一種新型碳納米管-聚丙烯酸酯復合樹脂吸收劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及材料領域，特別是一種新型碳納米管-聚丙烯酸酯復合樹脂吸收劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]伴隨社會的不斷進步和工業(yè)的快速發(fā)展，在工業(yè)生產、石油運輸、人類活動、自然災害等過程中經常會排放和產生廢棄污染物質，這些泄漏事故和排放過程往往造成能源的損失和環(huán)境的威脅，甚至影響人類的健康，因此，找出高效的去除油品及有機污染物質的方法是非常必要的。
[0003]傳統(tǒng)的吸油材料大多是無機材料和有機材料通過物理方法，經改性、混合、壓制而成，按照其吸油機理可以分為包藏型吸油材料、凝膠型吸油材料和包藏凝膠復合型吸油材料，這類吸油材料是利用其表面、間隙及空洞的毛細管力進行吸油和/或利用分子間或物質間的物理凝聚力，在網絡構造形成的過程中所產生的間隙空間而包裹吸油；以及現(xiàn)有存在的吸油樹脂，是由兩種及兩種以上丙烯酸酯系或烯烴類反應單體聚合而成，具有一定的吸油倍率，但是吸油倍率不是很高，這是因為樹脂是化學交聯(lián)，共價鍵具有較大的鍵能，對分子鏈具有較強的束縛性，交聯(lián)點間的鏈段較短且交聯(lián)密度大，吸油后樹脂網絡鏈段很快伸展到最大程度，所以高吸油樹脂具有較低的吸油倍率，而且吸油速度慢、吸油量少、保油性差，在實際操作中存在眾多的不便，如吸收油份過后的吸油材料在運輸和儲存過程中油份會被重新釋放到環(huán)境中，造成二次污染。因此，研制高效能的吸油產品具有重要實際意義。
[0004]碳納米管是由單層或多層石墨片卷曲而成的無縫納米管，因其優(yōu)異的力學性能和電性能，可用于增強高分子材料，并有較好的導電性能。然而碳納米管表面缺陷少，又有較大的比表面積和長徑比，極易發(fā)生團聚，致使碳納米管難以很好地分散，降低了其增強效果。由于碳納米管的表面惰性，與基體材料間的界面結合弱，人們致力于然納米管的分散以及表面改性。過氧化氫能有效地改變碳納米管表面的疏水性，使其作為復合材料使用時發(fā)揮更好的功能。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種新型碳納米管-聚丙烯酸酯復合樹脂吸收劑及其制備方法。本發(fā)明通過添加適量的改性后的碳納米管，有助于提高樹脂的吸油倍率，而且使得樹脂的三維網絡結構更牢固，不僅可以解決傳統(tǒng)吸油樹脂吸油倍率低的問題，而且可以提高復合樹脂的保油能力，同時樹脂可以多次重復使用。
[0006]為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實施:
一種新型碳納米管-聚丙烯酸酯復合樹脂吸收劑其特征在于，由下列重量份的原料制備制成:十八烷基丙烯酸酯25-28、辛基丙烯酸酯19-22、0.45mol/L的過氧化氫溶液6-7、十二烷基苯磺酸鈉1-1.5、OP-1O 0.8-1、碳納米管粉4_5、二異氰酸酯0.16-0.2、羧甲基纖維素4-5、乙酸乙酯22-24、過氧化苯甲酰1-1.2、對甲基苯乙烯0.9-1.2、二乙烯基苯1.8-2.5、納米氫氧化鋁1-2、硅烷偶聯(lián)劑kh450 0.05-0.07、磷酸二異辛酯1-1.2、硅油0.5-0.6、蒸館?水適量；
本發(fā)明所述一種新型碳納米管-聚丙烯酸酯復合樹脂吸收劑，由以下具體步驟制成:
(1)將碳納米管粉浸入0.45mol/L的過氧化氫溶液中，以300轉/分的速度攪拌反應2小時，過濾出粉體，用蒸餾水反復洗滌后烘干，將十二烷基苯磺酸鈉、0P-10混合加入10倍量的蒸餾水，然后與烘干后的碳納米管粉混合，攪拌分散均勻；
(2)將羧甲基纖維素加入30倍量的蒸餾水中，加熱至完全溶解，緩慢降溫至室溫，加入步驟(I)得到的產物，繼續(xù)攪拌至分散均勻，然后在氮氣保護下依次緩慢的加入乙酸乙酯、過氧化苯甲酰、二異氰酸酯、十八烷基丙烯酸酯、辛基丙烯酸酯，控制攪拌速度為1000轉/分，然后緩慢升溫至40°C，攪拌反應10分鐘后，繼續(xù)升溫至70°C，攪拌反應20分鐘后，繼續(xù)升溫至80°C，以400轉/分的速度攪拌反應I小時，得到高分子樹脂微球；
(3)將納米氫氧化鋁與硅烷偶聯(lián)劑kh450放入球磨機中球磨60分鐘后取出，加入磷酸二異辛酯繼續(xù)攪拌混合均勻，然后加入對甲基苯乙烯、二乙烯基苯以及其余剩余成分，攪拌均勻后加入到步驟(2)的反應體系中，控溫80°C，以1000轉/分的速度繼續(xù)反應1.5-2小時，即在在高分子樹脂微球表面制備一層高交聯(lián)度的表層結構；
(4)將反應體系降至室溫，將得到的固體聚合物微球過濾，用80°C蒸餾水洗滌3次，最后在50°C下干燥24小時即得最終廣品。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明添加適量的過氧化氫溶液改性的碳納米管粉體，改性后的粉體具有一定的疏水親油作用，內層樹脂的三維網狀結構和改性粉體的片層結構共同吸油，起到協(xié)同作用，進而增大了內層樹脂的吸油倍率，使得丙烯酸系樹脂的三維網絡結構更牢固，而且內層復合樹脂的熱穩(wěn)定性得到一定程度的提高。
[0008]本發(fā)明在內層復合樹脂聚合的同時，在外表面聚集一層薄薄的對甲基苯乙烯交聯(lián)聚合物，對內層復合樹脂的吸油倍率影響較小，同時內含疏水改性后的納米氫氧化鋁與磷酸二異辛酯，提高了阻燃性能，同時由于外層聚合物交聯(lián)密度高于內層聚合物，配合致孔劑硅油的作用，賦予了吸油樹脂微球更大的表面積，為吸附提供了更大的動力，提高了吸油速率，同時由于高交聯(lián)表面，可以提高樹脂極性、剛性，避免吸油樹脂顆粒之間的黏結。
[0009]本發(fā)明吸收材料能吸收幾乎所有的液體有機化學品，包含汽油、柴油、航空燃油、原油等燃料，苯、二甲苯等芳烴溶劑，以及全氯乙烯、甲基乙基酮等氯化溶劑和極性化合物。本發(fā)明可用于處理水面石油泄漏、危險有機液體泄漏、低輻射含油廢水的處理、風力發(fā)電機機油泄漏、實驗室及工廠藥品應急防護、交通運輸行業(yè)及高速公路污染控制、合成樹脂的添加劑等。
具體實施方案
[0010]下面通過具體實例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0011]一種新型碳納米管-聚丙烯酸酯復合樹脂吸收劑其特征在于，由下列重量份(公斤)的原料制備制成:十八烷基丙烯酸酯25、辛基丙烯酸酯19、0.45mol/L的過氧化氫溶液
6、十二烷基苯磺酸鈉1、0P-10 0.8、碳納米管粉4、二異氰酸酯0.16、羧甲基纖維素4、乙酸乙酯22、過氧化苯甲酰1、對甲基苯乙烯0.9、二乙烯基苯1.8、納米氫氧化鋁1、硅烷偶聯(lián)劑kh450 0.05、磷酸二異辛酯1、硅油0.5、蒸餾水適量；
本發(fā)明所述一種新型碳納米管-聚丙烯酸酯復合樹脂吸收劑，由以下具體步驟制成:
(1)將碳納米管粉浸入0.45mol/L的過氧化氫溶液中，以300轉/分的速度攪拌反應2小時，過濾出粉體，用蒸餾水反復洗滌后烘干，將十二烷基苯磺酸鈉、OP-1O混合加入10倍量的蒸餾水，然后與烘干后的碳納米管粉混合，攪拌分散均勻；
(2)將羧甲基纖維素加入30倍量的蒸餾水中，加熱至完全溶解，緩慢降溫至室溫，加入步驟(I)得到的產物，繼續(xù)攪拌至分散均勻，然后在氮氣保護下依次緩慢的加入乙酸乙酯、過氧化苯甲酰、二異氰酸酯、十八烷基丙烯酸酯、辛基丙烯酸酯，控制攪拌速度為1000轉/分，然后緩慢升溫至40°C，攪拌反應10分鐘后，繼續(xù)升溫至70°C，攪拌反應20分鐘后，繼續(xù)升溫至80°C，以400轉/分的速度攪拌反應I小時，得到高分子樹脂微球；
(3)將納米氫氧化鋁與硅烷偶聯(lián)劑kh450放入球磨機中球磨60分鐘后取出，加入磷酸二異辛酯繼續(xù)攪拌混合均勻，然后加入對甲基苯乙烯、二乙烯基苯以及其余剩余成分，攪拌均勻后加入到步驟(2)的反應體系中，控溫80°C，以1000轉/分的速度繼續(xù)反應1.5小時，即在在高分子樹脂微球表面制備一層高交聯(lián)度的表層結構；
(4)將反應體系降至室溫，將得到的固體聚合物微球過濾，用80°C蒸餾水洗滌3次，最后在50°C下干燥24小時即得最終廣品。
[0012] 本發(fā)明產品為乳白色不透明球狀顆粒，對其進行檢測，結果為吸收率(0#柴油)87.5%，吸收率(三氯乙烷)89.6% ;保油率(0#柴油)83.2%，保油率(三氯乙烷)82.1%，遠遠大于檢驗標準。
【主權項】
1.一種新型碳納米管-聚丙烯酸酯復合樹脂吸收劑，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成:十八烷基丙烯酸酯25-28、辛基丙烯酸酯19-22、0.45mol/L的過氧化氫溶液6-7、十二烷基苯磺酸鈉1-1.5、OP-1O 0.8-1、碳納米管粉4_5、二異氰酸酯0.16-0.2、羧甲基纖維素4-5、乙酸乙酯22-24、過氧化苯甲酰1-1.2、對甲基苯乙烯0.9-1.2、二乙烯基苯1.8-2.5、納米氫氧化鋁1-2、硅烷偶聯(lián)劑kh450 0.05-0.07、磷酸二異辛酯1-1.2、硅油0.5-0.6、蒸飽水適量。2.根據(jù)權利要求1所述一種新型碳納米管-聚丙烯酸酯復合樹脂吸收劑，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將碳納米管粉浸入0.45mol/L的過氧化氫溶液中，以300轉/分的速度攪拌反應2小時，過濾出粉體，用蒸餾水反復洗滌后烘干，將十二烷基苯磺酸鈉、0P-10混合加入10倍量的蒸餾水，然后與烘干后的碳納米管粉混合，攪拌分散均勻； (2)將羧甲基纖維素加入30倍量的蒸餾水中，加熱至完全溶解，緩慢降溫至室溫，加入步驟(I)得到的產物，繼續(xù)攪拌至分散均勻，然后在氮氣保護下依次緩慢的加入乙酸乙酯、過氧化苯甲酰、二異氰酸酯、十八烷基丙烯酸酯、辛基丙烯酸酯，控制攪拌速度為1000轉/分，然后緩慢升溫至40°C，攪拌反應10分鐘后，繼續(xù)升溫至70°C，攪拌反應20分鐘后，繼續(xù)升溫至80°C，以400轉/分的速度攪拌反應I小時，得到高分子樹脂微球； (3)將納米氫氧化鋁與硅烷偶聯(lián)劑kh450放入球磨機中球磨60分鐘后取出，加入磷酸二異辛酯繼續(xù)攪拌混合均勻，然后加入對甲基苯乙烯、二乙烯基苯以及其余剩余成分，攪拌均勻后加入到步驟(2)的反應體系中，控溫80°C，以1000轉/分的速度繼續(xù)反應1.5-2小時，即在在高分子樹脂微球表面制備一層高交聯(lián)度的表層結構； (4)將反應體系降至室溫，將得到的固體聚合物微球過濾，用80°C蒸餾水洗滌3次，最后在50°C下干燥24小時即得最終廣品。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型碳納米管-聚丙烯酸酯復合樹脂吸收劑，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成：十八烷基丙烯酸酯25-28、辛基丙烯酸酯19-22、0.45mol/L的過氧化氫溶液6-7、十二烷基苯磺酸鈉1-1.5、OP-10 0.8-1、碳納米管粉4-5、二異氰酸酯0.16-0.2、羧甲基纖維素4-5、乙酸乙酯22-24、過氧化苯甲酰1-1.2、對甲基苯乙烯0.9-1.2、二乙烯基苯1.8-2.5、納米氫氧化鋁1-2、硅烷偶聯(lián)劑kh450 0.05-0.07、磷酸二異辛酯1-1.2、硅油0.5-0.6、蒸餾水適量；本發(fā)明可用于處理水面石油泄漏、危險有機液體泄漏、低輻射含油廢水的處理等。
【IPC分類】C08F212/36, C08J3/24, C08L33/08, C08J3/12, C08F220/68, C08K9/02, C08L25/02, C08K7/24, C08F212/12
【公開號】CN104987640
【申請?zhí)枴緾N201510389476
【發(fā)明人】沈向洋, 吳克, 余志敏, 蔣涌, 吳杰, 吳育兵, 樊云
【申請人】安徽成方新材料科技有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年7月6日