[發明專利]一種高效油水及乳液分離的聚氨酯泡沫材料及制備方法

在審

• 申請號: 202010061496.9
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111171260A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 周瑩;范雷倚;張騫;劉帥卓;王銳;于姍;張瑞陽;申敏;向鑫
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: C08G18/48
• 分類號: C08G18/48;C08J9/08;C08J9/14;C08L75/08;B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/40;C02F101/30;C08G101/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 史麗紅

本發明公開了一種高效油水及乳液分離的聚氨酯泡沫材料，包括如下質量份數的組分聚醚多元醇100份，發泡劑7?25份，催化劑0.3?0.6份，泡沫穩定劑1.2?2.5份，聚醚助劑0.6?1.2份，甲苯二異氰酸酯60?90份。本發明具有很好油水選擇性吸附能力，能快速地選擇性的吸附水面或水下的油及有機物，并能有效實現含表面活性劑的乳液分離，且吸附倍率高，具有很好的實際應用價值和推廣價值；且疏水性能具備很好的穩定性，適用于各種復雜的環境中，并且材料在擠壓后可迅速恢復至原來形狀，具有很好的回彈性，可繼續投入使用，具備很好的循環使用性能。

技術領域

本發明涉及高分子油水及乳液分離材料領域，具體涉及一種高效油水及乳液分離的聚氨酯泡沫材料及制備方法。

背景技術

近年來，頻繁發生的海上溢油事件以及人類在生產生活中產生了大量的含油污水，石油的泄露導致了資源的浪費，大量的含油污水對動植物的生存以及生態系統都造成了巨大的影響，并且針對現階段油田高含水采出液的復雜處理工藝，急需研發出一種能高效快速進行油水及乳液分離的材料。

油水及乳液分離材料是一類可將油水混合物及乳液中的油和水單獨分離出來的材料，目前圍繞通過材料將油水混合物及乳液中的油相或水相分離出來進行回收利用的研究成為重點；并且在具體的工業實踐中，由于油水乳液的組成復雜，通常含表面活性劑，因此更穩定、均勻而難以簡單分離，這也是油水乳液分離的難點所在。普通的超疏水超親油表面因其選擇性吸油和完全不吸水而被廣泛應用于油水分離領域，但大多數超疏水超親油材料只能是用于分離簡單的層狀油水混合物，而對穩定油水乳液的分離效果不明顯。傳統的吸油材料主要依靠物理吸附作用將油吸附于材料表面，表現出吸油倍率較小、油水選擇性不高、吸油后保油性差以及不易回收再用等缺點，無法滿足廢油回收和環境治理的要求，而有機合成高分子材料由于其具有很好的疏水吸油性能，成為了近期科研工作者研究的重點，可高效快速進行油水及乳液分離的聚氨酯泡沫具備高機械強度，低密度，制備工藝簡單，原料來源廣泛，疏水性能穩定，循環效果好等特點，具有很好的發展應用前景。

據已有文獻報道，魏徵等以聚醚多元醇PPO330和甲苯二異氰酸脂為原料，制備了一種泡沫孔結構好且對柴油的吸油倍率可達14g/g的聚氨酯軟質泡沫；劉海東等研究了催化劑、泡沫溫度以及粗二苯基甲烷二異氰酸酯指數對聚氨酯泡沫吸油性能的影響，得到一種吸油性能良好的聚氨酯開孔軟質泡沫，10min內可吸25倍柴油；Yang等研究了聚氨酯泡沫分子結構對材料吸附油/水能力的影響，得出用聚四氫呋喃二醇制備的泡沫的疏水性好；但是以上幾篇文獻報道中的泡沫都存在著對油的吸附倍率較低的問題。T.Shimazu等人提出了一種吸油性聚氨酯泡沫材料，最大吸油率達60g/g，該材料可以現場發泡成型，有效地解決了泡沫材料因體積蓬松造成儲運不便的問題；但是該材料是一種部分閉孔的聚氨酯泡沫材料，為了使材料具有吸油能力，需要通過機械力反復擠壓，將材料內部封閉的孔洞轉化成開放性的孔洞，此步操作需要專用的擠壓設備，費時費力，難以勝任突發性事件應急處置的需求。

據已有專利報道，中國專利公開號CN101942190A公開了一種聚氨酯泡沫及其制備方法，該發明通過制備聚合物多元醇，與催化劑、泡沫穩定劑、發泡劑、開孔劑和經過處理的膨脹石墨經過混合、發泡、熟化制成聚氨酯泡沫，該聚氨酯泡沫具有高吸油率低吸水率的特點；但是還存在以下缺陷：膨脹石墨處理操作復雜，制備工藝費時費力，加入膨脹石墨后材料的孔隙可能會增大，但是相應的強度會降低?，F在市場上銷售的超柔軟海綿存在易變形、舒適度較差的問題；專利CN102108117B公開了一種超柔軟低密度海綿的制備方法，但是需要在真空負壓的環境下進行發泡反應，成本高，反應條件比較苛刻，難以滿足大規模工業化生產的需求。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種高效油水及乳液分離的聚氨酯泡沫材料及制備方法，能夠在溫和條件下，制備出同時滿足高效快速油水及乳液分離各項性能的聚氨酯泡沫材料。

本發明通過下述技術方案實現：