一種具有良好機械性能的高吸油樹脂的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種具有良好機械性能的新型高吸油性樹脂的制備方法，采用本體聚合法，以丙烯酸酯類單體和苯乙烯為單體，反應型低聚硅氧烷為交聯劑，AIBN為引發劑，合成了一種新型高吸油凝膠。本發明的吸油凝膠不但有機溶劑吸收率大大提高，而且具有較好的機械強度，可用于海上溢油處理、工廠有機溶劑泄露處理等領域。
【專利說明】一種具有良好機械性能的高吸油樹脂的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種具有良好機械性能的高吸油樹脂的制備方法，適用于海上溢油處理、工廠有機溶劑泄露處理等領域。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著油品應用范圍越來越廣，油品在使用和運輸過程中出現了多次事故，對環境造成了極大的影響，尤其是最近海上溢油事件頻出，如何解決油和其它有機溶劑在開采、運輸或儲存過程中由事故或人為原因的泄漏所造成的環境污染問題，受到世界各國人民的強烈關注。油污對生態系統的不利影響及其對動植物生存環境的長期污染，亟需人類開發一類能夠有效清除油污和其它有機溶劑的材料。為此,多種處理油污的材料(如分散劑、凝固劑、吸附劑等)陸續投入使用。其中，吸附材料安全無毒，對環境不會造成二次污染，在國內外使用較為廣泛。高吸油樹脂有著類似高吸水樹脂的網絡結構，具有吸油能力強，保油能力好，回收方便，耐熱性好等特點，成為目前最為理想的吸油材料。
[0003]根據聚合單體的不同，高吸油樹脂可以分為三類:烯烴類高吸油樹脂、聚氨酯類高吸油樹脂、丙烯酸酯類高吸油樹脂。其中丙烯酸酯類高吸油樹脂單體來源廣泛，聚合工藝比較成熟，是目前國內研究的主要方向。國內研究者大多采用普通有機交聯劑制備高吸油樹月旨，樹脂存在吸油率不高、機械性能差等缺點。例如魏徵等以甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸丁酯為單體，采用懸浮聚合法 制備了丙烯酸短鏈烷基酯類高吸油樹脂，樹脂的保油率較高且可以重復使用多次，但樹脂對氯仿的吸油率僅為11.2g/g。文善熊等以丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)及丙烯酸異辛酯(EHA)為共聚單體，采用懸浮聚合法合成了三元共聚高吸油樹脂，樹脂的保油性能好，但吸油率也不是很理想。
【發明內容】
[0004]本發明的目的就是合成一種既具有較高吸油率又具有良好機械性能的吸油樹脂。
[0005]本發明具體采用如下技術方案:
[0006]一種高強度高吸油率吸油凝膠的制備方法，包括如下步驟:首先以硅烷偶聯劑KH-570水解制備反應型低聚硅氧烷(Oligomeric Silsesquioxanes,OSS),然后以該反應型低聚硅氧烷為交聯劑，苯乙烯和一種丙烯酸酯類單體共聚合，合成了聚丙烯酸酯類高吸油凝膠。
[0007]具體步驟如下:
[0008](I)稱取13.78g硅烷偶聯劑KH_570、3g去離子水、3g三乙胺和50g四氫呋喃加入到圓底燒瓶內，45°C下攪拌反應24小時，減壓蒸餾得到淡黃色黏稠狀液體，乙醚洗滌除去未反應的小分子得到反應型低聚硅氧烷。
[0009](2)稱取0.12g步驟(1)制備的反應型低聚硅氧烷、單體和0.78~Ig引發劑，加入到100mL的燒瓶中，磁力攪拌均勻；體系經抽真空、通氮氣后轉移至容器中，55°C水浴反應12h，即得高吸油凝膠。[0010]其中，步驟(2)中所述單體為10~30 g苯乙烯和30~50 g丙烯酸酯類單體，所述丙烯酸酯類單體為丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸月桂酯。
[0011]其中，步驟(2)中所述引發劑為偶氮二異丁腈(AIBN)或過氧化苯甲酰(ΒΡ0)。
[0012]本發明采用本體聚合法，以丙烯酸酯類單體和苯乙烯(St)為單體，反應型低聚硅氧烷(OSS)為交聯劑，AIBN為引發劑，合成了一種新型高吸油凝膠。本發明的吸油凝膠不但有機溶劑吸收率大大提高，而且具有較好的機械強度，可用于海上溢油處理、工廠有機溶劑泄露處理等領域。
[0013]本發明采用的交聯劑為KH-570水解得到的低聚硅氧烷，而常規吸油樹脂使用的交聯劑多為二乙烯苯或者丙烯酸醇酯類的小分子交聯劑，小分子交聯劑由于在交聯點間易形成應力集中點，所以機械性能非常差，且交聯網絡均勻性差，分子鏈受交聯束縛，吸油能力也較差。在使用低聚物后，由于交聯劑分子較大，大大降低了應力集中現象，所以可以提高機械性能，同時分子鏈所受束縛減小，吸油能力也得到了提升。
【具體實施方式】
[0014]實施例1:
[0015](I)準確稱 取13.78gKH-570、3g去離子水、3g三乙胺和50g四氫呋喃加入到圓底燒瓶內，45°C下攪拌反應24小時，減壓蒸餾得到淡黃色黏稠狀液體，乙醚洗滌除去未反應的小分子得到反應型低聚硅氧烷。
[0016](2)稱取一 0.12g步驟(1)制備的反應型低聚硅氧烷、20g苯乙烯、40g丙烯酸丁酯、0.78g引發劑AIBN，加入到100mL的燒瓶中，磁力攪拌均勻；體系經抽真空、通氮氣后轉移至容器中，55°C水浴反應12h，即得高吸油凝膠。
[0017]實施例2:
[0018]I)準確稱取13.78gKH_570、3g去離子水、3g三乙胺和50g四氫呋喃加入到圓底燒瓶內，45°C下攪拌反應24小時，減壓蒸餾得到淡黃色黏稠狀液體，乙醚洗滌除去未反應的小分子得到反應型低聚硅氧烷。
[0019](2)稱取一 0.12g步驟(1)制備的反應型低聚硅氧烷、20g苯乙烯、40g甲基丙烯酸甲酯、0.78g引發劑AIBN，加入到100mL的燒瓶中，磁力攪拌均勻；體系經抽真空、通氮氣后轉移至容器中，55°C水浴反應12h，即得高吸油凝膠。
[0020]實施例3:
[0021]I)準確稱取13.78gKH_570、3g去離子水、3g三乙胺和50g四氫呋喃加入到圓底燒瓶內，45°C下攪拌反應24小時，減壓蒸餾得到淡黃色黏稠狀液體，乙醚洗滌除去未反應的小分子得到反應型低聚硅氧烷。
[0022](2)稱取一 0.12g步驟(1)制備的反應型低聚硅氧烷、20g苯乙烯、50g丙烯酸月桂酯、0.78g引發劑AIBN，加入到100mL的燒瓶中，磁力攪拌均勻；體系經抽真空、通氮氣后轉移至容器中，55°C水浴反應12h，即得高吸油凝膠。
[0023]性能評價:
[0024](一)吸油率
[0025]吸油率是單位質量的吸油凝膠對特定有機溶劑在給定時間內的吸收倍率。
[0026]測試方法:準確稱取一定量的高吸油凝膠并置于無紡布袋中，室溫下浸入足量待測有機溶劑中，每隔一定時間取出并淌滴5min之后稱取吸油后凝膠的質量，直至質量不再變化為止。由式(I)計算凝膠的吸油率Q。
[0027]Q= (m^nio) /m0(I)
[0028]式中:Q為吸油率，Iii0^m1分別為凝膠吸油前、后的質量。
[0029](二)離心保油率
[0030]準確稱取一定質量的高吸油凝膠，待其于待測有機溶劑中吸油達飽和后稱重并迅速轉移至塑料離心管中，于1000r / min的轉速下高速離心5min,迅速傾出離心出來的有機溶劑并重新稱量凝膠的質量，根據式(2)計算離心保油率K。
[0031]K= (m2-m0) / (Iii1-m0) *100% (2)
[0032]式中，K為保油率噸、Hipm2分別為凝膠吸油前、吸油達飽和后及離心后的質量。
[0033]高吸油樹脂的吸油率和保油率
【權利要求】
1.一種具有良好機械性能的高吸油樹脂的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:首先以硅烷偶聯劑KH-570水解制備反應型低聚硅氧烷，然后以該反應型低聚硅氧烷為交聯劑，苯乙烯和一種丙烯酸酯類單體共聚合，合成了聚丙烯酸酯類高吸油凝膠。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟具體如下: (1)準確稱取一定量的KH-570、去離子水、三乙胺和四氫呋喃加入到圓底燒瓶內，45°C下攪拌反應24小時，減壓蒸餾得到淡黃色黏稠狀液體，乙醚洗滌除去未反應的小分子得到反應型低聚硅氧烷。 (2)稱取一定量步驟(1)制備的反應型低聚硅氧烷、單體和引發劑，加入到燒瓶中，磁力攪拌均勻；體系經抽真空、通氮氣后轉移至容器中，55°C水浴反應12h，即得高吸油凝膠。
3.根據權利要求2的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述單體為苯乙烯和一種丙烯酸酯類單體；所述丙烯酸酯類單體為丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸月桂酯。
4.根據權利要求2的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述引發劑為偶氮二異丁腈或過氧化苯甲酰。
5.根據權利要求2的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述容器為塑料容器。
6.權利要求1-5任一項制備方法制備的高吸油凝膠在海上溢油、工廠有機溶劑泄露等事故處理領域的應用。
【文檔編號】C08F220/14GK103936919SQ201410149011
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月14日 優先權日:2014年4月14日
【發明者】李鵬, 姚大虎, 高龍娜, 喬營, 孫海翔 申請人:中國石油大學(華東)