CN105315427A

CN105315427A - 一种聚氨酯高倍吸油材料及其制备方法

Info

Publication number: CN105315427A
Application number: CN201410365681.1A
Authority: CN
Inventors: 杜峰
Original assignee: JIANGSU REFONTECH INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: JIANGSU REFONTECH INDUSTRIAL Co Ltd
Priority date: 2014-07-29
Filing date: 2014-07-29
Publication date: 2016-02-10

Abstract

本发明公开了一种聚氨酯高倍吸油材料，该吸油材料以聚醚多元醇、二异氰酸酯、含羟基丙烯酸酯单体、复合催化剂、泡沫稳定剂0.3-2份、去离子水和发泡剂为原料，通过一步法聚合反应首先得到聚氨酯泡沫；然后切成薄片，浸入溶剂，加入疏水性丙烯酸酯单功能团单体、多功能团单体、引发剂、阻聚剂的混合物，加热反应，最后脱除溶剂即得到聚氨酯高倍吸油材料；该吸油材料的密度为10-50Kg/m³，吸原油倍率为50-100g/g，吸水倍率为5-10g/g。该吸油材料具有无毒、无污染、吸油倍率高、吸水倍率低、强度高等优点，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。

Description

一种聚氨酯高倍吸油材料及其制备方法

技术领域

本发明属于吸油材料领域，具体涉及一种聚氨酯高倍吸油材料以及这种材料的制备方法。

背景技术

近年来我国重大环境污染事件频繁发生，对生态环境、人民健康及社会安全产生严重影响。研发重大环境污染事故中对典型有毒有机污染物的快速分离、高效吸附材料，吸油及含油工业废水净化材料势在必行。聚氨酯泡沫可以用于处理油船、油罐泄漏的油及含油废水，操作简单、处理量大、回收率高、不沉入水中、可在现场发泡使用、可以焚烧和回收。利用聚氨酯泡孔大小的不同，还可以有选择的吸收油污，大孔吸收重油，小孔吸收轻油及有毒有机污染物，可通过简单的挤压分类回收。如申请号为CN201310022224.8的发明专利公开了一种疏水性高吸油软质聚氨酯泡沫材料，该材料可快速吸油，3分钟内吸油率(g/g)分别为：硝基苯83、四氯化碳80、丙酮69、二甲苯67、甲苯62、煤油52、柴油47，该材料可有效快速地用于动态水面、地面或其它物体表面泄漏油或有机试剂的回收和泄油事故处理。

高吸油软质聚氨酯泡沫材料由于含有大量的极性键及氢键，既吸油也吸水，吸油选择性较差，另外由于密度小、强度低，在吸油过程中材质容易损坏，因此高吸油软质聚氨酯泡沫材料迫切需要在提高吸油性能的同时提高强度。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有吸油材料吸油倍率较低、污染环境、强度低、吸水倍率高等问题，提供一种具有无毒、无污染、吸油倍率高、吸水倍率低、强度高等优点的聚氨酯高倍吸油材料。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种聚氨酯吸油材料，该吸油材料为互穿网络结构型聚氨酯泡沫材料，该吸油材料以羟值为20-100mgKOH/g聚醚多元醇100份、二异氰酸酯20-80份、0.1-2份含羟基丙烯酸酯单体、复合催化剂0.05-1.5份、泡沫稳定剂0.3-2份、去离子水1-4份和发泡剂1-20份为原料，通过一步法聚合反应得到聚氨酯泡沫，切成1-10mm的薄片，再浸入10000份环己烷溶剂，加入由95-99%疏水性丙烯酸酯单功能团单体、1-5%多功能团单体、0.01-0-0.1%引发剂、0.001-0-0.01%阻聚剂的混合物10-50份，加热至70-80℃进行搅拌反应2-8h，脱除溶剂即得到聚氨酯高倍吸油材料；该吸油材料的密度为10-50Kg/m³，吸原油倍率为50-100g/g，吸水倍率为5-10g/g。

本发明中的聚醚多元醇为三官能度高活性聚醚多元醇。

本发明中的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯中的一种或几种，二异氰酸酯的指数在0.60-1.20范围内。

本发明中的含羟基丙烯酸酯单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中一种。

本发明中的复合催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡与三乙烯二胺组成。

本发明中的泡沫稳定剂为聚醚改性有机硅表面活性剂。

本发明中的发泡剂为液态二氧化碳、环戊烷、正戊烷、异戊烷中一种。

本发明中的疏水性丙烯酸酯单功能团单体为丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸十三烷基酯中一种。

本发明中的多功能团单体为丙烯酸多缩乙二醇酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、1,6己二醇二甲基丙烯酸酯、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯、2-甲基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、三羟基基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中一种或几种。

本发明中的引发剂为偶氮二与丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二苯甲酰中一种。

本发明中的阻聚剂为对苯二酚、苯醌、甲基氢醌、对羟基苯甲醚中一种。

本发明的有益效果：

1、本发明的聚氨酯高倍吸油材料具有互穿网络结构，吸油倍率高、吸水倍率低、强度高，具有很好的应用价值和推广前景。

2、与现有一般的吸油材料相比，本发明的聚氨酯高倍吸油材料具有良好的吸油选择性和环境友善性。

3、本发明的聚氨酯高倍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。

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。

各例所得互穿网络结构型聚氨酯泡沫材料的吸原油倍率测试方法如下：

按JTT560-2004“船用吸油毡”进行测试。将试样切成30×30×5mm的薄片，称其质量；将薄片在室温条件下分别浸入不同油品中，5min后取出，置于金属网上滴淌5min后迅速称量。吸油倍数按照下式计算：

吸油倍数（g/g）=（1）

互穿网络结构型聚氨酯泡沫材料的吸水倍率以相似的方法进行测试。

互穿网络结构型聚氨酯泡沫材料的密度按照GB/T6343-2009（泡沫塑料及橡胶表观密度的测定）进行测定。

实施例1

首先称取羟值为56mgKOH/g的聚醚多元醇100份、0.8份丙烯酸羟乙酯、辛酸亚锡0.1份、三乙烯二胺0.3份、聚醚改性有机硅表面活性剂1份、去离子水2份和环戊烷8份，搅拌均匀，加入甲苯二异氰酸酯29份，通过一步法聚合反应得到聚氨酯泡沫，切成4mm的薄片，再浸入10000份环己烷溶剂，加入由9.5份疏水性丙烯酸酯单功能团单体、0.5份多功能团单体、0.03份引发剂、0.001份阻聚剂组成的混合物，加热至72℃，进行搅拌反应5h，脱除溶剂即得到聚氨酯高倍吸油材料。

其性能如下：该吸油材料的密度为31Kg/m³，吸原油倍率为52g/g，吸水倍率为9%。

实施例2

首先称取羟值为32mgKOH/g的聚醚多元醇100份、0.3份丙烯酸羟丙酯、二月桂酸二丁基锡0.2份、三乙烯二胺0.4份、聚醚改性有机硅表面活性剂0.5份、去离子水3份和正戊烷16份，搅拌均匀，加入甲苯二异氰酸酯25份，异氟尔酮二异氰酸酯16份，通过一步法聚合反应得到聚氨酯泡沫，切成2mm的薄片，再浸入10000份环己烷溶剂，加入由17份丙烯酸十三烷基酯、3份1,6己二醇二甲基丙烯酸酯、0.07份偶氮二异庚腈、0.004份甲基氢醌组成的混合物，加热至78℃，进行搅拌反应6h，脱除溶剂即得到聚氨酯高倍吸油材料。

其性能如下：该吸油材料的密度为13Kg/m³，吸原油倍率为78g/g，吸水倍率为5g/g。

实施例3

首先称取羟值为78mgKOH/g的聚醚多元醇100份、1.6份甲基丙烯酸羟乙酯、辛酸亚锡0.3份、三乙烯二胺0.4份、聚醚改性有机硅表面活性剂1.5份、去离子水4份和异戊烷19份，搅拌均匀，加入二苯基甲烷二异氰酸酯41份，通过一步法聚合反应得到聚氨酯泡沫，切成4mm的薄片，再浸入10000份环己烷溶剂，加入由14份甲基丙烯酸十三烷基酯、0.7份三羟基基丙烷三丙烯酸酯、0.05份过氧化二苯甲酰、0.005份对苯二酚组成的混合物，加热至75℃，进行搅拌反应6h，脱除溶剂即得到聚氨酯高倍吸油材料。

其性能如下：该吸油材料的密度为17Kg/m³，吸原油倍率为69g/g，吸水倍率为7g/g。

对比例1

对比例按照市场上常用的聚氨酯吸油泡沫配方工艺进行制备，具体过程如下：

首先称取羟值为56mgKOH/g的聚醚多元醇100份、辛酸亚锡0.1份、三乙烯二胺0.3份、聚醚改性有机硅表面活性剂0.6份、去离子水2份和环戊烷8份，搅拌均匀，加入甲苯二异氰酸酯29份，通过一步法聚合反应得到聚氨酯吸油泡沫。

其性能如下：该吸油材料的密度为28Kg/m³，吸原油倍率为38g/g，吸水倍率为22g/g。

Claims

1.一种聚氨酯高倍吸油材料，其特征在于：该吸油材料以羟值为20-100mgKOH/g聚醚多元醇100份、二异氰酸酯20-80份、0.1-2份含羟基丙烯酸酯单体、复合催化剂0.05-1.5份、泡沫稳定剂0.3-2份、去离子水1-4份和发泡剂1-20份为原料，通过一步法聚合反应得到聚氨酯泡沫，切成1-10mm的薄片，再浸入10000份环己烷溶剂，加入由总质量95-99%疏水性丙烯酸酯单功能团单体、1-5%多功能团单体、0.01-0-0.1%引发剂、0.001-0-0.01%阻聚剂的混合物10-50份，加热至70-80℃进行搅拌反应2-8h，脱除溶剂即得到聚氨酯高倍吸油材料；该吸油材料的密度为10-50Kg/m³，吸原油倍率为50-100g/g，吸水倍率为5-10g/g。

2.根据权利要求1所述的聚氨酯高倍吸油材料，其特征在于所述聚醚多元醇为三官能度高活性聚醚多元醇。

3.根据权利要求1所述的聚氨酯高倍吸油材料，其特征在于所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯中的一种或几种，二异氰酸酯的指数在0.60-1.20范围内。

4.根据权利要求1所述的聚氨酯高倍吸油材料，其特征在于所述含羟基丙烯酸酯单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中一种。

5.根据权利要求1所述的聚氨酯高倍吸油材料，其特征在于所述复合催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡与三乙烯二胺组成。

6.根据权利要求1所述的聚氨酯高倍吸油材料，其特征在于所述泡沫稳定剂为聚醚改性有机硅表面活性剂。

7.根据权利要求1所述的聚氨酯高倍吸油材料，其特征在于所述发泡剂为液态二氧化碳、环戊烷、正戊烷、异戊烷中一种。

8.根据权利要求1所述的聚氨酯高倍吸油材料，其特征在于所述疏水性丙烯酸酯单功能团单体为丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸十三烷基酯中一种。

9.根据权利要求1所述的聚氨酯高倍吸油材料，其特征在于所述多功能团单体为丙烯酸多缩乙二醇酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、1,6己二醇二甲基丙烯酸酯、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯、2-甲基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、三羟基基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中一种或几种。

10.根据权利要求1所述的聚氨酯高倍吸油材料，其特征在于所述引发剂为偶氮二与丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二苯甲酰中一种。

11.根据权利要求1所述的聚氨酯高倍吸油材料，其特征在于所述阻聚剂为对苯二酚、苯醌、甲基氢醌、对羟基苯甲醚中一种。