[发明专利]固体酒精的制备方法

说明书

技术领域  本发明涉及一种固体燃料及其制备方法，属于化工产品。

背景技术  固体酒精是一种使用安全、携带方便、经济实惠、日常生活中 经常使用的固体燃料。目前已经广泛应用于饭店、旅游、航海、野外作业等。

现在市面上使用的固体酒精，有的储存稳定性差，放置一段时间就会变软， 呈膏状，有的还有液体渗出；有的燃烧时冒黑烟，有异味，污染环境；有的燃 烧时会迸出黑色颗粒，造成粉尘污染；有的不耐燃烧，有的燃烧后残渣较多等。 为此，特提出本发明。本发明提供的是一种储存稳定性好、燃烧持续时间长、 燃烧中无异味、无任何环境污染，燃烧后残渣少的彩色固体酒精。

在做固体酒精燃烧实验时发现：点燃时，表面的酒精蒸汽立即燃烧，火焰 很快把固体酒精完全覆盖，火焰里面的固体遇热，表面熔化，熔化的液体遇热 气化，酒精蒸汽冲出液体表面的薄膜而燃烧。这时可以观察到固体酒精表面液 体上面有许多气化的小气泡。根据燃烧的状况可分为：A.有的固体酒精点燃， 完全熔化，液体铺满整个容器底部，面积比较大，火焰较大，不稳定，燃烧的 非常快，像液体酒精一样。这种固体酒精不耐烧，也不安全；B.有的固体酒精点 燃后，表面熔化的较多，熔化的液体不能完全变成蒸汽而燃烧，这些多余的液 体就流到下面，这就是常说的流淌。这种固体酒精火焰也较大，燃烧的较快， 也不耐烧；C.有的固体酒精点燃后，表面熔化，熔化的液体可完全变成蒸汽而燃 烧，这种固体酒精火焰比较稳定，需要时可以把固体块切的小些，表面积大些， 燃烧的火焰就大些，否则火焰就小些。这种固体酒精是比较好的。

从上述燃烧实验可以看出，固体酒精熔化的温度是关系到固体酒精燃烧时 是否流淌、燃烧时间长短、储存稳定性等的重要指标。固体酒精为凝胶体，是 非晶态物质，没有恒定的“熔点”。当温度大于凝胶温度时，固体酒精开始软化 并熔融，逐渐形成液体，熔程较大。由上述实验发现，当熔点小于50℃时，固 体酒精的储存稳定性差，燃烧时流淌，火焰不稳定，燃烧时间短，不安全，如 上述实验A和B。当熔点在60℃左右时，固体酒精燃烧火焰平稳，不流淌，无 气味，如上述实验C。

在固体酒精制备过程中，加入适当的物质控制固体酒精的熔点，是关系到 固体酒精质量好坏的关键。这也是本发明的关键点。

发明内容

硬脂酸与氢氧化钠混合后发生反应：

反应生成的硬脂酸钠是一个长链的极性分子，不溶于乙醇，可均匀分散在 乙醇中形成溶胶，这时具有溶胶的典型性质-丁铎尔效应。当温度降低时，胶 粒的动能减少，原本分散的溶胶不稳定，大量胶粒析出，胶粒靠分子之间的范 德华引力，相互连接起来形成网状结构，酒精分子处于网眼结构的孔隙中，被 束缚于相互连接的硬脂酸钠三维空间网状骨架间隙中，呈不流动状态而凝固， 形成了固体酒精，这时胶体呈凝胶状态。当温度升高时，胶粒的动能增大，分 子的运动速度加快，胶粒的联系消失，网状结构不再存在，胶粒呈自由活动状 态，就又变成了液态的溶胶。

固体酒精属于热可逆的溶胶-凝胶体系。在该体系中溶胶转变为凝胶时， 硬脂酸钠胶束析出聚集的空间网状结构的疏密程度，是决定固体酒精熔点高低 的关键。加入一些高分子聚合物，可以增加这种网状结构的密实程度，提高固 体酒精的熔点。据此，发明者分别试用了：聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯 烷酮、硝化纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、甲基纤 维素、琼脂、海藻酸钠、硅溶胶、吐温等等。在乙醇溶液中，加入这些高聚物 分子，有的溶解度太小，对固体酒精的熔点影响不明显；有的可以提高熔点， 但是固体酒精燃烧时有异味；有的成本较高，不适用。根据性价比综合考虑后， 最后选用聚乙烯吡咯烷酮和硅溶胶为固体酒精的熔点改进剂，用明矾和硼砂为 熔点改进剂助剂。按不同的比例加入这些物质，固体酒精的熔点可以控制在所 要求的范围之内。可以显著的提高固体酒精的质量性能。

固体酒精的组成质量百分比是：

原料名称          质量百分比(％)

酒精(95％)        50-90

硬脂酸            1-15

氢氧化钠          1-8

水                1-20

聚乙烯吡咯烷酮    0.3-4

硅溶胶            0.2-5

明矾              0.4-6