一種新型發(fā)泡聚丙烯與丙烯酸酯樹(shù)脂復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，特別是一種新型發(fā)泡聚丙烯與丙烯酸酯樹(shù)脂復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]石油有“黑色黃金”、“經(jīng)濟(jì)血液”之稱(chēng)，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和對(duì)能源需求的增加，其應(yīng)用范圍還在繼續(xù)拓展，消耗量也日趨增大。在原油的開(kāi)采、加工、運(yùn)輸、煉制和使用過(guò)程中，由于受到工藝水平和處理技術(shù)的限制，大量含油類(lèi)物質(zhì)的廢水、廢渣不可避免地被排入到水體中，對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境和淡水生態(tài)環(huán)境造成了極大的破壞。水中的溢油、油漬不僅降低海洋和淡水環(huán)境的質(zhì)量，影響食物鏈的循環(huán)，破壞生態(tài)平衡，還威脅著人類(lèi)的健康，而要解決這些問(wèn)題，就迫切需要開(kāi)發(fā)出高效、耐用、清潔的吸油材料。
[0003]吸油材料主要可分為三大類(lèi)，即無(wú)機(jī)吸油材料、有機(jī)合成吸油材料和有機(jī)天然吸油材料。發(fā)泡聚丙烯泡沫是一種性能卓越的高結(jié)晶復(fù)合材料，與其他熱塑性聚烯烴相比，聚丙烯具有較高的剛性，優(yōu)良的力學(xué)性能，良好的耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性，是用于過(guò)濾分離等工業(yè)用途的優(yōu)良材料，不僅可回收再利用，而且可以自然降解，不會(huì)造成白色污染，因而被稱(chēng)為“綠色”泡沫。聚丙烯泡沫由于其良好的力學(xué)性能、優(yōu)良的耐熱性能及利于環(huán)境保護(hù)的性質(zhì)，是繼傳統(tǒng)的聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫及聚乙烯泡沫之后的新一代泡沫材料，有著廣泛的應(yīng)用前景。但是該材料作為吸附材料，具有一些缺點(diǎn)，比如存在重力保油率較低，吸收后擠壓再次泄漏，由于多孔結(jié)構(gòu)，比表面積大，無(wú)法抑制被吸收的高揮發(fā)性液體的揮發(fā)性，對(duì)有毒易爆的化學(xué)品處理效果不理想等。甲基丙烯酸酯類(lèi)高吸油樹(shù)脂是近年來(lái)吸油材料領(lǐng)域的研宄熱點(diǎn)之一，甲基丙烯酸酯類(lèi)高吸油樹(shù)脂是通過(guò)分子鏈中的親油基和油分子間產(chǎn)生的范德華力來(lái)實(shí)現(xiàn)吸油的功能，樹(shù)脂材料吸油后油品不易脫落，保油率高，設(shè)想將吸油樹(shù)脂與發(fā)泡聚丙烯泡沫的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，提出在聚丙烯樹(shù)脂發(fā)泡過(guò)程中將聚丙烯酸樹(shù)脂交聯(lián)其中，用以提高材料保油性能，新材料就具備了物理吸附和化學(xué)吸收的雙重優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種新型發(fā)泡聚丙烯與丙烯酸酯樹(shù)脂復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明添加適量的低密度聚乙烯與高熔體強(qiáng)度聚丙烯共混，與聚丙烯酸酯高分子樹(shù)脂微球熔融交聯(lián)后，通過(guò)化學(xué)、物理復(fù)合發(fā)泡，將高分子樹(shù)脂均勻地分布在發(fā)泡聚丙烯的孔壁上，得到吸油快速、吸油倍率高、保油率高的新材料。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過(guò)以下方案實(shí)施:
一種新型發(fā)泡聚丙烯與丙烯酸酯樹(shù)脂復(fù)合材料，由下列重量份的原料制備制成:高熔體強(qiáng)度聚丙烯95-98、低密度聚乙烯2-3、碳酸氫鈉6-8、滑石粉4-6、單硬脂酸甘油酯
1.5-2.5、聚二甲基硅氧烷0.6-0.8、去離子水適量、甲基纖維素4-5、丙烯酸丁酯13-15、甲基丙烯酸十二酯7.5-9、N，N’_亞甲基雙丙烯酰胺0.08-0.1、偶氮二異丁腈0.5-0.6、乙酸乙酯11-12.5、磷酸二異辛酯2-3;
本發(fā)明所述一種新型發(fā)泡聚丙烯與丙烯酸酯樹(shù)脂復(fù)合材料，由以下具體步驟制成:
(1)將甲基纖維素加入30倍量的去離子水中，邊攪拌邊加熱至完全溶解，冷卻至室溫后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下依次緩慢的加入乙酸乙酯、N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺、偶氮二異丁腈、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二酯、磷酸二異辛酯，控制攪拌速度為1000轉(zhuǎn)/分，然后緩慢升溫至400C，攪拌反應(yīng)10分鐘后，繼續(xù)升溫至70°C，攪拌反應(yīng)20分鐘后，繼續(xù)升溫至80°C，以400轉(zhuǎn)/分的速度攪拌反應(yīng)I小時(shí)，得到固體微球，將反應(yīng)體系降至室溫，將得到的固體微球過(guò)濾，用80°C去離子水洗滌3次，最后在50°C下干燥24小時(shí)即得高分子樹(shù)脂微球；
(2)將碳酸氫鈉、單硬脂酸甘油酯、聚二甲基硅氧烷混合均勻后放入球磨機(jī)中，以60-700C的溫度球磨15-20分鐘后取出，與低密度聚乙烯、滑石粉放入高速混合機(jī)中混合均勻，然后通過(guò)擠出機(jī)擠出造粒得到發(fā)泡改性顆粒，控制擠出機(jī)擠出溫度為100-120°C，螺桿轉(zhuǎn)速為300-400轉(zhuǎn)/分；
(3)將高熔體強(qiáng)度聚丙烯、發(fā)泡改性顆粒以及步驟(I)得到的高分子樹(shù)脂微球混合后投入到雙螺桿擠塑機(jī)的料斗中，擠塑機(jī)升溫至180-200°C后啟動(dòng)螺桿旋鈕，塑化混煉120-150分鐘，進(jìn)行第一次發(fā)泡；當(dāng)筒體中斷混合物已經(jīng)熔化塑化均勻后，在10-15MPa條件下注入二氧化碳?xì)怏w(通過(guò)流量控制閥控制二氧化碳的加入量為熔化物料質(zhì)量的10%)，保持40-50分鐘后，再降至常壓，再進(jìn)行發(fā)泡；將塑化好的熔體擠出，控制擠出機(jī)頭的溫度為200-21(TC，即可得到側(cè)壁布滿(mǎn)微孔發(fā)泡管，經(jīng)過(guò)空氣自然冷卻后用專(zhuān)用切粒機(jī)切粒即可制備出發(fā)泡聚丙烯與高分子樹(shù)脂復(fù)合的粒子。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明首先制備高分子聚丙烯酸酯樹(shù)脂微球，然后通過(guò)一系列的工藝將碳酸氫鈉、滑石粉等進(jìn)行活化，能夠降低發(fā)泡劑的分解溫度，然后后與聚丙烯、高分子樹(shù)脂微球共同放入擠塑機(jī)中熔化塑化，通過(guò)化學(xué)發(fā)泡、通入二氧化碳等物理發(fā)泡制成開(kāi)孔型的復(fù)合材料，具有較大的比表面積，提高了吸附性能。
[0007]本發(fā)明提出的復(fù)合材料制備方法，融合了聚丙烯酸酯樹(shù)脂保油性能強(qiáng)、發(fā)泡聚丙烯吸油倍率好兩大優(yōu)點(diǎn)，整體吸油性能較好、保油性好，制備方法簡(jiǎn)單，在水面浮油的回收處理方面具有極大的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施方案
[0008]下面通過(guò)具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0009]一種新型發(fā)泡聚丙烯與丙烯酸酯樹(shù)脂復(fù)合材料，由下列重量份(公斤)的原料制備制成:高熔體強(qiáng)度聚丙烯95、低密度聚乙烯2、碳酸氫鈉6、滑石粉4、單硬脂酸甘油酯1.5、聚二甲基硅氧烷0.6、去離子水適量、甲基纖維素4、丙烯酸丁酯13、甲基丙烯酸十二酯7.5、N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺0.08、偶氮二異丁腈0.5、乙酸乙酯11、磷酸二異辛酯2 ;
本發(fā)明所述一種新型發(fā)泡聚丙烯與丙烯酸酯樹(shù)脂復(fù)合材料，由以下具體步驟制成:
(I)將甲基纖維素加入30倍量的去離子水中，邊攪拌邊加熱至完全溶解，冷卻至室溫后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下依次緩慢的加入乙酸乙酯、N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺、偶氮二異丁腈、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二酯、磷酸二異辛酯，控制攪拌速度為1000轉(zhuǎn)/分，然后緩慢升溫至400C，攪拌反應(yīng)10分鐘后，繼續(xù)升溫至70°C，攪拌反應(yīng)20分鐘后，繼續(xù)升溫至80°C，以400轉(zhuǎn)/分的速度攪拌反應(yīng)I小時(shí)，得到固體微球，將反應(yīng)體系降至室溫，將得到的固體微球過(guò)濾，用80°C去離子水洗滌3次，最后在50°C下干燥24小時(shí)即得高分子樹(shù)脂微球；
(2)將碳酸氫鈉、單硬脂酸甘油酯、聚二甲基硅氧烷混合均勻后放入球磨機(jī)中，以60-70°C的溫度球磨15分鐘后取出，與低密度聚乙烯、滑石粉放入高速混合機(jī)中混合均勻，然后通過(guò)擠出機(jī)擠出造粒得到發(fā)泡改性顆粒，控制擠出機(jī)擠出溫度為100-120°C，螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分；
(3)將高熔體強(qiáng)度聚丙烯、發(fā)泡改性顆粒以及步驟(I)得到的高分子樹(shù)脂微球混合后投入到雙螺桿擠塑機(jī)的料斗中，擠塑機(jī)升溫至180-200°C后啟動(dòng)螺桿旋鈕，塑化混煉120分鐘，進(jìn)行第一次發(fā)泡；當(dāng)筒體中斷混合物已經(jīng)熔化塑化均勻后，在1MPa條件下注入二氧化碳?xì)怏w(通過(guò)流量控制閥控制二氧化碳的加入量為熔化物料質(zhì)量的10%)，保持40分鐘后，再降至常壓，再進(jìn)行發(fā)泡；將塑化好的熔體擠出，控制擠出機(jī)頭的溫度為200-210°C，即可得到側(cè)壁布滿(mǎn)微孔發(fā)泡管，經(jīng)過(guò)空氣自然冷卻后用專(zhuān)用切粒機(jī)切粒即可制備出發(fā)泡聚丙烯與高分子樹(shù)脂復(fù)合的粒子。
[0010]對(duì)本發(fā)明復(fù)合材料進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果為吸收率(0#柴油)90.4.0%，吸收率(三氯乙烷)89.7% ;保油率(0#柴油)84.2%，保油率(三氯乙烷)80.9%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型發(fā)泡聚丙烯與丙烯酸酯樹(shù)脂復(fù)合材料，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成:高熔體強(qiáng)度聚丙烯95-98、低密度聚乙烯2-3、碳酸氫鈉6-8、滑石粉4_6、單硬脂酸甘油酯1.5-2.5、聚二甲基硅氧烷0.6-0.8、去離子水適量、甲基纖維素4-5、丙烯酸丁酯13-15、甲基丙烯酸十二酯7.5-9、N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺0.08-0.1、偶氮二異丁腈0.5-0.6、乙酸乙酯11-12.5、磷酸二異辛酯2-3。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型發(fā)泡聚丙烯與丙烯酸酯樹(shù)脂復(fù)合材料，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將甲基纖維素加入30倍量的去離子水中，邊攪拌邊加熱至完全溶解，冷卻至室溫后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下依次緩慢的加入乙酸乙酯、N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺、偶氮二異丁腈、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二酯、磷酸二異辛酯，控制攪拌速度為1000轉(zhuǎn)/分，然后緩慢升溫至400C，攪拌反應(yīng)10分鐘后，繼續(xù)升溫至70°C，攪拌反應(yīng)20分鐘后，繼續(xù)升溫至80°C，以400轉(zhuǎn)/分的速度攪拌反應(yīng)I小時(shí)，得到固體微球，將反應(yīng)體系降至室溫，將得到的固體微球過(guò)濾，用80°C去離子水洗滌3次，最后在50°C下干燥24小時(shí)即得高分子樹(shù)脂微球； (2)將碳酸氫鈉、單硬脂酸甘油酯、聚二甲基硅氧烷混合均勻后放入球磨機(jī)中，以60-700C的溫度球磨15-20分鐘后取出，與低密度聚乙烯、滑石粉放入高速混合機(jī)中混合均勻，然后通過(guò)擠出機(jī)擠出造粒得到發(fā)泡改性顆粒，控制擠出機(jī)擠出溫度為100-120°C，螺桿轉(zhuǎn)速為300-400轉(zhuǎn)/分； (3)將高熔體強(qiáng)度聚丙烯、發(fā)泡改性顆粒以及步驟(I)得到的高分子樹(shù)脂微球混合后投入到雙螺桿擠塑機(jī)的料斗中，擠塑機(jī)升溫至180-200°C后啟動(dòng)螺桿旋鈕，塑化混煉120-150分鐘，進(jìn)行第一次發(fā)泡；當(dāng)筒體中斷混合物已經(jīng)熔化塑化均勻后，在10-15MPa條件下注入二氧化碳?xì)怏w(通過(guò)流量控制閥控制二氧化碳的加入量為熔化物料質(zhì)量的10%)，保持40-50分鐘后，再降至常壓，再進(jìn)行發(fā)泡；將塑化好的熔體擠出，控制擠出機(jī)頭的溫度為200-21(TC，即可得到側(cè)壁布滿(mǎn)微孔發(fā)泡管，經(jīng)過(guò)空氣自然冷卻后用專(zhuān)用切粒機(jī)切粒即可制備出發(fā)泡聚丙烯與高分子樹(shù)脂復(fù)合的粒子。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種新型發(fā)泡聚丙烯與丙烯酸酯樹(shù)脂復(fù)合材料，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成：高熔體強(qiáng)度聚丙烯95-98、低密度聚乙烯2-3、碳酸氫鈉6-8、滑石粉4-6、單硬脂酸甘油酯1.5-2.5、聚二甲基硅氧烷0.6-0.8、去離子水適量、甲基纖維素4-5、丙烯酸丁酯13-15、甲基丙烯酸十二酯7.5-9、N，N，-亞甲基雙丙烯酰胺0.08-0.1、偶氮二異丁腈0.5-0.6、乙酸乙酯11-12.5、磷酸二異辛酯2-3；本發(fā)明提出的制備方法，融合了聚丙烯酸酯樹(shù)脂保油性能強(qiáng)、發(fā)泡聚丙烯吸油倍率好兩大優(yōu)點(diǎn)，整體吸油性、保油性好，制備方法簡(jiǎn)單，在水面浮油的回收處理方面具有極大的應(yīng)用前景。
【IPC分類(lèi)】C09K3/32, C08K5/521, C08K5/103, C08F220/54, C08L1/28, C08L83/04, C08F220/18, C08J9/12, C08L23/12, C08L23/06, C08K3/34, C08L33/08, C08J9/08
【公開(kāi)號(hào)】CN104987593
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510389629
【發(fā)明人】沈向洋, 吳克, 余志敏, 蔣涌, 吳杰, 吳育兵, 樊云
【申請(qǐng)人】安徽成方新材料科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年7月6日