[发明专利]一种废弃食用油基不饱和聚酯树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子聚合物技术领域，特别涉及一种可再生废弃食用油制备新型不饱和聚酯树脂的制备方法。

背景技术

近年来，合成树脂已成为产量最高、需求量最大的合成材料，其中不饱和聚酯树脂是树脂中用量最大的。不饱和聚酯树脂目前主要是改进树脂配方，寻找新的合成原料和新的制备方法，生产具有新的结构和功能的树脂，拓宽其应用领域。但由于石油资源的日益枯竭和原油价格的上涨导致树脂的成本相对较高，且由于石油基高分子材料普遍存在难降解的特点而给环境造成了巨大的污染，因此寻求高效、廉价、可再生的替代原料制备绿色高分子材料已经成为当务之急。

由于废弃食用油一般都经过反复地高温条件的使用，这使得废弃食用油的成分很复杂，与食用油的理化特性有很大的差别，特别是油脂的酸值。目前国内对废弃食用油的工业化利用主要集中在用于生产生物柴油、洗衣粉和生物选矿剂，但是这些领域的生产规模有限，对废弃食用油的再利用也是有限的。

至于废弃食用油在高分子材料领域的应用更是少之又少，目前有关油脂在高分子材料领域的应用主要集中在植物油替代二元醇制备不饱和聚酯树脂方面。中国专利CN101250256A公开了题为“一种不饱和聚酯树脂的合成方法”，该方法用多元醇将有机植物油生成单甘酯，将其视作改性的二元醇部分替代乙二醇，并引入不饱和聚酯树脂的合成工艺中，制备不饱和聚酯。该方法应用了廉价的可再生原料植物油，可使生产成本降低。

中国专利CN1283645A公开了题为“不饱和聚酯的制造方法和不饱和聚酯树脂的组成物”，该方法用多元醇将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)解聚，向解聚产物中添加马来酸酐，使它们互相反应，将二聚环戊二烯添加到反应混合物中，发生加成反应，然后在得到的反应产物中添加多元醇和多元酸，发生缩聚反应。该方法应用了废弃的PET来制备不饱和聚酯树脂，可使合成成本降低。

由于废弃食用油的酸值偏高，这对在碱催化作用下进行废弃食用油甘油醇解

反应制备单甘酯来说是不利的，必须利用一定的预精制技术降低废弃食用油的酸值才能满足上述反应的要求。张爱华、张玉军、肖志红等利用高压反应釜作为反应容器，采用磁力耦合传递动力进行搅拌，让废弃食用油与适量的多元醇在210℃的高温下，反应8h，加入15％的甘油反应，酸值降至0.5以下，可以满足废弃食用油甘油醇解反应制备单甘酯的基本要求。

本发明则是参考此种方法，首先对废弃食用进行预酯化处理，将经过预酯化处理的废弃食用油与甘油进行酯交换反应，得到主产物单甘酯，然后与马来酸酐反应生成单甘酯马来酸半酯，最后与苯乙烯混合得到一种新型的废弃食用油基不饱和聚酯树脂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种新型可再生废弃食用油基不饱和聚酯树脂的制备方法，该方法可制备结构独特、性能优异、具有潜在降解性能的新型不饱和聚酯树脂，并且实现废物的回收利用，节约了资源，降低生产成本，缓解石油危机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种废弃食用油基不饱和聚酯树脂的制备方法，所述制备方法是指将初步纯化的废弃食用油进行预酯化处理，以降低纯化后废弃食用油的酸值，经预酯化处理的废弃食用油与有机丙三醇进行醇解反应生成废弃食用油单甘酯，然后与马来酸酐反应生成结构独特的单甘酯马来酸半酯，最后与苯乙烯混合得到新型的不饱和聚酯树脂；制备方法按以下步骤进行：

A废弃食用油的预酯化处理

将经过初步纯化的70％～90％废弃食用油和30％～10％的甘油放入高压反应釜中，在高温200～230℃条件下反应6～9个小时，对初步纯化废弃食用油进行预酯化处理，预酯化处理后的废弃食用油的酸值小于1mgKOH/g；

B单甘酯的制备

将酸值小于1mgKOH/g的废弃食用油与甘油按2.5:1～3:1的比例投入到反应釜中，向反应釜中通入N₂，在N₂保护下，向反应釜中加入相对酸值小于1mgKOH/g的废弃食用油与甘油量和的0.1～0.3％的催化剂Ca(OH)₂，反应釜升温至210～250℃，在催化剂Ca(OH)₂作用下对酸值小于1mgKOH/g的废弃食用油进行醇解反应，反应时间为3～5h，然后温度降至15℃以下，得到单甘酯，备用；

C单甘酯马来酸半酯的制备