CN114620804A - 一种用于隔油池的高亲水性集油材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及含油废水的处理领域，具体涉及到一种用于隔油池的高亲水性集油材料，所述高亲水性集油材料为高亲水性聚氨酯，所述高亲水性聚氨酯制备方法包括以下步骤：步骤一：聚醚多元醇、二异氰酸酯混合制备预聚体；步骤二：将预聚体置于混有交联剂和催化剂的模具中固，制得高亲水性聚氨酯，所述聚醚多元醇为聚乙二醇与聚丙二醇的混合物，所述交联剂为二醇类交联剂和芳香族氨类交联剂的混合物。本发明性集油材料具有高亲水性，油珠等疏水性杂质难以附着，分子结构较稳定，机械物理性能优良，经水浸泡后不会从基体中析出，长期或反复浸泡后其膨胀率和质量损失基本保持不变，制备方法简单，操作性强，大规模生产，用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及含油废水的处理领域，具体涉及到一种用于隔油池的高亲水性集油材料。
背景技术
隔油池是利用油与水的比重差异，分离去除污水中颗粒较大的悬浮油的一种预处理构筑物。石油工业、石油化学工业和机械加工行业在生产过程中排出大量含油废水。这些含油废水如排入水体会造成污染，灌溉农田会堵塞土壤孔隙，有害作物生长。如对废水中的油品加以回收利用，则不仅可避免对环境的污染，又能获得可观的经济收益。
隔油池一般分为三个部分，使用集油板一步一步的分离油和水，最终把油聚集在一个起。传统的隔油池一般使用PVC、PP、PE等塑料作为集油板，但油珠等疏水性杂质特别容易附着这些材料上，导致集油板无法分离油水，从而需要更换集油板。因此现在急需一种油珠等疏水性杂质难以附着且具有一定强度的集油材料，以延长集油板使用的寿命。
发明内容
针对上述技术问题本发明提供一种用于隔油池的高亲水性集油材料，所述高亲水性集油材料的吸水膨胀率至少为300％。
作为一种优选的技术方案，所述高亲水性集油材料为高亲水性聚氨酯，所述高亲水性聚氨酯制备方法包括以下步骤：
步骤一：聚醚多元醇、二异氰酸酯混合制备预聚体。
步骤二：将预聚体置于混有交联剂和催化剂的模具中固，制得高亲水性聚氨酯。
作为一种优选的技术方案，所述聚醚多元醇为聚乙二醇与聚丙二醇的混合物。
作为一种优选的技术方案，所述聚乙二醇与聚丙二的摩尔比为(1-3)：1。
作为一种优选的技术方案，所述交联剂包括醇类交联剂、氨类交联剂、醇氨类交联剂。
作为一种优选的技术方案，所述醇类交联剂为二醇类交联剂。
作为一种优选的技术方案，所述二醇类交联剂为含羧基的二醇类交联剂。
作为一种优选的技术方案，所述氨类交联剂为芳香族氨类交联剂。
作为一种优选的技术方案，所述交联剂为二醇类交联剂和芳香族氨类交联剂的混合物，所述二醇类交联剂与芳香族氨类交联剂摩尔比为1：(5-7)
作为一种优选的技术方案，环氧乙所述高亲水性集油材料用于疏水性杂质的聚集。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明所述性集油材料具有高亲水性，油珠等疏水性杂质难以附着，在实际中可延长其使用寿命。
2.本发明所述性集油材料分子结构较稳定，机械物理性能优良，经水浸泡后不会从基体中析出，长期或反复浸泡后其膨胀率和质量损失基本保持不变，进一步增加其使用寿命。
3.本发明所述性集油材料制备方法简单、可操作性强、可大规模生产、具有广阔的应用前景。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至3”时，所描述的范围应被解释为包括范围1至3”、“1至2”、“1至2和2至3”、等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
本发明提供一种用于隔油池的高亲水性集油材料，所述高亲水性集油材料的吸水膨胀率至少为300％。
所述吸水膨胀是通过亲水性基团接触水分子时，水分子会进入基体中，与弹性体中的亲水性基团形成极强的亲和作用，并将基体中的亲水性物质溶解或溶胀，在基体内外形成渗透压差，该压差促进水向弹性体网络内部渗透，亲水性物质在不断吸收水分的过程中致使基体发生形变，当弹性体自身抗形变力与渗透压差达到衡时，即达到静水的最大膨胀率，吸水膨胀作用保持相对稳定。
在一些优选的实施方式中，其特征在于，所述高亲水性集油材料为高亲水性聚氨酯。
本发明所述高亲水性聚氨酯一种具有交联的三维网络结构、能够在水中溶胀而不溶解并且具有一定强度，可以保持大量水分的高分子材料。
在一些优选的实施方式中，所述高亲水性聚氨酯的制备原料，以重量份计包括：二异氰酸酯30-60份、聚醚多元醇15-45份、催化剂0-2份、交联剂3-5。
本发明对所述二异氰酸酯没有特殊限定，所述二异氰酸酯可以是异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、己二异氰酸酯的一种或多种组合。
本发明所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(WANHUA万华)。
在一些优选的实施方式中，所述聚醚多元醇为聚乙二醇与聚丙二醇的混合物。
本发明所述聚乙二醇相对分子质量在4000左右。
本发明所述高亲水性聚氨酯的亲水性能性能主要与分子链中-CH2-CH2-O-亲水链节有关。发明人发现，随着聚乙二醇与聚丙二醇用量比的不断提高，虽然亲水性能不断提高，但材料的力学性能不断降低，因为聚乙二醇链节更柔顺，易与水作用产生氢键。
在一些优选的实施方式中，所述聚乙二醇与聚丙二的摩尔比为(1-3)：1。
在一些优选进一步的实施方式中，所述聚乙二醇与聚丙二的摩尔比为3：1。
在一些优选的实施方式中，所述交联剂包括醇类交联剂、氨类交联剂、醇氨类交联剂。
所述交联剂是一种能在线型分子之间起架桥作用，使线型分子相互连在一起，形成网状结构，这样提高材料的强度和弹性。
在一些优选的实施方式中，所述醇类交联剂为二醇类交联剂。
在一些进一步优选的实施方式中，所述二醇类交联剂为含羧基的二醇类交联剂。
所述二醇类交联剂包括但不限于1，4-丁二醇(BDO)、3-丙二醇(TMP)、乙二醇、一缩二乙二醇、1，6-己二醇、HQEE。
在一些优选的实施方式中，所述氨类交联剂为芳香族氨类交联剂。
所述芳香族氨类交联剂包括但不限于对二邻氯苯胺甲烷(MOCA)、二氨基二苯基甲烷(DDM)、间二甲苯二胺(MXDA)。
发明人发现醇类交联剂中的OH基与NCO基反应生成氨基甲酸酯结构，可以使得所述高亲水性聚氨酯的弹性提高，遇水膨胀率增加,提高其亲水性，但材料的机械性能会降低一些，而胺类扩链剂含有刚性结构，NOC与NH2基团反应生成内聚能较大的脲结赋予所述高亲水性聚氨酯良好的机械物理性能，延长其使用寿命。
所以，本发明所述交联剂为二醇类交联剂和氨类交联剂的混合物，所述二醇类交联剂与氨类交联剂的摩尔比为1：(5-7)。
本发明所述二醇类交联剂为BDO，含羧基的二醇类交联剂，所述氨类交联剂为MOCA。
本发明对所述有属催化剂没有特殊限定，所述有属催化剂可以是二丁基二月桂酸锡、辛酸亚锡和有机铋催化剂中一种或多种。
本发明所述机金属催化剂为二丁基二月桂酸锡。
在一些优选的实施方式中，所述高亲水性聚氨酯制备方法包括以下步骤：
步骤一：聚醚多元醇、二异氰酸酯制备预聚体。
步骤二：将预聚体置于混有交联剂和催化剂的模具中固化1小时，制得高亲水性聚氨酯。
在一些优选的实施方式中，所述步骤二的固化温度为100度。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。
实施例
实施例1
本实施例提供一种用于隔油池的高亲水性集油材料，所述高亲水性集油材料为高亲水性聚氨酯，所述高亲水性聚氨酯的制备原料，以重量份计包括：二异氰酸酯50份、聚醚多元醇30份、有机金属催化剂1份、交联剂3份
在一些优选的实施方式中，所述高亲水性聚氨酯制备方法包括以下步骤：
步骤一：聚醚多元醇、二异氰酸酯混合制备预聚体。
步骤二：将预聚体置于混有交联剂和催化剂的模具中100度固化1小时，制得高亲水性聚氨酯。
所述聚醚多元醇中聚乙二醇与聚丙二醇的摩尔比为3：1、所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(WANHUA万华)、所述交联剂中BDO与MOCA的摩尔比为1：5、所述机金属催化剂为二丁基二月桂酸锡。
实施例2
本实施例提供一种用于隔油池的高亲水性集油材料，所述高亲水性集油材料为高亲水性聚氨酯，所述高亲水性聚氨酯的制备原料，以重量份计包括：二异氰酸酯50份、聚醚多元醇30份、有机金属催化剂1份、交联剂3份
在一些优选的实施方式中，所述高亲水性聚氨酯制备方法包括以下步骤：
步骤一：聚醚多元醇、二异氰酸酯混合制备预聚体。
步骤二：将预聚体置于混有交联剂和催化剂的模具中100度固化1小时，制得高亲水性聚氨酯。
所述聚醚多元醇中聚乙二醇与聚丙二醇的摩尔比为3：1、所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(WANHUA万华)、所述交联剂中含羧基的二醇类交联剂与MOCA的摩尔比为1：5、所述机金属催化剂为二丁基二月桂酸锡。
实施例3
本实施例提供一种用于隔油池的高亲水性集油材料，所述高亲水性集油材料为高亲水性聚氨酯，所述高亲水性聚氨酯的制备原料，以重量份计包括：二异氰酸酯50份、聚醚多元醇30份、有机金属催化剂1份、交联剂3份
在一些优选的实施方式中，所述高亲水性聚氨酯制备方法包括以下步骤：
步骤一：聚醚多元醇、二异氰酸酯混合制备预聚体。
步骤二：将预聚体置于混有交联剂和催化剂的模具中100度固化1小时，制得高亲水性聚氨酯。
所述聚醚多元醇中聚乙二醇与聚丙二醇的摩尔比为3：1、所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(WANHUA万华)、所述交联剂为MOCA、所述机金属催化剂为二丁基二月桂酸锡。
实施例4
本实施例提供一种用于隔油池的高亲水性集油材料，所述高亲水性集油材料为高亲水性聚氨酯，所述高亲水性聚氨酯的制备原料，以重量份计包括：二异氰酸酯50份、聚醚多元醇30份、有机金属催化剂1份、交联剂3份
在一些优选的实施方式中，所述高亲水性聚氨酯制备方法包括以下步骤：
步骤一：聚醚多元醇、二异氰酸酯混合制备预聚体。
步骤二：将预聚体置于混有交联剂和催化剂的模具中100度固化1小时，制得高亲水性聚氨酯。
所述聚醚多元醇中聚乙二醇与聚丙二醇的摩尔比为3：1、所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(WANHUA万华)、所述交联剂中为BDO、所述机金属催化剂为二丁基二月桂酸锡。
实施例5
本实施例提供一种用于隔油池的高亲水性集油材料，所述高亲水性集油材料为高亲水性聚氨酯，所述高亲水性聚氨酯的制备原料，以重量份计包括：二异氰酸酯50份、聚醚多元醇30份、有机金属催化剂1份、交联剂3份
在一些优选的实施方式中，所述高亲水性聚氨酯制备方法包括以下步骤：
步骤一：聚醚多元醇、二异氰酸酯混合制备预聚体。
步骤二：将预聚体置于混有交联剂和催化剂的模具中100度固化1小时，制得高亲水性聚氨酯。
所述聚醚多元醇中聚乙二醇与聚丙二醇的摩尔比为3：1、所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(WANHUA万华)、所述交联剂中BDO与MOCA的摩尔比为1：1、所述机金属催化剂为二丁基二月桂酸锡。
实施例6
本实施例提供一种用于隔油池的高亲水性集油材料，所述高亲水性集油材料为高亲水性聚氨酯，所述高亲水性聚氨酯的制备原料，以重量份计包括：二异氰酸酯50份、聚醚多元醇30份、有机金属催化剂1份、交联剂3份
在一些优选的实施方式中，所述高亲水性聚氨酯制备方法包括以下步骤：
步骤一：聚醚多元醇、二异氰酸酯混合制备预聚体。
步骤二：将预聚体置于混有交联剂和催化剂的模具中100度固化1小时，制得高亲水性聚氨酯。
所述聚醚多元醇中聚乙二醇与聚丙二醇的摩尔比为1：1、所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(WANHUA万华)、所述交联剂中BDO与MOCA的摩尔比为1：5、所述机金属催化剂为二丁基二月桂酸锡。
实施例7
本实施例提供一种用于隔油池的高亲水性集油材料，所述高亲水性集油材料为高亲水性聚氨酯，所述高亲水性聚氨酯的制备原料，以重量份计包括：二异氰酸酯50份、聚醚多元醇30份、有机金属催化剂1份、交联剂3份
在一些优选的实施方式中，所述高亲水性聚氨酯制备方法包括以下步骤：
步骤一：聚醚多元醇、二异氰酸酯混合制备预聚体。
步骤二：将预聚体置于混有交联剂和催化剂的模具中100度固化1小时，制得高亲水性聚氨酯。
所述聚醚多元醇中聚乙二醇与聚丙二醇的摩尔比为9：1、所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(WANHUA万华)、所述交联剂中BDO与MOCA的摩尔比为1：5、所述机金属催化剂为二丁基二月桂酸锡。
性能测试
申请人对上述实施例提供的用于隔油池的高亲水性集油材料进行了评估测试。
将实施例1-7提供的用于隔油池的高亲水性集油材料作为实验组进行下述实验。
吸水膨胀率测试：将上述实施例提供的高亲水性集油材料裁成50mm×50mm大小的小块。用卡尺测量好试件厚度(测点为试件正中间，如果不好确定中心可对角划线，两条线的交点就是中心)，记录为d1。然后放入25℃的恒温水槽中浸泡24小时。取出后测量中心厚度d2。计算公式：吸水膨胀率＝(d1－d2)÷d1×100％。吸水膨胀率大于300以A表示，吸水膨胀率为200-100％以B表示，吸水膨胀率为200-0％以C表示。
聚集疏水性杂质的能力测试：将上述实施例提供的高亲水性集油材料裁成50cm×50cm大小的形状，然后把裁成的材料做成倾斜角为30度的斜面。然后用50克的植物油和1000克馏水配置油水混合物。将油水混合物从斜面的上方倾倒，在斜面的下方收集油水混合物，然后将收集的油水混合物再次从上方倾倒，然后在斜面的下方收集，像这样把同一个油水混合物在同一个上斜面来回倾倒收集3次，查看第三次收集的油水混合物中的植物油的含量。油水混合物中的植物油的含量大于95％以A表示，油水混合物中的植物油的含量95-80％以B表示，油水混合物中的植物油的含量小于80％以B表示。
邵A硬度测试，将上述实施例提供的高亲水性集油材料进行邵A硬度测试。高亲水性集油材料的邵A硬度为70-80HA以A表示，亲水性集油材料的邵A硬度为60-70HA以B表示,亲水性集油材料的邵A硬度为50-60HA以C表示
上述测试结果如下表所示。
表1性能测试
| 方案 | 膨胀率 | 聚集能力 | 邵A硬度 |
| 实施例1 | A | A | A |
| 实施例2 | A | A | A |
| 实施例3 | B | B | B |
| 实施例4 | B | B | B |
| 实施例5 | A | B | C |
| 实施例6 | C | C | A |
| 实施例7 | A | A | C |
由表1性能测试结果可知本发明提供的一种用于隔油池的高亲水性集油材料吸水膨胀率至少为300％，油水混合物中的植物油的含量大于95％说明疏水性杂质难以附着本发明所述高亲水性集油材料，邵A硬度大于70AH说明本发明具有优良的机械物理性能。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于隔油池的高亲水性集油材料，其特征在于，所述高亲水性集油材料的吸水膨胀率至少为300％。
2.根据权利要求1所述的一种用于隔油池的高亲水性集油材料，其特征在于，所述高亲水性集油材料为高亲水性聚氨酯，所述高亲水性聚氨酯制备方法包括以下步骤：
步骤一：聚醚多元醇、二异氰酸酯混合制备预聚体。
步骤二：将预聚体置于混有交联剂和催化剂的模具中固，制得高亲水性聚氨酯。
3.根据权利要求2所述的一种用于隔油池的高亲水性集油材料，其特征在于，所述聚醚多元醇为聚乙二醇与聚丙二醇的混合物。
4.根据权利要求3所述的一种用于隔油池的高亲水性集油材料，其特征在于，所述聚乙二醇与聚丙二的摩尔比为(1-3)：1。
5.根据权利要求2所述的一种用于隔油池的高亲水性集油材料，其特征在于，所述交联剂包括醇类交联剂、氨类交联剂、醇氨类交联剂。
6.根据权利要求5所述的一种用于隔油池的高亲水性集油材料，其特征在于，所述醇类交联剂为二醇类交联剂。
7.根据权利要求6所述的一种用于隔油池的高亲水性集油材料，其特征在于，所述二醇类交联剂为含羧基的二醇类交联剂。
8.根据权利要求7所述的一种用于隔油池的高亲水性集油材料，其特征在于，所述氨类交联剂为芳香族氨类交联剂。
9.根据权利要求8所述的一种用于隔油池的高亲水性集油材料，其特征在于，所述交联剂为二醇类交联剂和芳香族氨类交联剂的混合物，所述二醇类交联剂与芳香族氨类交联剂摩尔比为1：(5-7)。
10.根据权利要求1-9所述的一种用于隔油池的高亲水性集油材料，其特征在于，所述高亲水性集油材料用于疏水性杂质的聚集。
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|---|---|---|---|
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