一种高效石墨烯吸油材料及其制备方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及高分子材料技术领域，特别是一种高效石墨稀吸油材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着工业的发展和人们生活水平的提高，含油废水、废气的排放以及油船、油罐泄露事故增加造成的环境污染日益严重，已经对海洋和人们的生活构成了威胁。高吸油树脂材料作为一种新型的功能高分子材料区别于以往的普通吸油材料，不仅可以达到高效吸油的目的，还具有吸油种类多、吸油速率快、吸油倍率高，吸油而不吸水等特点，不但可以替代传统的吸油材料，而且能有效回收水面浮油，净化水环境。这种高效吸油材料拥有广阔的应用前景，其开发与研制越来越受到人们的重视。目前市场上有发泡聚丙烯作为气相液相的吸附材料。但是该材料作为吸附材料，具有一些缺点，即吸油又吸水，吸收后挤压再次泄漏，由于多孔结构，比表面积大，无法抑制被吸收的高挥发性液体的挥发性，对有毒易爆的化学品处理效果不理想。为了解决这一问题，本发明在发泡聚丙烯的生产阶段发泡过程中加入高分子吸收剂粒子，使得生产出的发泡聚丙烯粒子内壁表面复合了高分子吸收剂粒子，新材料就具备了物理吸附，和化学吸收的双重优点，并且还添加不同的添加剂增强了吸油材料的性能，使其应用范围更广，使用寿命更长。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种高效石墨烯吸油材料及其制备方法。为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施:
一种高效石墨烯吸油材料及其制备方法，由下列重量份的原料制备制成:钠基膨润土3-5、十六烷基三甲基溴化铵0.3-0.5、甲基丙烯酸酯4-6、苯乙烯3_5、二丙烯酸-1，6-己二醇酯0.1-0.5、乙酸乙酯3-4、聚乙烯醇1-3、有机磷酸酯0.8-1.2、过硫酸钾0.01-0.05、碳酸氢钠0.5-1、聚乙烯蜡2-5、硬脂酸2-3、硫酸钙1-2、聚丙烯80-95、抗氧剂10100.1-0.3、偶氮二甲酰胺10-15、硅烷偶联剂kh5500.5-1、石墨烯2_4、云母粉1_2、羟基淀粉0.5_1、水适量;
本发明所述一种高效石墨烯吸油材料及其制备方法，由以下具体步骤制备制成:
(1)将钠基膨润土放置烧杯中于70W下超声处理15min，取出后加入适量的去离子水，搅拌均匀制成悬浮液，将十六烷基三甲基溴化铵用2-3倍量的水溶解后加到悬浮液中，在70-80° C下搅拌2-3小时后停止加热，待溶液静置分层，去除上层液体，将下层沉淀用去离子水洗涤抽滤数次，再于烘箱中80° C烘干备用；
(2)将甲基丙烯酸酯、苯乙烯、二丙烯酸-1，6-己二醇酯、乙酸乙酯和10倍重量份的水进行混合，加热至35-55° C，再加入聚乙烯醇和有机磷酸酯升温至75-95° C，然后再加入过硫酸钾和步骤(I)制备的钠基膨润土进行聚合反应4-6小时，待反应结束后用盐酸酸化，筛选出颗粒聚合物备用； (3)将石墨烯加到适量的水中超声分散成悬浮液，再加入云母粉、羟基淀粉和硅烷偶联剂kh550继续超声处理5-10min，超声结束后烘干，烘干后和聚乙烯蜡、硬脂酸、碳酸氢钠共混制备发泡母料，温度控制在50-55° C ;
(4)将硫酸钙、聚丙烯、抗氧剂1010和步骤(3)制备的产物按所述比例加到高速混合机中混合4-6min，再将该混合物由料斗加到双螺杆挤出机中，步骤(2)制备的产物由侧喂料口加入到双螺杆挤出机中，在挤出机的压缩段注入偶氮二甲酰胺发泡剂，混合均匀后经挤出机的模头挤出即可得到发泡聚丙烯吸油材料。
[0004]本发明的优点是:本发明通过对钠基膨润土改性改变其表面性质和层间结构极大的提高其吸附性及与油的亲和性，并且在吸油树脂中分散性好，也提高了合成的高分子吸附剂的吸附速度和吸附范围，并且在发泡前加到聚丙烯材料中大大的提高了发泡聚丙烯的吸油性、吸附范围，改善其既吸油又吸水、吸收量不大、保油率差的问题，添加的石墨烯、云母粉和羟基淀粉极大程度上促进了聚丙烯的耐腐蚀、吸油、耐酸碱和提高吸附能力的作用，按照本发明制取得到的吸油材料具有吸油速度快、保油性能好的特点，被吸收到吸油材料中的油份在运输和储存过程中不会被重新释放到环境中产生二次污染，值得推广。
具体实施方案
[0005]下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
[0006]一种高效石墨烯吸油材料及其制备方法，由下列重量份(公斤)的原料制备制成:钠基膨润土 5、十六烷基三甲基溴化铵0.4、甲基丙烯酸酯6、苯乙烯4、二丙烯酸-1，6-己二醇酯0.4、乙酸乙酯3、聚乙烯醇2、有机磷酸酯1.1、过硫酸钾0.04、碳酸氢钠0.7、聚乙烯蜡
4、硬脂酸2、硫酸钙2、聚丙烯90、抗氧剂10100.2、偶氮二甲酰胺13、硅烷偶联剂kh5500.7、石墨烯3、云母粉2、羟基淀粉0.7、水适量；
本发明所述一种高效石墨烯吸油材料及其制备方法，由以下具体步骤制备制成:
Cl)将钠基膨润土放置烧杯中于70W下超声处理15min，取出后加入适量的去离子水，搅拌均匀制成悬浮液，将十六烷基三甲基溴化铵用3倍量的水溶解后加到悬浮液中，在80° C下搅拌3小时后停止加热，待溶液静置分层，去除上层液体，将下层沉淀用去离子水洗涤抽滤数次，再于烘箱中80° C烘干备用；
(2)将甲基丙烯酸酯、苯乙烯、二丙烯酸-1，6-己二醇酯、乙酸乙酯和10倍重量份的水进行混合，加热至55° C，再加入聚乙烯醇和有机磷酸酯升温至80° C，然后再加入过硫酸钾和步骤(I)制备的钠基膨润土进行聚合反应5小时，待反应结束后用盐酸酸化，筛选出颗粒聚合物备用；
(3)将石墨烯加到适量的水中超声分散成悬浮液，再加入云母粉、羟基淀粉和硅烷偶联剂kh550继续超声处理lOmin，超声结束后烘干，烘干后和聚乙烯蜡、硬脂酸、碳酸氢钠共混制备发泡母料，温度控制在50° C ;
(4)将硫酸钙、聚丙烯、抗氧剂1010和步骤(3)制备的产物按所述比例加到高速混合机中混合4min，再将该混合物由料斗加到双螺杆挤出机中，步骤(2 )制备的产物由侧喂料口加入到双螺杆挤出机中，在挤出机的压缩段注入偶氮二甲酰胺发泡剂，混合均匀后经挤出机的模头挤出即可得到发泡聚丙烯吸油材料。
[0007]按照实施例制备的吸油材料，对其进行检测，测试结果如下: 吸收率(0#柴油)彡82.0%，吸收率(三氯乙烷)彡79.0%，吸收率(汽油)彡75.0%，吸收率(乙酸丁酯)彡82.0%;保油率(0#柴油)彡76.0%，保油率(三氯乙烷)彡73.0%，保油率(乙酸丁酯)彡73.0%，保油率(汽油)彡75.0%，吸油效果好。
【主权项】
1.一种高效石墨烯吸油材料及其制备方法，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成:钠基膨润土 3-5、十六烷基三甲基溴化铵0.3-0.5、甲基丙烯酸酯4-6、苯乙烯3_5、二丙烯酸-1，6-己二醇酯0.1-0.5、乙酸乙酯3-4、聚乙烯醇1-3、有机磷酸酯0.8-1.2、过硫酸钾0.01-0.05、碳酸氢钠0.5-1、聚乙烯蜡2-5、硬脂酸2_3、硫酸钙1_2、聚丙烯80-95、抗氧剂10100.1-0.3、偶氮二甲酰胺10-15、硅烷偶联剂kh5500.5_1、石墨烯2_4、云母粉1_2、羟基淀粉0.5-1、水适量。2.根据权利要求1所述一种高效石墨烯吸油材料及其制备方法，其特征在于，由以下具体步骤制备制成: (1)将钠基膨润土放置烧杯中于70W下超声处理15min，取出后加入适量的去离子水，搅拌均匀制成悬浮液，将十六烷基三甲基溴化铵用2-3倍量的水溶解后加到悬浮液中，在70-80° C下搅拌2-3小时后停止加热，待溶液静置分层，去除上层液体，将下层沉淀用去离子水洗涤抽滤数次，再于烘箱中80° C烘干备用； (2)将甲基丙烯酸酯、苯乙烯、二丙烯酸-1，6-己二醇酯、乙酸乙酯和10倍重量份的水进行混合，加热至35-55° C，再加入聚乙烯醇和有机磷酸酯升温至75-95° C，然后再加入过硫酸钾和步骤(I)制备的钠基膨润土进行聚合反应4-6小时，待反应结束后用盐酸酸化，筛选出颗粒聚合物备用； (3)将石墨烯加到适量的水中超声分散成悬浮液，再加入云母粉、羟基淀粉和硅烷偶联剂kh550继续超声处理5-10min，超声结束后烘干，烘干后和聚乙烯蜡、硬脂酸、碳酸氢钠共混制备发泡母料，温度控制在50-55° C ; (4)将硫酸钙、聚丙烯、抗氧剂1010和步骤(3)制备的产物按所述比例加到高速混合机中混合4-6min，再将该混合物由料斗加到双螺杆挤出机中，步骤(2)制备的产物由侧喂料口加入到双螺杆挤出机中，在挤出机的压缩段注入偶氮二甲酰胺发泡剂，混合均匀后经挤出机的模头挤出即可得到发泡聚丙烯吸油材料。
【专利摘要】本发明公开了一种高效石墨烯吸油材料及其制备方法，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成：钠基膨润土3-5、十六烷基三甲基溴化铵0.3-0.5、甲基丙烯酸酯4-6、苯乙烯3-5、二丙烯酸-1,6-己二醇酯0.1-0.5、乙酸乙酯3-4、聚乙烯醇1-3、有机磷酸酯0.8-1.2、过硫酸钾0.01-0.05、碳酸氢钠0.5-1、聚乙烯蜡2-5、硬脂酸2-3、硫酸钙1-2、聚丙烯80-95、抗氧剂10100.1-0.3、偶氮二甲酰胺10-15、硅烷偶联剂kh5500.5-1、石墨烯2-4、云母粉1-2、羟基淀粉0.5-1、水适量；本发明的吸油材料吸油速度快、保油性能好，被吸收到吸油材料中的油份在运输和储存过程中不会被重新释放到环境中产生二次污染，值得推广。
【IPC分类】C08K3/34, C08F220/10, C08L23/06, C08F292/00, C08K3/30, C08L23/12, C08L3/08, C08K3/04, C08K13/06, C09K3/32, C08L51/10
【公开号】CN105001518
【申请号】CN201510419393
【发明人】沈向洋, 刘鹏翔, 吴杰, 吴育兵, 吴悦琪
【申请人】安徽成方新材料科技有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年7月13日