一种泡孔分布均匀的发泡聚丙烯与高分子吸收剂复合材料及其制备方法

文档序号:9319258阅读:481来源:国知局
一种泡孔分布均匀的发泡聚丙烯与高分子吸收剂复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及材料领域,特别是一种泡孔分布均匀的发泡聚丙烯与高分子吸收剂复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前全球水域环境污染问题日趋严重,其中油类物质及其污水、废弃液和因各种事故如油船或储罐泄漏造成的河流、海洋等水资源污染问题日趋严重,亟待有效遏制和解决。
[0003]吸油材料主要可分为三大类,即无机吸油材料、有机合成吸油材料和有机天然吸油材料。发泡聚丙烯泡沫是一种性能卓越的高结晶复合材料,与其他热塑性聚烯烃相比,聚丙烯具有较高的刚性,优良的力学性能,良好的耐热性和化学稳定性,是用于过滤分离等工业用途的优良材料,不仅可回收再利用,而且可以自然降解,不会造成白色污染,因而被称为“绿色”泡沫。聚丙烯泡沫由于其良好的力学性能、优良的耐热性能及利于环境保护的性质,是继传统的聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫及聚乙烯泡沫之后的新一代泡沫材料,有着广泛的应用前景。但是该材料作为吸附材料,具有一些缺点,比如存在重力保油率较低,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等。甲基丙烯酸酯类高吸油树脂是近年来吸油材料领域的研究热点之一,甲基丙烯酸酯类高吸油树脂是通过分子链中的亲油基和油分子间产生的范德华力来实现吸油的功能,树脂材料吸油后油品不易脱落,保油率高,设想将吸油树脂与发泡聚丙烯泡沫的优点相结合,提出在聚丙烯树脂发泡过程中将聚丙烯酸树脂交联其中,用以提高材料保油性能,新材料就具备了物理吸附和化学吸收的双重优点。

【发明内容】

[0004]本发明的目的是提供一种泡孔分布均匀的发泡聚丙烯与高分子吸收剂复合材料及其制备方法。本发明添加适量的低密度聚乙烯与高熔体强度聚丙烯共混,与聚丙烯酸高分子树脂微球熔融交联后,通过化学、物理复合发泡,将高分子树脂均匀地分布在发泡聚丙烯的孔壁上,得到泡孔均勾、吸油快速、吸油倍率高、保油率高的新材料。
[0005]为了实现本发明的目的,本发明通过以下方案实施:
一种泡孔分布均匀的发泡聚丙烯与高分子吸收剂复合材料,由下列重量份的原料制备制成:高熔体强度聚丙烯95-98、低密度聚乙烯2-3、1%的硅烷偶联剂kh550水溶液2_3、ac发泡剂3-5、椰壳活性炭2-3、陶土 4-6、氧化锌1-2、去离子水适量、甲基纤维素4_5、丙烯酸丁酯13-15、甲基丙烯酸十二酯7. 5-9、N,N’ -亚甲基双丙烯酰胺0. 08-0. 1、偶氮二异丁腈0. 5-0. 6、乙酸乙酯11-12. 5、磷酸二异辛酯2-3 ;
本发明所述一种泡孔分布均匀的发泡聚丙烯与高分子吸收剂复合材料,由以下具体步骤制成: (1)将甲基纤维素加入30倍量的去离子水中,边搅拌边加热至完全溶解,冷却至室温后在氮气保护下依次缓慢的加入乙酸乙酯、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、偶氮二异丁腈、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二酯、磷酸二异辛酯,控制搅拌速度为1000转/分,然后缓慢升温至400C,搅拌反应10分钟后,继续升温至70°C,搅拌反应20分钟后,继续升温至80°C,以400转/分的速度搅拌反应I小时,得到固体微球,将反应体系降至室温,将得到的固体微球过滤,用80°C去离子水洗涤3次,最后在50°C下干燥24小时即得高分子树脂微球;
(2)将陶土用1%的硅烷偶联剂kh550水溶液混合后放入搅拌机中,以300转/分的速度搅拌30分钟后过滤后放入烘箱中干燥,将椰壳活性炭粉碎成100目粉末后与处理后的陶土、ac发泡剂混合均匀后放入球磨机中,以60-70°C的温度球磨15-20分钟后取出,与低密度聚乙烯、氧化锌放入高速混合机中混合均匀,然后通过挤出机挤出造粒得到改性颗粒,控制挤出机挤出温度为100-120°C,螺杆转速为300-400转/分;
(3)将高熔体强度聚丙烯、发泡改性颗粒以及步骤(I)得到的高分子树脂微球混合后投入到双螺杆挤塑机的料斗中,挤塑机升温至180-200°C后启动螺杆旋钮,塑化混炼120-150分钟,进行第一次发泡;当筒体中断混合物已经熔化塑化均匀后,在10-15MPa条件下注入二氧化碳气体(通过流量控制阀控制二氧化碳的加入量为熔化物料质量的10%),保持40-50分钟后,再降至常压,再进行发泡;将塑化好的熔体挤出,控制挤出机头的温度为200-210°C,即可得到侧壁布满微孔发泡管,经过空气自然冷却后用专用切粒机切粒即可制备出发泡聚丙烯与高分子树脂复合的粒子。
[0006]本发明的有益效果是:本发明首先制备高分子树脂微球,然后通过一系列的工艺将ac发泡剂、陶土、椰壳活性炭等进行活化,降低了发泡剂的分解温度,同时不影响发气量,使之能够在注塑过程中平稳较快分解形成泡孔,泡孔结构稳定,然后与聚丙烯、高分子树脂微球共同放入挤塑机中熔化塑化,通过化学发泡、通入二氧化碳等物理发泡制成开孔型的复合材料,具有较大的比表面积,提高了吸附性能。
[0007]本发明与高分子吸收剂复合后的发泡聚丙烯泡沫与普通发泡聚丙烯泡沫相比,更具有良好的处理效果,具有良好的吸附倍率以及均匀细密的泡孔,原因是添加适量的陶土、椰壳活性炭等成分本身就具有较好的吸附性能,改性后的发泡聚丙烯的结构发生了一些变化,从而增强了吸附性能。本发明整体吸油性能较好、制备方法简单,在水面浮油的回收处理方面具有极大的应用前景。
具体实施方案
[0008]下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
[0009]—种泡孔分布均匀的发泡聚丙烯与高分子吸收剂复合材料,由下列重量份(公斤)的原料制备制成:高熔体强度聚丙烯95、低密度聚乙烯2、1%的硅烷偶联剂kh550水溶液2、ac发泡剂3、椰壳活性炭2、陶土 4、氧化锌1、去离子水适量、甲基纤维素4、丙烯酸丁酯13、甲基丙烯酸十二酯7.5、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺0.08、偶氮二异丁腈0
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