[發明專利]一種耐擠壓、防火和超疏水海綿的制備方法

有效

• 申請號: 201410086762.8
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN103951843B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 艾可龍;阮長平;逯樂慧
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C08J7/16
• 分類號: C08J7/16;C08J7/12;C08L61/28;C08G73/02
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所(普通合伙)22210
• 代理人: 南小平

技術領域

本發明涉及一種耐擠壓、防火和超疏水海綿的制備方法，具體涉及一種以廉價的多孔三聚氰胺樹脂海綿作為基質，采用溫和的方法合成新型吸油超疏水海綿的方法。

背景技術

吸油（有機物）材料對于保護環境，維持水質至關重要。尤其是隨著現代工業的發展，石油以及各種有機溶劑泄露事故的頻發對環境造成災難性影響。而且，石油和很多有機溶劑是易燃的，帶來起火、爆炸等安全隱患，對環境和人類生命財產的安全都造成巨大威脅。

傳統的吸油材料包括無機材料，天然有機材料，有機合成材料，往往選擇性低，吸附效率差。因此近年來開發了大量新型高效的吸油材料，如N摻雜氣凝膠，納米纖維素氣凝膠，超輕石墨烯-碳納米管氣凝膠，氮化硼，無機納米薄膜等。但是由于涉及到價格和工藝原因，導致這些新型吸油材料大規?；浅＠щy，限制了其實際應用。并且回收這些吸油材料常采用燃燒的方法?？紤]到石油和有機物是重要的可以再次利用的資源，這是一種浪費。而且燃燒會造成二次環境污染。

發明內容

本發明為解決現有新型吸油材料大規?；浅＠щy，限制了其實際應用的技術問題，提供了一種成本低廉，合成方法簡單，易規?；a的耐擠壓、防火和超疏水海綿的制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案具體如下：

一種耐擠壓、防火和超疏水海綿的制備方法，包括以下步驟：將聚多巴胺包覆在三聚氰胺樹脂海綿的表面，再修飾上巰基氟代長鏈烷烴或者巰基長鏈烷烴。

在上述技術方案中，所述三聚氰胺樹脂海綿，其孔道均為開放性的孔道，空隙率為99.8%-60%。

在上述技術方案中，所述聚多巴胺是采用多巴胺鹽酸鹽在堿性條件下聚合生成的。

在上述技術方案中，所述巰基氟代長鏈烷烴的碳鏈長度為6-30個碳原子，巰基長鏈烷烴的碳鏈長度為6-30個碳原子。

在上述技術方案中，所述將聚多巴胺包覆在三聚氰胺樹脂海綿的表面，再修飾上巰基氟代長鏈烷烴或者巰基長鏈烷烴的具體實驗步驟和條件如下：

步驟（1）、將三聚氰胺樹脂海綿浸泡在堿性緩沖溶液中，加入多巴胺鹽酸鹽，多巴胺在三聚氰胺樹脂海綿的表面進行聚合，反應10-60小時，然后用去離子水洗滌，得到聚多巴胺包覆的三聚氰胺樹脂海綿；

步驟（2）、取步驟（1）所制備的聚多巴胺包覆的三聚氰胺樹脂海綿浸泡在堿性乙醇溶液中，加入巰基氟代長鏈烷烴或者巰基長鏈烷烴，反應1-24小時，然后用乙醇洗滌，晾干。

在上述技術方案中，步驟（1）中所述的堿性緩沖溶液的pH值為7-14。

在上述技術方案中，步驟（2）中所述的堿性乙醇溶液的pH值為7-14。

在上述技術方案中，所述多巴胺鹽酸鹽的濃度為0.06克/升～3.2克/升。

本發明的有益效果是：

（1）本發明采用簡單、綠色的合成方法，制備得到耐擠壓、防火和超疏水海綿，所采用的原料價格低廉易得，合成方法簡單。

（2）從超疏水性質考慮，本發明的方法所制備的材料具有良好的超疏水性質。如圖1所示，原始的三聚氰胺樹脂海綿是親水的(圖1a,圖1c)，一旦接觸到水，很快將水吸入進海綿內（圖1f左），將其放入水里，很快沉入水中。而相反地，我們所制備材料的水接觸角達到了163.4°，說明其具有很好的超疏水性質（圖1b，1d），水滴不能被吸附到材料內部，在其表面形成近乎球型的液滴（圖1f右），并且能很好地漂浮在水面上（圖1e）。

（3）從防火角度考慮，我們采用商業上經常使用的聚丙烯無紡布作為參照，通過燃燒實驗，發現通過本發明方法制備的耐擠壓、防火和超疏水海綿具有良好的防火效果。通過微波加熱的方式（700度），如圖2a所示聚丙烯無紡布劇烈燃燒，并且釋放大量的熱能(圖2d，圖2e)，最終完全燃燒(如圖2c左)。相反地，通過本發明方法制備的耐擠壓、防火和超疏水海綿在微波加熱的情況下，如圖2b所示，3秒內起火，然而在2秒內熄滅，僅僅釋放很少的熱能（圖2d，圖2e），而且最終依然留下大量的殘留物質(如圖2c右)。這說明通過本發明方法制備的耐擠壓、防火和超疏水海綿本身就具有抗燃燒的能力。

我們進一步考慮本發明方法制備的耐擠壓、防火和超疏水海綿在吸附有機溶劑后的阻燃效果，通過吸附十八碳烯(ODE)，來考察其吸附有機溶劑后的阻燃效果。采用聚丙烯無紡布作為參照，如圖3a所示，吸附ODE后的聚丙烯無紡布最終完全燃燒，而相對應的本發明方法制備的耐擠壓、防火和超疏水海綿，雖然能被點燃，然而在21秒后將完全將火苗熄滅（圖3b），從而達到防火的目的。