一种以有机硅树脂为基体的超疏水吸油海绵及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及吸油海绵，尤其是设及一种W有机娃树脂为基体的超疏水吸油海绵及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着全球人口的快速增长，人类在交通、工业和日常生活等多领域均出现了包括 石油、有毒有机物在内的多种污染物，其对环境的污染也日益加剧。然而，随着污染物种类 的增加和量的增大，传统油污处理已经无法进行有效的针对性的处理。2010年美国墨西哥 湾发生了严重的漏油事件，然而从油井开始漏油到封闭漏油口运长达数月的时间里，人们 始终无法对泄漏的原油进行有效的处理。其"烧油"的举动更是加剧了溫室气体的排放，造 成了能源的浪费，并且泄漏的原油对环境造成了巨大的不可磨灭的伤害。另外工业生产中 所产生的含油废水，日常生活中所面对的油污问题等等均表明，一种便宜有效，且可重复利 用的油污处理方法有待开发。
[0003] 人们发现，某些具有特殊结构的材料如有机物凝胶等可W对油污表现出很高的选 择吸收性，因此，吸收材料开始快速发展。对于吸油材料的研究表明，理想的吸油材料应该 具有下列特征维且具有内部贯穿网络，疏水亲油。因为运种材料往往对油性物质有着好 的选择吸收性，高的吸收率，快的吸收速度，多的重复使用次数和油污可回收性。目前对于 吸油材料的研究主要有S种，分别是多孔材料、结构组装纤维和有机凝胶。Pan等(Pan et 曰！.Robust superhydrophobic polyurethane sponge as 曰 highly reusable oil-absorption material.Journal of Materials Chemistry A,2013,1 (17):5386-5393)提 出对聚氨醋海绵改性的方法一一在其表面水解甲基=氯硅烷。运样得到的改性聚氨醋海绵 表现出了超疏水吸油的性能，其对润滑油的吸收比达到了 25。Straub等（Strau et al.Polyelectrolyte Gels Comprising a Lipophilic,Cost-Effective Aluminate as Fluorine-Free Absorbents for Chlorinated Hydrocarbons and Diesel Fuel.ACS applied mate;rials&inte;rfaces,2012,4(7):3453-:3458)提出一种新的聚电解质凝胶，其 对二氯苯的吸收比达到了 171，而对二氯甲烧的吸收比更是达到了 208。
[0004] 电解质凝胶虽然吸收比较大，但是往往有着合成方法复杂，含有有毒有害成分等 缺点。结构组装纤维虽然简化了生产工艺，但是其不机械性能不稳定，不能满足实际生活中 多变的使用环境。而对于多孔材料来说，海绵运一常见而又便宜的材料自然受到了大家的 瞩目。但是对于普通海绵例如聚氨醋海绵等的吸油研究，大多在海绵改性运一领域。运中改 性海绵虽然工艺简单，成本低，却没有大幅度提高其吸油性能，无法满足特殊环境下的使 用。因此，使用其他材料制备出类似于海绵结构，并且成本低、重复性高、吸收比大且工艺简 单，是吸油材料的另一种制备思路。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种W有机娃树脂为基体的超疏水吸油海绵及其制备方 法。
[0006] 所述W有机娃树脂为基体的超疏水吸油海绵按质量比的组成如下：
[0007]
[0008] 所述渗杂剂1为易溶性小分子晶体颗粒，所述渗杂挤2为与对二甲苯相溶的不易挥 发性溶剂。
[0009] 所述基体可采用有机娃树脂，主要成分为聚硅氧烷。可根据不同需要选择带有不 同侧链的聚硅氧烷，例如采用信越公司的KR-240型号产品等。
[0010] 所述易溶性小分子晶体颗粒可选自氯化钢晶体、氯化钟晶体、薦糖晶体等中的一 种。
[0011] 所述与对二甲苯相溶的不易挥发性溶剂可采用液体石蜡等。
[0012] 所述W有机娃树脂为基体的超疏水吸油海绵的制备方法，具体步骤如下：
[0013] 将基体、与对二甲苯相溶的不易挥发性溶剂、对二甲苯混合，再加入易溶性小分子 晶体颗粒和二氧化铁，离屯、后去除表面清液，加热，然后将固化后的树脂去除，用水和丙酬 洗去易溶性小分子晶体颗粒、与对二甲苯相溶的不易挥发性溶剂和对二甲苯，即得W有机 娃树脂为基体的超疏水吸油海绵。
[0014] 所述加热的溫度可为70°C，加热的时间可为12h。
[0015] 将制得的W有机娃树脂为基体的超疏水吸油海绵进行实际测试，对汽油的吸收比 (吸收质量/海绵质量)达到25倍，对氯仿的吸收比达到40倍。将海绵经挤压烘干后再次测 量，其对石油和氯仿的吸收比没有变化。多次重复上述过程，吸收比几乎不变。
[0016] 所述W有机娃树脂为基体的超疏水吸油海绵可在日常生活、工业生产和环境保护 中油污处理的应用。
[0017] 本发明通过控制易溶性小分子晶体颗粒(例如化Cl颗粒等）的大小、渗杂挤添加比 和固化溫度及时间，可W控制海绵孔径大小和分部来对吸收比进行控制。
[0018] 本发明用扫描电子显微镜(SEM)对电极材料进行结构表征，通过计算其吸收比(有 机物吸收质量/海绵质量)来表征其吸油性能。
[0019] 所述W有机娃树脂为基体的超疏水吸油海绵，W有机娃树脂为基体，化Cl为模板， 二氧化铁、对二甲苯和液体石蜡为渗杂剂，混合离屯、固化后洗去模板得到的。通过本发明的 方法制备的W有机娃树脂为基体的超疏水吸油海绵具有较好的吸油性能。
[0020] 所述W有机娃树脂为基体的超疏水吸油海绵对汽油的吸收比（吸收质量/海绵质 量)达到25倍，对氯仿的吸收比达到35倍。在多种有机溶剂的测试中，海绵的最高吸收比为 35,最低为12,且对于常见的汽油、色拉油和硅油等具有很高的吸收比，适用于日常生活、工 业生产和环境保护领域中的油污或有毒有机物的处理。
【附图说明】
[0021] 图I为海绵断面的扫描电子显微镜(SEM)图像，其中图（a)、（b)、（C)分别为不同方 法下制备的海绵断面沈M图像。
[0022] 图2为超疏水吸油海绵对不同油性物质的吸收比。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
[0024] 实施例1
[0025] 3：
[0026]
[0027] !，加热至70°C并保溫12h。
[0028] 旣荒水吸油海绵，并进行测试。
[0029]
[0030] J；
[0031]
[0032] !，加热至7(TC并保溫12h。
[0033] 旣荒水吸油海绵，并进行测试。
[0034]
[0035] J；
[0036]
[0037] 2.去除上清液后，将混合物放入烘箱内，加热至70°C并保溫12h。
[0038] 3.用水和丙酬清洗样品并烘干，得到超疏水吸油海绵，并进行测试。
[0039] 实施例4
[0040] 1.将原料均匀混合并离屯、，具体配方为：
[0041]
[0042] 2.去除上清液后，将混合物放入烘箱内，加热至100°C并保溫化。
[0043] 3.用水和丙酬清洗样品并烘干，得到超疏水吸油海绵，并进行测试。
[0044] 实施例5
[0045] 与实施例1类似，其区别在于小颗粒NaCl改为小颗粒KC1。
[0046] 实施例6
[0047] 与实施例1类似，其区别在于小颗粒NaCl改为薦糖。
[0048] 海绵断面的扫描电子显微镜（SEM)图像参见图1，其中图（a)、（b)、（C)分别为不同 方法下制备的海绵断面SEM图像。超疏水吸油海绵对不同油性物质的吸收比参见图2。
[0049 ]本发明采用简单方法制备疏水吸油海绵。配方原料由有机娃树脂、化Cl晶体、二氧 化铁、对二甲苯和液体石蜡组成。该方法的主要特点是原料来源丰富，制备方法简单，反应 条件溫和，生产效率高，有利于规模化生产和推广。制备的海绵具有良好的疏水性能，对日 常使用的油类W及其他有机溶剂有着极高的吸收倍率，在日常生活和环保领域具有广泛的 应用前景。
【主权项】
1. 一种以有机硅树脂为基体的超疏水吸油海绵，其特征在于其按质量比的组成如下： 基体 3~10: 二氧化钛 5~20; 对二甲苯 6~20; 掺杂剂1 50~100; 掺杂剂2: 6~20; 所述掺杂剂1为易溶性小分子晶体颗粒，所述掺杂挤2为与对二甲苯相溶的不易挥发性 溶剂。2. 如权利要求1所述一种以有机硅树脂为基体的超疏水吸油海绵，其特征在于所述基 体为有机娃树脂。3. 如权利要求2所述一种以有机硅树脂为基体的超疏水吸油海绵，其特征在于所述有 机硅树脂采用带有不同侧链的聚硅氧烷。4. 如权利要求2所述一种以有机硅树脂为基体的超疏水吸油海绵，其特征在于所述有 机硅树脂采用信越公司的KR-240型号产品。5. 如权利要求1所述一种以有机硅树脂为基体的超疏水吸油海绵，其特征在于所述易 溶性小分子晶体颗粒选自氯化钠晶体、氯化钾晶体、蔗糖晶体中的一种。6. 如权利要求1所述一种以有机硅树脂为基体的超疏水吸油海绵，其特征在于所述与 对二甲苯相溶的不易挥发性溶剂采用液体石蜡。7. 如权利要求1所述一种以有机娃树脂为基体的超疏水吸油海绵的制备方法，其特征 在于具体步骤如下： 将基体、与对二甲苯相溶的不易挥发性溶剂、对二甲苯混合，再加入易溶性小分子晶体 颗粒和二氧化钛，离心后去除表面清液，加热，然后将固化后的树脂去除，用水和丙酮洗去 易溶性小分子晶体颗粒、与对二甲苯相溶的不易挥发性溶剂和对二甲苯，即得以有机硅树 脂为基体的超疏水吸油海绵。8. 如权利要求7所述一种以有机娃树脂为基体的超疏水吸油海绵的制备方法，其特征 在于所述加热的温度为70 °C，加热的时间为12h。
【专利摘要】一种以有机硅树脂为基体的超疏水吸油海绵及其制备方法，涉及吸油海绵。所述以有机硅树脂为基体的超疏水吸油海绵按质量比的组成：基体3～10；二氧化钛5～20；对二甲苯6～20；掺杂剂1 50～100；掺杂剂2 6～20；所述掺杂剂1为易溶性小分子晶体颗粒，所述掺杂挤2为与对二甲苯相溶的不易挥发性溶剂。将基体、与对二甲苯相溶的不易挥发性溶剂、对二甲苯混合，再加入易溶性小分子晶体颗粒和二氧化钛，离心后去除表面清液，加热，然后将固化后的树脂去除，用水和丙酮洗去易溶性小分子晶体颗粒、与对二甲苯相溶的不易挥发性溶剂和对二甲苯，即得以有机硅树脂为基体的超疏水吸油海绵。具有较好的吸油性能。
【IPC分类】C08L83/04, C09K3/32, C08K3/22, C08J9/26
【公开号】CN105713393
【申请号】CN201610250813
【发明人】李磊, 吴正晨, 张爱娟
【申请人】厦门大学