯來說是不利的，必須利用一定的預精制技術降低廢棄食用油的酸值才能滿足上述反應的要求。張愛華、張玉軍、肖志紅等利用高壓反應釜作為反應容器，采用磁力耦合傳遞動力進行攪拌，讓廢棄食用油與適量的多元醇在210°C的高溫下，反應8h，加入15%的甘油反應，酸值降至0.5以下，可以滿足廢棄食用油甘油醇解反應制備單甘酯的基本要求。
[0008] 本發(fā)明則是參考此種方法，首先對廢棄食用進行預酯化處理，將經(jīng)過預酯化處理的廢棄食用油與甘油進行酯交換反應，得到主產(chǎn)物單甘酯，然后與馬來酸酐反應生成單甘酯馬來酸半酯，最后與苯乙烯混合得到一種新型的廢棄食用油基不飽和聚酯樹脂。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明所要解決的技術問題是:提供一種新型可再生廢棄食用油基不飽和聚酯樹脂的制備方法，該方法可制備結(jié)構獨特、性能優(yōu)異、具有潛在降解性能的新型不飽和聚酯樹月旨，并且實現(xiàn)廢物的回收利用，節(jié)約了資源，降低生產(chǎn)成本，緩解石油危機。
[0010]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0011]一種廢棄食用油基不飽和聚酯樹脂的制備方法，所述制備方法是指將初步純化的廢棄食用油進行預酯化處理，以降低純化后廢棄食用油的酸值，經(jīng)預酯化處理的廢棄食用油與有機丙三醇進行醇解反應生成廢棄食用油單甘酯，然后與馬來酸酐反應生成結(jié)構獨特的單甘酯馬來酸半酯，最后與苯乙烯混合得到新型的不飽和聚酯樹脂；制備方法按以下步驟進行:
[0012]A廢棄食用油的預酯化處理
[0013]將經(jīng)過初步純化的70 %~90 %廢棄食用油和30 %~10 %的甘油放入高壓反應釜中，在高溫200~230°C條件下反應6~9個小時，對初步純化廢棄食用油進行預酯化處理，預酯化處理后的廢棄食用油的酸值小于lmgKOH/g ；
[0014]B單甘酯的制備
[0015]將酸值小于lmgKOH/g的廢棄食用油與甘油按2.5:1~3:1的比例投入到反應釜中，向反應釜中通入隊，在N2保護下，向反應釜中加入相對酸值小于lmgKOH/g的廢棄食用油與甘油量和的0.1~0.3%的催化劑Ca (OH)2,反應釜升溫至210~250°C，在催化劑Ca (OH) 2作用下對酸值小于lmgKOH/g的廢棄食用油進行醇解反應，反應時間為3~5h，然后溫度降至15°C以下，得到單甘酯，備用；
[0016]C單甘酯馬來酸半酯的制備
[0017]將經(jīng)B步驟制得的單甘酯和馬來酸酐按1:1~3:1的比例投入到反應釜中，向反應釜中通入N2，在N2保護下加入相對單甘酯量的I~3%的催化劑，在70~90°C條件下，磁力攪拌器攪拌反應5~6h，反應結(jié)束制得單甘酯馬來酸半酯；
[0018]D不飽和聚酯樹脂的制備
[0019]將經(jīng)C步驟制得的單甘酯馬來酸半酯與有機苯乙烯按1.5:1~2.5:1的比例混合，靜置，即得到廢棄食用油基不飽和聚酯樹脂。
[0020]所述的廢棄食用油是潲水油或被重復使用的食用油或使用動物皮、肉和內(nèi)臟加工以及提煉后產(chǎn)出的劣質(zhì)油中的一種或多種混合。
[0021]所述廢棄食用油基不飽和聚酯樹脂結(jié)構式為:
[0022]
【權利要求】
1.一種廢棄食用油基不飽和聚酯樹脂的制備方法，其特征在于:所述制備方法是指將初步純化的廢棄食用油進行預酯化處理，以降低純化后廢棄食用油的酸值，經(jīng)預酯化處理的廢棄食用油與有機丙三醇進行醇解反應生成廢棄食用油單甘酯，然后與馬來酸酐反應生成結(jié)構獨特的單甘酯馬來酸半酯，最后與苯乙烯混合得到新型的不飽和聚酯樹脂；制備方法按以下步驟進行: A廢棄食用油的預酯化處理 將經(jīng)過初步純化的70%~90%廢棄食用油和30%~10%的甘油放入高壓反應釜中，在高溫200~230°C條件下反應6~9個小時，對初步純化廢棄食用油進行預酯化處理，預酯化處理后的廢棄食用油的酸值小于lmgKOH/g ； B單甘酯的制備 將酸值小于lmgKOH/g的廢棄食用油與甘油按2.5:1~3:1的比例投入到反應釜中，向反應釜中通入N2，在N2保護下，向反應釜中加入相對酸值小于lmgKOH/g的廢棄食用油與甘油量和的0.1~0.3%的催化劑Ca (OH) 2，反應釜升溫至210~250°C，在催化劑Ca (OH) 2作用下對酸值小于lmgKOH/g的廢棄食用油進行醇解反應，反應時間為3~5h，然后溫度降至15°C以下，得到單甘酯，備用； C單甘酯馬來酸半酯的制備 將經(jīng)B步驟制得的單甘酯和馬來酸酐按1:1~3:1的比例投入到反應釜中，向反應釜中通入N2，在N2保護下加入相對單甘酯量的I~3%的催化劑，在70~90°C條件下，磁力攪拌器攪拌反應5~6h，反 應結(jié)束制得單甘酯馬來酸半酯； D不飽和聚酷樹脂的制備 將經(jīng)C步驟制得的單甘酯馬來酸半酯與有機苯乙烯按1.5:1~2.5:1的比例混合，靜置，即得到廢棄食用油基不飽和聚酯樹脂。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種廢棄食用油基不飽和聚酯樹脂的制備方法，其特征在于:所述的廢棄食用油是潲水油或被重復使用的食用油或使用動物皮、肉和內(nèi)臟加工以及提煉后產(chǎn)出的劣質(zhì)油中的一種或多種混合。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種廢棄食用油基不飽和聚酯樹脂的制備方法，其特征在于:所述廢棄食用油基不飽和聚酯樹脂結(jié)構式為:...............QOCR
4.根據(jù)權利要求1所述的一種廢棄食用油基不飽和聚酯樹脂的制備方法，其特征在于:所述催化劑采用的是1，3-噻唑或苯并噻唑或2-甲基咪唑中的一種。
【文檔編號】C08F283/01GK103992440SQ201410192451
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月8日 優(yōu)先權日:2014年5月8日
【發(fā)明者】劉曉洪, 曾登, 葛翔 申請人:武漢紡織大學