泡沫材料及其制备方法和用途
【专利摘要】本发明涉及泡沫材料，属于有机材料制备领域。本发明还涉及泡沫材料的制备方法以及用途。泡沫材料，所述泡沫材料包括惰性无机填料。该泡沫材料通过加入惰性无机材料，使得泡孔不易被破坏和堵塞，提高泡沫材料的使用次数。
【专利说明】泡沬材料及其制备方法和用途
【技术领域】
[0001]本发明涉及泡沫材料，属于有机材料制备领域。本发明还涉及泡沫材料的制备方法以及用途。
[0002]
【背景技术】
[0003]泡沫材料内部为网格状或薄膜状的多孔结构，因而其不仅具有极大的比表面积，内部还含有丰富的毛细孔道。因此当它与油水混合物接触时不仅会在材科表面产生吸附作用而且伴随着填充空间吸收油和水，主要是由中孔毛细凝聚和大孔多分子层吸附和填充。因此水和油都较容易在此类泡沫微孔道中聚集、形成一定的厚度，在油水混合物中吸油的同时也吸水，吸水率一般为自身重量的2-4倍。
[0004]现有应用中，泡沫材料的具有较高的吸水吸油能力，通过挤压排除油后再次使用、使用多次后，泡孔被破坏或被堵塞。现有技术中的泡沫材料的使用次数较低。
【发明内容】
[0005]为了获得使用次数更高的泡沫材料，具体地，本申请提供一种泡沫材料，所述泡沫材料包括惰性无机填料。
[0006]本申请还提供了泡沫材料在吸附含有固体杂质的油的用途。
[0007]该泡沫材料通过加入惰性无机材料，使得泡孔不易被破坏和堵塞，提高泡沫材料的使用次数。
[0008]
【具体实施方式】
[0009]泡沫材料，所述泡沫材料由可发泡混合物发泡而成，泡沫材料形成泡孔结构，所述泡沫材料还包括惰性无机粉末。
[0010]本申请的惰性无机粉末中的“惰性”是指既不亲油、又不亲水，并且在具有高度的化学稳定性的无机材料。这区别于泡沫塑料中的无机阻燃剂。
[0011]泡沫材料由于吸油后，需要挤出并再次使用，每次使用完后，泡沫材料的吸油量会下降。加入惰性无机材料后提高了泡沫材料的使用次数和降低吸油衰减。
[0012]可选择的惰性无机粉末包括金属粉末，非水溶性硅酸盐粉末。可选择的惰性无机粉末还包括其他材料。为了减少亲水亲油，优选表面光滑无孔的惰性无机粉末。惰性无机粉末优选近圆形形状。近圆形形状有利于泡沫材料获得更高的使用次数。需要说明的是，本申请所述的油，不仅仅指脂肪酸，是指一切可以吸附的有机液体。
[0013]为了提高了泡沫材料的使用次数，所述的惰性无机粉末粒径与泡沫材料孔径之比为 0.2-10，更有选 0.5-2。
[0014]为了获得更好的泡沫材料，所述泡沫材料为发泡塑料制成的粉末。
[0015]通过制备成粉末，破坏了原有的毛细吸附结构，使得泡沫材料的吸水性大大降低。同时，吸油能力不会降低太多，其中可能的机理为:粉末颗粒表面存在表面吸附，相邻的粉末颗粒结合重新形成毛细吸附结构。
[0016]所述发泡塑料选自聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、脲甲醛、酚醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜中的一种或数种。
[0017]发泡塑料优选半硬质发泡塑料。
[0018]对于聚氨酯来说，发泡塑料是可调的。
[0019]泡沫塑料如下定义:组成泡沫塑料的基体聚合物处于晶体熔点以上，如果是无定形聚合物，则处于玻璃化温度以上。同理，可对硬质泡沫下如下定义:组成泡沫塑料的基体聚合物，以结晶状态存在，或以无定形状态存在，但处于玻璃化温度以下。按照这种区分，大部分聚烯烃泡沫，未增塑的聚氯乙烯泡沫，酚醛泡沫，聚碳酸酯泡沫，聚苯醚泡沫，聚砜泡沫，某些聚氨酯泡沫都属于硬泡沫，而弹性聚氨酯泡沫，某些聚烯烃泡沫，增塑的聚氯乙烯泡沫都是软泡沫。
[0020]按照美国材料试验协会标准的规定，对软质和硬质泡沫塑料的区分是在18—29°C温度下，在时间5 s内，绕直径2.5cm的圆棒一周，如不断裂，则属于软质泡沫塑料，
反之，则属于硬质泡沫塑料。
[0021]按ISO标准的规定。压缩变形达50%后释压。其厚度与原厚度相比减少不超过2%者为软质泡沫塑料，大于10%者为硬质泡沫塑料，介子2 —10%者为半硬质泡沫塑料。
[0022]也有以弹性模量作为区分标准的。凡在23°C和50%的相对湿度这一标准环境下，弹性模量大于686MPa者为硬质泡沫塑料。小于68.6Mpa者为软质泡沫塑料，介于68.6—686MPa者为半硬质泡沫塑料。
[0023]本发明所述的发泡塑料以上述任意一个标准来判断是否属于硬质或半硬质发泡塑料。
[0024]软质泡沫塑料多半具有开孔结构，硬质泡沫塑料多半具有闭孔结构。现有技术中用于吸油的泡沫塑料均是软质塑料，本发明采用硬质或半硬质发泡塑料，经过粉碎成粉末后也具有较好的吸油效果。
[0025]为了获得更好的吸油效果，粉末的平均粒径为1-1000微米，优选100-500微米。
[0026]发泡塑料聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、脲甲醛、酚醛的制备方法均是本领域的公知常识，一般包括聚合单体。通过化学或者物理的方法进行发泡并维持泡沫的稳定以获得良好的发泡效果，可以通过一系列的助剂来控制泡沫的泡径的大小。本申请所述的发泡塑料的泡径优选1-1000微米，更优选50-500微米。
[0027]对于不同的泡径，可以通过控制粉末的粒径来获得更好的吸油、不吸水效果。优选粉末粒径与发泡塑料泡径之比为0.2-10。更优选0.5-2。
[0028]实施例1
以中国专利CN200910060231.0为例，该专利涉及高吸油聚氨酯泡沫材料，其配方组分如下(均为重量份，下同):
MDI30 份
多元醇50份
催化剂1.5份泡沫稳定剂(L600)1.8份
发泡剂(去离子水)5份
开孔剂(C-18)3份
阻燃剂(膨胀石墨)15份
娃橡胶球形微粉5份
偶联剂1份
获得的聚氨酯泡沫块的对汽油的吸油率为25g/g，吸水率为1.2g/g。
[0029]本申请的发明人采用上述组分制备而成的聚氨酯泡沫，将其切割粉碎后得到粒径大约在2-500微米的粉末，获得的聚氨酯泡沫块的对汽油的吸油率为23g/g，吸水率为
0.28g/g0
[0030]实施例2
丙二醇为起始剂的聚氧化乙烯氧化丙烯醚多元醇70份甘油为起始剂的聚氧化乙烯氧化丙烯醚多元醇30份二乙醇胺1份水2.4份
四甲基己二胺0.3份三乙烯二胺0.1份聚 MDI 49.6 份
模具温度40摄氏度。硫化时间4分钟，凝胶时间96秒，升起时间163秒。
[0031]得到半硬质发泡塑料的发泡密度为159kg/m3，最终肖氏C硬度37，泡径平均400微米。
[0032]其中，聚MDI为日本NPU公司的MR-200，丙二醇为起始剂的聚氧化乙烯氧化丙烯醚多元醇羟值28，分子量4000，环氧乙烷含量20%。甘油为起始剂的聚氧化乙烯氧化丙烯醚多元醇羟值34，分子量5000，环氧乙烷含量18%。其余均为市售产品。
[0033]经切割粉碎(粉末粒径约30微米)后，对汽油的吸油率7g/g，吸水率0.2g/g。
[0034]粉碎至平均100微米后，对汽油的吸油率16g/g，吸水率0.2g/g。
[0035]粉碎至平均400微米后，对汽油的吸油率18g/g，吸水率0.2g/g。
[0036]粉碎至平均1000微米后，对汽油的吸油率15g/g，吸水率0.4g/g。
[0037]粉碎至平均2毫米后，对汽油的吸油率12g/g，吸水率0.7g/g。
[0038]粉碎至平均4毫米后，对汽油的吸油率10g/g，吸水率1.3g/g。
[0039]粉碎至平均10毫米后，对汽油的吸油率13g/g，吸水率2.5g/g。
[0040]切割为边长为4厘米的立方体块状，对汽油的吸油率为15g/g，吸水率4g/g。
[0041]实施例3
采用实施例2的方案，加入硅酸铝近圆形粉末3份，粉末粒径平均为100、400、1000微米，同时与实施例2中不加硅酸铝粉末作对比。得到的泡沫粉末粉碎至平均400微米后。对废齿轮油(含有抗磨剂的润滑油，同时还有金属碎絮、碳粒子等)的吸油量大致相同，均为16_18g/g之间。吸油量衰减至50%吸油量的次数分别为10次、20次、7次。不加硅酸铝粉末的次数则为5次。
[0042]实施例4采用实施例2的方案，加入片状蒙脱土粉末3份，粉末粒径平均为100、400、1000微米，同时与实施例2中不加硅酸铝粉末作对比。得到的泡沫粉末粉碎至平均400微米后。对废齿轮油(含有抗磨剂的润滑油，同时还有金属碎絮、碳粒子等)的吸油量大致相同，均为16_18g/g之间。吸油量衰减至50%吸油量的次数分别为7次、11次、7次。不加硅酸铝粉末的次数则为5次。
【权利要求】
1.泡沫材料，所述泡沫材料由可发泡混合物发泡而成，泡沫材料形成泡孔结构，其特征在于，所述泡沫材料还包括惰性无机粉末。
2.根据权利要求1所述的泡沫材料，其特征在于，所述惰性无机粉末粒径与泡沫材料孔径之比为0.2-10。
3.根据权利要求1所述的泡沫材料，其特征在于，所述的泡沫材料为粉末状。
4.根据权利要求1所述的泡沫材料，其特征在于，所述的泡沫材料的弹性模量68.6-686MPa。
5.根据权利要求1所述的泡沫材料，其特征在于，所述的泡沫材料粉末的平均粒径为1-1000 微米。
6.根据权利要求1所述的泡沫材料，其特征在于，所述的发泡塑料的泡径为1-1000微米。
7.根据权利要求1所述的泡沫材料，其特征在于，所述的泡沫材料粉末粒径为泡沫材料的泡径的0.2-10倍。
8.根据权利要求1-7中任意一项权利要求所述的泡沫材料，所述泡沫材料由可发泡混合物发泡而成，泡沫材料形成泡孔结构，其特征在于，所述泡沫材料还包括惰性无机粉末。
9.根据权利要求1-7中任意一项权利要求所述的泡沫材料在吸收油的用途。
10.根据权利要求9所述的泡沫材料的用途，其特征在于，所述的油为含有固体杂质的油。
【文档编号】C08L83/04GK104130568SQ201410346514
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月21日 优先权日:2014年7月21日
【发明者】李林瑛 申请人:李林瑛