野漆树蜡的浸提方法、野漆树蜡复合纳米材料和制备方法转让专利

申请号 : CN200710191182.5

文献号 : CN101205505B

文献日 :

基本信息:

PDF:

法律信息:

相似专利:

发明人 : 王成章汤小林郑光耀叶建中周昊

申请人 : 中国林业科学研究院林产化学工业研究所

摘要 :

本发明公开一种野漆树蜡的浸提方法,包括以下步骤:将野漆树籽除杂后获得野漆树籽肉质部分,再将其破碎成细粉,用非极性溶剂对所述细粉进行平转式连续浸提得到浸提液,保温脱色,桶式和板式二次过滤,真空浓缩;本发明还提供了野漆树蜡复合纳米材料,包括所述的野漆树蜡真空浓缩物和无机纳米材料。本发明还提供所述野漆树蜡复合纳米材料的制备方法,将所述的野漆树蜡真空浓缩物加热,加入无机纳米材料,保温搅拌,形成均质蜡液,经过球型造粒机喷嘴在造粒机内的高温区形成球形液滴,在水冷塔内逐渐冷却,脱去部分自由水,获得白色漆蜡颗粒,然后脱水,形成球形漆蜡颗粒。本发明优点是制备了高纯度的野漆树蜡,尤其提高了野漆树蜡纳米材料的性能。

权利要求 :

1.一种野漆树蜡的浸提方法,其特征在于包括以下步骤:

第一步,原料的预处理:将野漆树籽除杂后获得野漆树籽肉质部分,再将其破碎成细粉,

第二步,浸提:用非极性溶剂对所述细粉进行平转式连续浸提得到浸提液,提取温度为10℃-90℃,加料速度为50g-2000g/min,非极性溶剂的喷淋量为1L~30L/min,浸提主机转速为5-300转/min,提取时间为0.5h-20h,第三步,保温脱色:将所述浸提液经60-400目的颗料活性炭脱色获得活性炭脱色液,活性炭加入质量为所述浸提液重量的5%,脱色温度为115℃,脱色时间为45min,第四步,桶式和板式二次过滤:将所述活性炭脱色液经过桶式过滤器进行抽滤获得滤液,过滤器采用200-500目不锈钢网,抽滤压力为0.1~0.01MPa,过滤温度为60℃~90℃,所述滤液再进入板框压滤机过滤,滤布为300-500目斜纹棉质滤布,过滤温度60℃~90℃,得到澄清的滤液,第五步,真空浓缩:将所述澄清的滤液进行真空浓缩得到野漆树蜡真空浓缩物,浓缩温度控制在50℃~120℃,真空压力为0.1~0.01MPa。

2.根据权利要求1所述的野漆树蜡的浸提方法,其特征在于桶式和板式二次过滤的填料为100-200目的硅藻。

3.根据权利要求1所述的野漆树蜡的浸提方法,其特征在于第一步中所述除杂方法为去壳,风选,再去除果仁。

4.根据权利要求1所述的野漆树蜡的浸提方法,其特征在于非极性溶剂为120号溶剂油、6号溶剂油、正己烷、石油醚、乙醚、甲苯、四氯化碳、松节油中的一种。

5.一种野漆树蜡复合纳米材料的制备方法,其特征在于将权利要求1制备的野漆树蜡真空浓缩物加热到50℃~120℃,加入无机纳米材料,保温搅拌5-40min,形成均质蜡液,经过球型造粒机喷嘴在造粒机内的高温区形成球形液滴,在水冷塔内逐渐冷却,再用喷淋水进行二次冷却,进入沥水筛,脱去部分自由水,获得白色漆蜡颗粒,然后由流化床风干脱水,形成球形漆蜡颗粒,成型造粒球形粒径为0.5-5mm,即为野漆树蜡复合纳米材料,其中,所述无机纳米材料与所述野漆树蜡真空浓缩物的质量比为1∶(100-1000),所述无机纳米材料为纳米二氧化硅和纳米二氧化钛。

说明书 :

                         技术领域

本发明涉及一种蜡的提纯方法及复合材料、制备方法,尤其涉及一种野漆树蜡的浸提方法、野漆树蜡复合纳米材料和制备方法。

                        背景技术

蜡根据其来源的不同,蜡分为天然蜡和合成蜡,合成蜡是石油化工产品。天然蜡包括动物蜡、植物蜡和矿物蜡,动物蜡和植物蜡又称之为生物蜡,不含有害物质,还具有许多独特的优点,在人们的日常生活中发挥着不可替代的重要作用。

野漆树主要指漆树科、漆属Toxicodendron的一类植物。漆属20余种,分布于亚洲东部和北美至中美洲。中国有15种,主要有漆树T.vernicifluum(Stokes),野漆(大木漆)T.succed aneum L,木蜡树T.sylvestre Sieb,大部分布于西部贫困山区。我国每年有近15~20亿元漆籽资源尚未被加工利用。

漆树的果实又称漆籽,呈扁斜球状,大小与黄豆相似,每年秋季9~10月份收集。果皮分3层,外果皮膜质显鱼肚白色、灰黄色或黄绿色,中果肉为蜡质层,为浅黄色或灰绿色可提取漆蜡。内核为种子,可榨取漆油。其籽用来加工漆蜡(又称木蜡),因其品种不同,漆籽的含蜡量、化学组成和物理特性有所差异,野漆树(Rhus Succedanea L)的漆籽含蜡量约25%-40%。

国内专利还报道了以漆籽为原料制取漆蜡的方法,采用有机溶剂萃取法和热水加温溶解法工艺,该方法采用间歇方法提取,工艺简单,蜡收率仅为15%~20%,大量的漆蜡残留漆籽中,加之土法加工的漆蜡含水量和杂质量高,颜色由深绿或灰绿,外观难看,使得野漆树漆蜡的开发利用受到局限,漆蜡产品品种单调、质量较差。

国内外有关从植物资源中提取、分离植物蜡方法的研究,大致可分为三类:压榨法、溶剂间歇式浸出法、超临界萃取法。

压榨法是靠物理压力让油脂从油料中分离出来,相比于“浸出”法,这种方法的最大优点是安全、卫生、无污染,不含任何溶剂残留。这种方法常用于植物油的加工,但由于压榨法出油率低,大豆油、粟米油、茶籽油等大都采用浸出法制作。另外压榨法更不适合漆蜡的加工,由于漆蜡为固态,压榨时与漆粒渣难分离,压力高,温度升高快,过氧化物含量高,尤其是水份和叶绿素等色素含量高,外观难看,因此,不仅出蜡率低,而且杂质含量多,不利于精制加工。

溶剂间歇式浸出法是指将溶剂油与粉碎后的油料进行充分混合后再进行油脂的抽提。如果技术和设备不佳,产品中超标的残留溶剂将会危害人体健康。传统上采有间歇式溶剂萃取法,最后浓缩得到产品。尽管工艺设备比较简单,但使用多种有机溶剂,不但溶剂用量大,分离和回收成本高,工业化实施意义不大。

超临界萃取法有它特殊的优点,但是超临界萃取技术还面临很多的困难:高压设备投资和维修费用大,设计和制造技术要求高,萃取釜还不能进行连续操作,生产能力较低。这些工程技术上的难题仍需进一步解决,因而限制了超临界萃取技术的实际应用。

国内外对漆蜡的脱色方法常用物理法和化学法。化学法是在漆蜡中加入化学试剂,使之与漆蜡中某些有色杂质反应,生成无色产物或易于除去的物质,之后再用水洗或吸附的方法除去反应产物和过量试剂,达到精制漆蜡的目的。通常,用于漆蜡脱色的药品有乙二铵四乙酸钠、双氧水、臭氧、NaOH等,前三者的脱色机理是氧化漆蜡中的色素,使之变为无色,NaOH则与漆蜡中的游离脂肪酸、蛋白质等杂质反应,达到脱色目的。物理法通过物理吸附的方法可以很有效地除去漆蜡中的有色杂质。常用的吸附剂有活性炭和活性白土。但在物理脱色和过滤工艺中,大多采用低目数的颗粒或粉状活性炭,要么脱色效果不好,要么没有解决过滤问题,工业化生产非常困难。

                          发明内容

本发明的目的是提供一种纯度高、杂质含量低的野漆树蜡的浸提方法,该方法提取获得的野漆树蜡颜色好。

本发明的另一目的是提供一种用上述方法提取的高纯度的野漆树蜡的复合纳米材料及其制备方法,该方法简单,获得的纳米材料的力学性能提高,韧、强、塑、耐磨、耐老化等性能均有提高。

本发明采用如下技术方案:

一种野漆树蜡的浸提方法,包括以下步骤:

第一步,原料的预处理:将野漆树籽除杂后获得野漆树籽肉质部分,再将其破碎成细粉,

第二步,浸提:用非极性溶剂对所述细粉进行平转式连续浸提得到浸提液,提取温度为10℃-90℃,加料速度为50g-2000g/min,非极性溶剂的喷淋量为11~30L/min,浸提主机转速为5-300转/min,提取时间为0.5h-20h,

第三步,保温脱色:将所述浸提液经60-400目的颗料活性炭脱色获得活性炭脱色液,活性炭加入质量为所述浸提液重量的1-25%,脱色温度控制在60℃-120℃,

第四步,桶式和板式二次过滤:将所述活性炭脱色液经过桶式过滤器进行抽滤获得滤液,过滤器采用200-500目不锈钢网,抽滤压力为0.1~0.01MPa,过滤温度为60℃~90℃,所述滤液再进入板框压滤机过滤,滤布为300-500目斜纹棉质滤布,过滤温度60℃~90℃,得到澄清的滤液,

第五步,真空浓缩:将所述澄清的滤液进行真空浓缩得到野漆树蜡真空浓缩物。

本发明还公开了上述方案的优选技术措施:上述技术方案中,第五步所述真空浓缩条件为:浓缩温度控制在50℃~120℃,真空压力为0.1~0.01MPa。第三步中活性炭脱色时间控制在5-90min。桶式和板式二次过滤的填料为100-200目的硅藻。第三步中所述活性炭用量为5%,所述脱色温度115℃,所述脱色时间为45min。第一步中所述除杂方法为去壳,风选,再去除果仁。非极性溶剂为120号溶剂油、6号溶剂油、正己烷、石油醚、乙醚、甲苯、四氯化碳、松节油中的一种。

本发明还提供了一种野漆树蜡复合纳米材料,包括所述的野漆树蜡真空浓缩物和无机纳米材料,其中,无机纳米材料与所述野漆树蜡真空浓缩物的质量比为1∶(100-1000)。

本发明还提供所述野漆树蜡复合纳米材料的制备方法,将所述的野漆树蜡真空浓缩物加热到50℃~120℃,加入无机纳米材料,保温搅拌5-40min,形成均质蜡液,经过球型造粒机喷嘴在造粒机内的高温区形成球形液滴,在水冷塔内逐渐冷却,再用喷淋水进行二次冷却,进入沥水筛,脱去部分自由水,获得白色漆蜡颗粒,然后由流化床风干脱水,形成球形漆蜡颗粒,成型造粒球形粒径为0.5-5mm,即为二氧化钛复合纳米野漆树蜡,其中,无机纳米材料与所述野漆树蜡真空浓缩物的质量比为1∶(100-1000)。

所述无机纳米材料为纳米二氧化硅和纳米二氧化钛。

本发明采用上述技术方案,获得如下技术效果:

1.本专利创新在于针对压榨法和溶剂间歇萃取法和化学脱色法工艺中的不足之处,对原料采用分级处理,解决原料去壳分离;采用平转型低温连续浸提技术,吸附剂脱色和二次过滤的关键技术,达到既可制备高纯度的野漆树蜡,又可解决现有工艺的一些弊端。尤其是首次采用无机纳米材料复合野漆树蜡,提高了野漆树蜡纳米材料的性能。

2.本发明首先对原料的进行脱皮脱粒分级预处理的除杂工艺,采用滚压机压磨原料,然后用风机风选,获得漆粒的肉质部分,过筛,除去种仁,再对果肉部分用粉碎机粉碎成粉末。

传统的加工方法不采用本专利的预处理方法,要么直接用压榨机压榨,要么直接用溶剂间歇加热提取。机压法得到的产品由于漆蜡为固态,压榨时压力高,温度升高快,过氧化物含量高,与漆粒渣难分离,因此不仅出蜡率低20%,而且产品中水份和叶绿素等色素含量高,外观为绿色,不溶性杂质(灰份)含量为6%-10%,漆蜡的熔点大多为45℃-56℃,而本专利的产品外观为白色,熔点为51℃-53℃,熔程短,不溶性杂质含量低于0.01%。表明杂质含量极低。

由于漆籽种仁主要含有不饱合油脂,其中碘值为135-140,而漆蜡的碘值约为2-15,若不采用本专利的预处理方法,蜡质部分和漆油部分都被溶剂浸出,因此,漆油杂质成分居多,所得产品的碘值高,熔点更低,外观硬度偏软,不利于产品的利用。另外使用多种有机溶剂,不但溶剂用量大,分离和回收成本高,工业化实施意义不大。

3.采用本专利技术处理,代替了现有技术中的蒸炒工艺,克服了蒸炒工艺的缺陷,改善物料的性能,能最大限度除去杂质,尤其是种仁中不饱和脂肪酸油脂(漆油),这类杂质是引起漆蜡质软的重要因素,同时除去外种皮色素的干扰,不仅有利于漆蜡的浸出,收率高,而且杂质少,蜡含量高,碘值、酸值小,质量更好,从而使漆蜡的固化点和熔点不受影响。

4.高粉碎比物料用于平转型连续浸提技术代替间歇式溶剂提取,平转型连续浸提器串联使用,采用低温并增加浸提时间来更可靠地实现浸提的连续化生产。

平转型连续浸提法具有提出率高,时间短,劳动强度低、生产能力高的特点,是运用逆流梯度浸出原理,使原料得到充分浸出。转子分成8格,浸提的物料格采用链条筛板代替,取消物料格板,既可增大喷淋量,又改变了浸提剂之间的浓度差,使浸提剂与物料充分接触,使物料中的蜡质部分充分溶解,达到最大浸出效果。

本专利用非极性溶剂对破碎和筛分后野漆籽进行平转式连续提取,温度10℃~90℃,加料速度50g~2000g/min,喷淋量1L~30L/min浸提转速5-300转/min,提取时间为0.5h-20h。非极性溶剂可以选择120号溶剂油、6号溶剂油、正己烷、石油醚、乙醚、甲苯、四氯化碳、松节油等。本专利解决了以前压榨法、水煮法提取率低、杂质含量高的问题,尤其是解决溶剂间歇法提取次数多(2-5次)、劳动强度大,溶剂消耗大(固液比为1∶5-30)的问题,本专利所述的平转式连续提取实质为固液逆流萃取的过程,改善了物料的性能,尤其是采用连续大喷淋量逆流浸提物料,强化了漆蜡的传质浓度,浸出的头步液中蜡含量更高,蜡的浸出率大于95%。

5.本发明采用高目数颗粒活性炭脱色代替传统的低目数粉状或颗粒炭,脱色率90%以上,效果更好。国内外现有技术采用活性炭脱色,一方面未采用本专利的预处理方法,压榨机压榨和溶剂间歇加热提取的产品由于杂质多,活性炭吸附杂质和水分容易失活,脱色率低,另一方面,传统脱色为了解决过滤难的问题,因此采用低目数(小于200目)粉状或颗粒活性炭,但比表面积大大小于本专利采用的200-400目活性炭。另外,由于漆蜡熔点低(50℃),常温下为固体,脱色过滤困难,为了解决高目数阻力大,过滤难,本发明经过反复试验,发现高目数颗粒活性炭的用量、吸附温度、吸附时间是影响野漆树蜡脱色的主要因子,通过正交优化试验,结果表明:温度是野漆树蜡脱色最主要的影响因素,其次是活性炭用量,再之是时间对脱色的影响。考虑到生产成本,优选出野漆树蜡脱色因子最佳工艺为活性炭加入量为浸提液重量的1-25%,脱色温度控制在60℃~120℃,活性炭脱色时间控制在5-90min,优选活性炭用量5%;脱色温度115℃,脱色时间45min。

6.为了解决高目数活性炭过滤时容易带入产品中,本发明采用二次过滤新工艺。第一次过滤通过桶式过滤器,采用200-500目不锈钢网进行抽滤。滤液进入板框压滤机二次过滤,采取斜纹棉质滤布,过滤温度控制在80℃左右,能够得到澄清的滤液,蜡的收率高于35%,外观白色,杂质少。

本发明中的保温脱色液再经过桶式和板式二次过滤:填料为100-200目的硅藻,过滤器采用200-500目不锈钢网,真空压力为0.1~0.01Pa,温度60℃~90℃。滤液再进入板框压滤机过滤,填料为100-200目的硅藻,滤布为300-500目斜纹棉质滤布,过滤温度60℃~90℃。第一次能够将95%以上的活性炭过滤出来。由于材质金属材料,过滤网表面光滑、耐磨、耐腐蚀和高温,使用过程中不产生收缩、伸延现象,不易被颗粒堵塞,易清洗、再生,使用寿命较纤维滤布为长。第二次过滤采以高目数的斜纹棉质滤布,很好地克服了过滤介质的堵塞问题。国内外采用高目数合成纤维滤布时堵塞问题就显得更为突出,使用1-2次就必顺更换滤布,成本高。因此,本专利提出300-500目斜纹棉质滤布,不仅过滤容易,产品中没有活性炭,而且可以使用30次以上,大大降低了生产成本,这也是本专利的技术特点。

棉质滤布的织法也有三种:即平纹、斜纹和缎纹,如表1。

                   表1三种编织方法织物的结构特征

  织物结构特征   织物内一支纬线  对应的经线数   交织点   孔隙率   透气度   强度   平纹   2   多   最小   最小   大   斜纹   3-4   中   小   小   中   缎纹   >5   少   中   中   低

一般来说,平纹滤布构造致密,孔隙小,故颗粒截留性好,滤液澄清度高,使用寿命长,价格也较便宜。缺点是比阻大,易堵塞,卸渣性能差。缎纹织布的孔隙最大,比阻小,不易堵,卸渣性能好。但颗粒截留能力低,穿滤严重,过滤效果差。斜纹滤布的各项性能居中,抗磨擦能力很强,过滤速度也大,寿命长,因而被广泛应用。因此,本专利选择斜纹滤布用于野漆树蜡过滤,过滤速度理想,得到了澄清滤液。

7.本发明采用连续浸提法,尤其是采用平转型连续逆流浸提技术,同时解决原料去壳分离、吸附剂脱色和二次过滤的关键技术,真空浓缩物在保温的条件下放入托盘中冷却,固化为白色块状物,如图1所示。与传统压榨法和提取法制备的漆蜡相比(如图2),精制蜡不仅外观好,而且蜡收率为35%-40%,出蜡率95%以上,明显高于传统制备方法。其物化指标如表2。

                             表2.漆蜡的物化指标

  外观   过氧化值   熔点   酸价   皂化价   碘价   不溶性杂质   奶白色   <5   51-53   5-15   200-240   2-15   <0.01%

本专利精制的野漆树蜡主要成分是90%-95%的脂肪酸甘油酯,其中脂肪酸主要是棕榈酸(75%左右)和油酸(15%左右)及5%左右的日本酸(C16-C26的二元酸),还有少量的游离脂肪酸和脂肪酸,如图3和表3所示。

                    表3漆蜡中脂肪酸的化学组成和含量(%)

  编号   脂肪酸名称   化学名称   碳数及不饱和度   相对含量   1   棕榈酸   十六碳脂肪酸   C16:0   65.1   2   硬脂酸   十八碳脂肪酸   C18:0   8.1   3   油酸   十八碳烯脂肪酸   C18:1   15.4   4   花生酸   二十碳脂肪酸   C20:0   3.2   5   山嵛酸   二十二碳脂肪酸   C22:0   0.3   6   其它   十八碳醇   C18:0   0.4   7   其它   二十碳二脂肪酸   C22:0   2.8   8   其它   二十二碳二脂肪酸   C24:0   3.2   9   其它   1.5

8.本发明精制的纳米复合野漆树蜡具有质地细腻、富有弹性和粘韧性、融点高、碘值低等特点,显著地提高野漆树蜡的抗冲击强度和拉伸强度,拓展了野漆蜡在高档家俱涂料方面的应用范围。

漆树蜡目前主要用日用化学品、粘接剂、润滑剂,本专利制备的纳米复合漆树蜡主要用于高档家俱涂料,以增韧、增强和增塑作用,显著地提高漆蜡的抗冲击强度和拉伸强度。本发明采用平转式连续浸提的野漆树蜡与无机纳米材料复合,采用低温真空浓缩。浓缩温度控制在50℃~120℃,真空压力为0.1~0.01Pa,优选温度60℃,真空压力为0.1~0.01Pa,溶剂的损耗率可控制在5%内。冷却后造粒成型,制备奶白色野漆树蜡纳米材料。

无机纳米材料与野漆树蜡的质量比为1∶100-1000(g/g),优选1∶400-600,无机纳米为纳米二氧化硅和纳米二氧化钛。造粒球形度≥0.8,粒径0.3-10.0mm,成粒率≥90%。如图4-5所示为不同粒度的纳米级复合漆蜡。

纳米二氧化硅和纳米二氧化钛属于新型无机纳米材料,具有卓越的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应,从而能展现出特殊的光、电、磁等特性,同时,纳米二氧化硅和纳米二氧化钛在高温下还具有高强、高韧、高稳定性优良性能,广泛应用于电子封装材料、高分子复合材料、橡胶、塑料、涂料、油漆、密封胶、陶瓷等诸多行业,尤其在塑料、涂料、油漆、树脂等方面。由于纳米二氧化硅和纳米二氧化钛在没有溶剂存在下,表现出类液体行为,与野漆树蜡复合,对野漆树蜡同时具有增韧、增强、增塑、耐磨、耐老化作用,显著地提高了野漆树蜡的性能。漆蜡复合无机纳米材料前后的电镜对比结果表明,漆蜡在涂料中具有起霜、球轴效果和漂浮效应,蜡分布在涂膜中保护涂膜、防止刮伤、擦伤并提供耐磨损性;控制光泽度,防止二氧化硅等硬结沉积,增加涂料储存安定性。无机纳米材料加入量达1%(占漆蜡量)时,涂膜的抗磨性提高1~5倍,断伸延长率和抗冲击强度提高20%-30%。如图6-7。

                           附图说明

图1为本发明精制的白色块状漆蜡照片

图2为现有技术制备的未精制的漆蜡照片

图3为本发明漆蜡中脂肪酸的组成谱图

图4为本发明制备的纳米级二氧化钛复合蜡照片

图5为纳米级二氧化硅复合蜡

图6为纳米级SiO2与漆蜡的复合材料电镜图

图7为纳米级TiO2与漆蜡的复合材料电镜图

                         具体实施方式

实施例1

一种野漆树蜡的浸提方法,包括以下步骤:

第一步,原料的预处理:将野漆树籽除杂后获得野漆树籽肉质部分,再将其破碎成细粉,所述除杂方法为去壳,风选,再去除果仁,仅留下肉质部分

第二步,浸提:用非极性溶剂对所述细粉进行平转式连续浸提得到浸提液,提取温度为10℃-90℃,例如温度可以选取为:20℃,30℃,40℃,55℃,60℃,65℃,70℃,80℃,85℃,加料速度为50g/min-2000g/min,例如可以选取为:60g/min,80g/min,100g/min,300g/min,500g/min,800g/min,900g/min,1100g/min,1300g/min,1700g/min,1900g/min,非极性溶剂的喷淋量为1L~30L/min,例如可以选取为:1.5L/min,3L/min,5L/min,6L/min,8L/min,12L/min,15L/min,17L/min,18L/min,20L/min,23L/min,24L/min,26L/min,28L/min,29L/min,浸提主机转速为5-300转/min,例如可以选取为:10转/min,30转/min,60转/min,80转/min,120转/min,180转/min,220转/min,250转/min,280转/min,提取时间为0.5h-20h,例如可以选取为1h,3h,4h,5h,7h,9h,12h,15h,17h,18h,19h,转子分成8格,浸提的物料格采用链条筛板代替,取消物料格板,既可增大喷淋量,又改变了浸提剂之间的浓度差,使浸提剂与物料充分接触,使物料中的蜡质部分充分溶解,达到最大浸出效果。

第三步,保温脱色:将所述浸提液经60-400目的颗料活性炭脱色获得活性炭脱色液,活性炭加入质量为所述浸提液重量的1-25%,例如可以选取为:2%,4%,5%,8%,12%,15%,18%,22%,23%,24%,脱色温度控制在60℃-120℃,例如温度可以选取为:70℃,80℃,90℃,100℃,110℃,115℃,

第四步,桶式和板式二次过滤:将所述活性炭脱色液经过桶式过滤器进行抽滤获得滤液,过滤器采用200-500目不锈钢网,例如300目,400目,抽滤压力为0.1~0.01MPa,例如0.05MPa,0.02MPa,过滤温度为60℃~90℃,例如可以选取为:70℃,75℃,82℃,88℃,所述滤液再进入板框压滤机过滤,滤布为300-500目斜纹棉质滤布,例如取为:350目,400目,450目,过滤温度60℃~90℃,例如温度可以选取为:65℃,70℃,78℃,82℃,85℃,88℃,得到澄清的滤液,第五步,真空浓缩:将所述澄清的滤液进行真空浓缩得到野漆树蜡真空浓缩物。

本发明还公开了上述方案的优选技术措施:上述技术方案中,第五步所述真空浓缩条件为:浓缩温度控制在50℃~120℃,例如可以选取为60℃,80℃,85℃,90℃,95℃,110℃,真空压力为0.1~0.01MPa,例如可以选取0.08MPa,0.5MPa,0.02MPa。第三步中活性炭脱色时间控制在5-90min,例如可以选取为10min,15min,20min,30min,40min,60min,80min,85min。桶式和板式二次过滤的填料为100-200目的硅藻,例如150目硅藻。第三步中所述活性炭用量优选为5%,所述脱色温度优选115℃,所述脱色时间为优选45min。非极性溶剂为120号溶剂油、6号溶剂油、正己烷、石油醚、乙醚、甲苯、四氯化碳、松节油中的一种。

实施例2

本发明还利用实施例1方法制备的真空浓缩物制备了一种复合纳米材料:

本发明还提供了一种野漆树蜡复合纳米材料,包括所述的野漆树蜡真空浓缩物和无机纳米材料,其中,无机纳米材料与所述野漆树蜡真空浓缩物的质量比为1∶(100-1000)。例如质量比可以选取为:1∶150,1∶180,1∶250,1∶300,1∶400,1∶500,1∶600,1∶700,1∶750,1∶860,1∶900,1∶950,1∶980,无机纳米材料可以选取为无机纳米材料为纳米二氧化硅和纳米二氧化钛中的一种,其粒度小于100nm。

实施例3

一种实施例2所述野漆树蜡复合纳米材料的制备方法,将所述的野漆树蜡真空浓缩物加热到50℃~120℃,例如可以选取为:60℃,80℃,90℃,110℃,加入无机纳米材料,在上述温度下保温搅拌5-40min,例如可以选取为8min,10min,15min,30min,35min,搅拌时间为形成均质蜡液,经过球型造粒机喷嘴在造粒机内的高温区形成球形液滴,在水冷塔内逐渐冷却,再用喷淋水进行二次冷却,进入沥水筛,脱去部分自由水,获得白色漆蜡颗粒,然后由流化床风干脱水,形成球形漆蜡颗粒,成型造粒球形粒径为0.5-5mm,即为二氧化钛复合纳米野漆树蜡,其中,无机纳米材料与所述野漆树蜡真空浓缩物的质量比为1∶(100-1000),例如质量比可以选取为:1∶150,1∶180,1∶250,1∶300,1∶400,1∶500,1∶600,1∶700,1∶750,1∶860,1∶900,1∶950,1∶980,。

所述无机纳米材料为纳米二氧化硅或纳米二氧化钛,尺度为100纳米以下,例如90nm,80nm,60nm,40nm,20nm,10nm。

实施例4

选择10-20年树龄的日本野漆树(Rhus S uccednea L),取11月份收集的漆籽100kg,洗涤干净,并经过挑选,以除去杂物,放通风阴凉处干燥,然后使用辊式破碎机,将漆籽压裂,过筛,除去内部的种仁。破碎的果肉用风机风选,得到净化后的漆籽原料84kg。

选择料格8格的小型平转型浸提装置,每格放料10kg物料,浸提剂为120号溶剂油,喷淋6次,喷淋量为2L/台·格·分钟,浸提时间60分钟,温度90℃。收集头部液,加入320目的颗料活性炭脱色,活性炭加入量为浸提液重量的7%,脱色温度控制在60℃,脱色时间控制在30min,得到淡绿色滤液。将活性炭脱色液经过桶式过滤器进行抽滤,填料为120目的硅藻,过滤器采用400目不锈钢网,真空压力为0.09MPa,温度80℃;滤液再进入板框压滤机过滤,填料为160目的硅藻,滤布为350目斜纹棉质滤布,过滤温度60℃,得到澄清的滤液。将澄清的滤液转入到真空浓缩器中,浓缩温度控制在90℃,真空压力为0.06MPa,溶剂进入溶剂贮罐,浓缩物为精制的野漆树蜡,重量为37.6kg。产品的外观为白色块状,有胶粘感;有牛脂蜡香味,较硬。熔点52.5℃,酸价26.6,皂化价220,碘价2.4。

实施例5

选择10年以上树龄的湖北恩施地区漆树Toxicodendron vernicifluum(stokes),取12月份收集的漆籽100kg,洗涤干净,并经过挑选,以除去杂物,放通风阴凉处干燥,然后使用辊式破碎机,将漆籽压裂,过筛,除去内部的种仁。破碎的果肉用风机风选,得到净化后的漆籽原料78kg。

选择料格8格的小型平转型浸提装置,每格放料10kg物料,浸提剂为6号溶剂油,喷淋6次,喷淋量为2L/台·格·分钟,浸提时间120分钟,温度70℃。收集头部液,加入320目的颗料活性炭脱色,活性炭加入量为浸提液重量的5%,脱色温度控制在60℃,脱色时间控制在30min,得到淡绿色滤液。将活性炭脱色液经过桶式过滤器进行抽滤,填料为100目的硅藻,过滤器采用360目不锈钢网,真空压力为0.07MPa,温度70℃;滤液再进入板框压滤机过滤,填料为120目的硅藻,滤布为300目斜纹棉质滤布,过滤温度60℃,得到澄清的滤液。将澄清的滤液转入到真空浓缩器中,浓缩温度控制在70℃,真空压力为0.06MPa,溶剂进入溶剂贮罐,浓缩物为精制的野漆树蜡,重量为35.7kg。产品的外观为白色块状,有胶粘感;有牛脂蜡香味,较硬。熔点51.5℃,酸价23.1,皂化价236,碘价7.8。

实施例6

选择10年以上树龄的安康地区漆树Toxicodendron vernicifluum(stokes),取12月份收集的漆籽100kg,洗涤干净,并经过挑选,以除去杂物,放通风阴凉处干燥,然后使用辊式破碎机,将漆籽压裂,过筛,除去内部的种仁。破碎的果肉用风机风选,得到净化后的漆籽原料82kg。

选择料格8格的小型平转型浸提装置,每格放料10kg物料,浸提剂为石油醚,喷淋6次,喷淋量为5L/台·格·分钟,浸提时间120分钟,温度70℃。收集头部液,加入250目的颗料活性炭脱色,活性炭加入量为浸提液重量的10%,脱色温度控制在70℃,脱色时间控制在40min,得到淡绿色滤液。将活性炭脱色液经过桶式过滤器进行抽滤,填料为160目的硅藻,过滤器采用300目不锈钢网,真空压力为0.08MPa,温度70℃;滤液再进入板框压滤机过滤,填料为120目的硅藻,滤布为300目斜纹棉质滤布,过滤温度60℃,得到澄清的滤液。将澄清的滤液转入到真空浓缩器中,浓缩温度控制在70℃,真空压力为0.06MPa,溶剂进入溶剂贮罐,浓缩物为精制的野漆树蜡,重量为32.9kg。产品的外观为白色块状,有胶粘感;有牛脂蜡香味,较硬。熔点52.0℃,酸价24.2,皂化价230,碘价6.8。

实施例7

取上述实施例4野漆树蜡500g,加入保温的加热罐中,60℃融化漆蜡,再加入100nm二氧化硅纳米粒子2.5g,70℃保温搅拌20min,形成均质蜡液,经过球型造粒机喷嘴在造粒机内的高温区形成球形液滴,在水冷塔内逐渐冷却,再用喷淋水进行二次冷却,然后进入沥水筛,脱去部分自由水,获得表面含水量约为1%的白色漆蜡颗粒,然后由流化床风干脱水,获得自由水含量为痕量的球形漆蜡颗粒,成型造粒球形度为0.87,成粒率90%,粒径3mm,即为二氧化硅复合纳米野漆树蜡,外观光洁,具有增韧,和家俱漆按比例调配,涂于家俱表面,显著地提高了野漆树蜡的抗冲击强度和拉伸强度。

实施例8

取上述实施例5野漆树蜡500g,加入保温的加热罐中,60℃融化漆蜡,再加入30nm二氧化硅纳米粒子5g,70℃保温搅拌20min,形成均质蜡液,经过球型造粒机喷嘴在造粒机内的高温区形成球形液滴,在水冷塔内逐渐冷却,再用喷淋水进行二次冷却,然后进入沥水筛,脱去部分自由水,获得表面含水量约为1%的白色漆蜡颗粒,然后由流化床风干脱水,获得自由水含量为痕量的球形漆蜡颗粒,成型造粒球形度为0.90,成粒率90%,粒径4mm,即为二氧化硅复合纳米野漆树蜡。

实施例9

取上述实施例6野漆树蜡500g,加入保温的加热罐中,60℃融化漆蜡,再加入50nm二氧化钛纳米粒子3g,70℃保温搅拌20min,形成均质蜡液,经过球型造粒机喷嘴在造粒机内的高温区形成球形液滴,在水冷塔内逐渐冷却,再用喷淋水进行二次冷却,然后进入沥水筛,脱去部分自由水,获得表面含水量约为1%的白色漆蜡颗粒,然后由流化床风干脱水,获得自由水含量为痕量的球形漆蜡颗粒,成型造粒球形度为0.88,成粒率92%,粒径3mm,即为二氧化钛复合纳米野漆树蜡。

实施例10

取上述实施例6野漆树蜡500g,加入保温的加热罐中,60℃融化漆蜡,再加入50nm二氧化钛纳米粒子3g,30nm二氧化硅纳米粒子1g,70℃保温搅拌20min,形成均质蜡液,经过球型造粒机喷嘴在造粒机内的高温区形成球形液滴,在水冷塔内逐渐冷却,再用喷淋水进行二次冷却,然后进入沥水筛,脱去部分自由水,获得表面含水量约为1%的白色漆蜡颗粒,然后由流化床风干脱水,获得自由水含量为痕量的球形漆蜡颗粒,成型造粒球形度为0.92,成粒率90%,粒径3mm,即为复合纳米野漆树蜡。