一种利用酿酒葡萄残渣制备流平剂的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用酿酒葡萄残渣制备流平剂的方法，包括酿酒葡萄残渣中纤维素提取及酯化工艺。将葡萄酒酿酒过程中的传统废弃物葡萄残渣通过脱除脂溶性分子、木质素、半纤维素等杂质后提取纤维素，利用葡萄酿酒发酵后较低分子量的纤维素进行酯化反应制备高品质流平剂。所制备的纤维素酯基流平剂在汽车涂料、塑料涂料、玻璃涂料等领域具有重要的应用能力，流平等级较高。

【技术实现步骤摘要】
一种利用酿酒葡萄残渣制备流平剂的方法
本专利技术涉及一种利用酿酒葡萄残渣制备流平剂方法，包括纤维素提取、纤维素酯化以及流平剂性能表征的方法，属于涂料及流平剂领域。
技术介绍
涂料是一种流动状态或粉末状态的有机物，能均匀覆盖在物体表面上，并且牢固地附着在物体表面。涂料不仅能起防护、装饰作用，而且还具有绝缘、导电、防静电、示温、防霉、杀菌等特殊功能，涂料技术的发展反映了一个国家的工业化程度、科技的发展、人民生活水平以及国防力量等综合因素，它在国民经济发展中正发挥着愈来愈突出的作用。但涂料不管采取何种涂装手段，经施工后，均存在溶剂蒸发、聚合物流动的成膜过程，由于溶剂蒸发、聚合物与基材的润湿程度不同往往造成漆膜出现张力梯度，从而导致漆膜出现皱纹和缩孔，一旦出现这种现象，则漆膜的装饰性及漆膜的耐水性、耐溶剂性均会下降。流平剂是一种常见的涂料助剂，它能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。目前流平剂的设计应保证具有下面三个功能：（1）降低涂料与基材之间的表面张力，使涂料与基材具有最佳的润湿性，即减小因溶剂挥发导致的张力梯度，以相溶性受限制的长链树脂为主要组成物，常用的有聚丙烯酸脂类、醋丁纤维素类；（2）能调整溶剂的挥发速度，降低粘度、提高涂料的流动性，在溶剂型涂料中常以芳烃、酮类、酯类或多官能团的优良溶剂—高沸点溶剂混合物为主要组成，它调整了溶剂的挥发速度，使涂料在干燥过程中具有平均的挥发速度及溶解力；（3）在漆膜表面能形成单分子层，以提供均一的表面张力，以相容性受限制的长链硅材脂为主要组成，常用的有二苯基聚硅氧烷，甲基苯基聚硅氧烷、有机基改性硅氧烷、氟化硅氧烷等。另外含氟表面活性剂对于广大范围的树脂及溶剂具有优良的相容性和表面活性，能有效地改善浸润性、分散性、流平性。其在热固型水溶性环氧、氨基树脂白色面涂料中有很好的应用。葡萄酒是以葡萄为原料酿造的一种果酒。其酒精度高于啤酒而低于白酒。营养丰富，保健作用明显。它能调整新陈代谢的性能，促进血液循环，防止胆固醇增加。还具有利尿、激发肝功能和防止衰老的功效。也是医治心脏病的辅助剂，可预防坏血病、贫血、脚气病、消化不良和眼角膜炎等疾病。随着社会生活水平的进步，葡萄酒的产量逐年增加。在葡萄酒的酿造过程中，有20%～30%的葡萄残渣产品，包括除梗破碎产生的果梗，压榨后的皮渣，以及转罐、陈酿过程产生的酒泥沉淀等。从生物和化学需氧量方面考虑，因其富含有机物严重污染环境，而且造成资源浪费。因此，积极开展葡萄与葡萄酒产业中副产物的研究，化废为宝，具有一定重要的经济和社会意义。传统的葡萄残渣利用包括提取膳食纤维，色素，无色酚酸以及用作动植物饲料。葡萄酒酿造中产生的副产物的主要利用仍停留在粗加工层面，如简易加工成肥料、饲料等。为了突破当前技术瓶颈，实现果蔬残渣综合利用和高附加值转化，国内外正在积极开展相关研究。利用化学手段实现酿酒葡萄残渣的资源化再利用，可降低果蔬残渣对环境的污染，延伸产业链，提高资源利用率和收益空间，对发展循环经济具有十分重要的意义。纤维素价格低廉、无毒无害、可生物降解，其应用推陈致新，而酿酒葡萄残渣中的纤维素资源化再利用是我们关注焦点。酿酒葡萄残渣经过发酵含有较为规整，分子量较低的纤维素，较适合进行化学改性制备高附加值相关产品。
技术实现思路
本专利技术专利的目的在于提供一种利用酿酒葡萄残渣制备流平剂的方法。为达到上述目的，本专利技术具体技术方案是：（1）用酿酒葡萄残渣提取纤维素，提取过程包括：将酿酒葡萄残渣在甲苯、甲醇的混合溶剂溶液中抽提5~10小时脱除脂溶性分子，过滤烘干后固体残渣分散到去离子水中，调节pH值为3.5~4.5之间，加入一定量的亚氯酸钠，60~80摄氏度下反应1~3小时，乙醇清洗3次，过滤烘干后将固体颗粒分散到去离子水中，在质量比：3~10%的氢氧化钠溶液60~80摄氏度下反应4小时，过滤，去离子水清洗至中性烘干。其中：按体积比，甲苯：甲醇=1~3：1；按质量比，固体残渣：亚氯酸钠=1：1~3；按质量比，固体颗粒：氢氧化钠=1~10：1；（2）纤维素酯化反应制备纤维素酯基流平剂，酯化反应包括：纤维素：正丁酸，乙酐，浓硫酸，其中按质量比，纤维素：正丁酸：乙酐：浓硫酸=100~500﹕100~200﹕0~20﹕20~200；反应温度：60~80摄氏度；反应时间：1~3小时；洗涤干燥后得到纤维素酯基流平剂；其中，所述纤维素为：步骤（1）中酿酒葡萄残渣提取的纤维素。上述反应体系提供了一种利用酿酒葡萄残渣制备流平剂方法。因此，本专利技术要求同时保护应用上述反应体系合成流平剂。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：（1）本专利技术制备流平剂利用的酿酒葡萄残渣通过微生物发酵之后，分子量较低，可以实现较高的酯化程度；（2）本专利技术采用制备酿酒葡萄残渣流平剂可以解决酿酒过程中大量的残渣废弃物资源化再利用问题，实现变废为宝。具体实施方式下面结合典型实施案例对本专利技术作进一步描述，但本专利技术并不限于以下实施案例。所述方法如无特殊说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。所用的化学试剂：酿酒葡萄残渣烟台张裕集团有限公司；甲苯分析纯国药集团化学试剂有限公司；甲醇分析纯国药集团化学试剂有限公司；亚氯酸钠分析纯国药集团化学试剂有限公司；乙醇分析纯国药集团化学试剂有限公司；氢氧化钠分析纯国药集团化学试剂有限公司；正丁酸分析纯国药集团化学试剂有限公司；乙酐分析纯国药集团化学试剂有限公司；浓硫酸分析纯国药集团化学试剂有限公司。实施例一：酿酒葡萄残渣提取纤维素将1000克酿酒葡萄残渣干渣在甲苯：甲醇体积比2：1的混合溶剂溶液中抽提6小时脱除脂溶性分子，过滤烘干得到固体残渣；称取500克固体残渣分散到去离子水中，调节pH值为4.0左右，加入500克亚氯酸钠70摄氏度下反应1小时，乙醇清洗3次，过滤烘干得到固体颗粒。称取200克固体颗粒分散到去离子水中，加入400毫升，质量比5%的氢氧化钠溶液60摄氏度下反应4小时，过滤，去离子水清洗至中性烘干得到纤维素。实施例二：纤维素的酯化工艺取将实施案例一中得到的纤维素100克，加入100克正丁酸，20克乙酐中，机械搅拌下逐滴加入20毫升的浓硫酸；反应温度：60摄氏度；反应1小时后加入500毫升的去离子水洗涤干燥得到纤维素酯。实施例三：纤维素酯结构性能的表征取实施案例二制备的纤维素酯10毫克溶解在5毫升的四氢呋喃溶液中，利用超高效聚合物色谱（APC），聚苯乙烯为标样，测的其数均分子量2.2万左右，分子量分布为1.5左右；取实施案例二制备的纤维素酯100毫克选用旋转流变仪其粘度为1.8s/pa。核磁氢谱表征表明其乙酰基含量10.1%，丁酰基含量在48.6%，羟基含量在2.9%左右。差示扫描量热法（DSC）测试表明其熔点为168.6摄氏度，玻璃化转变温度为125.2摄氏度。将其作为涂料添加剂加入聚丙烯酸酯类涂料中具有较好的流平效果，无缩孔出现。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用酿酒葡萄残渣制备流平剂的方法，包括以下2个步骤，其特征在于：（1）酿酒葡萄残渣提取纤维素，提取过程包括：将酿酒葡萄残渣在甲苯、甲醇的混合溶剂溶液中抽提5~10小时脱除脂溶性分子，过滤烘干后固体残渣分散到去离子水中，调节pH值为3.5~4.5之间，加入一定量的亚氯酸钠，60~80摄氏度下反应1~3小时，乙醇清洗3次，过滤烘干后将固体颗粒分散到去离子水中，在质量比：3~10%的氢氧化钠溶液60~80摄氏度下反应4小时，过滤，去离子水清洗至中性烘干；其中：按体积比，甲苯：甲醇 =1~3：1；按质量比，固体残渣：亚氯酸钠 =1：1~3；按质量比，固体颗粒：氢氧化钠 =1~10：1；（2）纤维素酯化反应制备纤维素酯基流平剂，酯化反应包括：纤维素：正丁酸，乙酐，浓硫酸，其中按质量比，纤维素：正丁酸：乙酐：浓硫酸 =100~500﹕100~200﹕0~20﹕20~200；反应温度：60~80摄氏度；反应时间：1~3小时；洗涤干燥后得到纤维素酯基流平剂；其中，所述纤维素为：步骤（1）中酿酒葡萄残渣提取的纤维素。

【技术特征摘要】
1.一种利用酿酒葡萄残渣制备流平剂的方法，包括以下2个步骤，其特征在于：（1）酿酒葡萄残渣提取纤维素，提取过程包括：将酿酒葡萄残渣在甲苯、甲醇的混合溶剂溶液中抽提5~10小时脱除脂溶性分子，过滤烘干后固体残渣分散到去离子水中，调节pH值为3.5~4.5之间，加入一定量的亚氯酸钠，60~80摄氏度下反应1~3小时，乙醇清洗3次，过滤烘干后将固体颗粒分散到去离子水中，在质量比：3~10%的氢氧化钠溶液60~80摄氏度下反应4小时，过滤，去离子水清洗至中性烘干；其中：按体积比，甲苯：甲醇=1~3：...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏良久，陈厚，姜昕言，王文香，杨丽霞，杨华伟，魏东磊，
申请(专利权)人：鲁东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37