一種無機填料改性的高分子吸收劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]
本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，特別是一種無機填料改性的高分子吸收劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨社會的不斷進(jìn)步和工業(yè)的快速發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)、石油運輸、人類活動、自然災(zāi)害等過程中經(jīng)常會排放和產(chǎn)生廢棄污染物質(zhì)，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(zhì)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(jīng)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(fù)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(xì)管力進(jìn)行吸油和/或利用分子間或物質(zhì)間的物理凝聚力，在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造形成的過程中所產(chǎn)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(yīng)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(xué)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(wǎng)絡(luò)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(chǎn)品具有重要實際意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種無機填料改性的高分子吸收劑及其制備方法。膨潤土、碳酸鈣具有來源廣泛、價格低廉等優(yōu)點，在樹脂的合成中加入改性的天然材料，可以改善樹脂的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高復(fù)合樹脂的自身強度，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(fù)合樹脂的保油能力，同時樹脂可以多次重復(fù)使用。
[0005]為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實施:
一種無機填料改性的高分子吸收劑，由下列重量份的原料制備制成:膨潤土 3-4、碳酸鈣2-3、十六烷基三甲基溴化銨1-2、液體石蠟0.3-0.5、鈦酸酯偶聯(lián)劑TC-F 0.2-0.3、甲基丙烯酸丁酯23-25、丙烯酸十四酯22-24、聚乙烯吡咯烷酮4_5、乙酸乙酯21-23、偶氮二異丁腈1-1.2、二甲基丙烯酸乙二醇酯0.15-0.2、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)明所述一種無機填料改性的高分子吸收劑，由以下具體步驟制成:
(I)將膨潤土與碳酸鈣混合均勻后以700W的功率微波加熱10分鐘，取出后像混合粉末中加入總量3倍量的蒸餾水，攪拌成懸浮液，然后加入十六烷基三甲基溴化銨，在70-80°C下攪拌數(shù)小時后停止加熱，待溶液靜置分層，取沉淀物，用蒸餾水抽濾數(shù)次，將液體石蠟與鈦酸酯偶聯(lián)劑TC-F混合均勻，均勻地噴灑在抽濾后的沉淀物種，攪拌均勻后放于烘箱中80°C烘干，研磨成200目粉末；
(2)將聚乙烯吡咯烷酮加入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)得到的粉末，繼續(xù)攪拌至分散均勻，然后在氮氣保護(hù)下依次緩慢的加入乙酸乙酯、偶氮二異丁腈、二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸十四酯，控制攪拌速度為1000轉(zhuǎn)/分，然后緩慢升溫至40°C，攪拌反應(yīng)10分鐘后，繼續(xù)升溫至70°C，攪拌反應(yīng)20分鐘后，繼續(xù)升溫至80°C，以400轉(zhuǎn)/分的速度攪拌反應(yīng)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(yīng)體系中，控溫80°C，以1000轉(zhuǎn)/分的速度繼續(xù)反應(yīng)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(jié)構(gòu)；
(4)將反應(yīng)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。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明添加適量的改性的膨潤土以及碳酸鈣，通過聚合反應(yīng)能夠均勻地分散在內(nèi)層丙烯酸系樹脂中，由于改性后的混合粉體具有一定的疏水親油作用，內(nèi)層樹脂的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和混合粉體的片層結(jié)構(gòu)共同吸油，起到協(xié)同作用，進(jìn)而增大了內(nèi)層樹脂的吸油倍率，而且內(nèi)層復(fù)合樹脂的熱穩(wěn)定性得到一定程度的提高。
[0007]本發(fā)明在內(nèi)層復(fù)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(nèi)層復(fù)合樹脂的吸油倍率影響較小，同時內(nèi)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(nèi)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(jié)。
[0008]本發(fā)明具有應(yīng)用范圍廣，吸收速度快，使用方便快捷等特點。特別對于有毒有害物質(zhì)，能夠安全處理，有效防止污染液的二次污染。具有較大的體積膨脹率，體積膨脹率能達(dá)到30倍左右，該結(jié)構(gòu)增大了樹脂的吸油表面積，吸油速度快，而且樹脂的再生性能比較好，可以多次重復(fù)利用。
[0009]本發(fā)明吸收材料能吸收幾乎所有的液體有機化學(xué)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。廣泛用于石油泄露、水污染控制、油水分離以及危險化學(xué)品防護(hù)及應(yīng)急處理等領(lǐng)域。
具體實施方案
[0010]下面通過具體實例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0011]—種無機填料改性的高分子吸收劑，由下列重量份(公斤)的原料制備制成:膨潤土 3、碳酸鈣2、十六烷基三甲基溴化銨1、液體石蠟0.3、鈦酸酯偶聯(lián)劑TC-F 0.2、甲基丙烯酸丁酯23、丙烯酸十四酯22、聚乙烯吡咯烷酮4、乙酸乙酯21、偶氮二異丁腈1、二甲基丙烯酸乙二醇酯0.15、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)明所述一種無機填料改性的高分子吸收劑，由以下具體步驟制成: (1)將膨潤土與碳酸鈣混合均勻后以700W的功率微波加熱10分鐘，取出后像混合粉末中加入總量3倍量的蒸餾水，攪拌成懸浮液，然后加入十六烷基三甲基溴化銨，在70-80°C下攪拌數(shù)小時后停止加熱，待溶液靜置分層，取沉淀物，用蒸餾水抽濾數(shù)次，將液體石蠟與鈦酸酯偶聯(lián)劑TC-F混合均勻，均勻地噴灑在抽濾后的沉淀物種，攪拌均勻后放于烘箱中80°C烘干，研磨成200目粉末；
(2)將聚乙烯吡咯烷酮加入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)得到的粉末，繼續(xù)攪拌至分散均勻，然后在氮氣保護(hù)下依次緩慢的加入乙酸乙酯、偶氮二異丁腈、二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸十四酯，控制攪拌速度為1000轉(zhuǎn)/分，然后緩慢升溫至40°C，攪拌反應(yīng)10分鐘后，繼續(xù)升溫至70°C，攪拌反應(yīng)20分鐘后，繼續(xù)升溫至80°C，以400轉(zhuǎn)/分的速度攪拌反應(yīng)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(yīng)體系中，控溫80°C，以1000轉(zhuǎn)/分的速度繼續(xù)反應(yīng)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(jié)構(gòu)；
(4)將反應(yīng)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(chǎn)品為乳白色不透明球狀顆粒，對其進(jìn)行檢測，結(jié)果為吸收率(0#柴油)89.5%，吸收率(三氯乙烷)92.0% ;保油率(0#柴油)82.9%，保油率(三氯乙烷)80.7%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于檢驗標(biāo)準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種無機填料改性的高分子吸收劑，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成:膨潤土3-4、碳酸鈣2-3、十六烷基三甲基溴化銨1-2、液體石蠟0.3-0.5、鈦酸酯偶聯(lián)劑TC-F0.2-0.3、甲基丙烯酸丁酯23-25、丙烯酸十四酯22-24、聚乙烯吡咯烷酮4_5、乙酸乙酯21-23、偶氮二異丁腈1-1.2、二甲基丙烯酸乙二醇酯0.15-0.2、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。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種無機填料改性的高分子吸收劑，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將膨潤土與碳酸鈣混合均勻后以700W的功率微波加熱10分鐘，取出后像混合粉末中加入總量3倍量的蒸餾水，攪拌成懸浮液，然后加入十六烷基三甲基溴化銨，在70-80°C下攪拌數(shù)小時后停止加熱，待溶液靜置分層，取沉淀物，用蒸餾水抽濾數(shù)次，將液體石蠟與鈦酸酯偶聯(lián)劑TC-F混合均勻，均勻地噴灑在抽濾后的沉淀物種，攪拌均勻后放于烘箱中80°C烘干，研磨成200目粉末； (2)將聚乙烯吡咯烷酮加入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)得到的粉末，繼續(xù)攪拌至分散均勻，然后在氮氣保護(hù)下依次緩慢的加入乙酸乙酯、偶氮二異丁腈、二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸十四酯，控制攪拌速度為1000轉(zhuǎn)/分，然后緩慢升溫至40°C，攪拌反應(yīng)10分鐘后，繼續(xù)升溫至70°C，攪拌反應(yīng)20分鐘后，繼續(xù)升溫至80°C，以400轉(zhuǎn)/分的速度攪拌反應(yīng)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(yīng)體系中，控溫80°C，以1000轉(zhuǎn)/分的速度繼續(xù)反應(yīng)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(jié)構(gòu)； (4)將反應(yīng)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)明公開了一種無機填料改性的高分子吸收劑，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成：膨潤土3-4、碳酸鈣2-3、十六烷基三甲基溴化銨1-2、液體石蠟0.3-0.5、鈦酸酯偶聯(lián)劑TC-F？0.2-0.3、甲基丙烯酸丁酯23-25、丙烯酸十四酯22-24、聚乙烯吡咯烷酮4-5、乙酸乙酯21-23、偶氮二異丁腈1-1.2、二甲基丙烯酸乙二醇酯0.15-0.2、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)明具有應(yīng)用范圍廣，吸收速度快，使用方便快捷等特點。
【IPC分類】C08F265/04, C08K3/22, C08K5/521, C08K3/34, C08F212/12, C08K9/06, C08F212/36, C09K3/32, C08K9/04, C08K3/26
【公開號】CN105037638
【申請?zhí)枴緾N201510389485
【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11月11日
【申請日】2015年7月6日