[發明專利]一種疏水性高吸油軟質聚氨酯泡沫材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201310022224.8
• 申請日: 2013-01-22
• 公開（公告）號: CN103059252A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 劉曉寧;李彥敏;徐炎華;魏榮卿
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/48;C08K3/32;C08K5/523;C08K5/521;C08J9/08;C08L75/08;C09K3/32
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(一)技術領域

本發明涉及一種疏水性高吸油軟質聚氨酯泡沫材料及其制備方法和應用，屬高分子吸油材料合成及環保領域。具體涉及一種聚四亞甲基醚三醇型高吸油軟質聚氨酯泡沫材料及其制備方法。

(二)背景技術

隨著工業的發展和人民生活水平的提高，全球范圍內對石油產品的需求不斷增大，隨之而來的石油泄漏也在逐漸增多，對海洋生態環境和人類的生活造成了嚴重的威脅。

用吸油材料吸附泄漏油是處理油污染的理想方法。傳統的吸油材料中的無機材料(如黏土、沸石、硅藻土等)或天然有機材料(如秸稈、羽毛、木屑等)雖便宜易得，但是無機材料存在吸油率低、不易作業、回收不方便等缺點；而天然有機材料則存在易下沉、吸附能力弱、對油水的分辨率低等缺點。有機合成材料因其疏水性或親油性好，成為近期科研工作者研究的重點。

常用的有機合成吸油材料有：聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯及其它類吸油性樹脂，但是這些材料存在吸附能力小、吸附速率慢、油及材料不易回收利用等缺點。相比較而言，低密度、高開孔率的軟質聚氨酯泡沫因吸油量大、吸附速率快、油及材料易于回收利用等而受到廣泛的關注。但是由于聚氨酯泡沫材料分子結構中含有大量的醚鍵、氨基甲酸酯鍵及酰胺鍵等，這使材料吸油的同時也能吸較多量的水。

Paola?Calcagnile等(Paola?Calcagnile，Despina?Fragouli，Ilker?S.Bayer，George?C.Anyfantis，Luigi?Martiradonna，P.Davide?Cozzoli，Roberto?Cingolani，Athanassia?Athanassiou.Magnetically?driven?floating?foams?for?the?removal?of?oil?contaminants?from?water[J].American?chemical?society，2012，6(6)：5413-5419)用超順磁性的氧化鐵納米(NPs)微粒和聚四氟乙烯(PTFE)微粒對聚氨酯改性，改性后的材料(PU/PTFE/NPs)可用磁力驅動且吸附速率變大，但其在純油體系中吸油率低(13g·g^-1)；

Hua?Li等(Hua?Li，Lifen?Liu，Fenglin?Yang.Hydrophobic?modification?of?polyurethane?foam?for?oil?spill?cleanup[J].Marine?pollution?bulletin，2012，64(8)：1648-1653)用甲基丙烯酸月桂脂(LMA)對聚氨酯材料表面接枝改性(PU-g-LMA)或用LMA微球包覆改性(PU-LMA?microspheres)，與改性前相比，改性后材料對柴油的吸附率增加了26.82％(PU-LMA?microspheres)、18.19％(PU-g-LMA)，但在柴油水分層體系中材料對柴油的吸附率降低了43.67％(PU-LMA?microspheres)、19.88％PU-g-LMA)。

(三)發明內容

本發明的目的是提供一種方法簡單、吸油速率快、吸油率高、油水選擇性好的疏水性高吸油聚氨酯泡沫及其制備方法。該疏水性高吸油聚氨酯泡沫可用于各種油品，如：硝基苯、四氯化碳、丙酮、二甲苯、甲苯、煤油、吡啶、柴油等的吸附回收，適用于地面、動態水面各種油品大量泄漏的回收，且在動態水面和在純油體系中兩者吸油率沒有明顯差別。

本發明方法包括以下內容：

一種疏水性高吸油軟質聚氨酯泡沫材料及其制備方法，其特征在于由含1-4種異氰酸酯的組分I和由聚四亞甲基醚三醇、聚乙二醇/三醇、聚丙二醇/三醇、交聯劑、泡沫穩定劑、發泡劑、阻燃劑、催化劑等組成的組分II制備而成，組分I與組分II的質量比為0.2-0.4∶1；該疏水性高吸油軟質聚氨酯泡沫材料對硝基苯、四氯化碳、丙酮、二甲苯、甲苯、煤油、柴油、吡啶的吸油率在42-90g·g^-1之間；對震蕩混合的甲苯水體系中甲苯的吸油率在60-80g·g^-1之間，且基本不吸水。

各組分配比(按質量份算)如下：

異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、多亞甲基苯基多異氰酸酯等一種或多種的混合物。

聚醚多元醇為聚乙二醇/三醇、聚丙二醇/三醇、聚四亞甲基醚二醇/三醇等一種或多種的混合物，其羥值范圍為25-180mgKOH·g^-1。