一種可分離高溫液體的發(fā)泡聚丙烯與高分子吸收劑復(fù)合材料及其制備方法
【專利說明】 一種可分離高溫液體的發(fā)泡聚丙烯與高分子吸收劑復(fù)合材
料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域,特別是一種可分離高溫液體的發(fā)泡聚丙烯與高分子吸收劑復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前全球水域環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重,其中油類物質(zhì)及其污水、廢棄液和因各種事故如油船或儲(chǔ)罐泄漏造成的河流、海洋等水資源污染問題日趨嚴(yán)重,亟待有效遏制和解決。
[0003]吸油材料主要可分為三大類,即無機(jī)吸油材料、有機(jī)合成吸油材料和有機(jī)天然吸油材料。發(fā)泡聚丙烯泡沫是一種性能卓越的高結(jié)晶復(fù)合材料,與其他熱塑性聚烯烴相比,聚丙烯具有較高的剛性,優(yōu)良的力學(xué)性能,良好的耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性,是用于過濾分離等工業(yè)用途的優(yōu)良材料,不僅可回收再利用,而且可以自然降解,不會(huì)造成白色污染,因而被稱為“綠色”泡沫。聚丙烯泡沫由于其良好的力學(xué)性能、優(yōu)良的耐熱性能及利于環(huán)境保護(hù)的性質(zhì),是繼傳統(tǒng)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,有著廣泛的應(yīng)用前景。但是該材料作為吸附材料,具有一些缺點(diǎn),比如存在重力保油率較低,吸收后擠壓再次泄漏,由于多孔結(jié)構(gòu),比表面積大,無法抑制被吸收的高揮發(fā)性液體的揮發(fā)性,對(duì)有毒易爆的化學(xué)品處理效果不理想等。甲基丙烯酸酯類高吸油樹脂是近年來吸油材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一,甲基丙烯酸酯類高吸油樹脂是通過分子鏈中的親油基和油分子間產(chǎn)生的范德華力來實(shí)現(xiàn)吸油的功能,樹脂材料吸油后油品不易脫落,保油率高,設(shè)想將吸油樹脂與發(fā)泡聚丙烯泡沫的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合,提出在聚丙烯樹脂發(fā)泡過程中將聚丙烯酸樹脂交聯(lián)其中,用以提高材料保油性能,新材料就具備了物理吸附和化學(xué)吸收的雙重優(yōu)點(diǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種可分離高溫液體的發(fā)泡聚丙烯與高分子吸收劑復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明添加適量的低密度聚乙烯與高熔體強(qiáng)度聚丙烯共混,與聚丙烯酸高分子樹脂微球熔融交聯(lián)后,通過聚合反應(yīng),將高分子樹脂均勻地分布在發(fā)泡聚丙烯的孔壁上,不僅提高了吸油快速、吸油倍率高,而且提高了樹脂的耐熱性。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的,本發(fā)明通過以下方案實(shí)施:
一種可分離高溫液體的發(fā)泡聚丙烯與高分子吸收劑復(fù)合材料,由下列重量份的原料制備制成:高熔體強(qiáng)度聚丙烯95-98、低密度聚乙烯2-3、碳酸氫鈉6-8、磷酸鈣1_2、十二烷基硫酸鈉0.8-UN-取代馬來酰亞胺2-3、去離子水適量、甲基纖維素4-5、丙烯酸丁酯13-15、甲基丙烯酸十二酯7.5-9、N,N’_亞甲基雙丙烯酰胺0.08-0.1、偶氮二異丁腈0.5-0.6、乙酸乙酯11-12.5、磷酸二異辛酯2-3 ;
本發(fā)明所述一種可分離高溫液體的發(fā)泡聚丙烯與高分子吸收劑復(fù)合材料,由以下具體步驟制成: (1)將甲基纖維素加入30倍量的去離子水中,邊攪拌邊加熱至完全溶解,冷卻至室溫后在氮?dú)獗Wo(hù)下依次緩慢的加入乙酸乙酯、N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺、偶氮二異丁腈、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二酯、磷酸二異辛酯,控制攪拌速度為1000轉(zhuǎn)/分,然后緩慢升溫至400C,攪拌反應(yīng)10分鐘后,繼續(xù)升溫至70°C,攪拌反應(yīng)20分鐘后,繼續(xù)升溫至80°C,以400轉(zhuǎn)/分的速度攪拌反應(yīng)I小時(shí),得到固體微球,將反應(yīng)體系降至室溫,將得到的固體微球過濾,用80°C去離子水洗滌3次,最后在50°C下干燥24小時(shí)即得高分子樹脂微球;
(2)將磷酸鈣、十二烷基硫酸鈉混合后與加入總量5倍量的去離子水,以400轉(zhuǎn)/分的速度攪拌至完全分散后,加入N-取代馬來酰亞胺,升溫至60-70°C,攪拌10分鐘后,繼續(xù)升溫至80-90°C,攪拌反應(yīng)60分鐘后降溫至室溫,過濾取固體,用去離子水洗滌數(shù)次后,在60°C下干燥24小時(shí),然后與低密度聚乙烯、碳酸氫鈉共同放入高速混合機(jī)中混合均勻,然后通過擠出機(jī)擠出造粒得到發(fā)泡改性顆粒,控制擠出機(jī)擠出溫度為100-120°C,螺桿轉(zhuǎn)速為300-400 轉(zhuǎn) / 分;
(3)將高熔體強(qiáng)度聚丙烯、發(fā)泡改性顆粒以及步驟(I)得到的高分子樹脂微球混合后投入到雙螺桿擠塑機(jī)的料斗中,擠塑機(jī)升溫至180-200°C后啟動(dòng)螺桿旋鈕,塑化混煉120-150分鐘,進(jìn)行第一次發(fā)泡;當(dāng)筒體中斷混合物已經(jīng)熔化塑化均勻后,在10-15MPa條件下注入二氧化碳?xì)怏w(通過流量控制閥控制二氧化碳的加入量為熔化物料質(zhì)量的10%),保持40-50分鐘后,再降至常壓,再進(jìn)行發(fā)泡;將塑化好的熔體擠出,控制擠出機(jī)頭的溫度為200-210°C,即可得到側(cè)壁布滿微孔發(fā)泡管,經(jīng)過空氣自然冷卻后用專用切粒機(jī)切粒即可制備出發(fā)泡聚丙烯與高分子樹脂復(fù)合的粒子。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明首先制備高分子樹脂微球,然后通過一系列的工藝將磷酸鈣、十二烷基硫酸鈉等進(jìn)行活化后與碳酸氫鈉進(jìn)行混合,降低了發(fā)泡劑的分解溫度,同時(shí)不影響發(fā)氣量,使之能夠在注塑過程中平穩(wěn)較快分解形成泡孔,泡孔結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,塌陷情況不明顯;然后聚丙烯、高分子樹脂微球共同放入擠塑機(jī)中熔化塑化,通過化學(xué)發(fā)泡、通入二氧化碳等物理發(fā)泡制成開孔型的復(fù)合材料,具有較大的比表面積,提高了吸附性能。
[0007]本發(fā)明的通過工藝創(chuàng)新,融合了樹脂保油性能強(qiáng)、發(fā)泡聚丙烯吸油倍率好兩大優(yōu)點(diǎn),制成的產(chǎn)品整體吸油性能較好、制備方法簡(jiǎn)單,在整個(gè)加工和使用過程中是綠色環(huán)保的,生產(chǎn)出的復(fù)合材料有效的增大了比表面積,而且產(chǎn)品的耐溫高,在130°C以上,適用于低溫及高溫的環(huán)境油水分離。
具體實(shí)施方案
[0008]下面通過具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0009]—種可分離高溫液體的發(fā)泡聚丙烯與高分子吸收劑復(fù)合材料,由下列重量份(公斤)的原料制備制成:高熔體強(qiáng)度聚丙烯95、低密度聚乙烯2、碳酸氫鈉6、磷酸鈣1、十二烷基硫酸鈉0.8、N-取代馬來酰亞胺2、去離子水適量、甲基纖維素4、丙烯酸丁酯13、甲基丙烯酸十二酯7.5、N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺0.0