基本信息
- 项目名称：
- 利用地沟油制备热熔压敏胶
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 我国年产地沟油500万吨以上，已开发的用于生产生物柴油等技术工艺复杂、效益差，无法抑制地沟油回流餐桌，危害人体健康。而国内外生产压敏胶的树脂主要依赖于石油资源，成本高、难降解，污染环境。 本项目收集地沟油为主要原料，经过预处理后为不干性动、植物油脂；与甘油醇解得到单脂肪酸甘油酯；然后与二元酸酐缩聚得到线性醇酸树脂，配合助剂制备成本低、可降解的热熔型压敏胶，该方法为地沟油的利用开辟了一条新的途径。
- 详细介绍：
- 地沟油又称泔水油或潲水油，是餐饮业和家庭排放到下水道的废弃油脂，其主要成分是动、植物油脂。近年来许多地方常有不法分子将地沟油处理后掺入食用油中非法销售, 回流餐桌，危害人体健康，引起了媒体和社会的普遍关注。 如何有效地对废油脂进行综合利用，避免其流入食用油市场，已成为当前亟需解决的问题。 压敏胶也称不干胶，按形态可以分为溶剂型、乳液型、热熔型、压延型和反应型等五种类型。其制品主要是压敏胶带及压敏标签，由于热熔型压敏胶固体含量为100%，不含有机溶剂、低公害，涂布速度快、自动化程度高、制品成本低（为溶剂型的50%）。广泛应用于包装、书籍装订、无纺织物、表面防护装饰膜、制鞋、材料加工、办公及医疗等各行业。2004年我国热熔压敏胶产量约6.3万吨，预计该胶种将以每年10~20%速度增长，目前年产量超过10万吨，在国内外几乎完全取代了溶剂型压敏胶。 压敏胶的主体成分合成树脂及橡胶多数来自于石油资源，随着压敏胶的快速增长，必然会进一步提高成本，加速石油资源枯竭。并且许多压敏胶制品使用周期短，甚至是一次性用品，而压敏胶的主体成分合成树脂一般难以降解，必然成为白色固体垃圾污染环境。 本项目以地沟油为主要原料制备成本低、绿色环保的热熔型压敏胶。产品制备思路为：对地沟油预处理得到精练地沟油；合成不干性醇酸树脂；加助剂制备热熔型压敏胶。通过对产品的软化点、剥离强度、持粘性，初粘性等测试发现，以上指标均能满足商品化压敏胶的要求。本项目合成树脂采用的醇解、缩聚反应具有科学的理论基础和广泛的工业应用先例；用地沟油制备的热熔压敏胶能够自然降解，应用领域广泛，因而具有先进性和独创性。本产品使用简单，主要用于各行业的纸基包装胶粘带，双面胶粘带，纸质标签等。通过比较发现，本产品推广前景好，经济效益显著。通过查新及同当前的研究水平相比较，本课题研究处于学科领域前沿，国内领先水平，理论依据充分，研究方案科学、合理，具有很强的可行性。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 发明目的：开发合理利用地沟油的新途径，利用地沟油制备可降解的热熔型压敏胶，提高地沟油的使用价值，杜绝其回流餐桌，危害人体健康，降低生活垃圾和合成材料对环境的污染，同时减轻合成压敏胶树脂对石油资源的依赖。 基本思路： 1. 收集地沟油经过预处理得到主要成分为动、植物油脂的精炼地沟油。 2. 精炼地沟油与甘油进行醇解反应合成单脂肪酸甘油酯。 3. 再与二元酸酐缩聚为线型不干性醇酸树脂。 4. 加助剂制备半天然、可降解的环保热熔型压敏胶。 创新点： 1. 开发合理利用地沟油的新途径，减少其危害； 2. 根据地沟油的成分特性合成不干性醇酸树脂； 3. 制备半天然、绿色环保的热熔压敏胶。 技术关键： 1. 不同来源地沟油预处理工艺的掌握。 2. 醇解催化剂及反应条件的确定。 3. 缩聚合成醇酸树脂分子量的控制。 技术指标： 1. 精炼地沟油碘值100~140；酸值<5.0 mg(KOH)/g；水分<0.3%；色度<5号。 2. 合成醇酸树脂的分子量为5000~7000; 软化点为61~67℃。 3. 压敏胶剥离强度0.8kN/m；初粘性62mm；持粘性0.02mm/s。
科学性、先进性
- 科学性： 1.地沟油的主要成分动、植物油属于不干和半干性油脂，合成树脂采用的醇解、缩聚反应过程具有科学的理论基础和广泛的工业应用先例。 2. 利用地沟油制备的热熔压敏胶可自然降解，应用领域广泛，无工业三废，有利于环境保护。 3. 地沟油中所含的霉菌等有毒有害成分经过高温化学反应所剩无几，由于本产品不涉及食品和医药，微量残留不会危及人体健康。 先进性： 1.本项目主要原料地沟油属于废弃物，来源广，价格低，用于制备压敏胶的经济效益远高于合成生物柴油。 2.本项目是针对地沟油危害人体健康，世界石油资源危机和环境污染等社会问题而提出的一种切实可行的地沟油开发利用途径，旨在制备出环保压敏胶，因而具有先进性和独创性。
获奖情况及鉴定结果
- 本课题于2011年3月09日在教育部科技查新工作站（L03）进行查新。查新结论如下：“利用地沟油经过醇解、缩聚合成不干性醇酸树脂，再加入增粘剂等助剂制备热熔压敏胶。”，在国内公开发表的中文文献中，未见相同文献报道。 本作品在辽宁省第十届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛中获得特等奖。
作品所处阶段
- 实验室研究阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 本作品能以实物、产品、照片、样品的形式展示。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明：产品用涂胶机在基材上涂布为压敏胶带，经过压合即可粘接。技术优势：利用地沟油的不干性油脂合成树脂，工艺和设备简单；不依赖石油，是市场上没有的低成本环保压敏胶。适用范围：用于各行业包装或办公的标签和粘贴纸。推广前景：国内地沟油年产大于500万吨，用于制生物柴油经济效益差，而压敏胶需求量大，推广前景好。经济效益：精炼地沟油3000元/吨，原料成本为预计6500元/吨，而市售热熔压敏胶售价2万元以上，效益显著。
同类课题研究水平概述
- 我国每年产生的地沟油不少于500万吨。但大量的地沟油经过简单的加工后又返回到餐桌上。尽快实现地沟油的处理和利用，达到减少水体环境污染，最大限度地提高地沟油的使用价值，具有重要的开发价值和社会意义。目前国内外已开发出一些利用地沟油生产生物柴油、肥皂、甘油、油漆及矿石浮选剂等方面的技术。其中以转化为生物柴油为代表，但这一朝阳产业正在受到诸多因素的困扰，而地沟油的其它利用途径工艺还不够成熟，难以形成对地沟油规模化需求，因此这些变废为宝的利用途径并没有有效的阻止其重返餐桌。 1882年德国出现了现代压敏胶的制品，从50年代后期，尤其是进入60年代后，各种性能优良的丙烯酸酯压敏胶的系统得到开发，20世纪70年代中期水乳型、水溶型、热熔型、射线固化型以及反应型相继得到研究和发展。我国压敏胶得到迅速发展是在最近十几年。2005年王清华采用正交试验设计法对SIS热熔压敏胶的各种原料进行优选,发现了SIS热熔压敏胶性能随C_5石油树脂种类和用量变化的规律。 2006年，刘卫红等用SIS为主体聚合物研制了一种耐低温的HMPSA。2007年，张荣军等用SIS热塑性弹性体为主体材料,制备了适合在一次性卫生用品上使用的中低温热熔压敏胶。2010年，杨宏艳等以线型SBS热塑性弹性体为基体树脂,成功制备出一种可满足环保要求和使用要求的电缆半导电带接头用SBS型HMPSA。 现今国内外生产的压敏胶大多以聚丙烯酸酯、SBS、SIS或EVA等合成树脂为主要原料，依赖于石油资源，这不仅提高了生产成本也加剧了石油资源的枯竭。并且使用后不易回收、不易降解，这给人类环境带来了严重的危害。 目前国内对压敏胶的研究虽多，但是到目前为止，并未发现以地沟油为主要原料制备环保型压敏胶的相关报道。本课题研究处于学科领域前沿，国内领先水平，理论依据充分，研究方案科学、合理，具有很强的可行性。
