[發明專利]丙烯酸酯類-凹凸棒土復合吸油材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210515874.1
• 申請日: 2012-12-05
• 公開（公告）號: CN102977256A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 趙宜江;周守勇;褚效中;薛愛蓮;李梅生;張艷;張莉莉;邢衛紅
• 申請（專利權）人: 淮陰師范學院
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F212/08;C08F212/36;C08F2/44;C08K9/06;C08K3/34;C08L33/10
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀昌;曹翠珍

技術領域

本發明涉及一種利用丙烯酸酯類單體和凹凸棒土復合而成有機-無機復合吸油材料及其制備方法。

背景技術

在現代科技研究和工業應用中，聚合物摻雜無機粘土納米復合材料由于其優良的混合優點優于純聚合物和低成本的特性吸引了廣泛的關注。高吸油樹脂由于其低交聯的三維網絡結構能夠吸油大量油并在受壓情況下不漏油，可以作為海洋污染的吸油劑，還可作為各種油的吸油材料，作為香料、殺蟲劑、殺菌劑等釋放性基材，還可以作為油污過濾材料，橡膠改性劑，紙張添加劑等。然而，其應用也存在局限性，因為大部分吸油材料來源石油基單體，用完之后任意丟棄，造成環境污染；吸油之后由于粒子膨脹而造成機械性能差，不利于回收、單體成本高等。

近年來復合吸油材料得到了廣泛的關注，吸油也達到良好的效果。丁磊等研究了環糊精接枝的丙烯酸十八酯和丙烯酸丁酯復合吸油材料，添加環糊精之后的復合吸油材料吸油倍率要明顯高于未添加的純樹脂，能夠吸79.1g/g四氯化碳，72.8g/g氯仿，43.7g/g二甲苯，45.7g/g甲苯；李培勛等研究了將磁性Fe₂O₃添加入丙烯酸丁酯和丙烯酸十二酯，合成具有磁性復合吸油材料，能夠吸20g/g氯仿和11g/g甲苯；周小明等研究了苯乙烯和三元乙丙橡膠（EPDM）的接枝共聚合成復合吸油材料，吸附11.1g/g柴油。但是，這一類的吸油材料的吸油性能還需要進一步地提高。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是：提高傳統的吸油樹脂的吸油率、保油率；吸油樹脂粒子膨脹后機械性能差，不利于回收使用。

本發明通提供一種有機-無機復合吸油材料，采用來源廣泛的丙烯酸酯類單體和天然無機納米材料——凹凸棒土復合而成。

凹凸棒土在我國儲量豐富，價格低廉。凹凸棒土（Attapulgite）又稱坡縷石（Palygouskite）或坡縷縞石，是一種具有鏈層狀結構的含水富鎂硅酸鹽。凹凸棒土是一種正八面體水和美鋁硅酸鹽，表面含大量的-OH和框架通道中有可交換的離子。它有一種天然纖維棒狀結構的硅酸鹽粘土，含兩個雙鍵(SiO₃)₂就像(Si₄O₁₁)₆，與其中的纖維軸平行。丙烯酸酯類吸油樹脂的研究相當廣泛，丙烯酸酯類和烯烴類單體已經廣泛報道應用于作為高吸油樹脂的單體。

具體的說，本發明的技術方案是：一種丙烯酸酯類-凹凸棒土復合吸油材料，以按重量份計的如下組分作為原料：丙烯酸酯50～60份，苯乙烯35～50份，引發劑0.5～2份，交聯劑0.2～1份，分散劑1～5份，硅烷偶聯劑改性的凹凸棒土1～10份。

進一步地，上述的各組分優選的重量配比是：丙烯酸酯58.3份，苯乙烯41.7份，引發劑1份，交聯劑0.5份，分散劑3份，硅烷偶聯劑改性的凹凸棒土3份。

上述的丙烯酸酯可以采用甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十八酯中的一種；

上述的引發劑可以采用偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、偶氮二異戊腈、偶氮異丁腈基甲酰胺、偶氮二環己基甲睛、偶氮二異丁酸二甲酯中的一種；

上述的交聯劑可以采用二乙烯基苯；

上述的分散劑可以采用聚乙烯醇；

上述的凹凸棒土最好采用硅烷偶聯劑改性的凹凸棒土。原因是：凹凸棒土獨特結構在于它的針狀結構，即棒狀單晶體，簡稱棒晶；凹凸棒土在在形成過程中由于類質同晶置換現象的廣泛存在，使其表面明顯呈負電性，為使表面電荷得以平衡，在凹凸棒土表面吸附有一定量的金屬離子，由于這些金屬離子的存在，導致天然的凹凸棒土表面覆蓋有一層水膜，凹凸棒土這一親水疏油性質，使其與聚合物復合時相容性不好，因此有必要對其有機改性，而經過硅烷偶聯劑(例如：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等)改性后，其表面由完全親水性變為適度親油性，具備無機和有機的雙重性質，從而更容易與吸油樹脂進行交聯聚合。由于凹凸棒土的表面負電荷可以很好的被陽離子表面活性劑和硅烷偶聯劑改性。經過表面改性的凹凸棒土活性高，在無機有機復合材料中有廣泛的應用。在復合吸油材料中，一方面凹凸棒土獨特的棒狀結構支撐起樹脂的孔道結構，另一方面，改性凹凸棒土能夠良好的復合于吸油材料中。兩方面結合，提高了該吸油材料的吸油性能和機械性能。