CN104877104A - 一种抗静电阻燃高吸油功能材料及其制备 - Google Patents

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杜峰
项尚林
邹巍巍
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Abstract

本发明公开了一种吸油材料，该吸油材料以聚醚多元醇、亲油助剂、反应性阻燃剂、阻燃消烟剂、反应性抗静电剂、复合催化剂、二异氰酸酯、泡沫稳定剂和发泡剂为原料，通过聚合反应制备得到；该吸油材料的密度为8～20Kg/m3，吸原油倍率为30～50倍，氧指数大于26%。该吸油材料具有抗静电、阻燃、吸油倍率高、无毒、无污染、成本低、可现场发泡等优点。作为抗静电阻燃吸油材料，可用于水面溢油的吸附，尤其适合江河湖海水面溢油应急处理；另外对于厨房吸油烟机、工厂含油废气回收装置等吸收或回收油类废弃物场合均适用。

Description

一种抗静电阻燃高吸油功能材料及其制备
技术领域
本发明属于吸油材料领域，具体涉及一种具有抗静电阻燃高倍吸油功能的吸油材料以及这种材料的制备。
背景技术
随着世界工业的不断发展，海洋溢油污染日趋严重，特别是随海上运油船的原油泄漏及油轮货舱的清洗而进入海洋中的石油制品等造成的大面积海面污染，故防治溢油污染已成为人们日益关注的重大研究课题。
科研工作者研发了很多吸油材料，如无机类的珍珠岩，有机类的有机粘土、甘蔗渣，合成类的苯乙烯–烷基丙烯酸酯共聚物、聚丙烯等。
这些材料吸油倍率低，吸油同时也吸水，所以并不适合对海上油泄漏事故的处理。
而聚氨酯泡沫吸油率高，不沉入水中，可现场发泡，易于回收等，是一种发展前景较好的油污染处理方法。
如申请号为CN201110415527.7的发明专利公开了一种将经剪裁聚氨酯泡沫加入到溶有引发剂的甲苯溶液中，在氮气保护下搅拌升温，活化，再加入的疏水性丙烯酸酯单体和交联剂，反应结束后产物用乙醇和水洗涤下烘干，得到改性的疏水亲油聚氨酯高吸油功能材料。
但该方法工艺复杂，成本较高，易燃，吸油材料不具有抗静电、阻燃等功能，即使在生产、储存及使用过程中容易由于摩擦产生静电而可能导致火灾，存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有吸油材料不具有抗静电、阻燃等功能、成本高、吸油倍率低等问题，提供一种具有抗静电、阻燃、吸油倍率高、无毒、无污染、成本低、可现场发泡等优点的吸油材料。
本发明的目的可以通过以下措施达到：一种吸油材料，该吸油材料为聚醚多元醇、二异氰酸酯、亲油助剂、反应性阻燃剂、阻燃消烟剂、反应性抗静电剂、复合催化剂、泡沫稳定剂和发泡剂为原料，通过聚合反应制备得到；该吸油材料的密度为8～20Kg/m3，吸原油倍率为30～50倍。
吸油材料各原料的质量份用量为：羟值为30~100mgKOH/g的聚醚多元醇100份，反应性阻燃剂5-30份，阻燃消烟剂1-10份，反应性抗静电剂0.2-0.8份，亲油助剂10-50份，二异氰酸酯20～80份，复合催化剂0.3～2.0份，泡沫稳定剂0.4～2.5份，发泡剂4～12份。
本发明中的反应性阻燃剂为三溴新戊醇、二溴新戊二醇、一缩二(二溴新戊二醇) 、二(1-氯-2-羟丙基)亚磷酸酯、三(氰化多元醉)磷酸酯二溴戊二醇、溴化季戊四醇中一种或几种；阻燃消烟剂为氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌中一种或几种；反应性抗静电剂为抗静电剂SN（硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基铵硝酸盐）、抗静电剂609[（N，N'-双（2-羟基乙基）-N-（3'-十二烷氧基-2'-羟基丙基）甲胺硫酸甲酯盐）、抗静电剂SP（硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基铵二氢磷酸盐）中一种。
本发明中的亲油助剂为蓖麻油、大豆油或棕榈油中一种；二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯，其中异氰酸酯的指数为0.65~1.15。
 本发明中的复合催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中一种及三乙烯二胺、四乙烯三胺中一种；泡沫稳定剂为有机硅表面活性剂；发泡剂为去离子水。
本发明进一步公开了上述吸油材料的制备方法包括以下步骤：将聚醚多元醇、亲油助剂、反应性阻燃剂、阻燃消烟剂、反应性抗静电剂、复合催化剂、泡沫稳定剂和发泡剂，按照一定比例搅拌均匀，静置10~40分钟；加入二异氰酸酯，在1000r/min转速下高速搅拌，当混合物发白时迅速倒入模具成型，在20℃~30℃下熟化2~8小时脱模得到吸油材料。
该吸油材料的密度为8～20Kg/m3，吸原油倍率为40～80倍，氧指数：＞26%。
其中吸油倍率测试方法如下：将无纺空布袋浸入原油中一定时间后，取出滴淌5min后称重m1，再将m0吸油材料装入布袋并浸入待测油品中，当吸油材料达饱和吸油状态取出滴淌后称重m2。
吸油倍率(g油/g吸油材料)= （m2-m1-m0）/m0式中：m0—吸油前吸油材料质量，g;m1—吸油后空袋质量，g;m2—饱和吸油后吸油材料与空袋质量，g。
吸油材料的密度按照GB/T 6343-2009（泡沫塑料及橡胶 表观密度的测定）进行测定。
氧指数按照GB/T 10707-2008(氧指数测定仪燃烧测试方法）进行测定。
本发明的有益效果：1、本发明的吸油材料吸油倍率高，吸原油倍率为40～80倍，远超过国内外市场现有的吸原油倍率低于10倍的吸油材料。
2、本发明的吸油材料具有抗静电、阻燃、无毒、无污染、成本低、可现场发泡等优点。
3、本发明的吸油材料采用反应性阻燃剂与阻燃消烟剂相结合，使之起到阻燃协同作用，该吸油材料具有低烟、低毒、难燃等特点，同时阻燃剂难迁移、难挥发、难抽出，提高了阻燃作用的持久性。
4、本发明的吸油材料采用反应性抗静电剂，与反应性阻燃剂类似，抗静电剂通过反应以化学键与吸油主体材料连接在一起，抗静电剂难迁移、难挥发、难抽出，提高了抗静电作用的持久性。
5、本发明的吸油材料成型工艺简单，投资少，生产效率高，尤其适合江河湖海水面溢油应急处理；另外对于厨房吸油烟机、工厂含油废气回收装置等吸收或回收油类废弃物等场合均适用。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明，但下述内容并不是对本发明的限制。
实施例1    
在装有搅拌器的反应器中，加入羟值为50mgKOH/g的聚醚多元醇100g，蓖麻油32g，三溴新戊醇14份，氢氧化镁5份，抗静电剂SN0.3份，辛酸亚锡0.28 g，三乙烯二胺0.55 g，有机硅表面活性剂1.6g，去离子水8 g，在室温下搅拌均匀，静置25分钟；迅速加入甲苯二异氰酸酯90g，搅拌8s，立即倒入发泡模具进行发泡；泡沫在室温下熟化2小时脱模，得到吸油材料。其性能如下：密度为11Kg/m3，吸原油倍率为48倍，氧指数为26.5%。
实施例2
在装有搅拌器的反应器中，加入羟值为30mgKOH/g的聚醚多元醇100g，二(1-氯-2-羟丙基)亚磷酸酯16份，氢氧化铝6份，抗静电剂609 0.3份，大豆油48g，二月桂酸二丁基锡0.38 g，四乙烯三胺0.53 g，有机硅表面活性剂0.88g，去离子水6 g，在室温下搅拌均匀，静置10分钟；迅速加入甲苯二异氰酸酯78 g，搅拌8s，立即倒入发泡模具进行发泡；泡沫在室温下熟化2小时脱模，得到吸油材料。其性能如下：密度为18Kg/m3，吸原油倍率为34倍，氧指数为26.8%。
实施例3
在装有搅拌器的反应器中，加入羟值为100mgKOH/g的聚醚多元醇100g，三(氰化多元醉)磷酸酯二溴戊二醇12份、溴化季戊四醇6份，硼酸锌8份，抗静电剂609 0.5份，棕榈油20g，二月桂酸二丁基锡0.38 g，三乙烯二胺0.52 g，有机硅表面活性剂0.56g，去离子水5 g，在室温下搅拌均匀，静置25分钟；迅速加入甲苯二异氰酸酯56 g，搅拌8s，立即倒入发泡模具进行发泡；泡沫在室温下熟化2小时脱模，得到吸油材料。其性能如下：密度为21Kg/m3，吸原油倍率为32倍，氧指数为27.2%。
实施例4
在装有搅拌器的反应器中，加入羟值为50mgKOH/g的聚醚多元醇100g，溴化季戊四醇15份，氢氧化铝2份，硼酸锌4份，抗静电剂SN 0.5份，蓖麻油34g，辛酸亚锡0.18 g，三乙烯二胺0.52g，有机硅表面活性剂1.5g，去离子水7 g，在室温下搅拌均匀，静置25分钟；迅速加入甲苯二异氰酸酯81 g，搅拌8s，立即倒入发泡模具进行发泡；泡沫在室温下熟化2小时脱模，得到吸油材料。其性能如下：密度为17Kg/m3，吸原油倍率为36倍，氧指数为26.3%。

Claims (9)

1.一种抗静电阻燃高吸油功能材料及其制备，其特征在于：该吸油材料以聚醚多元醇、二异氰酸酯、亲油助剂、反应性阻燃剂、阻燃消烟剂、反应性抗静电剂、复合催化剂、泡沫稳定剂和发泡剂为原料，通过聚合反应制备得到；该吸油材料的密度为8～20Kg/m3，吸原油倍率为40～80倍，氧指数：＞26%。
2.根据权利要求1所述的一种抗静电阻燃高吸油功能材料及其制备，其特征在于该吸油材料各原料的质量份用量为：羟值为30~100mgKOH/g的聚醚多元醇100份，反应性阻燃剂5-30份，阻燃消烟剂1-10份，反应性抗静电剂0.2-0.8份，亲油助剂10-50份，二异氰酸酯20～80份，复合催化剂0.3～2.0份，泡沫稳定剂0.4～2.5份，发泡剂4～12份。
3.根据权利要求1或2所述的一种抗静电阻燃高吸油功能材料及其制备，其特征在于所述的亲油助剂为蓖麻油、大豆油或棕榈油中一种。
4.根据权利要求1或2所述的一种抗静电阻燃高吸油功能材料及其制备，其特征在于所述的反应性抗静电剂为抗静电剂SN（硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基铵硝酸盐）、抗静电剂609[（N，N'-双（2-羟基乙基）-N-（3'-十二烷氧基-2'-羟基丙基）甲胺硫酸甲酯盐）、抗静电剂SP（硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基铵二氢磷酸盐）中一种。
5.根据权利要求1或2所述的一种抗静电阻燃高吸油功能材料及其制备，其特征在于所述的二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯，其中异氰酸酯的指数为0.65~1.15。
6.根据权利要求1或2所述的一种抗静电阻燃高吸油功能材料及其制备，其特征在于所述的反应性阻燃剂三溴新戊醇、二溴新戊二醇、一缩二(二溴新戊二醇) 、二(1-氯-2-羟丙基)亚磷酸酯、三(氰化多元醉)磷酸酯二溴戊二醇、溴化季戊四醇中一种或几种。
7.根据权利要求1或2所述的一种抗静电阻燃高吸油功能材料及其制备，其特征在于所述的阻燃消烟剂为氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌中一种或几种。
8.根据权利要求1或2所述的一种抗静电阻燃高吸油功能材料及其制备，其特征在于所述的复合催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中一种及三乙烯二胺、四乙烯三胺中一种；所述的泡沫稳定剂为有机硅表面活性剂；所述的发泡剂为去离子水。
9.权利要求1所述的一种抗静电阻燃高吸油功能材料及其制备，其特征在于包括以下步骤：将聚醚多元醇、亲油助剂、反应性阻燃剂、阻燃消烟剂、反应性抗静电剂、复合催化剂、泡沫稳定剂和发泡剂，按照一定比例搅拌均匀，静置10~40分钟；加入二异氰酸酯，在1000r/min转速下高速搅拌，当混合物发白时迅速倒入模具成型，在20℃~30℃下熟化2~8小时脱模得到吸油材料。
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