一種voc吸收劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于功能高分子材料領域，涉及環(huán)境污染治理技術，更具體涉及一種V0C 吸收劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 揮發(fā)性有機化合物（volatileorganiccompounds，V0C)對人體健康有巨大影響， 工業(yè)中常見的V0C有苯、甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、三氯乙烯、氯仿、四氯化碳等。 在目前已確認的900多種室內(nèi)化學物質和生物性物質中，揮發(fā)性有機化合物至少在350種 以上，其中20多種為致癌物或致突變物，長期接觸能導致肺癌、白血病或導致流產(chǎn)、胎兒畸 形和生長發(fā)育遲緩等。
[0003] 利用吸收材料吸收處理V0C是防治V0C溶劑污染的一個重要而有效的途徑。國 內(nèi)外對吸收材料的的制備已進行了比較廣泛的研究，如采用懸浮聚合法合成的物理-化 學復合交聯(lián)高吸油樹脂對苯的吸收倍率達到10-15g/g(高分子學報，2003,（1):52-55)， 采用懸浮乳液聚合法合成的聚甲基丙烯酸酯高吸油樹脂對甲苯的吸收倍率達到17. 6g/g (PolymersforAdvancedTechnologies,2011，22(12): 1898-1904)。除了吸收能力，吸 收劑使用后的脫吸再生至關重要，吸油樹脂比較常用的再生方法有萃取法、表面活性劑法 和蒸餾法，如采用乙醇萃取法可以萃取出90%以上吸收的對二甲苯，表面活性劑乳化再生 法也可回收10-20% (化學推進劑與高分子材料，2008, 6(1) :56-58)，乙醇蒸餾法則可以脫 吸99%以上的甲苯(西北農(nóng)業(yè)大學學報，1999, 27(3) :44-49)。本發(fā)明人所在課題組提出了 加水蒸餾法，該法相比于乙醇蒸餾法更為經(jīng)濟、環(huán)保，對樹脂吸收甲苯的回收率可達90%以 上(丙烯酸短鏈酯高吸油樹脂的合成研究，福州大學碩士學位論文，2004)。但是，樹脂在 再生的過程中往往存在樹脂顆粒聚集粘結的現(xiàn)象，必須對再生樹脂進行破碎后才能重新使 用，否則容易造成堵塞或后續(xù)使用困難，也無法實現(xiàn)樹脂在吸收裝置中的原位再生利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對吸收劑在再生過程中的聚集粘結等問題，在保證產(chǎn)品穩(wěn)定 性的基礎上，提供了一種V0C吸收劑及其制備方法。本發(fā)明通過引入親水性單體，破除吸油 樹脂一味采用親油單體的定向思維，通過賦予吸收劑一定的親水性，使吸收劑顆粒在再生 回收過程中不容易聚集粘結；所制得的吸收劑為球形顆粒，具有較高的吸收倍率，吸收后表 面不粘結，再生回收后仍保持良好的顆粒形態(tài)。
[0005] 為實現(xiàn)本發(fā)明目的，采用如下技術方案： 一種V0C吸收劑，包括以下重量份數(shù)的原料：苯乙烯100-200份，丙烯酸丁酯30-100 份，親水性第三單體0-1. 5份，交聯(lián)劑0. 1-2. 0份，引發(fā)劑0. 3-1. 5份，聚乙烯醇0. 2-1. 0份， 蒸餾水300-400份。
[0006] 所述親水性第三單體為分子結構上帶羧基或酸酐的乙烯基單體； 具體的，親水性第三單體可為丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸酐、反丁烯二酸中的一 種或幾種的組合物。
[0007] 所述交聯(lián)劑為乙二醇二甲基丙烯酸酯、N，N'_亞甲基雙丙烯酰胺、二乙烯基苯中的 一種或幾種的組合物； 所述引發(fā)劑為過氧化二苯甲酰、過氧化二月桂酰、偶氮二異丁腈中的一種或幾種的組 合物。
[0008] -種制備如上所述的V0C吸收劑的方法，包括以下步驟： 1) 將聚乙烯醇和蒸餾水加入三口燒瓶中，在60_80°C下攪拌溶解，冷卻至室溫，再通N2 排氧； 2) 將苯乙烯與丙烯酸丁酯混合，然后將親水性第三單體加入，攪拌均勻，形成單體混合 液； 3) 在單體混合液中加入引發(fā)劑和0. 1-1. 0份的交聯(lián)劑，攪拌溶解后加入三口燒瓶中， 攪拌分散； 4) 控制攪拌速度250-350rpm，在70-90°C的水浴中反應4-8小時，在反應過程中加入剩 余重量份的交聯(lián)劑； 5) 將產(chǎn)物真空抽濾，再用50°C-60°C的水洗滌，最后放在50°C的真空干燥箱中進行干 燥。
[0009] 步驟4)中剩余重量份的交聯(lián)劑先用丙酮溶解，在反應進行1-3小時后，緩慢滴加 入反應體系中。
[0010] 步驟3)中所用交聯(lián)劑與步驟4)中所采用的交聯(lián)劑能為不同種類。
[0011] 所制得的V0C吸收劑為球形顆粒，再生回收后仍為分散的球形顆粒。
[0012] 所述V0C吸收劑對V0C溶劑吸收倍率的計算方法為：準確稱取一定質量的干燥吸 收劑，浸入足量的待測V0C溶劑中，待吸收飽和后稱取吸收劑吸收后質量，按下式計算吸收 倍率： ^ 吸效mi戌voe^m輯緣~ 'f織現(xiàn)砍mm綴緣 、~'、、'........... °
[0013] 本發(fā)明的顯著優(yōu)點在于： (1) 吸油樹脂通常采用親油疏水單體經(jīng)過交聯(lián)共聚來制備，本發(fā)明的創(chuàng)新性在于引入 親水性單體，克服了吸油樹脂一貫采用親油單體的技術偏見，通過賦予吸收劑一定的親水 性，使吸收劑顆粒在再生回收過程中不容易聚集粘結；同時，對吸收劑顆粒的交聯(lián)結構進行 優(yōu)化設計，通過分階段添加交聯(lián)劑，使顆粒表面再次交聯(lián)，提高表面交聯(lián)密度，增強顆粒的 剛性； (2) 本發(fā)明所制得的吸收劑為球形顆粒，具有較高的吸收倍率，吸收后表面不粘結，再 生回收后仍保持良好的顆粒形態(tài)，解決了現(xiàn)有吸收劑吸收后相互粘結不易處理、吸收過程 容易堵塞管道以及回收后需要再次破碎等問題； (3) 本發(fā)明制得的V0C吸收劑，再生回收過程中不發(fā)生顆粒粘結現(xiàn)象，樹脂再生回收后 仍然保持良好的顆粒形態(tài)，可以反復再生使用，且吸收倍率保持穩(wěn)定，可解決傳統(tǒng)吸收劑回 收粘結的問題，提高回收利用率，有效降低使用成本，工業(yè)適用性好。
【附圖說明】
[0014] 1)圖1為實施例1所制V0C吸收劑吸收前的產(chǎn)物形態(tài)； 2) 圖2為實施例1所制V0C吸收劑再生回收后的產(chǎn)物形態(tài)； 3) 圖3為對比例1所制V0C吸收劑吸收前的產(chǎn)物形態(tài)； 4) 圖4為對比例1所制V0C吸收劑再生回收后的產(chǎn)物形態(tài)。
【具體實施方式】
[0015] 本發(fā)明用下列實施例來進一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于下列實 施例。
[0016] 實施例1 1) 將聚乙烯醇0. 05g加入三口燒瓶中，在75°C的60g蒸餾水中攪拌溶解，冷卻至室溫， 再通N2排氧； 2) 準確稱取苯乙烯21g、丙烯酸丁酯7g，組成混合溶液，再加入順丁烯二酸酐0. 09g，攪 拌溶解； 3) 在單體混合液中加入過氧化二苯甲酰0. 12g和二乙烯基苯0. 04g(第一次加交聯(lián) 劑)，攪拌溶解，加入三口燒瓶中，攪拌分散； 4) 控制攪拌速度300rpm，在80°C的水浴中反應2小時后，緩慢加入用丙酮溶解后的二 乙烯基苯0. 02g(第二次加交聯(lián)劑)，繼續(xù)反應2小時，在85°C反應2小時，再在87°C下熟化 半小時； 5) 產(chǎn)物真空抽濾，再用50°C-60°C的水洗滌，最后放在50°C的真空干燥箱中進行干燥， 得到V0C吸收劑； 該吸收劑對醋酸丁酯的吸收倍率為13g/g，對甲苯的吸收倍率為15g/g;通過加水蒸餾 法對吸收劑進行回收，再生后吸收劑對醋酸丁酯的吸收倍率為12. 7g/g，對甲苯的吸收倍率 為 14. 9g/g。
[0017] 對比例1 1) 將聚乙烯醇0. 05g加入三口燒瓶中，在75°C的60g蒸餾水中攪拌溶解，冷卻至室溫， 再通N2排氧； 2) 準確稱取苯乙烯21g、丙烯酸丁酯7g，組成混合溶液； 3)