一種有機溶劑吸收劑及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種有機溶劑吸收劑及其制備方法，是將丙烯酸酯類、甲基丙烯酸酯類、苯乙烯、交聯劑和引發劑在具有水和分散劑的環境下，通過懸浮聚合反應制得。本發明的有機溶劑吸收劑具有吸收范圍廣、吸收倍率高、吸收速度快等優點，而且吸收后表面粘性小并具有一定的凝膠強度，便于回收處理和再生使用，工業適用性好。本發明的有機溶劑吸收劑可重復使用十次以上，解決了傳統吸收材料重復使用性差的問題，有效減少了使用后的吸收劑作為廢棄物排放而引起的二次污染，同時起到提高資源利用率和節約成本的作用。本發明的有機溶劑吸收劑能夠用于工業含溶劑廢水的處理以及化工生產中有機溶劑的泄漏與緊急吸收，實用性強，具有廣闊的發展前景。
【專利說明】一種有機溶劑吸收劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種有機溶劑吸收劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]工業上有機溶劑的種類多達30000余種，其基本化學結構為脂肪烴、脂環烴和芳香烴，通過與不同的化學取代基團結合后又形成不同類型的有機溶劑，如醇類、醛類、酮類、酯類、醚類、羧酸和胺類等。在工業生產中較為常見的有機溶劑有苯、甲苯、二甲苯、丙酮、甲醛、三氯乙烯、氯仿和四氯化碳等。大多數有機溶劑都是原發性皮膚刺激物，對皮膚、呼吸道粘膜和眼結膜具有不同程度的刺激作用，能引起中樞神經系統的非特異抑制和全身麻醉作用。其中有些有機溶劑可特異性地作用于內臟、血液系統和生殖系統，造成特殊的損害，有的甚至具有致癌性或潛在的致癌作用。
[0003]隨著工業的迅速發展，有機溶劑已廣泛應用于化工生產、食品加工、采礦冶金、藥物合成等諸多領域，幾乎滲透到國民經濟和人民生活的各個方面。有機溶劑在生產、運輸或者使用過程中，其泄漏或揮發是不可避免的，加上產生的各種廢液廢氣，已經造成嚴重的環境污染和安全隱患，嚴重危害人體健康。對有機溶劑的治理和回收已迫在眉睫，研制開發并利用有機溶劑吸收材料是治理有機溶劑污染的一個有效途徑。
[0004]有機溶劑吸收材料主要分成三大類:無機吸收劑、有機天然吸收劑和有機合成吸收劑。無機吸收劑包括沸石、活性炭、珍珠巖、硅藻土、蛭石和粘土等，它們對非極性有機物的吸附量較小。有機天然吸收劑包括麥桿、玉米棒、木質纖維、洋麻和泥炭沼等，其中大部分的吸收倍率都比有機合成吸收劑的吸收倍率高，但其缺點是材料密度大，不易于漂浮，吸收溶劑的同時也吸水。有機合成吸收劑與其他類型的材料相比，具有更好的親油疏水性和吸收吸附能力，易制備和重復使用，是處理有機溶劑污染的常用材料。
[0005]目前，各種新型的有機合成吸收劑已見諸報導。與傳統吸收材料不同的是，新型有機溶劑吸收劑具有三維交聯網狀結構，在溶劑中溶脹而不溶解，溶劑被包裹在網絡結構中，從而達到吸收、儲存的目的，適用于有機溶劑的回收以及有機廢水的分離凈化處理。如Jyongsik Jang 等(Journal of Applied Polymer Science, 1999, 77: 914-920)以苯乙烯和丙烯酸長鏈酯為單體交聯共聚合成了吸收材料，該材料對有機溶劑的吸收倍率約為15g/g。丙烯酸長鏈酯雖然具有側鏈長、親油性好等優點，但其玻璃化溫度低，所合成的材料硬度不高，吸收后易粘結，回收再生不方便。吳奎等(吳奎，褚效中，周守勇，高校化學工程學報，2013，27: 76-82)以甲基丙烯酸丁酯和苯乙烯為單體制備了自溶脹型有機溶劑吸收齊U，吸收劑的吸收倍率達到14.12g/g，能夠重復吸收多次。該吸收劑雖然表面粘度較小，能夠再生重復使用，但依舊存在著吸收倍率不高，吸收速度較慢等不足。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種有機溶劑吸收劑及其制備方法，制備的有機溶劑吸收劑為毫米級球形顆粒，可對有機溶劑進行快速高效吸收，且吸收后材料表面粘性小并具有一定的凝膠強度，解決了現有吸收材料存在的吸收倍率低、吸收速度慢、吸收后材料粘結不利于處理等問題；且可重復使用十次以上，解決了傳統吸收材料重復使用性差的問題，避免了二次污染，同時起到提高資源利用率和節約成本的作用。
[0007]為實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
一種有機溶劑吸收劑，是將丙烯酸酯類、甲基丙烯酸酯類、苯乙烯、交聯劑和引發劑在具有水和分散劑的環境下，通過懸浮聚合反應制得。
[0008]所述吸收劑的原料組分按重量份計:水300-900份，丙烯酸酯類50-200份，甲基丙烯酸酯類0-120份，苯乙烯0-200份，交聯劑0.2-1.0份，引發劑0.3-1.5份，分散劑0.3-1.0份。
[0009]所述丙烯酸酯類為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯中的一種或幾種的組合物。
[0010]所述甲基丙烯酸酯類為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸月桂酯中的一種或幾種的組合物。
[0011 ] 所述交聯劑為乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、N，N’-亞甲基二丙烯酰胺、二乙烯基苯中的一種或幾種的組合物。
[0012]所述引發劑為偶氮二異丁腈、過氧化二苯甲酰、過氧化二月桂酰、過氧化氫二異丙苯-四乙烯五胺中的一種或幾種的組合物。
[0013]所述分散劑為明膠、聚乙烯醇、磷酸鈣、羥丙基甲基纖維素、羥乙基纖維素中的一種或幾種的組合物。
[0014]所述有機溶劑吸收劑為球形顆粒。
[0015]一種有機溶劑吸收劑的制備方法，包括以下步驟:
1)在配有溫度計、通氮口、回流冷凝器和攪拌器的四口燒瓶中加入分散劑和水，在50-80°C下攪拌20-50min使之充分溶解；
2)將丙烯酸酯類、甲基丙烯酸酯類、苯乙烯、交聯劑和引發劑混合均勻，得到混合液；
3)控制攪拌器的轉速為250-350rpm，將步驟2)中的混合液滴加到四口燒瓶中，在60-85°C下反應4-7小時，再在90°C下熟化I小時，過濾得到產物；
4)將產物用蒸餾水洗滌，50°C下真空干燥24小時，得到有機溶劑吸收劑。
[0016]步驟3)中混合液必須在攪拌條件下滴加，且反應過程中不能停止攪拌。
[0017]本發明的顯著優點在于:
(I)本發明采用懸浮聚合法制備的有機溶劑吸收劑，具有吸收范圍廣、吸收倍率高、吸收速度快等優點。
[0018](2)本發明的吸收劑吸收后，顆粒表面粘性小并具有一定的凝膠強度，便于回收處理和再生使用，工業適用性好。
[0019](3)本發明的有機溶劑吸收劑可重復使用十次以上，解決了傳統吸收材料重復使用性差的問題，避免了使用后的吸收劑作為廢棄物排放而引起環境的二次污染，同時起到提高資源利用率和節約成本的作用。
[0020](4)本發明的有機溶劑吸收劑能夠用于工業含溶劑廢水的處理以及化工生產中有機溶劑的泄漏與緊急吸收，實用性強，具有廣闊的發展和應用前景。【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明所制得有機溶劑吸收劑的掃描電鏡圖。
【具體實施方式】
[0022]一種有機溶劑吸收劑的制備方法，包括以下步驟:
1)在配有溫度計、通氮口、回流冷凝器和攪拌器的四口燒瓶中加入分散劑和水，在40-80°C下攪拌20-60min使之充分溶解；
2)將丙烯酸酯類、甲基丙烯酸酯類、苯乙烯、交聯劑和引發劑混合均勻，得到混合液；
3)控制攪拌器的轉速為250-350rpm，將步驟2)中的混合液滴加到四口燒瓶中，滴加時需不停攪拌，然后在60-85°C下反應4-7小時，反應過程中不停攪拌，再在90°C下熟化I小時，過濾得到產物；
4)將產物用蒸餾水洗滌，50°C下真空干燥24小時，得到有機溶劑吸收劑。
[0023]其原料組分按重量份計:水300-900份，丙烯酸酯類50-250份，甲基丙烯酸酯類0-150份，苯乙烯0-250份，交聯劑0.1-1.0份，引發劑0.3-2.5份，分散劑0.3-1.5份。
[0024]所述丙烯酸酯類為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯中的一種或幾種的組合物。
[0025]所述甲基丙烯酸酯類為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸月桂酯中的一種或幾種的組合物。
[0026]所述交聯劑為乙二醇`二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、N，N’-亞甲基二丙烯酰胺、二乙烯基苯中的一種或幾種的組合物。
[0027]所述引發劑為偶氮二異丁腈、過氧化二苯甲酰、過氧化二月桂酰、過氧化氫二異丙苯-四乙烯五胺中的一種或幾種的組合物。
[0028]所述分散劑為明膠、聚乙烯醇、磷酸鈣、羥丙基甲基纖維素、羥乙基纖維素中的一種或幾種的組合物。
[0029]所述有機溶劑吸收劑為球形顆粒。
[0030]通過計算吸收倍率和相對吸收速率判斷所制得的有機溶液吸收劑的吸收效果，其計算方法為:稱取一定量的干燥的吸收劑，浸入足量的有機溶劑中，待其吸收飽和后，稱取吸收劑吸收后的質量，按以下公式計算吸收倍率和相對吸收速率:
【權利要求】
1.一種有機溶劑吸收劑，其特征在于:丙烯酸酯類、甲基丙烯酸酯類、苯乙烯、交聯劑和引發劑在具有水和分散劑的環境下，通過懸浮聚合反應制得所述吸收劑。
2.根據權利要求1所述的有機溶劑吸收劑，其特征在于:所述吸收劑的原料組分按重量份計:水300-900份，丙烯酸酯類50-200份，甲基丙烯酸酯類0-120份，苯乙烯0-200份，交聯劑0.2-1.0份，引發劑0.3-1.5份，分散劑0.3-1.0份。
3.根據權利要求1所述的有機溶劑吸收劑，其特征在于:所述丙烯酸酯類為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯中的一種或幾種的組合物。
4.根據權利要求1所述的有機溶劑吸收劑，其特征在于:所述甲基丙烯酸酯類為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸月桂酯中的一種或幾種的組合物。
5.根據權利要求1所述的有機溶劑吸收劑，其特征在于:所述交聯劑為乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、N，N’ -亞甲基二丙烯酰胺、二乙烯基苯中的一種或幾種的組合物。
6.根據權利要求1所述的有機溶劑吸收劑，其特征在于:所述引發劑為偶氮二異丁腈、過氧化二苯甲酰、過氧化二月桂酰、過氧化氫二異丙苯-四乙烯五胺中的一種或幾種的組合物。
7.根據權利要求1所述的有機溶劑吸收劑，其特征在于:所述分散劑為明膠、聚乙烯醇、磷酸鈣、羥丙基甲基纖維素、羥乙基纖維素中的一種或幾種的組合物。
8.根據權利要求1所述的有機溶劑吸收劑，其特征在于:所述有機溶劑吸收劑為球形顆粒。
9.一種制備如權利要求1所述有機溶劑吸收劑的方法，其特征在于:所述制備方法包括以下步驟: 1)在配有溫度計、通氮口、回流冷凝器和攪拌器的四口燒瓶中加入分散劑和水，在50-80°C下攪拌20-50min使之充分溶解； 2)將丙烯酸酯類、甲基丙烯酸酯類、苯乙烯、交聯劑和引發劑混合均勻，得到混合液； 3)控制攪拌器的轉速為250-350rpm，將步驟2)中的混合液滴加到四口燒瓶中，在60-85°C下反應4-7小時，再在90°C下熟化I小時，過濾得到產物； 4)將產物用蒸餾水洗滌，50°C下真空干燥24小時，得到有機溶劑吸收劑。
10.根據權利要求9所述的有機溶劑吸收劑的制備方法，其特征在于:步驟3)中混合液必須在攪拌條件下滴加，且反應過程中不能停止攪拌。
【文檔編號】B01J20/30GK103752289SQ201410036400
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月26日 優先權日:2014年1月26日
【發明者】張衛英, 李曉, 翁森 申請人:福州大學