CN104987641A - 一种具有双重阻燃功效的高分子吸收剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有双重阻燃功效的高分子吸收剂，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成：丙烯酸甲酯26-29、甲基丙烯酸十八酯18-20、二甲基丙烯酸乙二醇酯0.16-0.2、甲基纤维素4-5、焦磷酸钠0.4-0.6、乙酸乙酯21-23、过氧化苯甲酰1-1.2、陶瓷纤维棉3-4、有机硅树脂乳液2-3、氰尿酸三聚氰胺2-3、对甲基苯乙烯0.9-1.2、二乙烯基苯1.8-2.5、纳米氢氧化铝1-2、硅烷偶联剂kh450 0.05-0.07、磷酸二异辛酯1-1.2、硅油0.5-0.6、蒸馏水适量；本发明阻燃性能优异，避免产品在吸油过后造成的自燃，降低了安全隐患，同时为双层多孔结构，体积膨胀率大。

Description

一种具有双重阻燃功效的高分子吸收剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及材料领域，特别是一种具有双重阻燃功效的高分子吸收剂及其制备方法。

背景技术

伴随社会的不断进步和工业的快速发展，在工业生产、石油运输、人类活动、自然灾害等过程中经常会排放和产生废弃污染物质，这些泄漏事故和排放过程往往造成能源的损失和环境的威胁，甚至影响人类的健康，因此，找出高效的去除油品及有机污染物质的方法是非常必要的。

随着海上石油开采和运输的日益频繁，海上油罐漏油事故时有发生，以及含油污水的排放。油类进入海洋，对自然环境、水产养殖、浅水海岸、码头工业等都会造成难以估量的危害目前对这些污染源的处理大多是通过吸油材料将浮油吸除以达到污染源的净化。

传统的吸油材料大多是无机材料和有机材料通过物理方法，经改性、混合、压制而成，按照其吸油机理可以分为包藏型吸油材料、凝胶型吸油材料和包藏凝胶复合型吸油材料，这类吸油材料是利用其表面、间隙及空洞的毛细管力进行吸油和/或利用分子间或物质间的物理凝聚力，在网络构造形成的过程中所产生的间隙空间而包裹吸油；以及现有存在的吸油树脂，是由两种及两种以上丙烯酸酯系或烯烃类反应单体聚合而成，具有一定的吸油倍率，但是吸油倍率不是很高，这是因为树脂是化学交联，共价键具有较大的键能，对分子链具有较强的束缚性，交联点间的链段较短且交联密度大，吸油后树脂网络链段很快伸展到最大程度，所以高吸油树脂具有较低的吸油倍率，而且吸油速度慢、吸油量少、保油性差，在实际操作中存在众多的不便，如吸收油份过后的吸油材料在运输和储存过程中油份会被重新释放到环境中，造成二次污染；吸油材料的在吸油过后，在输送过程中容易自燃，造成安全隐患。

发明内容                       

本发明的目的是提供一种具有双重阻燃功效的高分子吸收剂及其制备方法。本发明为内外双层结构，具有内外两层阻燃增强成分，内层用有机硅树脂乳液改性，提高了产品的疏水性以及使得阻燃成分更好的分散到聚合物中间，使得制得的吸油材料不易于燃烧，增加其安全性和适用范围。

为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：

一种具有双重阻燃功效的高分子吸收剂，由下列重量份的原料制备制成：丙烯酸甲酯26-29、甲基丙烯酸十八酯18-20、二甲基丙烯酸乙二醇酯0.16-0.2、甲基纤维素4-5、焦磷酸钠0.4-0.6、乙酸乙酯21-23、过氧化苯甲酰1-1.2、陶瓷纤维棉3-4、有机硅树脂乳液2-3、氰尿酸三聚氰胺2-3、对甲基苯乙烯0.9-1.2、二乙烯基苯1.8-2.5、纳米氢氧化铝1-2、硅烷偶联剂kh450 0.05-0.07、磷酸二异辛酯1-1.2、硅油0.5-0.6、蒸馏水适量；

本发明所述一种具有双重阻燃功效的高分子吸收剂，由以下具体步骤制成：

（1）将氰尿酸三聚氰胺与有机硅树脂乳液混合球磨60分钟，将陶瓷纤维棉放入粉碎机中粉碎成200目粉末后加入球磨机中，加热至40-50℃继续球磨30-40分钟后取出，放入烘箱中，以70-80℃烘干即得表面改性的混合粉料；

（2）将甲基纤维素加入30倍量的蒸馏水中，加热至80-90℃，搅拌至快速溶解后，缓慢降温至室温，加入焦磷酸钠，搅拌至充分溶解后加入步骤（1）得到的表面改性的混合粉料，搅拌均匀后在氮气保护下依次缓慢的加入乙酸乙酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、过氧化苯甲酰、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸十八酯，控制搅拌速度为1000转/分，然后缓慢升温至40℃，搅拌反应10分钟后，继续升温至70℃，搅拌反应20分钟后，继续升温至80℃，以400转/分的速度搅拌反应1小时，得到高分子树脂微球；

（3）将纳米氢氧化铝与硅烷偶联剂kh450放入球磨机中球磨60分钟后取出，加入磷酸二异辛酯继续搅拌混合均匀，然后加入对甲基苯乙烯、二乙烯基苯以及其余剩余成分，搅拌均匀后加入到步骤（2）的反应体系中，控温80℃，以1000转/分的速度继续反应1.5-2小时，即在在高分子树脂微球表面制备一层高交联度的表层结构；

（4）将反应体系降至室温，将得到的固体聚合物微球过滤，用80℃蒸馏水洗涤 3次，最后在50℃下干燥 24小时即得最终产品。

本发明的有益效果是：本发明具有内外双层结构，内层用有机硅树脂乳液配合陶瓷纤维棉、氰尿酸三聚氰胺等改性，提高了产品的疏水性的同时使得阻燃成分更好的分散到聚合物中间，而且与内层丙烯酸系树脂的三维网状结构协同作用，提高吸油倍率。

本发明在内层丙烯酸复合树脂聚合的同时，在外表面聚集一层薄薄的对甲基苯乙烯交联聚合物，对内层复合树脂的吸油倍率影响较小，同时内含疏水改性后的纳米氢氧化铝与磷酸二异辛酯，提高了阻燃性能，同时由于外层聚合物交联密度高于内层聚合物，配合致孔剂硅油的作用，赋予了吸油树脂微球更大的表面积，为吸附提供了更大的动力，提高了吸油速率，同时由于高交联表面，可以提高树脂极性、刚性，避免吸油树脂颗粒之间的黏结。

本发明阻燃性能优异，避免产品在吸油过后造成的自燃，降低了安全隐患；同时为双层多孔结构，具有较大的体积膨胀率，体积膨胀率能达到30倍左右，该结构增大了树脂的吸油表面积，吸油速度快，而且树脂的再生性能比较好，可以多次重复利用。本发明可用于处理水面石油泄漏、危险有机液体泄漏、低辐射含油废水的处理、风力发电机机油泄漏、实验室及工厂药品应急防护、交通运输行业及高速公路污染控制、合成树脂的添加剂等。

具体实施方案

下面通过具体实例对本发明进行详细说明。

一种具有双重阻燃功效的高分子吸收剂，由下列重量份（公斤）的原料制备制成：丙烯酸甲酯26、甲基丙烯酸十八酯18、二甲基丙烯酸乙二醇酯0.16、甲基纤维素4、焦磷酸钠0.4、乙酸乙酯21、过氧化苯甲酰1、陶瓷纤维棉3、有机硅树脂乳液2、氰尿酸三聚氰胺2、对甲基苯乙烯0.9、二乙烯基苯1.8、纳米氢氧化铝1、硅烷偶联剂kh450 0.05、磷酸二异辛酯1、硅油0.5、蒸馏水适量；

本发明所述一种具有双重阻燃功效的高分子吸收剂，由以下具体步骤制成：

（1）将氰尿酸三聚氰胺与有机硅树脂乳液混合球磨60分钟，将陶瓷纤维棉放入粉碎机中粉碎成200目粉末后加入球磨机中，加热至40-50℃继续球磨30分钟后取出，放入烘箱中，以70-80℃烘干即得表面改性的混合粉料；

（2）将甲基纤维素加入30倍量的蒸馏水中，加热至80-90℃，搅拌至快速溶解后，缓慢降温至室温，加入焦磷酸钠，搅拌至充分溶解后加入步骤（1）得到的表面改性的混合粉料，搅拌均匀后在氮气保护下依次缓慢的加入乙酸乙酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、过氧化苯甲酰、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸十八酯，控制搅拌速度为1000转/分，然后缓慢升温至40℃，搅拌反应10分钟后，继续升温至70℃，搅拌反应20分钟后，继续升温至80℃，以400转/分的速度搅拌反应1小时，得到高分子树脂微球；

（3）将纳米氢氧化铝与硅烷偶联剂kh450放入球磨机中球磨60分钟后取出，加入磷酸二异辛酯继续搅拌混合均匀，然后加入对甲基苯乙烯、二乙烯基苯以及其余剩余成分，搅拌均匀后加入到步骤（2）的反应体系中，控温80℃，以1000转/分的速度继续反应1.5小时，即在在高分子树脂微球表面制备一层高交联度的表层结构；

（4）将反应体系降至室温，将得到的固体聚合物微球过滤，用80℃蒸馏水洗涤 3次，最后在50℃下干燥 24小时即得最终产品。

本发明产品为乳白色不透明球状颗粒，对其进行检测，结果为吸收率（0#柴油）84.9%，吸收率（三氯乙烷）89.7%；保油率（0#柴油）82.9%，保油率（三氯乙烷）81.5%，远远大于检验标准。

Claims (2)

1.一种具有双重阻燃功效的高分子吸收剂，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成：丙烯酸甲酯26-29、甲基丙烯酸十八酯18-20、二甲基丙烯酸乙二醇酯0.16-0.2、甲基纤维素4-5、焦磷酸钠0.4-0.6、乙酸乙酯21-23、过氧化苯甲酰1-1.2、陶瓷纤维棉3-4、有机硅树脂乳液2-3、氰尿酸三聚氰胺2-3、对甲基苯乙烯0.9-1.2、二乙烯基苯1.8-2.5、纳米氢氧化铝1-2、硅烷偶联剂kh450 0.05-0.07、磷酸二异辛酯1-1.2、硅油0.5-0.6、蒸馏水适量。

2.根据权利要求1所述一种具有双重阻燃功效的高分子吸收剂，其特征在于，由以下具体步骤制成：

（1）将氰尿酸三聚氰胺与有机硅树脂乳液混合球磨60分钟，将陶瓷纤维棉放入粉碎机中粉碎成200目粉末后加入球磨机中，加热至40-50℃继续球磨30-40分钟后取出，放入烘箱中，以70-80℃烘干即得表面改性的混合粉料；

（2）将甲基纤维素加入30倍量的蒸馏水中，加热至80-90℃，搅拌至快速溶解后，缓慢降温至室温，加入焦磷酸钠，搅拌至充分溶解后加入步骤（1）得到的表面改性的混合粉料，搅拌均匀后在氮气保护下依次缓慢的加入乙酸乙酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、过氧化苯甲酰、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸十八酯，控制搅拌速度为1000转/分，然后缓慢升温至40℃，搅拌反应10分钟后，继续升温至70℃，搅拌反应20分钟后，继续升温至80℃，以400转/分的速度搅拌反应1小时，得到高分子树脂微球；

（3）将纳米氢氧化铝与硅烷偶联剂kh450放入球磨机中球磨60分钟后取出，加入磷酸二异辛酯继续搅拌混合均匀，然后加入对甲基苯乙烯、二乙烯基苯以及其余剩余成分，搅拌均匀后加入到步骤（2）的反应体系中，控温80℃，以1000转/分的速度继续反应1.5-2小时，即在在高分子树脂微球表面制备一层高交联度的表层结构；

（4）将反应体系降至室温，将得到的固体聚合物微球过滤，用80℃蒸馏水洗涤 3次，最后在50℃下干燥 24小时即得最终产品。