一种用于制备助磨剂的改性地沟油及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种用于制备助磨剂的改性地沟油及其制备方法与应用，属于建筑材料添加剂领域。改性地沟油为地沟油‑醇胺改性物，包括地沟油‑三乙醇胺改性物、地沟油‑三异丙醇胺改性物和地沟油‑N‑甲基二乙醇胺改性物中的一种或多种。本发明专利技术还公开了上述改性地沟油的制备方法，及包含该改性地沟油的助磨剂、制备方法及应用。本发明专利技术的助磨剂不仅具有较强的助磨效果，还具有提高水泥强度及冶金渣和粉煤灰活性的作用，效果优异；且地沟油作为餐饮副产品，来源广泛，成本低廉，对其改性后用于制备助磨剂，不仅可以减少助磨剂中多元醇胺等化工原料的使用量，降低成本，提高助磨剂的性价比，而且为地沟油提供了一条高附加值利用的途径，值得推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备助磨剂的改性地沟油及其制备方法与应用
本专利技术涉及建筑材料添加剂
，具体地，涉及一种用于制备助磨剂的改性地沟油及其制备方法与应用。
技术介绍
随着我国经济社会尤其第三产业的发展，餐饮业也发展迅速，需要用大量的食用油，从而产生大量的废油脂(俗称“地沟油”)。要解决地沟油再利用的关键还是要开发其具有可观经济效益的利用途径，以利益杠杆引导地沟油达到合理的资源综合利用的目的。因此，对地沟油进行有效的开发和利用，寻求高效利用途径就显得格外重要。地沟油可分为三类：一是狭义的地沟油，即将下水道中的油腻漂浮物或者将宾馆、酒楼的剩饭、剩菜(通称泔水)经过简单加工、提炼出的油；二是劣质猪肉、猪内脏、猪皮加工以及提炼后产出的油；三是用于油炸食品的油使用次数超过规定后，再被重复使用或往其中添加一些新油后重新使用的油。地沟油中的主要成分为高级脂肪酸甘油酯及一些杂质，从分子结构来看，地沟油中含有大量的酯基、羧基、烷基分子链等官能团，而一些建筑材料化学添加剂中也含有这些功能基团，这为地沟油在建筑材料化学添加剂中的应用提供了可能，也为地沟油寻找了一种资源利用的潜在途径。用于水泥、冶金渣(包括矿渣、钢渣等)和粉煤灰粉磨加工中的粉磨助剂，即助磨剂，是一种提高物料粉磨效率、降低粉磨电耗的常用建筑材料化学添加剂，其成分很广泛，具有羟基、胺基、酯基、羧基、醚基、磺酸基等的化合物均可作为助磨剂使用，但目前水泥助磨剂的主要成分有三乙醇胺、多元醇及其一些酯类化合物等。在水泥等物料粉磨过程中添加少量助磨剂后，可以预防颗粒团聚，提高粉体流动性，达到助磨分散的作用，并加快粉磨效率，改善颗粒级配，起到节能降耗的效果。因此，助磨剂已经成为水泥等粉磨加工过程中必不可少的一种粉磨助剂。但助磨剂中的组分多为化工合成料，其价格昂贵，使得助磨剂成本也较高。而地沟油具有助磨剂所需的酯基、羧基等功能基团，其作为餐饮副产品，来源广泛，成本低廉，因此，尝试将地沟油用于助磨剂对于地沟油的再利用和降低助磨剂的成本均具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于制备助磨剂的改性地沟油。本专利技术的另一个目的是提供所述改性地沟油的制备方法。本专利技术的第三个目的是提供一种包含改性地沟油的助磨剂，其助磨增强效果显著，且成本低廉，性价比高。本专利技术的第四个目的是提供包含改性地沟油的助磨剂的制备方法。本专利技术的第五个目的是提供包含改性地沟油的助磨剂的应用。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供的一种用于制备助磨剂的改性地沟油，所述改性地沟油为地沟油-醇胺改性物，包括地沟油-三乙醇胺改性物、地沟油-三异丙醇胺改性物和地沟油-N-甲基二乙醇胺改性物中的一种或多种。本专利技术可以用改性的地沟油制备助磨剂，地沟油作为餐饮副产品，来源广泛，成本低廉，用于制备助磨剂，可以减少助磨剂中多元醇胺等化工原料的使用量，降低助磨剂的成本，提高助磨剂的性价比。将改性地沟油制备成一种的绿色环保型助磨剂，并将其很好地作为水泥/冶金渣/粉煤灰助磨剂使用，可以大量消化利用地沟油，并大幅提升地沟油的附加值，为地沟油开发了一条有效利用途径，有望取得较大的经济和社会效益，应用潜力巨大。另一方面，本专利技术提供一种用于制备助磨剂的改性地沟油的制备方法，包括以下步骤：1)将地沟油进行预处理：通过除去原始地沟油中的杂质和水制得预处理地沟油；所述预处理方法为过滤和脱水处理；2)将所述预处理地沟油置装入有冷凝器与分水器的反应容器中，并按比例依次添加多元醇胺、催化剂和脱水剂，不断搅拌并加热至120-140℃，待温度稳定后，开始计时，反应6-10小时，直至反应体系中不再有水生成，减压蒸馏并回收脱水剂，冷却至40℃以下，即得到所述地沟油-醇胺改性物，即所述改性地沟油。本专利技术通过对地沟油进行回收和改性，本专利技术通过过滤除去原始地沟油的漂浮物和固体渣等杂质，通过脱水处理除去原始地沟油中的水，简单易操作，本专利技术的改性方法操作简单方便，反应过程中无需惰性气体保护和减压搅拌，允许个别杂质或反应中间体的存在，降低成本，可以极大的推动地沟油作为助磨剂的应用。进一步地，所述的多元醇胺与预处理地沟油的质量比为2:1.5-2；所述所述多元醇胺和预处理地沟油的用量为反应总质量的8.2％-79.2％；所述的多元醇胺为三乙醇胺、三异丙醇胺、N-甲基二乙醇胺中的一种或两种。进一步地，所述催化剂为浓硫酸，所述催化剂为反应物总质量的0.8％-1.8％；所述脱水剂为甲苯或乙酸乙酯，所述脱水剂为反应总质量为20.0％-90％。优选地，所述所述多元醇胺和预处理地沟油的用量为反应物总质量的66％-68％；所述催化剂为反应物总质量的1.0％-1.3％；所述脱水剂为反应总质量为30.7％-33％。再一方面，提供一种包含改性地沟油的助磨剂，所述改性地沟油优选为上述提到的改性地沟油，所述改性地沟油在所述助磨剂中的质量百分含量为15-35％，所述改性地沟油为地沟油-醇胺改性物，包括地沟油-三乙醇胺改性物、地沟油-三异丙醇胺改性物和地沟油-N-甲基二乙醇胺改性物中的一种或多种，优选为上述改性地沟油的制备方法制备而得。进一步地，还包括如下质量百分含量的辅助组分：0-8％三乙二醇、2-10％N-甲基二乙醇胺、0-20％硫代硫酸钠和0-20％甲酸钠，其余为水。所述硫代硫酸钠和甲酸钠可以不同时为零。本专利技术的专利技术人实验发现采用多元醇胺对地沟油进行改性，并将改性地沟油，并复配其它一些辅料，如添加三乙二醇、N-甲基二乙醇胺、硫代硫酸钠和/或甲酸钠等辅料，可显著提高改性地沟油作为助磨剂的使用性能和性能稳定性。优选地，所述助磨剂包含如下质量百分含量的组分：15-35％所述改性地沟油、1-8％三乙二醇、2-10％N-甲基二乙醇胺、5-20％硫代硫酸钠和5-20％甲酸钠。其余为水。第四方面，提供一种包含所述改性地沟油的助磨剂的制备方法，包括如下步骤：首先按比例将辅料硫代硫酸钠和/或甲酸钠完全溶解于水中形成溶液，然后按比例依次加入所述改性地沟油、N-甲基二乙醇胺和/或三乙二醇，搅拌均匀后得到所述助磨剂。第五方面，提供一种包含所述改性地沟油的助磨剂的应用，所述包含改性地沟油的助磨剂用于水泥、冶金渣或粉煤灰的粉磨加工中，所述助磨剂在粉磨加工中的掺量为0.05％-0.15％。由于采用上述技术方案，本专利技术至少具有以下优点：(1)本专利技术可以用改性的地沟油制备助磨剂，地沟油具有的酯基、羧基、烷基分子链等功能基团使其作为助磨剂具有极大潜力，且地沟油作为餐饮副产品，来源广泛，成本低廉，用于制备助磨剂，可以减少助磨剂中多元醇胺等化工原料的使用量，降低助磨剂的成本，提高助磨剂的性价比。将改性地沟油制备成一种的绿色环保型助磨剂，并将其很好地作为水泥/冶金渣/粉煤灰助磨剂使用，可以大量消化利用地沟油，并大幅提升地沟油的附加值，为地沟油开发了一条有效利用途径，有望取得较大的经济和社会效益，应用潜力巨大；(2)本专利技术的专利技术人实验发现采用多元醇胺对地沟油进行改性，本专利技术的改性方法操作简单方便，反应过程中无需惰性气体保护和减压搅拌，允许个别杂质或反应中间体的存在，降低成本，可以极大的推动地沟油作为助磨剂的应用；(3)本专利技术使用改性地沟油制备助磨剂，并复配其它一些辅料，如添加三乙二醇、N-甲基二乙醇胺、硫代硫酸钠和/或甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备助磨剂的改性地沟油，其特征在于，所述改性地沟油为地沟油‑醇胺改性物，包括地沟油‑三乙醇胺改性物、地沟油‑三异丙醇胺改性物和地沟油‑N‑甲基二乙醇胺改性物中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种用于制备助磨剂的改性地沟油，其特征在于，所述改性地沟油为地沟油-醇胺改性物，包括地沟油-三乙醇胺改性物、地沟油-三异丙醇胺改性物和地沟油-N-甲基二乙醇胺改性物中的一种或多种。2.一种权利要求1所述的用于制备助磨剂的改性地沟油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将原始地沟油进行预处理：通过除去原始地沟油中的杂质和水制得预处理地沟油；2)将所述预处理地沟油置装入有冷凝器与分水器的反应容器中，并按比例依次添加多元醇胺、催化剂和脱水剂，不断搅拌并加热至120-140℃，待温度稳定后，开始计时，反应6-10小时，直至反应体系中不再有水生成，减压蒸馏并回收脱水剂，冷却至40℃以下，即得到所述地沟油-醇胺改性物，即所述改性地沟油。3.根据权利要求2所述的一种用于制备助磨剂的改性地沟油的制备方法，其特征在于，所述多元醇胺与预处理地沟油的质量比为2:1.5-2；所述多元醇胺和预处理地沟油的用量为反应物总质量的8.2％-79.2％；所述多元醇胺为三乙醇胺、三异丙醇胺、N-甲基二乙醇胺中的一种或两种。4.根据权利要求2所述的一种用于制备助磨剂的改性地沟油的制备方法，其特征在于，所述催化剂为浓硫酸，所述催化剂为反应物总质量的0.8％-1.8％；所述脱水剂为甲苯或乙酸乙酯，所述脱水剂为反应总质量为20.0％-90％。5.一种包含改性地沟油的助...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵计辉，阎培渝，杨亮，
申请(专利权)人：清华大学，江苏融达新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11