本發(fā)明涉及聚氨酯改性，具體涉及一種高效回收高粘度油的改性聚氨酯海綿及其制備與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、頻繁的海上油品泄漏事故及其形成的含油廢水和引發(fā)大規(guī)模的海洋火災(zāi)，對(duì)人類的健康和生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響。目前常以聚氨酯(polyurethane,pu)海綿或三聚氰胺(melamine,ms)海綿為基底改性的超疏水親油海綿作為吸油材料，這些材料的特點(diǎn)是分離效率高、機(jī)械穩(wěn)定性好、成本較低和操作方便，因而受到廣泛應(yīng)用。

2、如公開號(hào)為cn117866281a的專利公開了一種新型超疏水阻燃性海綿的制備方法和油水分離應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)完全的油水分離。但其只能處理四氯化碳類的低粘度油，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)高粘度油的吸附。

3、為了解決上述問(wèn)題，公開號(hào)為cn117772148a的公開了一種快速吸附高粘度石油的超疏水光熱海綿及其制備與應(yīng)用，使用的光熱材料為co-hhtp，可以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)光下的快速吸附。但其缺陷在于，無(wú)法實(shí)現(xiàn)擠壓-吸附循環(huán)利用，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)高粘度油的高效回收，對(duì)材料的循環(huán)利用率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種高效回收高粘度油的改性聚氨酯海綿及其制備與應(yīng)用。改性后的聚氨酯海綿可同時(shí)達(dá)到高彈性和高抗壓強(qiáng)度，能實(shí)現(xiàn)擠壓-吸附循環(huán)，用于高粘度油的回收。同時(shí)獲得的改性聚氨酯海綿還具有阻燃、疏水、防火等多重特性，是一個(gè)適用面較廣的多功能材料。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種高效回收高粘度油的改性聚氨酯海綿的制備方法，包括：

4、s1、聚二甲基硅氧烷、三甲氧基(1h,1h,2h,2h-十七氟癸基)硅烷在正己烷中室溫?cái)嚢杌旌?，完成?duì)聚二甲基硅氧烷的氟化后再加入固化劑獲得混合物a；

5、s2、納米二氧化硅、羥基多壁碳納米管、聚磷酸銨在正己烷中室溫?cái)嚢杌旌?，獲得混合物b；

6、s3、在室溫?cái)嚢钘l件下，保持s2的混合物b為懸浮狀分散液至少30min后再浸入聚氨酯海綿，隨后加入s1的混合物a，攪拌后干燥得到交聯(lián)固化后的改性聚氨酯海綿。

7、本申請(qǐng)通過(guò)氟化反應(yīng)在聚二甲基硅氧烷表面引入低表面能的長(zhǎng)鏈和c-f，并利用納米二氧化硅與氟化聚二甲基硅氧烷之間的交聯(lián)反應(yīng)將羥基多壁碳納米管顆粒、聚磷酸銨顆粒鎖緊在聚氨酯海綿骨架上，共同構(gòu)筑得到了微納米粗糙層，提高了改性聚氨酯海綿的機(jī)械強(qiáng)度，使得其抗壓強(qiáng)度大幅上升。

8、此外，利用羥基多壁碳納米管帶有的羥基實(shí)現(xiàn)碳納米管在正己烷中的高分散性，令碳納米管均勻分散在聚氨酯骨架的各個(gè)表面，對(duì)骨架增強(qiáng)作用均勻。當(dāng)含有均勻分散的羥基多壁碳納米管的改性聚氨酯海綿受到外力(如擠壓)時(shí)，這些羥基多壁碳納米管可以在應(yīng)力傳遞過(guò)程中起到橋梁的作用，將應(yīng)力更均勻地分布在聚氨酯海綿內(nèi)部，從而減少應(yīng)力集中，提高聚氨酯海綿的抗壓能力。

9、同時(shí)，羥基多壁碳納米管可作為光熱材料，可在光照下幫助改性聚氨酯海綿迅速升溫來(lái)降低高粘度油的粘度，從而提高吸附能力。

10、因而，按照本申請(qǐng)的方法得到的改性聚氨酯海綿在保留了聚氨酯海綿高回彈特性的同時(shí)其抗壓強(qiáng)度達(dá)到有效提升。進(jìn)而，使得其在擠壓-吸附循環(huán)中表現(xiàn)優(yōu)異，能幫助高效回收高粘度油。

11、優(yōu)選地，所述s1中，聚二甲基硅氧烷和三甲氧基(1h,1h,2h,2h-十七氟癸基)硅烷的質(zhì)量比為(4～6):1。

12、優(yōu)選地，所述s1中，混合物a中三甲氧基(1h,1h,2h,2h-十七氟癸基)硅烷的濃度為7～8g/ml。

13、優(yōu)選地，所述s1中，固化劑為甲基三氯硅烷、過(guò)氧化二苯甲酰、過(guò)氧化二枯基、鈦酸酯中的任一。

14、優(yōu)選地，所述s2中，納米二氧化硅的粒徑為100～200nm。

15、優(yōu)選地，所述s2中，羥基多壁碳納米管的羥基含量在3wt％以上，羥基多壁碳納米管的平均直徑為8～15nm、長(zhǎng)度為0.5～2μm。

16、優(yōu)選地，所述s3中，聚二甲基硅氧烷、納米二氧化硅、羥基多壁碳納米管、聚磷酸銨之間的質(zhì)量比為1:(0.15～0.25):(0.15～0.25):(0.25～0.35)。

17、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述s3中，聚二甲基硅氧烷、納米二氧化硅、羥基多壁碳納米管、聚磷酸銨之間的質(zhì)量比為1:(0.17～0.22):(0.17～0.22):(0.28～0.33)。

18、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述s3中，聚二甲基硅氧烷、納米二氧化硅、羥基多壁碳納米管、聚磷酸銨之間的質(zhì)量比為1:0.2:0.2:0.3。

19、優(yōu)選地，所述s3中，干燥溫度為80～100℃，干燥時(shí)間為1～5h。

20、優(yōu)選地，所述s3中，加入s1的混合物a后，使用外力將聚氨酯海綿再次按壓浸入。

21、其他可避免在浸漬液體的過(guò)程中聚氨酯海綿漂浮在液體上而不吸收液體的操作均可。

22、本發(fā)明還提供了上述制備方法制得的高效回收高粘度油的改性聚氨酯海綿。

23、本發(fā)明還提供了改性聚氨酯海綿在高粘度石油中的循環(huán)吸收應(yīng)用。

24、因此，本發(fā)明具有以下有益效果：

25、(1)本申請(qǐng)?zhí)峁┑姆椒色@得一種具有高效回收高粘度油特性的多功能改性聚氨酯海綿，可用于處理海洋原油泄露。

26、(2)本申請(qǐng)利用特定羥基含量的羥基多壁碳納米管來(lái)幫助提升聚氨酯海綿骨架的強(qiáng)度，使得改性聚氨酯海綿整體的抗壓強(qiáng)度大幅上升。

27、(3)本申請(qǐng)利用特定粒徑的納米二氧化硅來(lái)和氟化聚二甲基硅氧烷交聯(lián)形成致密結(jié)構(gòu)，在增強(qiáng)聚氨酯骨架的同時(shí)，幫助鎖定羥基多壁碳納米管和聚磷酸銨，防止大量顆粒脫落。

28、(4)本申請(qǐng)?zhí)峁┑母咝Щ厥崭哒扯扔偷母男跃郯滨ズ＞d具有阻燃性、超疏水性、耐火性等多功能特性。

技術(shù)特征：

1.一種高效回收高粘度油的改性聚氨酯海綿的制備方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述s1中，聚二甲基硅氧烷和三甲氧基(1h,1h,2h,2h-十七氟癸基)硅烷的質(zhì)量比為(4～6):1。

3.如權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述s1中，混合物a中三甲氧基(1h,1h,2h,2h-十七氟癸基)硅烷的濃度為7～8g/ml。

4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述s2中，納米二氧化硅的粒徑為100～200nm。

5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述s2中，羥基多壁碳納米管的羥基含量在3wt％以上，羥基多壁碳納米管的平均直徑為8～15nm、長(zhǎng)度為0.5～2μm。

6.如權(quán)利要求1或4或5所述的制備方法，其特征在于，所述s3中，聚二甲基硅氧烷、納米二氧化硅、羥基多壁碳納米管、聚磷酸銨之間的質(zhì)量比為1:(0.15～0.25):(0.15～0.25):(0.25～0.35)。

7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述s3中，干燥溫度為80～100℃，干燥時(shí)間為1～5h。

8.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述s3中，加入s1的混合物a后，使用外力將聚氨酯海綿再次按壓浸入。

9.如權(quán)利要求1～8之一所述的制備方法制得的高效回收高粘度油的改性聚氨酯海綿。

10.如權(quán)利要求9所述的改性聚氨酯海綿在高粘度石油中的循環(huán)吸收應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及聚氨酯改性技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效回收高粘度油的改性聚氨酯海綿及其制備與應(yīng)用。本申請(qǐng)通過(guò)氟化反應(yīng)在聚二甲基硅氧烷表面引入低表面能的長(zhǎng)鏈和C?F，并利用納米二氧化硅與氟化聚二甲基硅氧烷之間的交聯(lián)反應(yīng)將羥基多壁碳納米管顆粒、聚磷酸銨顆粒鎖緊在聚氨酯海綿骨架上，共同構(gòu)筑得到了微納米粗糙層，提高了改性聚氨酯海綿的機(jī)械強(qiáng)度，使得其抗壓強(qiáng)度大幅上升。

技術(shù)研發(fā)人員：岳鶯鶯,萬(wàn)武波,李雨,白世偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：海南熱帶海洋學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2