一種聚氨酯高倍吸油材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于吸油材料領(lǐng)域，具體涉及一種聚氨酯高倍吸油材料以及這種材料的制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來我國重大環(huán)境污染事件頻繁發(fā)生，對生態(tài)環(huán)境、人民健康及社會安全產(chǎn)生 嚴(yán)重影響。研發(fā)重大環(huán)境污染事故中對典型有毒有機(jī)污染物的快速分離、高效吸附材料，吸 油及含油工業(yè)廢水凈化材料勢在必行。聚氨酯泡沫可以用于處理油船、油罐泄漏的油及含 油廢水，操作簡單、處理量大、回收率高、不沉入水中、可在現(xiàn)場發(fā)泡使用、可以焚燒和回收。 利用聚氨酯泡孔大小的不同，還可以有選擇的吸收油污，大孔吸收重油，小孔吸收輕油及有 毒有機(jī)污染物，可通過簡單的擠壓分類回收。如申請?zhí)枮镃N201310022224. 8的發(fā)明專利公 開了一種疏水性高吸油軟質(zhì)聚氨酯泡沫材料，該材料可快速吸油，3分鐘內(nèi)吸油率（g/g)分 別為：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，該材料可有效 快速地用于動態(tài)水面、地面或其它物體表面泄漏油或有機(jī)試劑的回收和泄油事故處理。
[0003] 高吸油軟質(zhì)聚氨酯泡沫材料由于含有大量的極性鍵及氫鍵，既吸油也吸水，吸油 選擇性較差，另外由于密度小、強(qiáng)度低，在吸油過程中材質(zhì)容易損壞，因此高吸油軟質(zhì)聚氨 酯泡沫材料迫切需要在提高吸油性能的同時提高強(qiáng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有吸油材料吸油倍率較低、污染環(huán)境、強(qiáng)度低、吸水倍 率高等問題，提供一種具有無毒、無污染、吸油倍率高、吸水倍率低、強(qiáng)度高等優(yōu)點的聚氨酯 高倍吸油材料。
[0005] 本發(fā)明的目的可以通過以下措施達(dá)到： 一種聚氨酯吸油材料，該吸油材料為互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)型聚氨酯泡沫材料，該吸油材料以 羥值為20-100mgK0H/g聚醚多元醇100份、二異氰酸酯20-80份、0. 1-2份含羥基丙烯酸酯 單體、復(fù)合催化劑〇. 05-1. 5份、泡沫穩(wěn)定劑0. 3-2份、去離子水1-4份和發(fā)泡劑1-20份為 原料，通過一步法聚合反應(yīng)得到聚氨酯泡沫，切成1-1〇_的薄片，再浸入10000份環(huán)己烷溶 劑，加入由95-99%疏水性丙烯酸酯單功能團(tuán)單體、1-5%多功能團(tuán)單體、0. 01-0-0. 1%引發(fā) 劑、0. 001-0-0. 01%阻聚劑的混合物10-50份，加熱至70-80°C進(jìn)行攪拌反應(yīng)2-8h，脫除溶劑 即得到聚氨酯高倍吸油材料；該吸油材料的密度為l〇_5〇Kg/m3,吸原油倍率為50-100g/g， 吸水倍率為5-10 g/g。
[0006] 本發(fā)明中的聚醚多元醇為三官能度高活性聚醚多元醇。
[0007] 本發(fā)明中的異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、異氟爾酮二異 氰酸酯、1，6-己二異氰酸酯中的一種或幾種，二異氰酸酯的指數(shù)在0. 60-1. 20范圍內(nèi)。
[0008] 本發(fā)明中的含羥基丙烯酸酯單體為丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥 丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯中一種。
[0009] 本發(fā)明中的復(fù)合催化劑為二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫與三乙烯二胺組成。
[0010] 本發(fā)明中的泡沫穩(wěn)定劑為聚醚改性有機(jī)硅表面活性劑。
[0011] 本發(fā)明中的發(fā)泡劑為液態(tài)二氧化碳、環(huán)戊烷、正戊烷、異戊烷中一種。
[0012] 本發(fā)明中的疏水性丙烯酸酯單功能團(tuán)單體為丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、 丙稀酸十二烷基醋、甲基丙稀酸十二烷基醋中一種。
[0013] 本發(fā)明中的多功能團(tuán)單體為丙烯酸多縮乙二醇酯、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、三羥基基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中一種 或幾種。
[0014] 本發(fā)明中的引發(fā)劑為偶氮二與丁腈、偶氮二異庚腈、過氧化二苯甲酰中一種。
[0015] 本發(fā)明中的阻聚劑為對苯二酚、苯醌、甲基氫醌、對羥基苯甲醚中一種。
[0016] 本發(fā)明的有益效果： 1、本發(fā)明的聚氨酯高倍吸油材料具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，吸油倍率高、吸水倍率低、強(qiáng)度 高，具有很好的應(yīng)用價值和推廣前景。
[0017] 2、與現(xiàn)有一般的吸油材料相比，本發(fā)明的聚氨酯高倍吸油材料具有良好的吸油選 擇性和環(huán)境友善性。
[0018] 3、本發(fā)明的聚氨酯高倍吸油材料成型工藝簡單，投資少，生產(chǎn)效率高，尤其適合江 河湖海水面溢油應(yīng)急處理。
【具體實施方式】
[0019] 以下結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但下述內(nèi)容并不是對本發(fā)明的限制。
[0020] 各例所得互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)型聚氨酯泡沫材料的吸原油倍率測試方法如下： 按JTT 560-2004 "船用吸油氈"進(jìn)行測試。將試樣切成30X 30X5mm的薄片，稱其質(zhì) 量；將薄片在室溫條件下分別浸入不同油品中，5 min后取出，置于金屬網(wǎng)上滴淌5 min后 迅速稱量。吸油倍數(shù)按照下式計算：
互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)型聚氨酯泡沫材料的吸水倍率以相似的方法進(jìn)行測試。
[0021] 互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)型聚氨酯泡沫材料的密度按照GB/T 6343-2009 (泡沫塑料及橡膠 表觀密度的測定）進(jìn)行測定。
[0022] 實施例1 首先稱取羥值為56mgK0H/g的聚醚多元醇100份、0. 8份丙烯酸羥乙酯、辛酸亞錫0. 1 份、三乙烯二胺0. 3份、聚醚改性有機(jī)硅表面活性劑1份、去離子水2份和環(huán)戊烷8份，攪拌 均勻，加入甲苯二異氰酸酯29份，通過一步法聚合反應(yīng)得到聚氨酯泡沫，切成4_的薄片， 再浸入10000份環(huán)己烷溶劑，加入由9. 5份疏水性丙烯酸酯單功能團(tuán)單體、0. 5份多功能團(tuán) 單體、〇. 03份引發(fā)劑、0. 001份阻聚劑組成的混合物，加熱至72°C，進(jìn)行攪拌反應(yīng)5h，脫除溶 劑即得到聚氨酯高倍吸油材料。
[0023] 其性能如下：該吸油材料的密度為31Kg/m3,吸原油倍率為52g/g，吸水倍率為9%。
[0024] 實施例2 首先稱取羥值為32mgK0H/g的聚醚多元醇100份、0. 3份丙烯酸羥丙酯、二月桂酸二丁 基錫0. 2份、三乙烯二胺0. 4份、聚醚改性有機(jī)硅表面活性劑0. 5份、去離子水3份和正戊 烷16份，攪拌均勻，加入甲苯二異氰酸酯25份，異氟爾酮二異氰酸酯16份，通過一步法聚 合反應(yīng)得到聚氨酯泡沫，切成2mm的薄片，再浸入10000份環(huán)己烷溶劑，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份偶氮二異庚腈、0. 004份甲基氫醌組成 的混合物，加熱至78°C，進(jìn)行攪拌反應(yīng)6h，脫除溶劑即得到聚氨酯高倍吸油材料。
[0025] 其性能如下：該吸油材料的密度為13Kg/m3,吸原油倍率為78g/g，吸水倍率為5 g/ g°
[0026] 實施例3 首先稱取羥值為78mgK0H/g的聚醚多元醇100份、1. 6份甲基丙烯酸羥乙酯、辛酸亞錫 0. 3份、三乙烯二胺0. 4份、聚醚改性有機(jī)硅表面活性劑1. 5份、去離子水4份和異戊烷19 份，攪拌均勻，加入二苯基甲烷二異氰酸酯41份，通過一步法聚合反應(yīng)得到聚氨酯泡沫，切 成4mm的薄片，再浸入10000份環(huán)己烷溶劑，加入由14份甲基丙烯酸十三烷基酯、0. 7份三 羥基基丙烷三丙烯酸酯、〇. 05份過氧化二苯甲酰、0. 005份對苯二酚組成的混合物，加熱至 75°C，進(jìn)行攪拌反應(yīng)6h，脫除溶劑即得到聚氨酯高倍吸油材料。
[0027] 其性能如下：該吸油材料的密度為17Kg/m3,吸原油倍率為69g/g，吸水倍率為7g/ g°
[0028] 對比例1 對比例按照市場上常用的聚氨酯吸油泡沫配方工藝進(jìn)行制備，具體過程如下： 首先稱取羥值為56mgK0H/g的聚醚多元醇100份、辛酸亞錫0. 1份、三乙烯二胺0. 3份、 聚醚改性有機(jī)硅表面活性劑0. 6份、去離子水2份和環(huán)戊烷8份，攪拌均勻，加入甲苯二異 氰酸酯29份，通過一步法聚合反應(yīng)得到聚氨酯吸油泡沫。
[0029] 其性能如下：該吸油材料的密度為28Kg/m3,吸原油倍率為38g/g，吸水倍率為22 g/g〇
【主權(quán)項】
1. 一種聚氨酯高倍吸油材料，其特征在于：該吸油材料以羥值為20-100mgK0H/g聚醚 多元醇100份、二異氰酸酯20-80份、0. 1-2份含羥基丙烯酸酯單體、復(fù)合催化劑0. 05-1. 5 份、泡沫穩(wěn)定劑0. 3-2份、去離子水1-4份和發(fā)泡劑1-20份為原料，通過一步法聚合反應(yīng)得 到聚氨酯泡沫，切成l-l〇mm的薄片，再浸入10000份環(huán)己烷溶劑，加入由總質(zhì)量95-99%疏 水性丙烯酸酯單功能團(tuán)單體、1-5%多功能團(tuán)單體、0. 01-0-0. 1%引發(fā)劑、0. 001-0-0. 01%阻 聚劑的混合物10-50份，加熱至70-80°C進(jìn)行攪拌反應(yīng)2-8h，脫除溶劑即得到聚氨酯高倍吸 油材料；該吸油材料的密度為10_50Kg/m3,吸原油倍率為50-100g/g，吸水倍率為5-10g/g。2. 根據(jù)權(quán)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為三官能 度高活性聚醚多元醇。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯高倍吸油材料，其特征在于所述二異氰酸酯為甲苯二 異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、異氟爾酮二異氰酸酯、1，6-己二異氰酸酯中的一種或幾 種，二異氰酸酯的指數(shù)在〇. 60-1. 20范圍內(nèi)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯高倍吸油材料，其特征在于所述含羥基丙烯酸酯單體 為丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯中一種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯高倍吸油材料，其特征在于所述復(fù)合催化劑為二月桂 酸二丁基錫或辛酸亞錫與三乙烯二胺組成。6. 根據(jù)權(quán)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穩(wěn)定劑為聚醚改 性有機(jī)硅表面活性劑。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯高倍吸油材料，其特征在于所述發(fā)泡劑為液態(tài)二氧化 碳、環(huán)戊烷、正戊烷、異戊烷中一種。8. 根據(jù)權(quán)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單功 能團(tuán)單體為丙烯酸月桂酯、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 中一種。9. 根據(jù)權(quán)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團(tuán)單體為丙 烯酸多縮乙二醇酯、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 羥基基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中一種或幾種。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯高倍吸油材料，其特征在于所述引發(fā)劑為偶氮二與 丁腈、偶氮二異庚腈、過氧化二苯甲酰中一種。11. 根據(jù)權(quán)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劑為對苯二酚、 苯醌、甲基氫醌、對羥基苯甲醚中一種。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚氨酯高倍吸油材料，該吸油材料以聚醚多元醇、二異氰酸酯、含羥基丙烯酸酯單體、復(fù)合催化劑、泡沫穩(wěn)定劑0.3-2份、去離子水和發(fā)泡劑為原料，通過一步法聚合反應(yīng)首先得到聚氨酯泡沫；然后切成薄片，浸入溶劑，加入疏水性丙烯酸酯單功能團(tuán)單體、多功能團(tuán)單體、引發(fā)劑、阻聚劑的混合物，加熱反應(yīng)，最后脫除溶劑即得到聚氨酯高倍吸油材料；該吸油材料的密度為10-50Kg/m3，吸原油倍率為50-100g/g，吸水倍率為5-10g/g。該吸油材料具有無毒、無污染、吸油倍率高、吸水倍率低、強(qiáng)度高等優(yōu)點，可用于水面溢油的吸附，尤其適合江河湖海水面溢油應(yīng)急處理。
【IPC分類】C08G18/48, C09K3/32, C08G18/67, C08G18/66, C08G101/00, C08J9/14
【公開號】CN105315427
【申請?zhí)枴緾N201410365681
【發(fā)明人】杜峰
【申請人】江蘇瑞豐科技實業(yè)有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年7月29日