一种废油脂的转化方法及其在铜拉丝液中的应用

技术领域

本发明属于废油脂利用技术领域，具体涉及一种废油脂的转化方法及其在铜拉丝液中的应用。

背景技术

废油脂主要来源于餐饮废油，含有大量的细菌和有毒物质，其中黄曲霉素的毒性是毗霜的100倍，长期食用对人体的危害极大，但目前现有的提炼技术下难以加工成食用油，为此将废油脂变成一种有用的工业资源，可以打开其回收利用的“瓶颈”，从而切断流入餐桌的途径。

目前废油脂的主要工业应用是将其转化为生物柴油，其中研究较多的是利用酯交换法将其转化为脂肪酸甲酯(第一代生物柴油)，但由于其结构与来自石油的普通柴油的分子结构存在明显不同，导致第一代生物柴油粘度大，含氧量高，热值相对较低，生产中还会产生大量含酸、碱和油脂的工业废水，严重限制了其作为汽柴油替代燃料的广泛使用。另一方面，目前较为前沿的第二代生物柴油又由于其技术壁垒较高，很难在短时间实现工业化应用。因此，进一步拓展废油脂的工业应用具有重要的意义。

铜线拉丝是指铜线母线线材在压力作用下强行通过模具，获得所要求的截面积形状和尺寸的技术加工方法，而拉丝液则是拉丝工艺中必不可少的辅助材料，它主要的作用是在铜丝多种线材的大拉、中拉、小拉、微细拉等拉线工艺过程中起润滑、冷却、防锈作用，兼具保护线材、模具，达到良好的拉丝效果。其中铜大拉所占比例最大消耗的拉丝液也最多。拉丝液的品质直接影响到拉丝效果，性能优良的拉丝液可以很好的保护模具，减少线材断头、模具磨损现象，反之，则会严重影响拉丝质量，随着拉丝工艺的应用逐渐广泛，市场对拉丝液的品质需求越来越高，现有的铜大拉拉丝液主要使用含矿物油体系的乳化液或者微乳液产品，存在乳液稳定性差、腐蚀金属线材、能耗高、不易清洗等问题，制约着拉丝、拉拔质量，急需改进其配方和工艺，使其更为高效环保不含矿物油、后续易清洗。

发明内容

针对以上废油脂的应用有待拓展和铜拉丝液存在的问题，本发明提供一种废油脂的转化方法及其在铜拉丝液中的应用。

一方面，本发明提供一种废油脂的转化方法，包括：

在一种催化剂组合物存在下，将废油脂与聚乙二醇或聚乙二醇的衍生物进行反应；所述的催化剂组合物包括碱和如式(1)所示的2-氮杂吲哚嗪衍生物，

其中，R

进一步地，对于式(1)，芳香环为取代或未取代的苯环。

进一步地，式(1)的化合物包括以下L1-L8任一种化合物：

进一步地，碱包括三乙胺(TEA)、1，8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)、二异丙基乙胺(DIPEA)、KOH、K

进一步地，聚乙二醇或聚乙二醇的衍生物包括简单聚乙二醇(PEG)或聚乙二醇单甲醚 (mPEG)。

进一步地，聚乙二醇或聚乙二醇的衍生物包括分子量100-1000的PEG或mPEG中的一种或几种混合物。

进一步地，聚乙二醇或聚乙二醇的衍生物包括分子量为100、200、300、400、500、600、800、1000的PEG或mPEG中的一种或几种混合物。

进一步地，将废油脂与聚乙二醇或聚乙二醇的衍生物进行反应，包括：

向反应容器中加入200-2000重量份的聚乙二醇或聚乙二醇的衍生物、2-20重量份的2- 氮杂吲哚嗪衍生物、5-50重量份的碱，所得混合物在20-50摄氏度下搅拌反应半小时，然后加入400重量份预处理过的废油脂，然后升温至80-150度反应2-5小时，得到转化后的产物。

另一方面，本发明提供一种废油脂在铜拉丝液中的应用，利用上述的转化方法获得废油脂的转化产物，将转化产物和辅助试剂与水稀释后作为铜拉丝液。

本发明的一种废油脂的转化方法及其在铜拉丝液中的应用具有如下有益效果：

该方法采用催化剂使废油脂与聚乙二醇或其衍生物反应，所得全部产物可作为金属加工润滑液的活性成分，特别地，可用于铜拉丝液。本发明拓宽了废油脂的应用，同时提供了一种绿色的铜拉丝液活性成分，适合工业化应用。

具体实施方式

特别说明：本发明所述的PEG-100指分子量为100的聚乙二醇，PEG-200指分子量为200 的聚乙二醇，mPEG-100指分子量为100的聚乙二醇单甲醚，mPEG-200指分子量为200的聚乙二醇单甲醚，WOPEG-100指废油脂与分子量为100的聚乙二醇反应的产物，WOPEG-200指废油脂与分子量为200的聚乙二醇反应的产物，WOmPEG-100指废油脂与分子量为100的聚乙二醇单甲醚反应的产物，WOmPEG-200指废油脂与分子量为200的聚乙二醇单甲醚反应的产物，以此类推。

一方面，本发明实施例提供一种废油脂的转化方法，包括：

在一种催化剂组合物存在下，将废油脂与聚乙二醇或聚乙二醇的衍生物进行反应；的催化剂组合物包括碱和如式(1)所示的2-氮杂吲哚嗪衍生物，

其中，R

可选的，对于式(1)，芳香环为取代或未取代的苯环。

可选的，式(1)的化合物包括以下L1-L8任一种化合物：

具体的，式(1)2-氮杂吲哚嗪衍生物的合成可参照文献ORGANIC LETTERS 2011,Vol.13, No.19,5256–5259和ORGANIC LETTERS 2012Vol.14,No.12,3162–3165。化合物L1-L8 为已知结构，其合成方法见文献ORGANIC LETTERS 2011,Vol.13,No.19,5256–5259和ORGANIC LETTERS 2012Vol.14,No.12,3162–3165。

下面介绍一种合成化合物L1的具体步骤，包括：

在反应容器中加入苯胺(0.4mL,4.3mmol)、福尔马林(0.49mL,6.5mmol)、2.94MHCl的乙醇溶液(1.5mL,4.3mmol)、吡啶甲醛(0.41mL,4.3mmol)，以及乙醇(7.2mL)，室温搅拌反应15分钟；

然后减压蒸去溶剂，所得粗产品溶于热的乙腈中，趁热过滤，经乙腈/四氢呋喃重结晶得纯的 L1(0.86g,3.7mmol,产率86％)，为橘色固体。

可选的，碱包括三乙胺(TEA)、1，8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)、二异丙基乙胺(DIPEA)、KOH、K

可选的，聚乙二醇或聚乙二醇的衍生物包括简单聚乙二醇(PEG)或聚乙二醇单甲醚(mPEG)。

可选的，聚乙二醇或聚乙二醇的衍生物包括分子量100-1000的PEG或mPEG中的一种或几种混合物。

可选的，聚乙二醇或聚乙二醇的衍生物包括分子量为100、200、300、400、500、600、800、1000的PEG或mPEG中的一种或几种混合物。

可选的，将废油脂与聚乙二醇或聚乙二醇的衍生物进行反应，包括：

向反应容器中加入200-2000重量份的聚乙二醇或聚乙二醇的衍生物、2-20重量份的2- 氮杂吲哚嗪衍生物、5-50重量份的碱，所得混合物在20-50摄氏度下搅拌反应半小时，然后加入400重量份预处理过的废油脂，然后升温至80-150度反应2-5小时，得到转化后的产物。

下面介绍一种制备WOPEG-200的具体实施步骤：

向反应容器中加入400份PEG-200、4份的L1、8份的碳酸铯，所得混合物在40度下搅拌反应半小时，然后加入400份预处理过的废油脂，接着升温至90度反应2小时，冷至室温得WOPEG-200。

下面介绍一种制备WOPEG-400的具体实施步骤：

向反应容器中加入800份PEG-400、5份的L2、6份的氢氧化钠，所得混合物在50度下搅拌反应半小时，然后加入400份预处理过的废油脂，接着升温至90度反应3小时，冷至室温得WOPEG-400。

下面介绍一种制备WOPEG-600的具体实施步骤：

向反应容器中加入1200份PEG-600、6份的L3、8份的氢氧化钾，所得混合物在50度下搅拌反应半小时，然后加入400份预处理过的废油脂，接着升温至100度反应3小时，冷至室温得WOPEG-600。

下面介绍一种制备WOPEG-800的具体实施步骤：

向反应容器中加入1600份PEG-800、7份的L4、8份的DBU，所得混合物在50度下搅拌反应半小时，然后加入400份预处理过的废油脂，接着升温至100度反应5小时，冷至室温得WOPEG-800。

下面介绍一种制备WOmPEG-200的具体实施步骤：

向反应容器中加入400份mPEG-200、15份的L5、6份的K

下面介绍一种制备WOmPEG-400的具体实施步骤：

向反应容器中加入800份mPEG-400、13份的L6、5份的NaH，所得混合物在20度下搅拌反应半小时，然后加入400份预处理过的废油脂，接着升温至90度反应3小时，冷至室温得WOmPEG-400。

下面介绍一种制备WOmPEG-600的具体实施步骤：

向反应容器中加入1200份mPEG-600、6份的L7、8份的氢氧化铯，所得混合物在50度下搅拌反应半小时，然后加入400份预处理过的废油脂，接着升温至100度反应3小时，冷至室温得WOmPEG-600。

下面介绍一种制备WOmPEG-800的具体实施步骤：

向反应容器中加入1600份mPEG-800、8份的L8、8份的DIPEA，所得混合物在50度下搅拌反应半小时，然后加入400份预处理过的废油脂，接着升温至100度反应5小时，冷至室温得WOmPEG-800。

另一方面，本发明实施例提供一种废油脂在铜拉丝液中的应用，利用上述的转化方法获得废油脂的转化产物，将转化产物和辅助试剂与水稀释后作为铜拉丝液。

本发明利用上述废油脂的转化方法所得产物无需任何纯化，也可作为金属加工润滑液的活性成分。

下面以上文制备WOPEG-400为例，取60kg WOPEG-400、0.5kg铜缓蚀剂苯骈三氮唑有机胺、1kg杀菌剂为MBM，溶于340kg水中，搅拌10分钟得拉丝液。本拉丝液在常温下可贮存18个月，拉丝时不易断裂，线材表面光洁无垢，其具体测试性能指标如下：

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。