[發明專利]一種有機硅化合物改性的疏水聚氨酯泡沫及其制備方法

有效

• 申請號: 202110860039.0
• 申請日: 2021-07-28
• 公開（公告）號: CN113429620B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 任龍芳;湯正
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C08J9/40
• 分類號: C08J9/40;C08J9/08;C08L75/04;C08G18/61;C08G101/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陳翠蘭

本發明公開了一種有機硅化合物改性的疏水聚氨酯泡沫及其制備方法，屬于油水分離材料的制備及其應用領域，首先異氰酸酯基團與羥基基團的反應生成氨基甲酸酯基，將有機硅鏈段引入聚氨酯主鏈，然后再與水反應制備聚氨酯泡沫；經鉻酸刻蝕后，再在聚氨酯泡沫表面接枝長碳鏈的硅烷，長碳鏈的硅烷水解產生硅羥基能夠與聚氨酯泡沫表面羥基脫水縮合，從而得到有機硅改性的疏水聚氨酯泡沫。本發明合理地將硅化合物引入聚氨酯體系中，從而改善聚氨酯泡沫的油水選擇能力，提高聚氨酯泡沫的疏水親油性。形貌表征和水接觸角的試驗結果也證明本發明制備的疏水聚氨酯泡沫能夠顯著改善聚氨酯泡沫在油水分離過程中油水選擇性差的問題。

技術領域

本發明屬于油水分離材料的制備及其應用領域，涉及一種有機硅化合物改性的疏水聚氨酯泡沫及其制備方法。

背景技術

伴隨著經濟和社會的快速發展，環境問題愈發值得注意。頻繁的溢油事件以及含油廢水的排放對水體環境造成了極大的危害，致使眾多油水分離研究應運而生。在眾多研究中，吸附因實施簡單、油品可回收利用等特點而備受關注。傳統的吸油材料存在吸油倍率低、耐久性差等缺點，限制了材料的實際應用。因此，穩定、耐用、高吸附容量的基材是目前處理油水分離亟需開發的。

聚氨酯泡沫是聚氨酯產品的一種類型，其工藝成熟，材料密度低，具有優良的彈性以及豐富的孔道結構，能夠作為穩定的油水分離材料重復使用。但是聚氨酯泡沫具有一定的親水性，使得其在吸油的同時也會吸附水，造成油水選擇性差，所以需要進行疏水改性。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中，油水分離基材聚氨酯泡沫的油水選擇性較差的缺點，提供一種有機硅化合物改性的疏水聚氨酯泡沫及其制備方法。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種有機硅化合物改性的疏水聚氨酯泡沫的制備方法，包括以下步驟：

步驟1)將端異氰酸酯基聚氨酯預聚體與干燥后的有機硅化合物混合，混合反應后得到有機硅改性聚氨酯預聚體；

步驟2)將有機硅改性聚氨酯預聚體與去離子水混合攪拌，得到混合溶液，將混合溶液進行發泡固化，得到聚氨酯泡沫；

步驟3)將聚氨酯泡沫依次經過洗滌和烘干后，浸入鉻酸中刻蝕，刻蝕后再依次進行洗滌和烘干，并將第二次烘干后的聚氨酯泡沫浸漬在長碳鏈有機硅化合物溶液中進行接枝反應，烘干后得到有機硅化合物改性的疏水聚氨酯泡沫。

優選地，步驟1)中，有機硅化合物為端羥基聚二甲基硅氧烷或端氨丙基聚二甲基硅氧烷。

優選地，步驟1)中，

當有機硅化合物為端羥基聚二甲基硅氧烷時，混合反應的條件為：溫度70～80℃，時間40～60min；

當有機硅化合物為端氨丙基聚二甲基硅氧烷時，混合反應的條件為：溫度20～35℃，時間40～60min。

優選地，步驟1)中，端異氰酸酯基聚氨酯預聚體與干燥后的有機硅化合物混合時的質量比為(4～20)：1；

步驟2)中，有機硅改性聚氨酯預聚體與去離子水混合時，去離子水與端異氰酸酯基聚氨酯預聚體的質量比為(1.5～2.5)：1。

優選地，步驟3)中，長碳鏈有機硅化合物為十六烷基三甲氧基硅烷或十八烷基三氯硅烷。

優選地，步驟3)中，長碳鏈有機硅化合物溶液中的溶劑為環己烷；

長碳鏈有機硅化合物溶液中，長碳鏈有機硅化合物與環己烷的體積比為(1～5)：100。

優選地，步驟3)中，

刻蝕時，聚氨酯泡沫與鉻酸的投料比為(0.8～1.2)g：30ml；