一種利用廢棄動(dòng)植物油脂制備油墨溶劑的方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種利用廢棄動(dòng)植物油脂制作油墨溶劑的方法，該方法以廢棄動(dòng)植物油脂為原料，先通過(guò)加熱脫水雜，然后高溫加壓條件下在酸性催化劑催化作用下與烷基醇發(fā)生酯化反應(yīng)脫酸，然后脫色，并減壓蒸餾脫味脫水，得到可用作油墨溶劑的純凈的酯化油脂。所述純凈的酯化油脂，可替代純凈的植物油脂用作油墨溶劑，降低了油墨的生產(chǎn)成本，且實(shí)現(xiàn)了資源的再利用。同時(shí)本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)所述方法通過(guò)酯化反應(yīng)將廢棄動(dòng)植物油脂中的脂肪酸轉(zhuǎn)化為脂肪酸酯，大大提高了油墨溶劑的干燥性能。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)屬于油墨
，涉及，具體地，本專(zhuān)利技術(shù)采用廢棄動(dòng)植物油脂經(jīng)過(guò)脫水雜、脫酸、脫色、脫味脫水等精制處理后得到純凈的酯化油脂，是一種新型的環(huán)保型油墨溶劑。
技術(shù)介紹
在現(xiàn)如今經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的影響下，資源問(wèn)題和環(huán)保問(wèn)題得到空前的重視，綠色印刷正以其強(qiáng)大地影響力調(diào)整并引導(dǎo)著全球印刷行業(yè)的發(fā)展。近年來(lái)環(huán)保油墨在食品、藥品等包裝印刷中開(kāi)始應(yīng)用，但從整體上來(lái)講，其應(yīng)用范圍仍極為有限。要油墨符合環(huán)保要求，首先應(yīng)該改變成分，即采用環(huán)保型材料配制新型油墨。目前，環(huán)保油墨主要有水性油墨、UV油墨、大 油墨等。水性油墨是由特定的水性高分子樹(shù)脂、顏料、水，并添加助劑經(jīng)物理化學(xué)過(guò)程組合而制備的油墨，簡(jiǎn)稱(chēng)水墨。水性油墨與溶劑型油墨的最大區(qū)別，在于其使用的溶劑是水而不是有機(jī)溶劑，油墨轉(zhuǎn)印到承印物后，水分揮發(fā)到環(huán)境中或者滲入承印物中，油墨隨水分的揮發(fā)而干燥，水性高分子樹(shù)脂是水性油墨最主要的組成部分，它在水墨中主要起連結(jié)料的作用，它使顏料可以均勻分散，使油墨具有一定的流動(dòng)性，并提供與承印材料的粘附力，使油墨能在印刷后形成均勻的墨層。其最大的優(yōu)點(diǎn)是不含有揮發(fā)性有機(jī)溶劑，它的使用降低了有機(jī)揮發(fā)物的量，不會(huì)損害油墨制造者和印刷操作者的健康，改善了環(huán)境的質(zhì)量。但在使用過(guò)程中通常會(huì)出現(xiàn)色相不準(zhǔn)、粘度不穩(wěn)、干燥速度不穩(wěn)、難以套準(zhǔn)、油墨氣泡等問(wèn)題。UV油墨(即紫外線干燥固化油墨)是指在一定波長(zhǎng)的紫外光線照射下，油墨中的光聚合引發(fā)劑吸收一定波長(zhǎng)的光子會(huì)轉(zhuǎn)為游離態(tài)分子的自由基，通過(guò)分子間能量的傳遞，使聚合性預(yù)聚物和感光性單體變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，產(chǎn)生電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合體，絡(luò)合體間不斷交聯(lián)聚合，使液態(tài)油墨瞬間轉(zhuǎn)變為固態(tài)，從而形成干燥固化的油墨。其優(yōu)點(diǎn)為干燥速度快、節(jié)省能源、油墨顆粒小等；缺點(diǎn)是其中的一些成分接觸到皮膚，會(huì)產(chǎn)生一定的刺激作用，甚至?xí)鹌つw過(guò)敏，并且UV光對(duì)人體有一定的傷害，還有墨渣難以處理等問(wèn)題。大豆油墨即植物油基墨，它使用植物油脂作為連接料，目前研發(fā)和應(yīng)用的連接料主要有大豆油、菜籽油、棉籽油、葵花油等；其中最常用的就是大豆油墨，是由大豆油和樹(shù)月旨、顏料助劑等混合而制成的。其主要優(yōu)勢(shì)有，降低了油墨中可揮發(fā)性的物質(zhì)，耐摩擦和耐熱性質(zhì)比較好，廢紙脫墨容易，色澤好，著墨性良好，耐鐳射性佳，可再生等。Henrik等人提出了一種環(huán)保型的清潔溶劑用于印刷產(chǎn)業(yè)的油墨(US 5104567)。其中包含9(Γ99%的植物油，尤其是大豆油，還有廣10%的表面活性劑。這種溶劑能夠有效地從印刷機(jī)器上除去油墨，替代了石化產(chǎn)品的溶劑，提高了工作環(huán)境的質(zhì)量。但與傳統(tǒng)的油墨相比價(jià)格要高出20%多，干燥性能也比較差，應(yīng)用范圍狹窄。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
鑒于大豆油墨的成本較高的問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)的目的之一在于提供。該方法將廢棄動(dòng)植物油脂經(jīng)脫水雜、酯化脫酸、脫色、脫味脫水等過(guò)程精煉后得到純凈的酯化油脂，替代純凈的植物油脂用作油墨溶劑，以降低生產(chǎn)成本，并且將廢棄動(dòng)植物油脂中的脂肪酸轉(zhuǎn)化為脂肪酸酯，提高了油墨溶劑的干燥性能，拓寬了其應(yīng)用范圍。 為了達(dá)到上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)采用了如下技術(shù)方案，所述方法包括如下步驟( I)將廢棄動(dòng)植物油脂脫水雜；(2)將脫水雜后的產(chǎn)物在酸性催化劑的作用下，與烷基醇發(fā)生酯化反應(yīng)，使廢棄動(dòng)植物油脂的酸值降低到lmgKOH/g廢棄動(dòng)植物油脂以下；(3)將步驟(2)中的產(chǎn)物脫色，脫味脫水，得到純凈的酯化油脂。本專(zhuān)利技術(shù)所述廢棄動(dòng)植物油脂優(yōu)選但不限于潲水油和/或地溝油，任何一種無(wú)法直接應(yīng)用的動(dòng)物或植物油脂均可作為本專(zhuān)利技術(shù)的原料。其中，潲水油是餐飲店的殘?jiān)２耍途呦礈焖冉?jīng)過(guò)隔油池的渣水分離、撈取油層，再通過(guò)加熱脫水、簡(jiǎn)單地精煉處理而成的油月旨。而地溝油泛指生活中的各類(lèi)劣質(zhì)油，包括將下水道中的油膩漂浮物或者將賓館、酒樓的剩飯、剩菜(通稱(chēng)泔水)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單加工、提煉出的油(狹義地溝油)、劣質(zhì)豬肉、豬內(nèi)臟、豬皮加工以及提煉后產(chǎn)出的油或用于油炸食品的油使用次數(shù)超過(guò)一定次數(shù)后，再被重復(fù)使用或往其中添加一些新油后重新使用的油。優(yōu)選地，所述脫水雜在60 80 V溫度下進(jìn)行，例如62 °C、64 °C、66 °C、68 °C、70 V、72°C、74°C、76°C、79°C，優(yōu)選 62 78°C，進(jìn)一步優(yōu)選 65 75°C。優(yōu)選地，所述脫水雜的時(shí)間為12 24小時(shí)，例如13小時(shí)、14小時(shí)、15小時(shí)、16小時(shí)、17小時(shí)、18小時(shí)、19小時(shí)、20小時(shí)、21小時(shí)、22小時(shí)、23小時(shí)，優(yōu)選15 22小時(shí)，進(jìn)一步優(yōu)選15 20小時(shí)。廢棄動(dòng)植物油脂在6(T80°C下保溫12 24小時(shí)后，沉降分離出廢棄動(dòng)植物油脂中的水分和雜質(zhì)，得到脫水雜的產(chǎn)物。將脫水雜的產(chǎn)物在酸性催化劑的作用下，與烷基醇發(fā)生酯化反應(yīng)，廢棄動(dòng)植物油脂的酸值降低到lmgKOH/g廢棄動(dòng)植物油脂以下，使廢棄動(dòng)植物油脂中的絕大部分脂肪酸轉(zhuǎn)化為脂肪酸酯，提高了該油墨溶劑的干燥性能，拓寬了其使用范圍。“l(fā)mgKOH/g廢棄動(dòng)植物油脂以下”中的廢棄動(dòng)植物油脂并非原料中廢棄動(dòng)植物油脂的概念，在酯化反應(yīng)過(guò)程中對(duì)酯化產(chǎn)物進(jìn)行酸值測(cè)試，直到酸值符合要求為止，因此，此處廢棄動(dòng)植物油脂是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念，其實(shí)際上指的是對(duì)酯化反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行酸值測(cè)試的時(shí)候的測(cè)試對(duì)象，因此，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述描述可以很清楚的確定此處廢棄動(dòng)植物油脂的概念，并能清楚的理解酸值的計(jì)算。優(yōu)選地，所述酸性催化劑為液體酸催化劑或/和固體酸催化劑。優(yōu)選地，所述液體酸催化劑為硫酸或/和磷酸。所述液體酸催化劑例如為硫酸和磷酸的混合物。優(yōu)選地，所述固體酸催化劑為硫酸氫鈉、硫酸鐵、硫酸鎂或硫酸鈣中的任意一種或者至少兩種的混合物，所述混合物例如硫酸氫鈉和硫酸鐵的混合物，硫酸鐵和硫酸鎂的混合物，硫酸鎂和硫酸鈣的混合物，硫酸氫鈉、硫酸鐵和硫酸鎂的混合物，硫酸鐵、硫酸鈣和硫酸鎂的混合物，優(yōu)選硫酸鐵、硫酸鈣或硫酸鎂中的任意一種或者至少兩種的混合物，進(jìn)一步優(yōu)選硫酸鐵、硫酸鈣和硫酸鎂三者的混合物。優(yōu)選地，所述酸性催化劑為硫酸鐵、硫酸鈣和硫酸鎂三者的混合物，所述硫酸鐵、硫酸鎂和硫酸鈣的質(zhì)量比為(50 30) : (20 30) : (20 40)，例如35:25:25、40:28:30、45:28:38、30:30:40、45:20:30，優(yōu)選所述硫酸鐵、硫酸鎂和硫酸鈣的質(zhì)量比為(5(Γ30) : (2(Γ30) : (3(Γ40)。采用硫酸鐵、硫酸鈣和硫酸鎂的混合物作為酸性催化劑，催化酯化反應(yīng)，該酸性催化劑難溶于有機(jī)反應(yīng)體系，反應(yīng)結(jié)束后易于分離，簡(jiǎn)化了酯化產(chǎn)物的分離和后處理工藝。硫酸鐵、硫酸鈣和硫酸鎂的混合物作為酸性催化劑是固體酸催化劑，與廢棄動(dòng)植物油脂接觸反應(yīng)后即可過(guò)濾得到酯化反應(yīng)產(chǎn)物。同時(shí)，該酯化反應(yīng)產(chǎn)物不需要再進(jìn)行水洗除去催化劑的過(guò)程，產(chǎn)生污水少。若使用常規(guī)的硫酸催化劑，對(duì)設(shè)備腐蝕性大，還要對(duì)酯化產(chǎn)物進(jìn)行洗滌以除去存在于酯化產(chǎn)物中的少量硫酸，產(chǎn)生大量工業(yè)污水。所述酸性催化劑的質(zhì)量為步驟(I)脫去水雜產(chǎn)物的質(zhì)量的1飛％，例如I. 5%、2%、2.5%、3%、3· 5%、4%、4· 5%，優(yōu)選 I 4%，進(jìn)一步優(yōu)選 I 3%。·所述烷基醇為一元低碳醇，優(yōu)選Γ6個(gè)碳原子的一元醇，進(jìn)一步優(yōu)選Γ4個(gè)原子的一元醇，進(jìn)一步優(yōu)選甲醇、乙醇、丁醇或異丙醇中的任意一種或者至少兩種的混合物。所述混合物例如甲醇和乙醇的混合物，乙醇和丁醇的混合本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種利用廢棄動(dòng)植物油脂制備油墨溶劑的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：（1）將廢棄動(dòng)植物油脂脫水雜；（2）將脫水雜的產(chǎn)物在酸性催化劑的作用下，與烷基醇發(fā)生酯化反應(yīng)，使廢棄動(dòng)植物油脂的酸值降低到1mgKOH/g廢棄動(dòng)植物油脂以下；（3）將步驟（2）中的產(chǎn)物脫色，脫味脫水，得到純凈的酯化油脂。

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李為民，陸朝陽(yáng)，高琦，許漢祥，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：江蘇高科石化股份有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：