一种废物利用提高机械强度的高分子吸收剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及材料领域，特别是一种废物利用提高机械强度的高分子吸收剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着海上石油开采和运输的日益频繁，海上油罐漏油事故时有发生，以及含油污水的排放。油类进入海洋，对自然环境、水产养殖、浅水海岸、码头工业等都会造成难以估量的危害目前对这些污染源的处理大多是通过吸油材料将浮油吸除以达到污染源的净化。
[0003]传统的吸油材料大多是无机材料和有机材料通过物理方法，经改性、混合、压制而成，按照其吸油机理可以分为包藏型吸油材料、凝胶型吸油材料和包藏凝胶复合型吸油材料，这类吸油材料是利用其表面、间隙及空洞的毛细管力进行吸油和/或利用分子间或物质间的物理凝聚力，在网络构造形成的过程中所产生的间隙空间而包裹吸油；以及现有存在的吸油树脂，是由两种及两种以上丙烯酸酯系或烯烃类反应单体聚合而成，具有一定的吸油倍率，但是吸油倍率不是很高，这是因为树脂是化学交联，共价键具有较大的键能，对分子链具有较强的束缚性，交联点间的链段较短且交联密度大，吸油后树脂网络链段很快伸展到最大程度，所以高吸油树脂具有较低的吸油倍率，而且吸油速度慢、吸油量少、保油性差，在实际操作中存在众多的不便，如吸收油份过后的吸油材料在运输和储存过程中油份会被重新释放到环境中，造成二次污染。因此，研制高效能的吸油产品具有重要实际意义。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种废物利用提高机械强度的高分子吸收剂及其制备方法。本发明利用废旧轮胎橡胶经过一系列的粉碎制成精细橡胶粉，然后与尿素、硅烷偶联剂混合，对橡胶表面进行了改性，能够很好地分散在悬浮液中，同时与丙烯酸类单体能够很好地聚合，从而提高了聚合物的机械强度。
[0005]为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施:
一种废物利用提高机械强度的高分子吸收剂，由下列重量份的原料制备制成:废旧轮胎橡胶4-5、白炭黑1-2、尿素1-1.5、1%的硅烷偶联剂kh-550乙醇溶液4_5、过硫酸钾1-1.2、明胶4-5、甲基丙烯酸丁酯25-28、丙烯酸十四酯17-19、乙二醇二丙烯酸酯
0.16-0.2、乙酸乙酯21-23、对甲基苯乙烯0.9-1.2、二乙烯基苯1.8-2.5、纳米氢氧化铝
1-2、硅烷偶联剂kh450 0.05-0.07、磷酸二异辛酯1-1.2、硅油0.5-0.6、蒸馏水适量； 本发明所述一种废物利用提高机械强度的高分子吸收剂，由以下具体步骤制成:
(I)将废旧轮胎橡胶依次通过综合破碎机、橡胶细碎机、精细制粉机，得到200目的精细废旧橡胶粉然后与白炭黑混合均匀得到混合粉末，将尿素加热至熔融，冷却至室温后与1%的硅烷偶联剂kh-550乙醇溶液混合，然后加入混合粉末，以600转/分的速度搅拌30-40分钟； (2)将明胶加入30倍量的蒸馏水中，加热至完全溶解，缓慢降温至室温，加入步骤(I)得到的产物，继续搅拌至分散均匀，然后在氮气保护下依次缓慢的加入乙酸乙酯、乙二醇二丙烯酸酯、过硫酸钾、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸十四酯，控制搅拌速度为1000转/分，然后缓慢升温至40°C，搅拌反应10分钟后，继续升温至70°C，搅拌反应20分钟后，继续升温至80°C，以400转/分的速度搅拌反应I小时，得到高分子树脂微球；
(3)将纳米氢氧化铝与硅烷偶联剂kh450放入球磨机中球磨60分钟后取出，加入磷酸二异辛酯继续搅拌混合均匀，然后加入对甲基苯乙烯、二乙烯基苯以及其余剩余成分，搅拌均匀后加入到步骤(2)的反应体系中，控温80°C，以1000转/分的速度继续反应1.5-2小时，即在在高分子树脂微球表面制备一层高交联度的表层结构；
(4)将反应体系降至室温，将得到的固体聚合物微球过滤，用80°C蒸馏水洗涤3次，最后在50°C下干燥24小时即得最终广品。
[0006]本发明的有益效果是:利用废旧轮胎橡胶经过一系列的粉碎制成精细橡胶粉，然后与尿素、硅烷偶联剂混合，对橡胶表面进行了改性，能够很好地分散在悬浮液中，同时与丙烯酸类单体能够很好地聚合，从而提高了聚合物的机械强度，同时具有协同吸油的效果，进而增大了内层树脂的吸油倍率。
[0007]本发明在内层复合树脂聚合的同时，在外表面聚集一层薄薄的对甲基苯乙烯交联聚合物，对内层复合树脂的吸油倍率影响较小，同时内含疏水改性后的纳米氢氧化铝与磷酸二异辛酯，提高了阻燃性能，同时由于外层聚合物交联密度高于内层聚合物，配合致孔剂硅油的作用，赋予了吸油树脂微球更大的表面积，为吸附提供了更大的动力，提高了吸油速率，同时由于高交联表面，可以提高树脂极性、刚性，避免吸油树脂颗粒之间的黏结。
[0008]本发明为双层多孔结构，具有良好的机械强度以及一定的阻燃效果，体积膨胀率大，体积膨胀率能达到30倍左右，该结构增大了树脂的吸油表面积，吸油速度快，而且具有极广的吸收范围，不亲水，可以用于油水混合物的吸收；吸收后不会产生再泄露，同时大幅度降低有毒蒸汽危害，便于后期处理与安全存放，有效防止污染液的二次污染。
具体实施方案
[0009]下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
[0010]一种废物利用提高机械强度的高分子吸收剂，由下列重量份(公斤)的原料制备制成:废旧轮胎橡胶4、白炭黑1、尿素1、1%的硅烷偶联剂kh-550乙醇溶液4、过硫酸钾1、明胶4、甲基丙烯酸丁酯25、丙烯酸十四酯17、乙二醇二丙烯酸酯0.16、乙酸乙酯21、对甲基苯乙烯0.9、二乙烯基苯1.8、纳米氢氧化铝1、硅烷偶联剂kh450 0.05、磷酸二异辛酯1、硅油
0.5、蒸馏水适量；
本发明所述一种废物利用提高机械强度的高分子吸收剂，由以下具体步骤制成:
(1)将废旧轮胎橡胶依次通过综合破碎机、橡胶细碎机、精细制粉机，得到200目的精细废旧橡胶粉然后与白炭黑混合均匀得到混合粉末，将尿素加热至熔融，冷却至室温后与1%的硅烷偶联剂kh-550乙醇溶液混合，然后加入混合粉末，以600转/分的速度搅拌30分钟；
(2)将明胶加入30倍量的蒸馏水中，加热至完全溶解，缓慢降温至室温，加入步骤(I)得到的产物，继续搅拌至分散均匀，然后在氮气保护下依次缓慢的加入乙酸乙酯、乙二醇二丙烯酸酯、过硫酸钾、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸十四酯，控制搅拌速度为1000转/分，然后缓慢升温至40°c，搅拌反应10分钟后，继续升温至70°C，搅拌反应20分钟后，继续升温至80°C，以400转/分的速度搅拌反应I小时，得到高分子树脂微球；
(3)将纳米氢氧化铝与硅烷偶联剂kh450放入球磨机中球磨60分钟后取出，加入磷酸二异辛酯继续搅拌混合均匀，然后加入对甲基苯乙烯、二乙烯基苯以及其余剩余成分，搅拌均匀后加入到步骤(2)的反应体系中，控温80°C，以1000转/分的速度继续反应1.5小时，即在在高分子树脂微球表面制备一层高交联度的表层结构；
(4)将反应体系降至室温，将得到的固体聚合物微球过滤，用80°C蒸馏水洗涤3次，最后在50°C下干燥24小时即得最终广品。
[0011]本发明产品为乳白色不透明球状颗粒，对其进行检测，结果为吸收率(0#柴油)87.1%，吸收率(三氯乙烷)90.3% ;保油率(0#柴油)84.0%，保油率(三氯乙烷)80.4%，远远大于检验标准。
【主权项】
1.一种废物利用提高机械强度的高分子吸收剂，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成:废旧轮胎橡胶4-5、白炭黑1-2、尿素1-1.5、1%的硅烷偶联剂kh-550乙醇溶液4_5、过硫酸钾1-1.2、明胶4-5、甲基丙烯酸丁酯25-28、丙烯酸十四酯17-19、乙二醇二丙烯酸酯0.16-0.2、乙酸乙酯21-23、对甲基苯乙烯0.9-1.2、二乙烯基苯1.8-2.5、纳米氢氧化铝1-2、硅烷偶联剂kh450 0.05-0.07、磷酸二异辛酯1-1.2、硅油0.5-0.6、蒸馏水适量。2.根据权利要求1所述一种废物利用提高机械强度的高分子吸收剂，其特征在于，由以下具体步骤制成: (1)将废旧轮胎橡胶依次通过综合破碎机、橡胶细碎机、精细制粉机，得到200目的精细废旧橡胶粉然后与白炭黑混合均匀得到混合粉末，将尿素加热至熔融，冷却至室温后与1%的硅烷偶联剂kh-550乙醇溶液混合，然后加入混合粉末，以600转/分的速度搅拌30-40分钟； (2)将明胶加入30倍量的蒸馏水中，加热至完全溶解，缓慢降温至室温，加入步骤(I)得到的产物，继续搅拌至分散均匀，然后在氮气保护下依次缓慢的加入乙酸乙酯、乙二醇二丙烯酸酯、过硫酸钾、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸十四酯，控制搅拌速度为1000转/分，然后缓慢升温至40°C，搅拌反应10分钟后，继续升温至70°C，搅拌反应20分钟后，继续升温至80°C，以400转/分的速度搅拌反应I小时，得到高分子树脂微球； (3)将纳米氢氧化铝与硅烷偶联剂kh450放入球磨机中球磨60分钟后取出，加入磷酸二异辛酯继续搅拌混合均匀，然后加入对甲基苯乙烯、二乙烯基苯以及其余剩余成分，搅拌均匀后加入到步骤(2)的反应体系中，控温80°C，以1000转/分的速度继续反应1.5-2小时，即在在高分子树脂微球表面制备一层高交联度的表层结构； (4)将反应体系降至室温，将得到的固体聚合物微球过滤，用80°C蒸馏水洗涤3次，最后在50°C下干燥24小时即得最终广品。
【专利摘要】本发明公开了一种废物利用提高机械强度的高分子吸收剂，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成：废旧轮胎橡胶4-5、白炭黑1-2、尿素1-1.5、1%的硅烷偶联剂kh-550乙醇溶液4-5、过硫酸钾1-1.2、明胶4-5、甲基丙烯酸丁酯25-28、丙烯酸十四酯17-19、乙二醇二丙烯酸酯0.16-0.2、乙酸乙酯21-23、对甲基苯乙烯0.9-1.2、二乙烯基苯1.8-2.5、纳米氢氧化铝1-2、硅烷偶联剂kh450？0.05-0.07、磷酸二异辛酯1-1.2、硅油0.5-0.6、蒸馏水适量；本发明,具有良好的机械强度以及一定的阻燃效果，体积膨胀率大，吸油速度。
【IPC分类】C08F212/36, C08F222/14, C08K3/22, C09K3/32, C08F212/12, C08F279/00, C08K9/06, C08F220/18
【公开号】CN105001378
【申请号】CN201510389480
【发明人】沈向洋, 吴克, 余志敏, 蒋涌, 吴杰, 吴育兵, 樊云
【申请人】安徽成方新材料科技有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年7月6日