一种水性乳化油及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于乳化油领域，涉及一种水性乳化油及其制备方法。
【背景技术】
[0002]人类将进入21世纪，中国作为人口大国，随着人民生活水平的提高，能耗(估且只讲汽油与柴油)水平也在迅速提高。而天然石油的储量却是有限的，在积极探索新能源的同时，节约用油势在必行。乳化油既是节能油也能变废为宝，可有效降低潲水油对水体环境的污染以及重新流入餐桌的风险。因此，为了推动我国节能环保政策的发展，对于乳化油的研究具有重要意义。然而现有许多乳化油水分散性差、乳化能力不够，不够稳定，使用过程中会产生泡沫，因此，在本领域需要开发一种具有良好水分散性、乳化能力强，具有消泡性的乳化油。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水性乳化油及其制备方法。
[0004]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0005]本发明提供一种水性乳化油的制备方法，所述方法以餐厨回收潲水油等动植物油脂为主要原料，经酯交换反应、磺化反应和乳化中和步骤制备得到所述水性乳化油。
[0006]本发明的方法制备得到的水性乳化油有良好的水分散性和乳化能力，兼具消泡性、绿色环保可再生可降解等特性。
[0007]本发明所述水性乳化油的制备方法包括以下步骤:
[0008](I)动植物油脂和醇在催化剂作用下发生酯交换反应，得到酯化油；
[0009](2)步骤⑴得到的酯化油与磺化剂发生磺化反应，得到磺化油；
[0010](3)以步骤⑵得到的磺化油为乳化剂，以油性物质作为油相，以水为分散介质，在搅拌条件下加碱进行乳化中和得到所述水性乳化油。
[0011]在本发明所述水性乳化油的制备方法中，所述动植物油脂为餐厨回收潲水油、猪油、牛油、羊油、鱼油、鲸油、棕榈仁油、棉籽油、菜籽油、椰子油、玉米油、大豆油、茶籽油、芝麻油、米糠油、蓖麻油、橄榄油、亚麻油、红花油、花生油、核桃油、葡萄籽油或南瓜籽油中的任意一种或至少两种的组合。
[0012]在本发明所述水性乳化油的制备方法中，步骤(I)所述醇为一元醇和/或二元醇，优选为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、环戊醇、正己醇、异己醇、环己醇、正庚醇、异庚醇、正辛醇、正壬醇、正葵醇、1-十二醇、1-十四醇、1-十六醇、1-十八醇、乙二醇或烯丙醇中的任意一种或至少两种的组合。
[0013]优选地，步骤⑴所述催化剂为酸性催化剂或碱性催化剂。
[0014]优选地，所述酸性催化剂为无机强酸、有机强酸或酸性固体催化剂。
[0015]优选地，所述酸性催化剂为浓硫酸、磺酸、浓磷酸、强酸性阳离子交换树脂或酸性磷酸盐中的任意一种或至少两种的组合。
[0016]优选地，所述酸性磷酸盐为磷酸二氢钠和/或磷酸二氢钾。
[0017]优选地，所述碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠、乙醇钾、有机胺或碱性阴离子交换树脂中的任意一种或至少两种的组合。
[0018]优选地，所述有机胺为单甲胺、二甲胺、三甲胺、二乙胺、三乙胺或乙二胺中的任意一种或至少两种的组合。
[0019]在本发明所述水性乳化油的制备方法中，步骤(I)所述动植物油脂和醇的质量比为 2 ?15:1，例如 3:1、3.5:1、4:1、5:1、6:1、7:1、9:1、10:1、14:1或15:1等，优选3?10:1。
[0020]优选地，步骤(I)所述催化剂的用量为动植物油脂和醇的总质量的0.1?10%，例如 0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.7%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%或10%，优选0.5?5%。
[0021]优选地，步骤(I)所述酯交换反应的温度为50?150°C，例如50°C、60°C、70°C、80Γ、90Γ、10cC、110Γ、120Γ、130Γ、140cC或 150Γ，优选 70 ?120Γ。
[0022]优选地，步骤(I)所述酯交换反应的时间为I?8h，例如IhU.5h、2h、2.5h、3h、
3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h、7.5h 或 8h，优选 2 ?6h。
[0023]本发明步骤(I)所述动植物油脂与醇的反应为酯交换反应，在反应中醇将油脂中的丙三醇(甘油)交换出来，产生酯化油的同时会产生甘油。
[0024]在本发明所述水性乳化油的制备方法中，步骤(2)所述磺化剂为浓硫酸、三氧化硫、磺酸或强酸性阳离子交换树脂中的任意一种或至少两种的组合。
[0025]本发明所述强酸性阳离子交换树脂是含有强酸性的交换基团如磺酸基(-SO3H)的阳呙子交换树脂。
[0026]在本发明所述水性乳化油的制备方法中，步骤(2)所述磺化剂的用量占磺化反应物总质量的 5 ?40%，例如 5%、6%、8%、10%、13%、15%、18%、20%、23%、25%、28%、30%、33%、35%、38% 或 40%，优选 10 ?30%。
[0027]在步骤(2)中进行磺化反应的反应物为步骤(I)得到的酯化油和磺化剂，因此，步骤(2)所述磺化剂的用量占磺化反应物总质量的5?40%，说明参加反应的酯化油的用量为磺化反应物总质量的60-95%，例如60%、62%、65%、67%、70%、72%、75%、77%、80%、82%、85%、87%、90%、92%、94% 或 95%。
[0028]优选地，步骤⑵所述磺化反应的温度为20?60°C，例如20°C、25°C、30°C、35°C、40°(:、45°(:、50°(:、55°(:或60°(:，优选 30 ?50°C。
[0029]优选地，步骤⑵所述磺化反应的时间为I?8h，例如lh、l.5h、2h、2.5h、3h、
3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h、7.5h 或 8h，优选 2 ?6h。
[0030]在本发明所述水性乳化油的制备方法中，步骤(3)所述油性物质为矿物油、植物油或动物油中的任意一种或至少两种的组合，优选自机油、回收机械润滑杂油、液压油、基础油、白矿油、柴油、芳烃油、餐厨回收潲水油、猪油、牛油、羊油、鱼油、鲸油、棕榈仁油、棉籽油、菜籽油、椰子油、玉米油、大豆油、茶籽油、芝麻油、米糠油、蓖麻油、橄榄油、亚麻油、红花油、花生油、核桃油、葡萄籽油或南瓜籽油中的任意一种或至少两种的组合。
[0031]优选地，步骤(3)所述碱为无机碱或有机碱。
[0032]优选地，所述无机碱为氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、磷酸三钠或氢氧化钙中的任意一种或至少两种的组合。
[0033]优选地，所述有机碱为单甲胺、二甲胺、三甲胺、二乙胺、三乙胺、一乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺中的任意一种或至少两种的组合。
[0034]优选地，步骤(3)加入碱直至体系pH值为5.0?10，例如5.0,5.5,6.0,6.5,7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5 或 10，优选 6 ?9。
[0035]优选地，步骤(3)所述磺化油占水性乳化油重量的10?50%，例如10%、12%、15%、18%、20%、23%、25%、28%、30%、33%、35%、38%、40%、43%、45%、48% 或 50%，优选15?40%。
[0036]优选地，步骤(3)所述油性物质占水性乳化油重量的O?40 %，例如O %、3 %、5%、8%、10%、13%、15%、18%、20%、23%、25%、28%、30%、33%、35%、38%或 40%，优选5?30%。
[0037]优选地，所述乳化中和温度为5?80°C，例如5 °C、10°C、15 °C、20 °C、25 °C、30°C、35。(:、40。(:、45。(:、50。(:、55。(:、60。(:、65。(:、70。(:、75。(:或80。(:，优选 20 ?60Γ。
[0038]优选地，所述乳化中和的时间为0.5?5h，例如0.5h、0.8h、lh、l.3h、l.5h、l.8h、2h、2.2h、2.4h、2.6h、2.8h、3h、3.3h、3.5h、3.8h、4h、4.3h、4.5h、4.8h 或 5h，优选 I ?4h。
[0039]作为本发明的优选技术方案，本发明所述水性乳化油的制备方法包括以下步骤:
[0040](I)质量比为2?15:1的动植物油脂和醇在催化剂作用下于50?150°C发生酯交换反应，反应时间为I?8