專(zhuān)利名稱：：固體酒精的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種固體燃料及其制備方法，屬于化工產(chǎn)品。技術(shù)背景固體酒精是一種使用安全、攜帶方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、日常生活中經(jīng)常使用的固體燃料。目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于飯店、旅游、航海、野外作業(yè)等?，F(xiàn)在市面上使用的固體酒精，有的儲(chǔ)存穩(wěn)定性差，放置一段時(shí)間就會(huì)變軟，呈膏狀，有的還有液體滲出；有的燃燒時(shí)冒黑煙，有異味，污染環(huán)境；有的燃燒時(shí)會(huì)迸出黑色顆粒，造成粉塵污染；有的不耐燃燒，有的燃燒后殘?jiān)^多等。為此，特提出本發(fā)明。本發(fā)明提供的是一種儲(chǔ)存穩(wěn)定性好、燃燒持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、燃燒中無(wú)異味、無(wú)任何環(huán)境污染，燃燒后殘?jiān)俚牟噬腆w酒精。在做固體酒精燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)燃時(shí)，表面的酒精蒸汽立即燃燒，火焰很快把固體酒精完全覆蓋，火焰里面的固體遇熱，表面熔化，熔化的液體遇熱氣化，酒精蒸汽沖出液體表面的薄膜而燃燒。這時(shí)可以觀察到固體酒精表面液體上面有許多氣化的小氣泡。根據(jù)燃燒的狀況可分為A.有的固體酒精點(diǎn)燃，完全熔化，液體鋪滿整個(gè)容器底部，面積比較大，火焰較大，不穩(wěn)定，燃燒的非?？?，像液體酒精一樣。這種固體酒精不耐燒，也不安全；B.有的固體酒精點(diǎn)燃后，表面熔化的較多，熔化的液體不能完全變成蒸汽而燃燒，這些多余的液體就流到下面，這就是常說(shuō)的流淌。這種固體酒精火焰也較大，燃燒的較快，也不耐燒；C.有的固體酒精點(diǎn)燃后，表面熔化，熔化的液體可完全變成蒸汽而燃燒，這種固體酒精火焰比較穩(wěn)定，需要時(shí)可以把固體塊切的小些，表面積大些，燃燒的火焰就大些，否則火焰就小些。這種固體酒精是比較好的。從上述燃燒實(shí)驗(yàn)可以看出，固體酒精熔化的溫度是關(guān)系到固體酒精燃燒時(shí)是否流淌、燃燒時(shí)間長(zhǎng)短、儲(chǔ)存穩(wěn)定性等的重要指標(biāo)。固體酒精為凝膠體，是非晶態(tài)物質(zhì)，沒(méi)有恒定的"熔點(diǎn)"。當(dāng)溫度大于凝膠溫度時(shí)，固體酒精開(kāi)始軟化并熔融，逐漸形成液體，熔程較大。由上述實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)熔點(diǎn)小于5(TC時(shí)，固體酒精的儲(chǔ)存穩(wěn)定性差，燃燒時(shí)流淌，火焰不穩(wěn)定，燃燒時(shí)間短，不安全，如上述實(shí)驗(yàn)A和B。當(dāng)熔點(diǎn)在6(TC左右時(shí)，固體酒精燃燒火焰平穩(wěn)，不流淌，無(wú)氣味，如上述實(shí)驗(yàn)C。在固體酒精制備過(guò)程中，加入適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)控制固體酒精的熔點(diǎn)，是關(guān)系到固體酒精質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。這也是本發(fā)明的關(guān)鍵點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容硬脂酸與氫氧化鈉混合后發(fā)生反應(yīng)△C17H35COOH+NaOH==C17H35COONa+H20反應(yīng)生成的硬脂酸鈉是一個(gè)長(zhǎng)鏈的極性分子，不溶于乙醇，可均勻分散在乙醇中形成溶膠，這時(shí)具有溶膠的典型性質(zhì)_丁鐸爾效應(yīng)。當(dāng)溫度降低時(shí)，膠粒的動(dòng)能減少，原本分散的溶膠不穩(wěn)定，大量膠粒析出，膠?？糠肿又g的范德華引力，相互連接起來(lái)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，酒精分子處于網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)的孔隙中，被束縛于相互連接的硬脂酸鈉三維空間網(wǎng)狀骨架間隙中，呈不流動(dòng)狀態(tài)而凝固，形成了固體酒精，這時(shí)膠體呈凝膠狀態(tài)。當(dāng)溫度升高時(shí)，膠粒3的動(dòng)能增大，分子的運(yùn)動(dòng)速度加快，膠粒的聯(lián)系消失，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不再存在，膠粒呈自由活動(dòng)狀態(tài)，就又變成了液態(tài)的溶膠。固體酒精屬于熱可逆的溶膠-凝膠體系。在該體系中溶膠轉(zhuǎn)變?yōu)槟z時(shí)，硬脂酸鈉膠束析出聚集的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的疏密程度，是決定固體酒精熔點(diǎn)高低的關(guān)鍵。加入一些高分子聚合物，可以增加這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的密實(shí)程度，提高固體酒精的熔點(diǎn)。據(jù)此，發(fā)明者分別試用了聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、硝化纖維素、羧甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、羥乙基纖維素、甲基纖維素、瓊脂、海藻酸鈉、硅溶膠、吐溫等等。在乙醇溶液中，加入這些高聚物分子，有的溶解度太小，對(duì)固體酒精的熔點(diǎn)影響不明顯；有的可以提高熔點(diǎn)，但是固體酒精燃燒時(shí)有異味；有的成本較高，不適用。根據(jù)性價(jià)比綜合考慮后，最后選用聚乙烯吡咯烷酮和硅溶膠為固體酒精的熔點(diǎn)改進(jìn)劑，用明礬和硼砂為熔點(diǎn)改進(jìn)劑助劑。按不同的比例加入這些物質(zhì)，固體酒精的熔點(diǎn)可以控制在所要求的范圍之內(nèi)?？梢燥@著的提高固體酒精的質(zhì)量性能。固體酒精的組成質(zhì)量百分比是原料名稱質(zhì)量百分比(％)酒精(95%)50-90硬脂酸1-15氫氧化鈉1-8水1-20聚乙烯吡咯烷酮0.3-4硅溶膠0.2-5明礬0.4-6硼砂0.05-2著色劑0.01-0.6以上各組分之和等于100%。酒精為95%的工業(yè)酒精。著色劑可以是酚酞、或者甲基橙、或者甲基紅、或者硝酸銅、或者硝酸鈷、或者氯化鋇等。加入著色劑目的是制備出具有各種顏色的彩色固體酒精。按照本發(fā)明提供的配方和制備方法，根據(jù)需要，可以做成紅色、或者黃色、或者藍(lán)色、或者紫色等彩色固體酒精。這種彩色固體酒精燃燒時(shí)，有的還能呈現(xiàn)出斑斕的火焰，給生活增添情趣。工藝過(guò)程A.取氫氧化鈉，加入95%酒精，攪拌使其完全溶解備用。B.取明礬和硼砂，加入開(kāi)水，攪拌使其完全溶解，加入95%酒精攪拌均勻備用。C.取聚乙烯吡咯烷酮，加入95%酒精，攪拌使其完全溶解，慢慢加入硅溶膠，攪拌均勻備用。D.取95%酒精，加入硬脂酸，加熱回流，保持微沸，攪拌，使硬脂酸完全溶解。慢慢加入C、B、A和著色劑，繼續(xù)攪拌保持微沸30分鐘。倒入模具，在75t:熱水中，使其慢慢降溫冷卻。當(dāng)溫度降至室溫時(shí)，倒出模具，包裝即得本發(fā)明產(chǎn)品。用小刀切成方形固體酒精塊，質(zhì)量為3.OOg，放在蒸發(fā)皿中點(diǎn)燃，使其完全燃燒，待自然熄滅時(shí)，記錄燃燒時(shí)間，把剩余殘?jiān)Q重。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>從上述實(shí)驗(yàn)可以看出，本發(fā)明制備的固體酒精熔點(diǎn)在54-68。C之間，熔點(diǎn)較高，產(chǎn)品的硬度大，儲(chǔ)存時(shí)不軟化，無(wú)液體滲出；燃燒時(shí)不流淌，火焰平穩(wěn)，無(wú)黑煙，無(wú)異味，對(duì)環(huán)境無(wú)污染；燃燒時(shí)間長(zhǎng)，殘?jiān)?；產(chǎn)品顏色艷麗，燃燒時(shí)呈現(xiàn)斑斕火焰；制備操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低。具體實(shí)施例方式實(shí)施例一原料名稱酒精(95%)硬脂酸氫氧化鈉水聚乙烯吡咯烷酮硅溶膠明磯硼砂酚酞工藝過(guò)程質(zhì)量百分比(％)8461.180.20.30.30.090.01A.取1.1Kg氫氧化鈉，加入95%酒精9Kg，攪拌使其完全溶解備用。B.取0.3Kg明礬和0.09Kg硼砂，加入8Kg開(kāi)水，攪拌使其完全溶解，加入95%酒精5Kg，攪拌均勻備用。C.取0.2Kg聚乙烯吡咯烷酮，加入95%酒精10Kg，攪拌使其完全溶解，慢慢加入0.3Kg硅溶膠，攪拌均勻備用。D.取95X酒精60Kg，加入6Kg硬脂酸，0.01Kg酚酞，加熱回流，保持微沸。慢慢加入C、B和A，整個(gè)加入過(guò)程保持微沸，時(shí)間大約30分鐘。停止加熱，倒入模具，模具放在75°C熱水中，使其慢慢降溫冷卻。當(dāng)溫度降至2(TC時(shí)，倒出模具，包裝，可得到粉紅色固體酒精。實(shí)施例二原料名稱質(zhì)量百分比(％)酒精(95%)85硬脂酸6氫氧化鈉1.1水7聚乙烯吡咯烷酮0.1硅溶膠0.3明砜0.4硼砂0.09硝酸銅0.01工藝過(guò)程A.取1.1Kg氫氧化鈉，加入95%酒精9Kg，攪拌使其完全溶解備用。B.取0.4Kg明礬和0.09Kg硼砂，加入7Kg開(kāi)水，攪拌使其完全溶解，加入95%酒精5Kg，攪拌均勻備用。C.取0.1Kg聚乙烯吡咯烷酮，加入95%酒精10Kg，攪拌使其完全溶解，慢慢加入0.3Kg硅溶膠，攪拌均勻備用。D.取95X酒精61Kg，加入6Kg硬脂酸，0.01Kg硝酸銅，加熱回流，保持微沸。慢慢加入C、B和A，整個(gè)加入過(guò)程保持微沸，時(shí)間大約30分鐘。停止加熱，倒入模具，模具放在75t:熱水中，使其慢慢降溫冷卻。當(dāng)溫度降至20°C時(shí)，倒出模具，包裝，可得到淺藍(lán)色固體酒精°參考文獻(xiàn)l丄eibovich，shai;Motzaeli，Gal.Solidalcoholproductprocess[P]，US，2009148582.date:20090611.2.蘇政權(quán)一種固體酒精及其生產(chǎn)方法[P]，專(zhuān)利號(hào)ZL00130837.8，申請(qǐng)日期2000年12月7日。3.吳海霞，王奎濤，高金龍等，一種環(huán)保型固體酒精及其制備方法[P]，申請(qǐng)?zhí)?00710139427.X，申請(qǐng)日期:2007年9月17日。4.程謹(jǐn)寧，胡會(huì)利，王玲，固體酒精的可逆溶膠-凝膠過(guò)程研究[J]，膠體與聚合物，2006，24(2):20-23,29。5.鄭靜，汪敦佳，王國(guó)宏，固體酒精的制備實(shí)驗(yàn)[J]，湖北師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005,25(2):85-87。6.錢(qián)曉春，固體酒精的合成工藝研究[J]，化學(xué)世界，1992，(7):325-328。權(quán)利要求一種固體酒精的制備方法，其特征在于原料組成的質(zhì)量百分比為原料名稱質(zhì)量百分比(％)酒精(95％)50-90硬脂酸1-15氫氧化鈉1-8水1-20聚乙烯吡咯烷酮0.3-4硅溶膠0.2-5明礬0.4-6硼砂0.05-2著色劑0.01-0.6以上各組分之和等于100％.酒精為95％的工業(yè)酒精.著色劑可以是酚酞、或者甲基橙、或者甲基紅、或者硝酸銅、或者硝酸鈷、或者氯化鋇等.2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征具有下列的加入順序A.取氫氧化鈉，加入95%酒精，攪拌使其完全溶解備用.B.取明礬和硼砂，加入開(kāi)水，攪拌使其完全溶解，加入95%酒精攪拌均勻備用.C.取聚乙烯吡咯烷酮，加入95%酒精，攪拌使其完全溶解，慢慢加入硅溶膠，攪拌均勻備用.D.取95%酒精，加入硬脂酸，加熱回流，保持微沸，攪拌，使其完全溶解.慢慢加入C、B、A和著色劑，繼續(xù)攪拌保持微沸30分鐘.倒入模具，在75t:熱水中，使其慢慢降溫冷卻.當(dāng)溫度降至室溫時(shí)，倒出模具，包裝即得本發(fā)明產(chǎn)品。全文摘要在酒精中加入硬脂酸，加熱，攪拌，使完全溶解。滴加氫氧化鈉酒精溶液，完全反應(yīng)后加入聚乙烯吡咯烷酮和硅溶膠為熔點(diǎn)改進(jìn)劑，加入明礬和硼砂為熔點(diǎn)改進(jìn)助劑，加入著色劑，冷卻，注入模具成型，可以得到彩色固體酒精。這種固體酒精產(chǎn)品硬度大、儲(chǔ)存穩(wěn)定性好、不變軟，無(wú)液體滲出；燃燒時(shí)不流淌，火焰平穩(wěn)，無(wú)黑煙，無(wú)異味，對(duì)環(huán)境無(wú)污染；燃燒時(shí)間長(zhǎng)，殘?jiān)?；產(chǎn)品顏色艷麗，燃燒時(shí)呈現(xiàn)斑斕火焰，增加了生活情趣；生產(chǎn)成本低。文檔編號(hào)C10L7/04GK101709241SQ20091022724公開(kāi)日2010年5月19日申請(qǐng)日期2009年12月2日優(yōu)先權(quán)日2009年12月2日發(fā)明者劉振偉,朱瑋,翟廣玉,趙云龍,馬海英申請(qǐng)人:鄭州大學(xué)