一種建材表面的疏水改性劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于建筑材料表面疏水改性材料及制備領域和廢棄物資源化再利用領域， 特別涉及一種地溝油合成的建材表面疏水改性劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 地溝油是廢棄動物油脂、泔水油、多次反復加熱使用及從餐飲企業下水道收集的 垃圾油的總稱，其細菌總數、過氧化值、酸價、水分、羰基價、丙二醛、重金屬、丙烯醛等指標 嚴重超標的非食用油，人體攝入會使細胞功能衰竭，誘發多種疾病，甚至致癌。
[0003] 我國地溝油的原料充足，每年產生至少300?500萬噸，大致來源于三類：一是狹 義的地溝油，即將下水道中的油膩漂浮物或者將賓館、酒樓的剩飯、剩菜（通稱泔水）經過 簡單加工、提煉出的油；二是劣質豬肉、豬內臟、豬皮加工以及提煉后產出的油；三是用于 油炸食品的油使用次數超過一定次數后，再被重復使用或往其中添加一些新油后重新使用 的油。
[0004] 因為地溝油違法加工的工藝簡單，在城中村或城郊結合部往往隱藏著地溝油的加 工勾兌點，由于加工工藝、加工設備簡單，執法取證困難及違法成本低，不法商販將地溝油 勾兌對成食用油出售或用于制作紅油多、口味重、辛辣味重的油炸食品和醬料，對社會和食 品安全造成危害，社會輿論反響極大。因此，盡快實現地溝油或泔水油的處理和利用，達到 減少環境污染，最大限度地發揮地溝油或泔水油的使用價值的目的，是目前地溝油或泔水 油處理研宄中亟待解決的課題。
[0005] 廢棄物建材化的資源化再生利用一直是我國乃至全世界重點關注的產學研一體 化領域之一，因為建筑材料種類繁多，消耗資源巨大，對原材料要求不高的特點，所以大量 的廢棄物成為建材工業消納的對象。越來越多的新型建筑材料因為環境和使用功能的需要 都對表面疏水性具有一定要求，而將親水性材料轉變為疏水性材料一直是通過疏水改性劑 實現。由于建材的巨大消耗量，所以疏水改性劑市場非常廣闊。動物脂肪含量高的地溝油 的主要成分是高級脂肪酸甘油酯，所以地溝油本身是一種很好的再生資源，根據地溝油中 高級脂肪酸甘油酯具有強疏水性的特點，合適用于建材表面的疏水改性?？墒侵苯訉⒌販?油涂覆在建材表面，不僅會在干燥后在表面形成顯眼的油脂層，而且還會因為地溝油膜與 無機建材表面之間結合不穩定導致疏水效果在一段時間后失效。因此，必須采取方法提高 地溝油與無機建筑材料表面的結合力，制備出可實際應用的以地溝油為原料的建材表面改 性疏水劑。
【發明內容】
[0006] 本發明所要解決的技術問題是提供一種地溝油合成的建材表面的疏水改性劑及 其制備方法，得到的油脂-無機交聯型疏水劑具有疏水能力穩定，與建材表面結合牢固，經 濟成本低廉，適用于親水型建筑材料表面的疏水改性；生產工藝簡單易行，適合工業化生 產。
[0007] 本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種建材表面的疏水改性劑，該疏水 改性劑是油脂-無機交聯型疏水劑，組分包括：60?100重量份的地溝油，0?6重量份的 乳化劑，10?30重量份的無機交聯劑，所述地溝油中，高級脂肪酸甘油酯的含量大于50%。
[0008] 進一步地，所述的無機交聯劑為50 Β? < 60的硅酸鈉溶液。
[0009] 進一步地，所述的乳化劑為硬脂酸鈉、十二烷基硫酸鈉或者直鏈烷基苯磺酸鈉。
[0010] 一種在建材表面制備疏水改性劑的方法，包括如下步驟：
[0011] (1)將地溝油加熱至50?80°C，過濾除去雜質，然后100°C下蒸餾濃縮至恒重；
[0012] (2)將步驟1制備濃縮液降溫至30?40°C，加入乳化劑攪拌至地溝油完全分散 后，加入無機交聯劑，邊攪拌邊升溫至60?80°C，然后再恒溫攪拌60s?5min ;
[0013] (3)將步驟2得到的混合液在50?60°C恒溫靜置10?15min，然后涂覆或噴涂在 建材表面，自然晾干。
[0014] 本發明具有以下益效果：
[0015] (1)地溝油為廢棄物，將其資源化再利用開發的建材表面疏水劑可以消納產量巨 大的地溝油，降低疏水劑的成本；對親水建材的疏水改性良好，能降低膨脹珍珠巖保溫塊 1/3的質量吸水率和4/5的蒸汽吸收量。
[0016] (2)采用油脂-無機交聯的方法提高了地溝油疏水成分與建材表面結合的穩定 度，使疏水效果得以長久保持。
【附圖說明】
[0017] 圖1是地溝油合成的油脂-無機交聯劑型疏水劑原理示意圖；
[0018] 圖2是本發明處理后硅鈣板表面液滴形狀；圖中，a-交聯劑型疏水劑處理表面； b-純地溝油處理表面；C-未處理表面；
[0019] 圖3是本發明處理后不同時間的膨脹珍珠巖保溫板樣塊質量吸水率；圖中，1-未 作處理的保溫板樣塊；2-純地溝油處理的保溫板樣塊；3-交聯劑型疏水劑處理的保溫板樣 塊；
[0020] 圖4是本發明處理后的保溫板樣塊在蒸汽環境中吸水率隨時間的變化；圖中， 1-未處理保溫板樣塊；2-地溝油處理保溫板樣塊；3-交聯劑型疏水劑處理保溫板樣塊；
[0021] 圖5是本發明與甲基硅酸鈉對比，圖中，1-油脂-無機交聯型疏水劑；2-甲基硅酸 鈉。
【具體實施方式】
[0022] 本發明一種建材表面的疏水改性劑，該疏水改性劑是油脂-無機交聯型疏水劑， 組分包括：60?100重量份的地溝油，0?6重量份的乳化劑，10?30重量份的無機交聯 劑，所述地溝油中，高級脂肪酸甘油酯的含量大于50%。
[0023] 所述的無機交聯劑為50 < ° Β? < 60的硅酸鈉溶液。
[0024] 所述的乳化劑為硬脂酸鈉、十二烷基硫酸鈉或者直鏈烷基苯磺酸鈉。
[0025] -種在建材表面制備的疏水改性劑的方法，包括如下步驟：
[0026] (1)將地溝油加熱至50?80°C，過濾除去雜質，然后然后100°C下蒸餾濃縮至恒 重；
[0027] (2)將步驟1制備濃縮液降溫至30?40°C，加入乳化劑攪拌至地溝油完全分散 后，加入無機交聯劑，邊攪拌邊升溫至60?80°C，然后再恒溫攪拌60s?5min ;
[0028] (3)將步驟2得到的混合液在50?60°C恒溫靜置10?15min，然后涂覆或噴涂在 建材表面，，自然晾干。
[0029] 上述制備方法中，其從地溝油到油脂-無機交聯型疏水劑的變化反應過程總式 為：
[0030]
【主權項】
1. 一種建材表面的疏水改性劑，其特征在于，該疏水改性劑是油脂-無機交聯型疏水 劑，組分包括：60~100重量份的地溝油，0~6重量份的乳化劑，10~30重量份的無機交聯劑， 所述地溝油中，高級脂肪酸甘油酯的含量大于50%。
2. 根據權利要求1所述的一種地溝油合成的建材表面疏水改性劑，其特征在于：所述 的無機交聯劑為50 < ° B6 < 60的硅酸鈉溶液。
3. 根據權利要求1所述的一種地溝油合成的建材表面疏水改性劑，其特征在于：所述 的乳化劑選自硬脂酸鈉、十二烷基硫酸鈉或者直鏈烷基苯磺酸鈉。
4. 一種在建材表面制備權利要求1所述的疏水改性劑的方法，其特征在于，包括如下 步驟： (1) 將地溝油加熱至50~80°C，過濾除去雜質，然后100°C下蒸餾濃縮至恒重； (2) 將步驟1制備濃縮液降溫至30~40°C，加入乳化劑攪拌至地溝油完全分散后，加入 無機交聯劑，邊攪拌邊升溫至60~80°C，然后再恒溫攪拌60s~5min ; (3) 將步驟2得到的混合液在50~60°C恒溫靜置10~15min，然后涂覆或噴涂在建材表 面，自然晾干。
【專利摘要】本發明公開了一種地溝油合成的建材表面疏水改性劑，該疏水劑是油脂-無機交聯型疏水劑，組分包括：60~100重量份的地溝油，0~6重量份的乳化劑，10~30重量份的無機交聯劑，其中，地溝油中高級脂肪酸甘油酯的含量大于50%。本發明的疏水改性劑具有疏水能力穩定，與建材表面結合牢固，經濟成本低廉，適用于親水型建筑材料表面的疏水改性；采用油脂-無機交聯的方法提高了地溝油疏水成分與建材表面結合的穩定度，使疏水效果得以長久保持。
【IPC分類】C04B41-50
【公開號】CN104529530
【申請號】CN201410783039
【發明人】屠浩馳, 沈競躍, 林競翔, 王智宇, 李輝
【申請人】寧波榮山新型材料有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月17日