CN104086798B - 一种聚丙烯改性的聚氨酯海绵及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于清除水面浮油的连续吸油器及一种用于上述吸油器的具有超疏水性能的聚丙烯改性的聚氨酯海绵及其制备方法。本发明的连续吸油器包括吸油材料、真空泵、吸油管、输油管和浮油接收容器；其中，所采用的吸油材料为具有强疏水亲油性的聚丙烯改性的聚氨酯海绵。该连续吸油器的原理是：在负压条件下使水面浮油透过高选择性吸油材料后收集到接收器里，而水则不能通过吸油材料。吸油过程中，只需通过更换浮油接收容器即可实现水面浮油的连续清理。该吸油器特别适用于水面漏油事故的处理，操作简单方便。

Description

一种聚丙烯改性的聚氨酯海绵及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯改性的聚氨酯海绵及其制备方法与应用，属于水污染和油水分离领域。

背景技术

随着海洋石油的开发和运输的发展，海面漏油事件时有发生。这不仅造成了石油资源的浪费，而且引起了生态环境问题和水质污染。同时，一些含有机物废水的排放，对生态环境也存在一定威胁。因此，快速进行油水分离具有重要意义。

中国专利《一种吸油材料及其制备方法》（申请号201210152706.0）公开了一种采用聚乳酸制备的吸油材料，但该吸油材料不便于重复使用且吸油过程并不方便。中国专利《一种连续的可升降式履带快速吸油材料水面吸油装置》（申请号201310219271.1）公开了一种采用吸油材料吸油后经过两个滚筒滚动挤压收集油相的水面吸油装置，该装置需要的滚筒等导致它并不灵活，且容易失衡，从而不能连续操作。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷，提供一种吸油速度快、结构简单、使用灵活、操作方便、环保的用于清除水面浮油的连续吸油器；另外提供一种用于上述吸油器的具有超疏水性能的聚丙烯改性的聚氨酯海绵及其制备方法。

本发明的目的在于：（1）解决现有吸油材料造成的二次污染问题；（2）克服现有的吸油装置不灵活、容易失衡和不能连续吸油操作的不足；（3）没有饱和吸附的问题，只需通过更换浮油接收容器来实现连续吸油。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种聚丙烯改性的聚氨酯海绵的制备方法，包括以下步骤：在125~130℃油浴条件下，将聚丙烯溶解在对二甲苯中，得到聚丙烯-对二甲苯溶液，其中，所述聚丙烯的熔融指数为12g/10min，所述聚丙烯与对二甲苯质量比为1:100~500；将经过丙酮超声洗涤5~10min的聚氨酯海绵浸没在聚丙烯-对二甲苯溶液中5~15s，将聚氨酯海绵取出后在115~125℃下烘干，即得到聚丙烯改性的聚氨酯海绵。

优选地: 所述的油浴条件为130℃；

所述的聚丙烯与对二甲苯质量比为1: 500；

所述的烘干温度为120℃。

一种聚丙烯改性的聚氨酯海绵，通过上述制备方法制备得到。

上述聚丙烯改性的聚氨酯海绵在吸油领域中的应用。

一种用于清除水面浮油的连续吸油器，包括吸油材料、真空泵、吸油管、输油管和浮油接收容器；所述的吸油管入口端插入吸油材料中，所述的吸油管出口端与真空泵相连，所述的输油管入口端与真空泵相连，所述的输油管出口端与浮油接收容器相连接，所述的吸油材料为上述聚丙烯改性的聚氨酯海绵。

所述的吸油管为一根或多根与分流装置相连。

本发明的原理是利用具有超疏水性能的聚丙烯改性的聚氨酯海绵作为吸油材料，可快速和高选择性地吸附水面的浮油，然后利用真空泵的负压将被吸附在吸油材料里的油相抽出，通过吸油管将吸油材料中的浮油引入浮油接收容器。在抽油过程中，当吸油材料中吸油管入口端附近的油相被抽离后，形成的局部真空立刻被周围的浮油充满，随即又被抽走，这样形成了连续的抽油过程。当水面上的浮油被完全吸除后，空气则将进入吸油材料，形成空气通道，整个浮油吸除清理过程结束。

本发明具有以下优点和有益效果：

1）本发明连续吸油器可以连续地进行水面浮油清除；

2）本发明连续吸油器直接将水面浮油收集到浮油接收容器，不会造成二次污染；

3）本发明连续吸油器操作方便，装置简单，每台真空泵可以用分流装置连接多个吸油管，进行大规模吸油操作。

附图说明

图1为本发明连续吸油器的装置示意图；图中：1-吸油材料；2-吸油管；3-真空泵；4-输油管；5-浮油接收容器。

图2为本发明聚丙烯改性的聚氨酯海绵的水滴接触角图。

图3为本发明连续吸油器的吸油效果图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

本发明采用浸渍涂层法对聚氨酯海绵进行改性得到聚丙烯改性的聚氨酯海绵，具体包括以下步骤：在130℃油浴下，将聚丙烯颗粒（熔融指数为12g/10min）溶解在对二甲苯中，得到聚丙烯-对二甲苯溶液，其中，聚丙烯与对二甲苯质量比为1:500；将聚氨酯海绵用丙酮超声洗涤5min后，取出烘干后并将其浸没在聚丙烯-对二甲苯溶液中5s，将聚氨酯海绵取出后在120℃烘箱中烘干，得到上述聚丙烯改性的聚氨酯海绵。

利用接触角测量仪DSA 100 (KRŰSS, Germany)测聚丙烯改性的聚氨酯海绵的水滴接触角，首先将聚丙烯改性的聚氨酯海绵水平地放在接触角测量仪上，然后将10μL水滴滴在海绵上，仪器自带的软件会自动模拟出水滴轮廓，算出接触角。如图2所示，吸油材料的水滴接触角为152°。

实施例2

在125℃油浴下，将聚丙烯颗粒（熔融指数为12g/10min）溶解在对二甲苯中，得到聚丙烯-对二甲苯溶液，其中，聚丙烯与对二甲苯质量比为1:100；将聚氨酯海绵用丙酮超声洗涤8min后，取出烘干后并将其浸没在聚丙烯-对二甲苯溶液中10 s，将聚氨酯海绵取出后在115℃烘箱中烘干，得到上述聚丙烯改性的聚氨酯海绵。

实施例3

在127℃油浴下，将聚丙烯颗粒（熔融指数为12g/10min）溶解在对二甲苯中，得到聚丙烯-对二甲苯溶液，其中，聚丙烯与对二甲苯质量比为1:300；将聚氨酯海绵用丙酮超声洗涤10min后，取出烘干后并将其浸没在聚丙烯-对二甲苯溶液中15s，将聚氨酯海绵取出后在125℃烘箱中烘干，得到上述聚丙烯改性的聚氨酯海绵。

实施例4

将实施例1制备的聚丙烯改性的聚氨酯海绵作为吸油材料应用在水面浮油清理领域，制备一种快速、高效的连续吸油器：一种用于清除水面浮油的连续吸油器，包括吸油材料1、吸油管2、真空泵3、输油管4和浮油接收容器5；所述的吸油管2入口端插入吸油材料1中，所述的吸油管2出口端与真空泵3相连，所述的输油管4入口端与真空泵3相连，所述的输油管4出口端与浮油接收容器5相连接，所述的吸油材料1为上述聚丙烯改性的聚氨酯海绵。

所述的吸油管为一根或多根与分流装置相连。将多根导管连接到同一台真空泵，可加快吸油速率。本发明连续吸油器的装置示意图如图1所示。

上述吸油器能快速、高效地清理水面上的浮油：将吸油材料放在有浮油的水面，然后打开真空泵开关，真空泵将吸附在吸油材料中的原油抽出。当吸油材料1底面积为2.5cm×2.5cm，吸油管2入口端到油面距离为1cm时，每一个吸油材料的吸油速度约为2.3g/s，吸油效果如图3所示。

在抽油过程中，水面浮油被快速、高选择性地吸附在吸油材料1中，然后吸附在吸油材料1中的油相在真空泵3的负压下通过吸油管2抽出，接着油相通过输油管4进入浮油接收容器5中；在整个连续抽油过程中，当吸油材料1中吸油管2入口端附近的浮油被抽离后，形成的局部真空立刻被周围的浮油充满，随即又被抽走；由于吸油材料1的浮力与超疏水性，吸油材料1在整个抽油过程中都浮于水面，当水面上的浮油被完全吸除后，空气则将进入吸油材料1，形成空气通道，整个浮油吸除清理过程结束。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.一种聚丙烯改性的聚氨酯海绵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在125～130℃油浴条件下，将聚丙烯溶解在对二甲苯中，得到聚丙烯-对二甲苯溶液，其中，所述聚丙烯的熔融指数为12g/10min，所述聚丙烯与对二甲苯质量比为1:100～500；将经过丙酮超声洗涤5～10min的聚氨酯海绵浸没在聚丙烯-对二甲苯溶液中5～15s，将聚氨酯海绵取出后在115～125℃下烘干，即得到聚丙烯改性的聚氨酯海绵。

2.根据权利要求1所述的聚丙烯改性的聚氨酯海绵的制备方法，其特征在于：所述的油浴条件为130℃。

3.根据权利要求1所述的聚丙烯改性的聚氨酯海绵的制备方法，其特征在于：所述的聚丙烯与对二甲苯质量比为1:500。

4.根据权利要求1所述的聚丙烯改性的聚氨酯海绵的制备方法，其特征在于：所述的烘干温度为120℃。

5.一种聚丙烯改性的聚氨酯海绵，其特征在于：通过权利要求1～4任一项所述的制备方法制备得到。

6.权利要求5所述的聚丙烯改性的聚氨酯海绵在吸油领域中的应用。