CN113072677B - 一种复合聚氨酯泡沫乳液分离材料、制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合聚氨酯泡沫乳液分离材料,为聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫;分离材料的原料组成包括以下组分:聚醚多元醇、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂、异氰酸酯和聚合氯化铝。分离材料的制备方法是采用一种快捷的发泡方法,将商业聚合氯化铝添加到聚氨酯泡沫合成原料中,通过搅拌使聚合氯化铝均匀分散到泡沫合成原料中;再通过发泡、自然熟化后即可得乳液分离材料。制备方法工艺简单、周期短、条件温和、绿色环保、易于规模化生产和应用。聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料具有优异疏水性,稳定的物理化学性;对水包油型乳化具有高效的分离效率,在含油污水处理领域具有广阔的应用前景。

Description

一种复合聚氨酯泡沫乳液分离材料、制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及环境功能材料技术领域,具体涉及一种复合聚氨酯泡沫乳液分离材料、制备方法及其应用,尤其涉及一种聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫材料、制备方法及其应用。
背景技术
随着社会的高速发展,在石油开采、工业生产、人类生活中均会产生大量的含油污水。这些含油污水对健康、经济、环境、资源都造成了严重的危害,因此对含油污水进行分离显得尤为重要。含油污水又可分为不混溶的层状油水混合物及混溶的乳状油水混合物(乳液),其中乳液的分离显得更为困难。这主要归因于乳液中油滴粒径更小(<20um),小尺寸的油滴具有更好的热力学和动力学稳定性;并且乳液中通常含有表面活性剂,从而使油水两相界面更加稳定,导致乳化的油滴不能有效的聚结。因此对稳定的油水乳液进行分离己成为一个巨大的挑战。开发一种可高效分离油水乳液的材料,具有潜在的实际应用价值。
聚合氯化铝(PAC)作为一种无机高分子絮凝剂,在工业含油乳液的处理中得到广泛应用。PAC通过压缩乳液中油滴之间的双电层以及吸附电中和作用,可以有效破坏乳液界面的稳定性,促进油水两相分离,从而实现破乳。尽管PAC具有优异的破乳性能,但由于其可溶性,导致PAC在实际应用中存在回收困难、易造成二次污染的问题。
具有三维多孔网络结构的聚氨酯泡沫,因其来源广泛、制备成本低、高比表面积、高孔隙率、高弹性、方便回收循环使用等优点,目前已作为分离材料被广泛应用于油水分离中。但市面上的聚氨酯泡沫本身对油水混合物的选择性较差,导致其对油水混合物的分离效率较低,因此有必要对聚氨酯泡沫做进一步的改性,使其具备优异的油水选择性,从而满足对油水混合物的高效分离性能。
在目前已报道的研究中,研究者们通过对市售泡沫进行后期修饰,使其满足性能要求。但后期修饰存在制备工艺繁琐,性能不稳定易失活,易造成二次污染,且无法实现规模化制备的要求,在实际的应用中受到了很大的限制。因此采用一种简便、绿色环保、易于工业规模化制备方法,实现对聚氨酯泡沫性能稳定的改性,在实际的生产应用中具有很好的前景。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:,本发明提供了解决上述问题的一种复合聚氨酯泡沫乳液分离材料、制备方法及其应用。
本发明通过下述技术方案实现:
一种复合聚氨酯泡沫乳液分离材料,为聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫;分离材料的原料组成包括以下组分:聚醚多元醇、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂、异氰酸酯和聚合氯化铝。
本发明提供的聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料,其基本构造由泡沫骨架、聚合氯化铝和泡沫微孔三部分构成,这样的结构克服了后修饰过程中,改性物质与基底材料结合不牢固,在使用过程容易脱落的问题;再则,本发明是将聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫,通过将聚合氯化铝加入到泡沫原料进行共混发泡制备得到的复合泡沫,聚合氯化铝可以存在于泡沫的整体结构中,而不是仅停留在泡沫表面,因此对泡沫的改性是整体式的。本发明提供的聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料,通过聚合氯化铝(PAC)改性聚氨酯泡沫,能够结合两者在油水分离中的优势,实现乳液中油水有效分离。
进一步优选,按重量份计,分离材料的原料组成包括:
Figure BDA0002994827320000021
本发明通过优化设计各组分用量,利于进一步优化复合材料性能。其中,聚合氯化铝原位引入到泡沫合成原料中,进行共混发泡制备复合泡沫。复合泡沫的成型与聚合氯化铝的加入量有关联,随着聚合氯化铝量的增加,泡沫成长的体积会受到一定影响,并表现出更加硬质的手感;当聚合氯化铝含量超过8%时,对泡沫的成型造成严重影响,导致泡沫不能正常成型。因此,本发明优化设计将聚合氯化铝的加入量控制在一个合理的区间。
进一步优选,所述聚醚多元醇包括聚环氧丙烷醇、聚四氢呋喃二醇或单Si-H封端聚硅氧烷反应制备的硅氧烷接枝聚醚多元醇。
其中,聚四氢呋喃二醇优选采用分子量为1000g·mol-1,、羟值为120mgKOH·g-1的聚四氢呋喃二醇。
进一步优选,所述催化剂为复合催化剂,所述复合催化剂包括叔胺类催化剂和有机金属类催化剂,且满足叔胺类催化剂和有机金属类催化剂按照1:0.8~1:0.95的比例复配。
进一步优选,所述叔胺类催化剂包括A-1、A-33、A-107或者TEDA-38;所述有机金属类催化剂包括T-9、T-22或D-19。
进一步优选,所述发泡剂为复配发泡剂,包括水和二氯甲烷,其中,水优选采用蒸馏水或超纯水;水的用量在4.50份~7.50份,当水用量超过5.5份后,超出的部分用二氯甲烷替代,按照水:二氯甲烷=1:7.8进行代替。
进一步优选,所述泡沫稳定剂为有机硅化合物类,包括L580、L568、L618或者SC154。
进一步优选,所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯或者二苯甲烷二异氰酸酯。
此外,聚合氯化铝为商业絮凝剂,用于工业污水处理,工业级。
一种复合聚氨酯泡沫乳液分离材料的制备方法,用于制备上述的一种复合聚氨酯泡沫乳液分离材料,包括如下步骤:
S1.将聚醚多元醇、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂、聚合氯化铝混合,搅拌,以使混匀各组分;搅拌速度优选为1200r/min~2000r/min,搅拌时间优选为5min~10min。
S2.向步骤S1搅拌后的物料中加入异氰酸酯,搅拌后将混合物转移至发泡模具中发泡;优选具体的操作为:加入异氰酸酯,同时迅速进行搅拌,搅拌速度优选为3000r/min~50000r/min,优选搅拌10s~15s后迅速将混合物转移至发泡模具中,让其自由发泡,整个发泡过程持续优选为1min~3min。
S3.待发泡结束后,在室温下熟化后获得聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫材料;室温熟化时间优选为12h~24h。
本发明提供了一种简单、环保、易于工业规模化制备的聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料的制备方法。
本发明通过一种快捷的发泡方法,将商业聚合氯化铝添加到聚氨酯泡沫合成原料中,通过高速搅拌使聚合氯化铝均匀分散到泡沫合成原料中;再通过发泡、自然熟化后即可得到聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料。该制备方法工艺简单、周期短、条件温和、绿色环保、易于规模化生产和应用。制备的聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料具有优异疏水性,稳定的物理化学性;对水包油型乳化具有高效的分离效率。在含油污水处理领域,如:工业污水池、家用净水器等具有广阔的应用前景。
一种复合聚氨酯泡沫乳液分离材料的应用,复合聚氨酯泡沫乳液分离材料为上述一种复合聚氨酯泡沫乳液分离材料,或者为上述一种复合聚氨酯泡沫乳液分离材料的制备方法制备的分离材料,用于分离油水乳液,乳液为不含表面活性剂、含阳离子表面活性剂或含阴离子表面活性剂的水包油型乳液。
本发明提供的聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料,可以应用于含油乳液处理领域,如工业净水池、家用净水器的核心部件等,具有广阔的应用潜力。
进一步优选,待处理初始乳液中油含量为1.00%~3.00%,表面活性剂含量为0.02%~0.03%;可通过高速剪切机剪切制备,优选剪切速度为5000/min~7500r/min、剪切时间为5min~10min。进一步优选,高速剪切机功率为200W。对于阳离子表面活性剂,例如,优选采用十六烷基三甲基溴化铵;对于阴离子表面活性剂,例如,优选采用十二烷基苯磺酸钠。
采用该复合聚氨酯泡沫乳液分离材料进行乳液分离的方法优选设计为:将分离管道放入乳液中,在分离管道的管口塞入一定体积大小的聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料,在蠕动泵作用下,对乳液进行分离。其中,所述蠕动泵驱动速度,例如,优选为250mL/min。
本发明具有如下的优点和有益效果:
1、本发明提供的聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料,其基本构造由泡沫骨架、聚合氯化铝和泡沫微孔三部分构成,这样的结构克服了后修饰过程中,改性物质与基底材料结合不牢固,在使用过程容易脱落的问题;再则,本发明是将聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫,通过将聚合氯化铝加入到泡沫原料进行共混发泡制备得到的复合泡沫,聚合氯化铝可以存在于泡沫的整体结构中,而不是仅停留在泡沫表面,因此对泡沫的改性是整体式的。本发明提供的聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料,通过聚合氯化铝(PAC)改性聚氨酯泡沫,能够结合两者在油水分离中的优势,实现乳液中油水有效分离。因此,所述聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料应用于乳液处理领域的优势大于现有报道的聚氨酯泡沫材料。
2、本发明提供的复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料的制备方法,利于实现聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫,获得更好的油水分离效果,且其制备方法简单、绿色环保、可实现工业规模化制备。
3、本发明提供的复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料具有优异疏水性,稳定的物理化学性;将其用于乳液分离过程中,并采用紫外可见分光光度计对分离前后乳液中含油量进行检测。实验结果表明,聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料对三种类型的低含油量乳液均具有高效分离效率,对于三类低含油量乳液的分离效率均在79%以上,最高可达87%。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为实施例4所述聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料实物图。
图2为实施例4所述聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料水接触角图。
图3为实施例4所述聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料疏水稳定性测试图。
图4为实施例4所述聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料扫描电镜测试图。
图5为实施例4所述聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料傅里叶变换红外测试图。
图6为实施例4所述聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料热重测试图。
图7为应用实施例1所述聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料和商业聚氨酯泡沫对不同类型乳液的分离效率测试柱状图。
图8为应用实施例2所述聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料和商业聚氨酯泡沫对不同类型乳液的分离效率测试柱状图。
图9为应用实施例3所述聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料和商业聚氨酯泡沫对不同类型乳液的分离效率测试柱状图。
图10为应用实施例4所述聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料和商业聚氨酯泡沫对不同类型乳液的分离效率测试柱状图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
实施例1
本实施例提供了一种复合聚氨酯泡沫乳液分离材料,通过以下方法制备获得:
步骤1,将50mL聚四氢呋喃二醇,A33为220uL,T-9为160uL,L-580为1500uL,超纯水2855uL,二氯甲烷3552uL,聚合氯化铝1g进行搅拌混合,搅拌速度为1500r/min,搅拌时间为8min。
步骤2,向步骤1中所制备混合物加入34.85mL甲苯二异氰酸酯,同时加快搅拌速度,搅拌速度为4500r/min,搅拌时间为15s。
步骤3,将步骤2中反应物转移至发泡模具中,让其自由发泡3min。
步骤4,待步骤3中反应物发泡结束后,连同发泡模具一同转移至空旷处,使其在自然条件下自然熟化稳定24h。
实施例2
本实施例提供了一种复合聚氨酯泡沫乳液分离材料,通过以下方法制备获得:
步骤1,将50mL聚环氧丙烷三醇,A1为210uL,T-22为145uL,L-618为1200uL,超纯水2950uL,二氯甲烷3258uL,聚合氯化铝2g进行搅拌混合,搅拌速度为1800r/min,搅拌时间为8min。
步骤2,向步骤1中所制备混合物加入35.45mL甲苯二异氰酸酯,同时加快搅拌速度,搅拌速度为4800r/min,搅拌时间为15s。
步骤3,将步骤2中反应物转移至发泡模具中,让其自由发泡4min。
步骤4,待步骤3中反应物发泡结束后,连同发泡模具一同转移至空旷处,使其在自然条件下自然熟化稳定24h。
实施例3
本实施例提供了一种复合聚氨酯泡沫乳液分离材料,通过以下方法制备获得:
步骤1,将50mL聚四氢呋喃二醇,A107为180uL,T-9为140uL,SC154为1150uL,超纯水2625uL,二氯甲烷3872uL,聚合氯化铝3g进行搅拌混合,搅拌速度为2000r/min,搅拌时间为10min。
步骤2,向步骤1中所制备混合物加入33.34mL甲苯二异氰酸酯,同时加快搅拌速度,搅拌速度为5000r/min,搅拌时间为15s。
步骤3,将步骤2中反应物转移至发泡模具中,让其自由发泡5min。
步骤4,待步骤3中反应物发泡结束后,连同发泡模具一同转移至空旷处,使其在自然条件下自然熟化稳定24h。
实施例4
本实施例提供了一种复合聚氨酯泡沫乳液分离材料,通过以下方法制备获得:
步骤1,将50mL聚环氧丙烷二醇,TEDA-38为160uL,T-22为112uL,L-568为1120uL,超纯水2680uL,二氯甲烷3750uL,聚合氯化铝4g进行搅拌混合,搅拌速度为1000r/min,搅拌时间为5min。
步骤2,向步骤1中所制备混合物加入34.90mL甲苯二异氰酸酯,同时加快搅拌速度,搅拌速度为5000r/min,搅拌时间为15s。
步骤3,将步骤2中反应物转移至发泡模具中,让其自由发泡5min。
步骤4,待步骤3中反应物发泡结束后,连同发泡模具一同转移至空旷处,使其在自然条件下自然熟化稳定24h。
以实施例4提供的复合聚氨酯泡沫乳液分离材料为例,进行表征分析结果如下所示:
如图1所示,是尺寸为30cm×30cm×10cm的复合聚氨酯泡沫材料的外观示意图。
如图2所示,是复合聚氨酯泡沫材料的水接触角图。从图中可看出,复合材料对水的接触角较大,可达到143°,具备很好的疏水性。
如图3所示,是复合聚氨酯泡沫材料的疏水稳定性测试图。从图中可看出材料长期(7天)暴露在极端环境下:pH=1、pH=3、pH=10、pH=14的水溶液;1mol/L的NaCl水溶液中;抛光打磨200次。复合材料的水接触角保持在140±3°范围内,均基本无变化,证明材料的疏水性具有很好的稳定性。
如图4所示,是复合聚氨酯泡沫材料的扫描电子显微镜图。从图中可以看出材料具有三维多孔网络结构,并且泡沫骨架上出现了粗糙结构,这部分粗糙结构源自原位引入的聚合氯化铝,可为乳液分离通过更多的吸附位点。
如图5所示,是复合聚氨酯泡沫材料的傅里叶红外分析图谱,复合泡沫上具有泡沫和聚合氯化铝的所有特征官能团,表明聚合氯化铝通过原位发泡的方式成功负载到泡沫上,证实制备的材料为聚合氯化铝复合聚氨酯泡沫。
如图6所示,是复合聚氨酯泡沫材料的热重测试图,可以看到复合材料在250℃之前都表现得很稳定,表明聚合氯化铝原位改性聚氨酯泡沫后,对泡沫的热稳定无明显影响。
应用实施例1
1、高效分离乳液的方法具体通过以下方法实现:
将实施例1制备的聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫安装于乳液分离装置中;
将油水乳液通入分离体系,通过蠕动泵的驱动进行分离,经过一定时间的分离后,评价材料的乳液分离性能。泡沫的三维多孔网络结构为乳液分离提供合适的流体通道,也为分离过程中吸附乳液中小油滴提供了吸附位点,从而具备优异的乳液分离性能;
2、乳液分离效果:
图7给出了实施例1制备的聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离效率柱状图。由该分离效率柱状图可知,实施例1制备的聚合氯化铝复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料对乳液的分离效率明显高于商业聚氨酯泡沫,对不含表面活性剂、含阳离子表面活性剂、含阴离子表面活性剂乳液的分离效率分别达到68%,71%,75%。
应用实施例2
1、高效分离乳液的方法具体通过以下方法实现:
将实施例2制备的聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫安装于乳液分离装置中;
将油水乳液通入分离体系,通过蠕动泵的驱动进行分离,经过一定时间的分离后,评价材料的乳液分离性能。泡沫的三维多孔网络结构为乳液分离提供合适的流体通道,也为分离过程中吸附乳液中小油滴提供了吸附位点,从而具备优异的乳液分离性能;
2、乳液分离效果:
图8给出了实施例2制备的聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离效率柱状图。由该分离效率柱状图可知,实施例1制备的聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料对乳液的分离效率明显高于商业聚氨酯泡沫,对不含表面活性剂、含阳离子表面活性剂、含阴离子表面活性剂乳液的分离效率分别达到76%,77%,77%。
应用实施例3
1、高效分离乳液的方法具体通过以下方法实现:
将实施例3制备的聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫安装于乳液分离装置中;
将油水乳液通入分离体系,通过蠕动泵的驱动进行分离,经过一定时间的分离后,评价材料的乳液分离性能。泡沫的三维多孔网络结构为乳液分离提供合适的流体通道,也为分离过程中吸附乳液中小油滴提供了吸附位点,从而具备优异的乳液分离性能;
2、乳液分离效果:
图9给出了实施例3制备的聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离效率柱状图。由该分离效率柱状图可知,实施例3制备的聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料对乳液的分离效率明显高于商业聚氨酯泡沫,对不含表面活性剂、含阳离子表面活性剂、含阴离子表面活性剂乳液的分离效率分别达到82%,78%,79%。
应用实施例4
1、高效分离乳液的方法具体通过以下方法实现:
将实施例4制备的聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫安装于乳液分离装置中;
将油水乳液通入分离体系,通过蠕动泵的驱动进行分离,经过一定时间的分离后,评价材料的乳液分离性能。泡沫的三维多孔网络结构为乳液分离提供合适的流体通道,也为分离过程中吸附乳液中小油滴提供了吸附位点,从而具备优异的乳液分离性能;
2、乳液分离效果:
图10给出了实施例4制备的聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离效率柱状图。由该分离效率柱状图可知,实施例4制备的聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫的乳液分离材料对乳液的分离效率明显高于商业聚氨酯泡沫,对不含表面活性剂、含阳离子表面活性剂、含阴离子表面活性剂乳液的分离效率分别达到87%,79%,81%。
对比案例1
以实施4为基础,区别在于:无聚合氯化铝。
通过对不含聚合氯化铝的聚氨酯泡沫(纯泡沫)进行乳液分离性能测试,纯泡沫对不含表面活性剂、含阳离子表面活性剂、含阴离子表面活性剂乳液的分离效率分别达到65.68%,70.10%,73.23%。相比于实施例4中的加入4g聚合氯化铝复合的泡沫,纯泡沫对乳液的分离效率明显较低;具体地,实施例4中的复合泡沫相对纯泡沫,对三类乳液的分离效率分别提升了21%、9.4%、7.9%。表明聚合氯化铝复合泡沫后,对乳液的分离效率具有明显的提升作用。
对比案例2
以实施1和4为基础,实施例4中加入4g聚合氯化铝的复合泡沫,相对于实施例1中加入1g聚合氯化铝的复合泡沫,其乳液分离效率明显更高。具体地,对三种类型乳液的分离效率分别高出19%、8%、6%。表明在一定范围内,复合聚氨酯泡沫对乳液的分离效率随着复合泡沫中聚合氯化铝量的增加而提升。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种复合聚氨酯泡沫乳液分离材料,其特征在于,为聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫;分离材料的原料组成包括以下组分:聚醚多元醇、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂、异氰酸酯和聚合氯化铝;
按重量份计,分离材料的原料组成包括:
Figure FDA0003482861110000011
所述聚醚多元醇包括聚环氧丙烷醇、聚四氢呋喃二醇或单Si-H封端聚硅氧烷反应制备的硅氧烷接枝聚醚多元醇;
所述催化剂为复合催化剂,所述复合催化剂包括叔胺类催化剂和有机金属类催化剂,且满足叔胺类催化剂和有机金属类催化剂按照1:0.8~1:0.95的比例复配;
所述发泡剂为复配发泡剂,包括水和二氯甲烷;
用于分离油水乳液,乳液为不含表面活性剂、含阳离子表面活性剂或含阴离子表面活性剂的水包油型乳液。
2.根据权利要求1所述的一种复合聚氨酯泡沫乳液分离材料,其特征在于,所述叔胺类催化剂包括A-1、A-33、A-107或者TEDA-38;所述有机金属类催化剂包括T-9、T-22或D-19。
3.根据权利要求1所述的一种复合聚氨酯泡沫乳液分离材料,其特征在于,所述发泡剂,水的用量在4.50份~7.50份,当水用量超过5.5份后,超出的部分用二氯甲烷替代,按照水:二氯甲烷=1:7.8进行代替。
4.根据权利要求1所述的一种复合聚氨酯泡沫乳液分离材料,其特征在于,所述泡沫稳定剂为有机硅化合物类,包括L580、L568、L618或者SC154。
5.根据权利要求1所述的一种复合聚氨酯泡沫乳液分离材料,其特征在于,所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯或者二苯甲烷二异氰酸酯。
6.一种复合聚氨酯泡沫乳液分离材料的制备方法,用于制备权利要求1至5任一项所述的一种复合聚氨酯泡沫乳液分离材料,其特征在于,包括如下步骤:
S1.将聚醚多元醇、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂、聚合氯化铝混合,搅拌;
S2.向步骤S1搅拌后的物料中加入异氰酸酯,搅拌后将混合物转移至发泡模具中发泡;
S3.待发泡结束后,在室温下熟化后获得聚合氯化铝原位复合聚氨酯泡沫材料。
7.一种复合聚氨酯泡沫乳液分离材料的应用,复合聚氨酯泡沫乳液分离材料为权利要求1至5任一项所述的一种复合聚氨酯泡沫乳液分离材料,或者为权利要求6制备的分离材料,其特征在于,用于分离油水乳液,乳液为不含表面活性剂、含阳离子表面活性剂或含阴离子表面活性剂的水包油型乳液。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114345306B (zh) * 2021-12-10 2023-08-08 吉林省电力科学研究院有限公司 一种亲水型带正电乳液分离材料的制备方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0647399A (ja) * 1992-07-10 1994-02-22 Ebara Infilco Co Ltd 浄水処理方法
KR20030069013A (ko) * 2002-02-15 2003-08-25 김임석 물속에 포함된 인을 제거하는 방법
CN104829804A (zh) * 2015-04-15 2015-08-12 南昌航空大学 一种仿中性低泡松香施胶剂的制备方法
CN105174368A (zh) * 2015-09-01 2015-12-23 岳阳长岭设备研究所有限公司 含油污水处理装置及处理方法
CN105949748A (zh) * 2016-07-25 2016-09-21 广西南宁智翠科技咨询有限公司 一种太阳能热水器水箱用环保保温材料
CN108212083A (zh) * 2017-12-28 2018-06-29 西南石油大学 一种吸油碳海绵及其制备方法
CN109880045A (zh) * 2019-02-27 2019-06-14 鲍可可 一种阻燃吸音聚氨酯材料及其制备方法
CN109897154A (zh) * 2019-02-27 2019-06-18 鲍可可 一种基于超临界co2制备的聚氨酯材料及其制备方法
CN111171260A (zh) * 2020-01-19 2020-05-19 西南石油大学 一种高效油水及乳液分离的聚氨酯泡沫材料及制备方法
WO2020100059A1 (es) * 2018-11-13 2020-05-22 Vargas Vargas Jorge Javier Composición y método de purificación. desinfección y clarificación de aguas

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0647399A (ja) * 1992-07-10 1994-02-22 Ebara Infilco Co Ltd 浄水処理方法
KR20030069013A (ko) * 2002-02-15 2003-08-25 김임석 물속에 포함된 인을 제거하는 방법
CN104829804A (zh) * 2015-04-15 2015-08-12 南昌航空大学 一种仿中性低泡松香施胶剂的制备方法
CN105174368A (zh) * 2015-09-01 2015-12-23 岳阳长岭设备研究所有限公司 含油污水处理装置及处理方法
CN105949748A (zh) * 2016-07-25 2016-09-21 广西南宁智翠科技咨询有限公司 一种太阳能热水器水箱用环保保温材料
CN108212083A (zh) * 2017-12-28 2018-06-29 西南石油大学 一种吸油碳海绵及其制备方法
WO2020100059A1 (es) * 2018-11-13 2020-05-22 Vargas Vargas Jorge Javier Composición y método de purificación. desinfección y clarificación de aguas
CN109880045A (zh) * 2019-02-27 2019-06-14 鲍可可 一种阻燃吸音聚氨酯材料及其制备方法
CN109897154A (zh) * 2019-02-27 2019-06-18 鲍可可 一种基于超临界co2制备的聚氨酯材料及其制备方法
CN111171260A (zh) * 2020-01-19 2020-05-19 西南石油大学 一种高效油水及乳液分离的聚氨酯泡沫材料及制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Characterization of Polyurethane and Soil Layers for In-situ Treatment of Landfill Leachate";박찬수 ,等;《Journal of Korean Society on Water Environment》;20071231;第23卷(第2期);第281-286页 *
"Removal of Emulsified Oil from Water by Coagulation and Foam Separation";Yoshihiro Suzuki,等;《SEPARATION SCIENCE AND TECHNOLOGY》;20051231;第40卷(第16期);第3407-3418页 *
"超疏水复合海绵材料的制备及在油水分离的应用";张颖,等;《无机材料学报》;20200430;第35卷(第4期);第475-481页 *
"超疏水改性海泡石包覆聚氨酯海绵对浮油去除性能研究";仇胜萌;《万方数据》;20190904;全文 *

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