專利名稱：利用生物柴油副產(chǎn)粗甘油制備膠粘劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用生物柴油副產(chǎn)粗甘油制備膠粘劑的方法，適合于以各種動(dòng)植 物油脂生產(chǎn)生物柴油的副產(chǎn)粗甘油。
背景技術(shù)：
隨著石油資源的日漸枯竭和環(huán)境污染的加重，選擇清潔可再生能源已成為當(dāng)前能 源研究的重點(diǎn)。生物柴油作為一種優(yōu)質(zhì)的石化柴油替代品，不僅可以降低化石燃料燃燒造 成的環(huán)境污染，而且可以在一定程度上緩解我國(guó)能源短缺帶來的壓力。在生產(chǎn)生物柴油的 同時(shí)會(huì)產(chǎn)生約10%的副產(chǎn)粗甘油，但是，該粗甘油因?yàn)楹须s質(zhì)而價(jià)值較低。充分利用生物 柴油生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物粗甘油，不僅可以降低生產(chǎn)成本，也可以增加生物柴油的競(jìng)爭(zhēng)力。甘油是最簡(jiǎn)單的三羥基醇，又稱丙三醇，是無色、無臭、吸濕性極好、帶有甜味的粘 狀液體，能與水、醇類(如甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇)及酚類(如苯酚、鄰甲酚等)互溶，也能 與乙二醇、丙二醇、胺類和雜環(huán)堿互溶，可以參與許多化學(xué)反應(yīng)，生成各種衍生物。高純度甘 油是一種重要的化工原料，在食品、藥品、化妝品和煙草等工業(yè)中均有廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的粗甘油純化方法主要有減壓蒸餾法和離子交換法。減壓蒸餾法是通過在高 真空和相對(duì)較低的溫度條件下蒸餾得到純甘油。該方法對(duì)真空度要求高，能耗大，但因蒸餾 溫度仍然過高，釜液甘油仍容易聚合發(fā)生副反應(yīng)，影響甘油的純度、色澤和收率。離子交換 法是將粘度比較大的粗甘油稀釋，然后通過離子交換樹脂去除粗甘油中的金屬離子，但其 蒸發(fā)濃縮能耗較大，并且因粗甘油中雜質(zhì)含量較高，樹脂很快會(huì)達(dá)到飽和而失活，而樹脂再 生會(huì)產(chǎn)生大量酸堿廢水。因而，從生產(chǎn)生物柴油的副產(chǎn)物粗甘油中提煉高純度甘油過程復(fù) 雜，費(fèi)用高，尤其中小規(guī)模生產(chǎn)者很難負(fù)擔(dān)起精煉甘油的昂貴費(fèi)用。因此，研究和開發(fā)利用 生物柴油副產(chǎn)物粗甘油生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品，成為降低生物柴油成本，延長(zhǎng)生物柴油產(chǎn)業(yè)鏈， 增強(qiáng)生物柴油的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，支持生物柴油可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。目前，粗甘油可轉(zhuǎn)化為 1，3"丙二醇、環(huán)氧氯丙烷、1，2-丙二醇、氫、二羥基丙酮、乳酸和聚羥基脂肪酸酯等具有市 場(chǎng)前景的高附加值產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，本發(fā)明提供了一種利用生物柴油副產(chǎn)粗甘油制備膠粘劑的方法， 該方法適合于以各種動(dòng)植物油脂生產(chǎn)生物柴油的副產(chǎn)粗甘油，生產(chǎn)成本低；工藝簡(jiǎn)便，便于 規(guī)?；a(chǎn)；制得的膠粘劑粘結(jié)強(qiáng)度高，且耐水性較強(qiáng)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為
利用生物柴油副產(chǎn)粗甘油制備膠粘劑的方法，包括如下工藝過程 (1)副產(chǎn)粗甘油的預(yù)處理以生物柴油生產(chǎn)中副產(chǎn)的粗甘油為原料，加入稀釋劑稀釋， 所述的稀釋劑為甲醇、乙醇、水中的一種，用酸調(diào)節(jié)上述溶液的PH值至3 6，離心，靜置分 層上層為脂肪酸層，下層為皂化物層，中間層為粗甘油層，取中間層，然后將中間層蒸除去 甲醇和水，即為預(yù)處理后的粗甘油；上層脂肪酸層可以回收并重復(fù)應(yīng)用于生物柴油的生產(chǎn)，
3下層即離心所得的沉淀物主要為皂化物，可用于生產(chǎn)肥皂；
(2)膠粘劑的生產(chǎn)在預(yù)處理后的粗甘油中加入N，N’-二甲基乙酰胺溶劑，然后加入丁 二酸酐，丁二酸酐的加入量與預(yù)處理后的粗甘油的摩爾比為1:1 2:1，加熱使丁二酸酐溶 解，反應(yīng)得到膠粘劑。按上述方案，所述的稀釋劑和粗甘油的體積比為0. 05:1 0. 3:1。按上述方案，所述的稀釋劑為甲醇。甲醇因沸點(diǎn)較低，易于蒸除。按上述方案，所述粗甘油的質(zhì)量與N，N’ - 二甲基乙酰胺的體積的比例為1/3:1 2:1 g/mL0按上述方案，所述的反應(yīng)溫度為30 100°C。膠粘劑的使用方法將膠粘劑涂于硬質(zhì)物體表面，于100 200°C下加熱預(yù)處理 0. 5 4小時(shí)，然后將兩個(gè)硬質(zhì)物體表面貼合，壓實(shí)，再于130 200°C下固化0. 5 7小時(shí)。 所述的硬質(zhì)物體包括鋁片、鋼片、銅片、鐵片、鋁合金片、玻璃片等。該方法中加熱預(yù)處理可 使N，N’ - 二甲基乙酰胺揮發(fā)，然后經(jīng)高溫固化，使反應(yīng)更加充分，從而增強(qiáng)膠粘劑的粘結(jié)強(qiáng)度。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明提供的一種利用生物柴油副產(chǎn)粗甘油制備膠粘劑的方 法，使用生物柴油生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)粗甘油為原料，生產(chǎn)成本低；工藝簡(jiǎn)便，便于規(guī)?；?產(chǎn)；制得的膠粘劑粘結(jié)強(qiáng)度高，且耐水性較強(qiáng)。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)內(nèi)容不局限于以下 實(shí)施例。下述實(shí)施例中拉伸剪切強(qiáng)度測(cè)量方法是按照GB71M-86標(biāo)準(zhǔn)，用萬能拉力試驗(yàn) 機(jī)測(cè)試試件的拉伸剪切強(qiáng)度。所述試件為硬質(zhì)物體，硬質(zhì)物體尺寸為IOOmm (長(zhǎng))X25mm (寬)XL 2mm (厚)，粘接尺寸為25mm (長(zhǎng))X 12. 5mm (寬)，拉伸速率為25mm/min。實(shí)施例1
利用桐油生產(chǎn)生物柴油的副產(chǎn)粗甘油制備膠粘劑的方法，其工藝流程如下 生物柴油副產(chǎn)粗甘油的預(yù)處理將桐油制備生物柴油中的副產(chǎn)粗甘油，加甲醇稀釋，甲 醇和粗甘油的體積比為0. 1;1，然后一邊攪拌一邊緩慢滴加硫酸溶液，調(diào)節(jié)上述溶液的PH 值至4，離心，靜置分層上層為脂肪酸層，下層為皂化物層，中間層為粗甘油層，除去上層 脂肪酸層，回收中間層，蒸去甲醇與水，得到預(yù)處理后的粗甘油；
膠粘劑的生產(chǎn)在預(yù)處理后的粗甘油中加入N，N’ - 二甲基乙酰胺，預(yù)處理后的粗甘油 的質(zhì)量與N，N’ - 二甲基乙酰胺的體積的比例為1:2 g/mL，然后加入丁二酸酐至上述溶液 中，丁二酸酐的加入量與粗甘油的摩爾比為1.5: 1，40°C反應(yīng)得到膠粘劑產(chǎn)品。膠粘劑的使用將膠粘劑涂于鋁合金片表面，于100°C加熱預(yù)處理4小時(shí)，然后將 兩片鋁合金片表面貼合，壓實(shí)，于140°C固化7小時(shí)。性能測(cè)試結(jié)果粘合后兩片鋁合金片的拉伸剪切強(qiáng)度可達(dá)lOMpa，且在水中浸泡 24小時(shí)后，拉伸剪切強(qiáng)度仍可達(dá)7Mpa。實(shí)施例2
利用大豆油生產(chǎn)生物柴油的副產(chǎn)粗甘油制備膠粘劑的方法，其工藝流程如下生物柴油副產(chǎn)粗甘油的預(yù)處理將大豆油制備生物柴油中的副產(chǎn)粗甘油，加乙醇稀釋， 乙醇和粗甘油的體積比為0. 18:1，然后一邊攪拌一邊緩慢滴加鹽酸溶液，調(diào)節(jié)上述溶液的 PH值至5，離心，靜置分層上層為脂肪酸層，下層為皂化物層，中間層為粗甘油層，回收中 間層，蒸去甲醇與水，得到預(yù)處理后的粗甘油；
膠粘劑的生產(chǎn)在預(yù)處理后的粗甘油中加入N，N’ - 二甲基乙酰胺，預(yù)處理后的粗甘油 的質(zhì)量與N，N’ - 二甲基乙酰胺的體積的比例為1:1 g/mL，然后加入丁二酸酐至上述溶液 中，丁二酸酐的加入量與粗甘油的摩爾比為2: 1，70°C反應(yīng)得到膠粘劑產(chǎn)品。膠粘劑的使用將膠粘劑涂于鋁片表面，于140°C加熱預(yù)處理3小時(shí)，然后將兩片 鋁片表面貼合，壓實(shí)，于170°C固化4小時(shí)。性能測(cè)試結(jié)果粘合后兩片鋁片的拉伸剪切強(qiáng)度可達(dá)13Mpa。且在水中浸泡M小 時(shí)后，拉伸剪切強(qiáng)度仍可達(dá)12Mpa。實(shí)施例3
利用地溝油生產(chǎn)生物柴油的副產(chǎn)粗甘油制備膠粘劑的方法，其工藝流程如下 生物柴油副產(chǎn)粗甘油的預(yù)處理將地溝油制備生物柴油中的副產(chǎn)粗甘油加水稀釋，水 和粗甘油的體積比為0. 25:1，一邊攪拌一邊緩慢滴加磷酸溶液，調(diào)節(jié)上述溶液的pH值至6， 離心，靜置分層上層為脂肪酸層，下層為皂化物層，中間層為粗甘油層，回收中間層，蒸除 去甲醇與水，得到預(yù)處理后的粗甘油；
膠粘劑的生產(chǎn)在預(yù)處理后的粗甘油中加入N，N’ - 二甲基乙酰胺，預(yù)處理后的粗甘油 的質(zhì)量與N，N’ - 二甲基乙酰胺的體積的比例為2:1 g/mL，然后加入丁二酸酐至上述溶液 中，丁二酸酐的加入量與粗甘油的摩爾比為1.2: 1，100°C反應(yīng)，得到膠粘劑產(chǎn)品。膠粘劑的使用將膠粘劑涂于玻璃片表面，于180°C加熱預(yù)處理1小時(shí)，將兩片玻 璃片表面貼合，壓實(shí)，于200°C固化1小時(shí)。性能測(cè)試結(jié)果粘合后兩片玻璃片的拉伸剪切強(qiáng)度可達(dá)14Mpa，且在水中浸泡M 小時(shí)后拉伸剪切強(qiáng)度仍可達(dá)12Mpa。實(shí)施例4
利用棕櫚油油生產(chǎn)生物柴油的副產(chǎn)粗甘油制備膠粘劑的方法，其工藝流程如下 生物柴油副產(chǎn)粗甘油的預(yù)處理將棕櫚油制備生物柴油中的副產(chǎn)粗甘油加甲醇稀釋， 甲醇和粗甘油的體積比為0.05:1，一邊攪拌一邊緩慢滴加硫酸溶液，調(diào)節(jié)上述溶液的pH值 至3，離心，靜置分層上層為脂肪酸層，下層為皂化物層，中間層為粗甘油層，回收中間層， 蒸除去甲醇與水，得到預(yù)處理后的粗甘油；
膠粘劑的生產(chǎn)在預(yù)處理后的粗甘油中加入N，N’ - 二甲基乙酰胺，預(yù)處理后的粗甘油 的質(zhì)量與N，N’-二甲基乙酰胺的體積的比例為1/3:1 g/mL，然后加入丁二酸酐至上述溶液 中，丁二酸酐的加入量與粗甘油的摩爾比為1: 1，120°C反應(yīng)，得到膠粘劑產(chǎn)品。膠粘劑的使用將膠粘劑涂于鐵片表面，于130°C加熱預(yù)處理1小時(shí)，將兩片鐵片 表面貼合，壓實(shí)，于200°C固化1小時(shí)。性能測(cè)試結(jié)果粘合后兩片鐵片的拉伸剪切強(qiáng)度可達(dá)12Mpa，且在水中浸泡M小 時(shí)后拉伸剪切強(qiáng)度仍可達(dá)lOMpa。所述的動(dòng)植物油脂包括桐油、大豆油、地溝油、菜籽油、玉米油、茶油、棕櫚油、葵花 油、麻楓樹油等。
權(quán)利要求
1.利用生物柴油副產(chǎn)粗甘油制備膠粘劑的方法，其特征在于包括如下工藝過程(1)副產(chǎn)粗甘油的預(yù)處理以生物柴油生產(chǎn)中的副產(chǎn)粗甘油為原料，加入稀釋劑稀釋， 所述的稀釋劑為甲醇、乙醇、水中的一種，用酸調(diào)節(jié)上述溶液的PH值至3 6，離心，靜置分 層上層為脂肪酸層，下層為皂化物層，中間層為粗甘油層，取中間層，然后將中間層蒸除去 甲醇和水，即為預(yù)處理后的粗甘油；(2)膠粘劑的生產(chǎn)在預(yù)處理后的粗甘油中加入N，N’-二甲基乙酰胺溶劑，然后加入丁 二酸酐，丁二酸酐的加入量與預(yù)處理后的粗甘油的摩爾比為1:1 2:1，加熱使丁二酸酐溶 解，反應(yīng)得到膠粘劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用生物柴油副產(chǎn)粗甘油制備膠粘劑的方法，其特征在于 所述的稀釋劑和粗甘油的體積比為0. 05:1 0. 3:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用生物柴油副產(chǎn)粗甘油制備膠粘劑的方法，其特征在于 所述的稀釋劑為甲醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用生物柴油副產(chǎn)粗甘油制備膠粘劑的方法，其特征在于 所述粗甘油的質(zhì)量與N，N’ - 二甲基乙酰胺的體積的比例為1/3:1 2:1 g/mL。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用生物柴油副產(chǎn)粗甘油制備膠粘劑的方法，其特征在于 所述的反應(yīng)溫度為30 100°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用生物柴油副產(chǎn)粗甘油制備膠粘劑的方法，包括如下工藝過程副產(chǎn)粗甘油的預(yù)處理以生物柴油生產(chǎn)中的副產(chǎn)粗甘油為原料，加入稀釋劑稀釋，調(diào)節(jié)溶液pH值至3～6，離心，靜置分層上層為脂肪酸層，下層為皂化物層，中間層為粗甘油層，取中間層，蒸除甲醇和水，即為預(yù)處理后的粗甘油；膠粘劑的生產(chǎn)在預(yù)處理后的粗甘油中加入N,N’-二甲基乙酰胺溶劑，然后加入丁二酸酐，丁二酸酐的加入量與預(yù)處理后的粗甘油的摩爾比為1:1～2:1，加熱使丁二酸酐溶解，反應(yīng)得到膠粘劑。該方法適合于以各種動(dòng)植物油脂生產(chǎn)生物柴油的副產(chǎn)粗甘油，生產(chǎn)成本低；工藝簡(jiǎn)便，便于規(guī)?；a(chǎn)；制得的膠粘劑粘結(jié)強(qiáng)度高，耐水性強(qiáng)。
文檔編號(hào)C09J167/00GK102108278SQ20111000270
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2011年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月7日
發(fā)明者劉慧 , 李翠 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)