基本信息
- 項目名稱：
- 利用地溝油制備熱熔壓敏膠
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 我國年產(chǎn)地溝油500萬噸以上，已開發(fā)的用于生產(chǎn)生物柴油等技術(shù)工藝復(fù)雜、效益差，無法抑制地溝油回流餐桌，危害人體健康。而國內(nèi)外生產(chǎn)壓敏膠的樹脂主要依賴于石油資源，成本高、難降解，污染環(huán)境。 本項目收集地溝油為主要原料，經(jīng)過預(yù)處理后為不干性動、植物油脂；與甘油醇解得到單脂肪酸甘油酯；然后與二元酸酐縮聚得到線性醇酸樹脂，配合助劑制備成本低、可降解的熱熔型壓敏膠，該方法為地溝油的利用開辟了一條新的途徑。
- 詳細介紹：
- 地溝油又稱泔水油或潲水油，是餐飲業(yè)和家庭排放到下水道的廢棄油脂，其主要成分是動、植物油脂。近年來許多地方常有不法分子將地溝油處理后摻入食用油中非法銷售, 回流餐桌，危害人體健康，引起了媒體和社會的普遍關(guān)注。 如何有效地對廢油脂進行綜合利用，避免其流入食用油市場，已成為當前亟需解決的問題。 壓敏膠也稱不干膠，按形態(tài)可以分為溶劑型、乳液型、熱熔型、壓延型和反應(yīng)型等五種類型。其制品主要是壓敏膠帶及壓敏標簽，由于熱熔型壓敏膠固體含量為100%，不含有機溶劑、低公害，涂布速度快、自動化程度高、制品成本低（為溶劑型的50%）。廣泛應(yīng)用于包裝、書籍裝訂、無紡織物、表面防護裝飾膜、制鞋、材料加工、辦公及醫(yī)療等各行業(yè)。2004年我國熱熔壓敏膠產(chǎn)量約6.3萬噸，預(yù)計該膠種將以每年10~20%速度增長，目前年產(chǎn)量超過10萬噸，在國內(nèi)外幾乎完全取代了溶劑型壓敏膠。 壓敏膠的主體成分合成樹脂及橡膠多數(shù)來自于石油資源，隨著壓敏膠的快速增長，必然會進一步提高成本，加速石油資源枯竭。并且許多壓敏膠制品使用周期短，甚至是一次性用品，而壓敏膠的主體成分合成樹脂一般難以降解，必然成為白色固體垃圾污染環(huán)境。 本項目以地溝油為主要原料制備成本低、綠色環(huán)保的熱熔型壓敏膠。產(chǎn)品制備思路為：對地溝油預(yù)處理得到精練地溝油；合成不干性醇酸樹脂；加助劑制備熱熔型壓敏膠。通過對產(chǎn)品的軟化點、剝離強度、持粘性，初粘性等測試發(fā)現(xiàn)，以上指標均能滿足商品化壓敏膠的要求。本項目合成樹脂采用的醇解、縮聚反應(yīng)具有科學的理論基礎(chǔ)和廣泛的工業(yè)應(yīng)用先例；用地溝油制備的熱熔壓敏膠能夠自然降解，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，因而具有先進性和獨創(chuàng)性。本產(chǎn)品使用簡單，主要用于各行業(yè)的紙基包裝膠粘帶，雙面膠粘帶，紙質(zhì)標簽等。通過比較發(fā)現(xiàn)，本產(chǎn)品推廣前景好，經(jīng)濟效益顯著。通過查新及同當前的研究水平相比較，本課題研究處于學科領(lǐng)域前沿，國內(nèi)領(lǐng)先水平，理論依據(jù)充分，研究方案科學、合理，具有很強的可行性。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 發(fā)明目的：開發(fā)合理利用地溝油的新途徑，利用地溝油制備可降解的熱熔型壓敏膠，提高地溝油的使用價值，杜絕其回流餐桌，危害人體健康，降低生活垃圾和合成材料對環(huán)境的污染，同時減輕合成壓敏膠樹脂對石油資源的依賴。 基本思路： 1. 收集地溝油經(jīng)過預(yù)處理得到主要成分為動、植物油脂的精煉地溝油。 2. 精煉地溝油與甘油進行醇解反應(yīng)合成單脂肪酸甘油酯。 3. 再與二元酸酐縮聚為線型不干性醇酸樹脂。 4. 加助劑制備半天然、可降解的環(huán)保熱熔型壓敏膠。 創(chuàng)新點： 1. 開發(fā)合理利用地溝油的新途徑，減少其危害； 2. 根據(jù)地溝油的成分特性合成不干性醇酸樹脂； 3. 制備半天然、綠色環(huán)保的熱熔壓敏膠。 技術(shù)關(guān)鍵： 1. 不同來源地溝油預(yù)處理工藝的掌握。 2. 醇解催化劑及反應(yīng)條件的確定。 3. 縮聚合成醇酸樹脂分子量的控制。 技術(shù)指標： 1. 精煉地溝油碘值100~140；酸值<5.0 mg(KOH)/g；水分<0.3%；色度<5號。 2. 合成醇酸樹脂的分子量為5000~7000; 軟化點為61~67℃。 3. 壓敏膠剝離強度0.8kN/m；初粘性62mm；持粘性0.02mm/s。
科學性、先進性
- 科學性： 1.地溝油的主要成分動、植物油屬于不干和半干性油脂，合成樹脂采用的醇解、縮聚反應(yīng)過程具有科學的理論基礎(chǔ)和廣泛的工業(yè)應(yīng)用先例。 2. 利用地溝油制備的熱熔壓敏膠可自然降解，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，無工業(yè)三廢，有利于環(huán)境保護。 3. 地溝油中所含的霉菌等有毒有害成分經(jīng)過高溫化學反應(yīng)所剩無幾，由于本產(chǎn)品不涉及食品和醫(yī)藥，微量殘留不會危及人體健康。 先進性： 1.本項目主要原料地溝油屬于廢棄物，來源廣，價格低，用于制備壓敏膠的經(jīng)濟效益遠高于合成生物柴油。 2.本項目是針對地溝油危害人體健康，世界石油資源危機和環(huán)境污染等社會問題而提出的一種切實可行的地溝油開發(fā)利用途徑，旨在制備出環(huán)保壓敏膠，因而具有先進性和獨創(chuàng)性。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 本課題于2011年3月09日在教育部科技查新工作站（L03）進行查新。查新結(jié)論如下：“利用地溝油經(jīng)過醇解、縮聚合成不干性醇酸樹脂，再加入增粘劑等助劑制備熱熔壓敏膠?！?，在國內(nèi)公開發(fā)表的中文文獻中，未見相同文獻報道。 本作品在遼寧省第十屆“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術(shù)科技作品競賽中獲得特等獎。
作品所處階段
- 實驗室研究階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 本作品能以實物、產(chǎn)品、照片、樣品的形式展示。
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 使用說明：產(chǎn)品用涂膠機在基材上涂布為壓敏膠帶，經(jīng)過壓合即可粘接。技術(shù)優(yōu)勢：利用地溝油的不干性油脂合成樹脂，工藝和設(shè)備簡單；不依賴石油，是市場上沒有的低成本環(huán)保壓敏膠。適用范圍：用于各行業(yè)包裝或辦公的標簽和粘貼紙。推廣前景：國內(nèi)地溝油年產(chǎn)大于500萬噸，用于制生物柴油經(jīng)濟效益差，而壓敏膠需求量大，推廣前景好。經(jīng)濟效益：精煉地溝油3000元/噸，原料成本為預(yù)計6500元/噸，而市售熱熔壓敏膠售價2萬元以上，效益顯著。
同類課題研究水平概述
- 我國每年產(chǎn)生的地溝油不少于500萬噸。但大量的地溝油經(jīng)過簡單的加工后又返回到餐桌上。盡快實現(xiàn)地溝油的處理和利用，達到減少水體環(huán)境污染，最大限度地提高地溝油的使用價值，具有重要的開發(fā)價值和社會意義。目前國內(nèi)外已開發(fā)出一些利用地溝油生產(chǎn)生物柴油、肥皂、甘油、油漆及礦石浮選劑等方面的技術(shù)。其中以轉(zhuǎn)化為生物柴油為代表，但這一朝陽產(chǎn)業(yè)正在受到諸多因素的困擾，而地溝油的其它利用途徑工藝還不夠成熟，難以形成對地溝油規(guī)模化需求，因此這些變廢為寶的利用途徑并沒有有效的阻止其重返餐桌。 1882年德國出現(xiàn)了現(xiàn)代壓敏膠的制品，從50年代后期，尤其是進入60年代后，各種性能優(yōu)良的丙烯酸酯壓敏膠的系統(tǒng)得到開發(fā)，20世紀70年代中期水乳型、水溶型、熱熔型、射線固化型以及反應(yīng)型相繼得到研究和發(fā)展。我國壓敏膠得到迅速發(fā)展是在最近十幾年。2005年王清華采用正交試驗設(shè)計法對SIS熱熔壓敏膠的各種原料進行優(yōu)選,發(fā)現(xiàn)了SIS熱熔壓敏膠性能隨C_5石油樹脂種類和用量變化的規(guī)律。 2006年，劉衛(wèi)紅等用SIS為主體聚合物研制了一種耐低溫的HMPSA。2007年，張榮軍等用SIS熱塑性彈性體為主體材料,制備了適合在一次性衛(wèi)生用品上使用的中低溫熱熔壓敏膠。2010年，楊宏艷等以線型SBS熱塑性彈性體為基體樹脂,成功制備出一種可滿足環(huán)保要求和使用要求的電纜半導(dǎo)電帶接頭用SBS型HMPSA。 現(xiàn)今國內(nèi)外生產(chǎn)的壓敏膠大多以聚丙烯酸酯、SBS、SIS或EVA等合成樹脂為主要原料，依賴于石油資源，這不僅提高了生產(chǎn)成本也加劇了石油資源的枯竭。并且使用后不易回收、不易降解，這給人類環(huán)境帶來了嚴重的危害。 目前國內(nèi)對壓敏膠的研究雖多，但是到目前為止，并未發(fā)現(xiàn)以地溝油為主要原料制備環(huán)保型壓敏膠的相關(guān)報道。本課題研究處于學科領(lǐng)域前沿，國內(nèi)領(lǐng)先水平，理論依據(jù)充分，研究方案科學、合理，具有很強的可行性。
