一种亲油稳定型聚氨酯泡沫材料的制备方法与流程

文档序号:15359314发布日期:2018-09-05 00:26阅读:438来源:国知局

本发明涉及一种亲油稳定型聚氨酯泡沫材料的制备方法,属于吸油材料技术领域。



背景技术:

聚氨酯(pu),是聚氨基甲酸酯的简称,凡是在高分子主链上含有许多重复的基团的高分子化合物统称为聚氨基甲酸酯。聚氨酯一般是由二元或多元有机异氰酸酯与聚醚多元醇或聚酯多元醇化合物反应而得的。pu树脂已有50多年的发展史,是一种具有具有自身优点、用途广泛的的高分子聚合物。它可以作为pu泡沫塑料、合成皮革、橡胶、粘合剂、防水材料、纤维、弹性体、涂料等许多产品的原料。聚氨酯材料性能优异,用途广泛,制品种类多,其中尤以聚氨酯泡沫塑料的用途最为广泛。聚氨酯泡沫塑料具有多孔性,相对密度小,比强度高。聚氨酯的分类方法有很多种,根据所用原料的不同、配方的变化、制备方法和产品特性的不同可以分为多种聚氨酯泡沫材料。

目前,使用吸油材料从水中高效分离油和有机溶剂有三种方法。最常用的方法是使用多孔材料吸收油和有机溶剂,因为他们具有较大表面积和石油存储空间。这些材料的大孔结构可以提供吸油的石油存储空间。在发展多级大孔吸油材料已经取得了大量的研究成果,如海绵、碳凝胶、和石墨烯泡沫、李等构造超疏水/亲油型海绵从油水混合液中有选择的吸油。第二种方法是使用纤维材料,通过利用他们的交错结构来吸收油和有机溶剂。这种方法制备的超疏水/亲油的棉纺织品,可以有效地利用重力分离油和水的混合物。。第三种方法是使用无孔的吸油性聚合物利用聚合物材料的溶胀性能进行吸油。研究主要研究吸油树脂和吸油性树脂复合材料这种无孔的吸油材料的吸油性能。吸油性树脂在5个循环后表现出优秀的稳定性和循环使用性,并未降低其吸油率。然而,由于吸油材料的吸油能力低,力学性能差,成本高且制备过程复杂严重阻碍了其在油分离的实际应用。具有高吸油能力,高油保留能力,良好的机械和化学稳定性的理想的吸油材料仍需要进一步研究。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题:针对现有聚氨酯泡沫吸油材料吸油性能稳定性不高的问题,提供了一种亲油稳定型聚氨酯泡沫材料的制备方法。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:

(1)取相同质量的木屑和秸秆并粉碎,收集得粉碎秸秆并按质量比1:7,将去离子水与粉碎秸秆混合并置于室温下密封发酵处理,收集发酵物并置于离心管中,冰水浴振荡处理,离心并收集上清液,过滤,收集滤液得改性液;

(2)按重量份数计,分别称量45~50份去离子水、6~8份聚乙二醇、2~3份丙三醇、20~25份200目秸秆粉末和15~20份质量分数98%硫酸置于三口烧瓶中,搅拌混合并水浴加热,静置冷却至室温,过滤并收集滤液,得液化液;

(3)按重量份数计,分别称量45~50份多亚甲基多苯基异氰酸酯、10~15份液化液、10~15份去离子水、6~8份204水性硅油、2~3份辛酸亚锡和15~20份剑麻纤维置于烧杯中,搅拌混合并置于模具中,在室温下静置发泡,脱模并干燥,制备得基体聚氨酯泡沫材料;

(4)按质量比1:10,将聚氨酯泡沫材料与改性液搅拌混合并置于室温下密封处理,淋洗、干燥,即可制备得所述的亲油稳定型聚氨酯泡沫材料。

步骤(1)所述的离心速率为7500~8500r/min。

步骤(2)所述的过滤采用的是0.4~0.5μm的滤膜。

步骤(3)所述的干燥温度为100~110℃。

本发明与其他方法相比,有益技术效果是:

(1)本发明技术方案通过将改性液中提取并收集的纤维素酶对复合材料加以改性,由于纤维素酶改性和木质纤维素降解对纤维素结晶度、比表面积和纤维素木质素组成的改变,直接影响着吸附剂的吸油量,使剑麻纤维素结晶度降低、比表面积增大,纤维素酶和纤维素降解菌丝能穿入纤维素的结晶区,弱化糖苷键,破坏规则的致密平行结构,形成无定形结构,这样剑麻纤维的无定形区域扩大,有利于油分子的渗入,从而提高材料的吸油量,同时疏水性的木质素相对含量升高了,亲水性的纤维素相对含量降低了,这样使得材料的疏水性增加有利于秸秆在油水表面的吸油,从而有效提高聚氨酯泡沫的亲油性能;

(2)本发明技术方案通过秸秆液化液进行改性,通过稻秆液化产物富含大量羟基与异氰酸酯发生交联反应所产生的交联结构提高了聚氨酯泡沫的交联密度,从而使稻杆基聚氨酯泡沫的稳定性得到改善,有效提高本发明技术方案中聚氨酯泡沫的亲油稳定性能。

具体实施方式

取相同质量的木屑和秸秆并粉碎,收集得粉碎秸秆并按质量比1:7,将去离子水与粉碎秸秆混合并置于室温下密封发酵处理2~3h,收集发酵物并置于离心管中,将离心管置于0~5℃冰水浴下振荡处理1~2h,再在7500~8500r/min下离心10~15min,收集上清液并用0.4~0.5μm的滤膜过滤,收集滤液得改性液;按重量份数计,分别称量45~50份去离子水、6~8份聚乙二醇、2~3份丙三醇、20~25份200目秸秆粉末和15~20份质量分数98%硫酸置于三口烧瓶中,搅拌混合并置于150~180℃下水浴加热85~100min,静置冷却至室温,过滤并收集滤液,得液化液,按重量份数计,分别称量45~50份多亚甲基多苯基异氰酸酯、10~15份液化液、10~15份去离子水、6~8份204水性硅油、2~3份辛酸亚锡和15~20份剑麻纤维置于烧杯中,搅拌混合并置于模具中,在室温下静置发泡3~5h后,脱模并置于100~110℃下干燥至恒重,制备得基体聚氨酯泡沫材料;再按质量比1:10,将聚氨酯泡沫材料与改性液搅拌混合并置于室温下密封处理5~7天,用去离子水淋洗3~5h后,再在100~110℃下干燥至恒重,即可制备得所述的亲油稳定型聚氨酯泡沫材料。

取相同质量的木屑和秸秆并粉碎,收集得粉碎秸秆并按质量比1:7,将去离子水与粉碎秸秆混合并置于室温下密封发酵处理2h,收集发酵物并置于离心管中,将离心管置于0℃冰水浴下振荡处理1h,再在7500r/min下离心10min,收集上清液并用0.4μm的滤膜过滤,收集滤液得改性液;按重量份数计,分别称量45份去离子水、6份聚乙二醇、2份丙三醇、20份200目秸秆粉末和15份质量分数98%硫酸置于三口烧瓶中,搅拌混合并置于150℃下水浴加热85min,静置冷却至室温,过滤并收集滤液,得液化液,按重量份数计,分别称量45份多亚甲基多苯基异氰酸酯、10份液化液、10份去离子水、6份204水性硅油、2份辛酸亚锡和15份剑麻纤维置于烧杯中,搅拌混合并置于模具中,在室温下静置发泡3h后,脱模并置于100℃下干燥至恒重,制备得基体聚氨酯泡沫材料;再按质量比1:10,将聚氨酯泡沫材料与改性液搅拌混合并置于室温下密封处理5天,用去离子水淋洗3h后,再在100℃下干燥至恒重,即可制备得所述的亲油稳定型聚氨酯泡沫材料。

取相同质量的木屑和秸秆并粉碎,收集得粉碎秸秆并按质量比1:7,将去离子水与粉碎秸秆混合并置于室温下密封发酵处理2h,收集发酵物并置于离心管中,将离心管置于2℃冰水浴下振荡处理1h,再在7700r/min下离心12min,收集上清液并用0.4μm的滤膜过滤,收集滤液得改性液;按重量份数计,分别称量47份去离子水、7份聚乙二醇、2份丙三醇、22份200目秸秆粉末和17份质量分数98%硫酸置于三口烧瓶中,搅拌混合并置于160℃下水浴加热92min,静置冷却至室温,过滤并收集滤液,得液化液,按重量份数计,分别称量47份多亚甲基多苯基异氰酸酯、12份液化液、125份去离子水、7份204水性硅油、2份辛酸亚锡和17份剑麻纤维置于烧杯中,搅拌混合并置于模具中,在室温下静置发泡4h后,脱模并置于105℃下干燥至恒重,制备得基体聚氨酯泡沫材料;再按质量比1:10,将聚氨酯泡沫材料与改性液搅拌混合并置于室温下密封处理6天,用去离子水淋洗4h后,再在105℃下干燥至恒重,即可制备得所述的亲油稳定型聚氨酯泡沫材料。

取相同质量的木屑和秸秆并粉碎,收集得粉碎秸秆并按质量比1:7,将去离子水与粉碎秸秆混合并置于室温下密封发酵处理3h,收集发酵物并置于离心管中,将离心管置于5℃冰水浴下振荡处理2h,再在8500r/min下离心15min,收集上清液并用0.5μm的滤膜过滤,收集滤液得改性液;按重量份数计,分别称量50份去离子水、8份聚乙二醇、3份丙三醇、25份200目秸秆粉末和20份质量分数98%硫酸置于三口烧瓶中,搅拌混合并置于180℃下水浴加热100min,静置冷却至室温,过滤并收集滤液,得液化液,按重量份数计,分别称量50份多亚甲基多苯基异氰酸酯、15份液化液、15份去离子水、8份204水性硅油、3份辛酸亚锡和20份剑麻纤维置于烧杯中,搅拌混合并置于模具中,在室温下静置发泡5h后,脱模并置于110℃下干燥至恒重,制备得基体聚氨酯泡沫材料;再按质量比1:10,将聚氨酯泡沫材料与改性液搅拌混合并置于室温下密封处理7天,用去离子水淋洗5h后,再在110℃下干燥至恒重,即可制备得所述的亲油稳定型聚氨酯泡沫材料。

将本发明制备的实例1,2,3进行性能测试,具体测试结果如下表表1所示:

表1性能测试表

由上表可知,本发明制备的聚氨酯泡沫材料具有优异的亲油吸油性能。

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