一種有機(jī)溶劑吸收劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種有機(jī)溶劑吸收劑及其制備方法，是將丙烯酸酯類、甲基丙烯酸酯類、苯乙烯、交聯(lián)劑和引發(fā)劑在具有水和分散劑的環(huán)境下，通過懸浮聚合反應(yīng)制得。本發(fā)明的有機(jī)溶劑吸收劑具有吸收范圍廣、吸收倍率高、吸收速度快等優(yōu)點(diǎn)，而且吸收后表面粘性小并具有一定的凝膠強(qiáng)度，便于回收處理和再生使用，工業(yè)適用性好。本發(fā)明的有機(jī)溶劑吸收劑可重復(fù)使用十次以上，解決了傳統(tǒng)吸收材料重復(fù)使用性差的問題，有效減少了使用后的吸收劑作為廢棄物排放而引起的二次污染，同時起到提高資源利用率和節(jié)約成本的作用。本發(fā)明的有機(jī)溶劑吸收劑能夠用于工業(yè)含溶劑廢水的處理以及化工生產(chǎn)中有機(jī)溶劑的泄漏與緊急吸收，實(shí)用性強(qiáng)，具有廣闊的發(fā)展前景。
【專利說明】一種有機(jī)溶劑吸收劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種有機(jī)溶劑吸收劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)上有機(jī)溶劑的種類多達(dá)30000余種，其基本化學(xué)結(jié)構(gòu)為脂肪烴、脂環(huán)烴和芳香烴，通過與不同的化學(xué)取代基團(tuán)結(jié)合后又形成不同類型的有機(jī)溶劑，如醇類、醛類、酮類、酯類、醚類、羧酸和胺類等。在工業(yè)生產(chǎn)中較為常見的有機(jī)溶劑有苯、甲苯、二甲苯、丙酮、甲醛、三氯乙烯、氯仿和四氯化碳等。大多數(shù)有機(jī)溶劑都是原發(fā)性皮膚刺激物，對皮膚、呼吸道粘膜和眼結(jié)膜具有不同程度的刺激作用，能引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)的非特異抑制和全身麻醉作用。其中有些有機(jī)溶劑可特異性地作用于內(nèi)臟、血液系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)，造成特殊的損害，有的甚至具有致癌性或潛在的致癌作用。
[0003]隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，有機(jī)溶劑已廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)、食品加工、采礦冶金、藥物合成等諸多領(lǐng)域，幾乎滲透到國民經(jīng)濟(jì)和人民生活的各個方面。有機(jī)溶劑在生產(chǎn)、運(yùn)輸或者使用過程中，其泄漏或揮發(fā)是不可避免的，加上產(chǎn)生的各種廢液廢氣，已經(jīng)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和安全隱患，嚴(yán)重危害人體健康。對有機(jī)溶劑的治理和回收已迫在眉睫，研制開發(fā)并利用有機(jī)溶劑吸收材料是治理有機(jī)溶劑污染的一個有效途徑。
[0004]有機(jī)溶劑吸收材料主要分成三大類:無機(jī)吸收劑、有機(jī)天然吸收劑和有機(jī)合成吸收劑。無機(jī)吸收劑包括沸石、活性炭、珍珠巖、硅藻土、蛭石和粘土等，它們對非極性有機(jī)物的吸附量較小。有機(jī)天然吸收劑包括麥桿、玉米棒、木質(zhì)纖維、洋麻和泥炭沼等，其中大部分的吸收倍率都比有機(jī)合成吸收劑的吸收倍率高，但其缺點(diǎn)是材料密度大，不易于漂浮，吸收溶劑的同時也吸水。有機(jī)合成吸收劑與其他類型的材料相比，具有更好的親油疏水性和吸收吸附能力，易制備和重復(fù)使用，是處理有機(jī)溶劑污染的常用材料。
[0005]目前，各種新型的有機(jī)合成吸收劑已見諸報(bào)導(dǎo)。與傳統(tǒng)吸收材料不同的是，新型有機(jī)溶劑吸收劑具有三維交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在溶劑中溶脹而不溶解，溶劑被包裹在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，從而達(dá)到吸收、儲存的目的，適用于有機(jī)溶劑的回收以及有機(jī)廢水的分離凈化處理。如Jyongsik Jang 等(Journal of Applied Polymer Science, 1999, 77: 914-920)以苯乙烯和丙烯酸長鏈酯為單體交聯(lián)共聚合成了吸收材料，該材料對有機(jī)溶劑的吸收倍率約為15g/g。丙烯酸長鏈酯雖然具有側(cè)鏈長、親油性好等優(yōu)點(diǎn)，但其玻璃化溫度低，所合成的材料硬度不高，吸收后易粘結(jié)，回收再生不方便。吳奎等(吳奎，褚效中，周守勇，高?；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào)，2013，27: 76-82)以甲基丙烯酸丁酯和苯乙烯為單體制備了自溶脹型有機(jī)溶劑吸收齊U，吸收劑的吸收倍率達(dá)到14.12g/g，能夠重復(fù)吸收多次。該吸收劑雖然表面粘度較小，能夠再生重復(fù)使用，但依舊存在著吸收倍率不高，吸收速度較慢等不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種有機(jī)溶劑吸收劑及其制備方法，制備的有機(jī)溶劑吸收劑為毫米級球形顆粒，可對有機(jī)溶劑進(jìn)行快速高效吸收，且吸收后材料表面粘性小并具有一定的凝膠強(qiáng)度，解決了現(xiàn)有吸收材料存在的吸收倍率低、吸收速度慢、吸收后材料粘結(jié)不利于處理等問題；且可重復(fù)使用十次以上，解決了傳統(tǒng)吸收材料重復(fù)使用性差的問題，避免了二次污染，同時起到提高資源利用率和節(jié)約成本的作用。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種有機(jī)溶劑吸收劑，是將丙烯酸酯類、甲基丙烯酸酯類、苯乙烯、交聯(lián)劑和引發(fā)劑在具有水和分散劑的環(huán)境下，通過懸浮聚合反應(yīng)制得。
[0008]所述吸收劑的原料組分按重量份計(jì):水300-900份，丙烯酸酯類50-200份，甲基丙烯酸酯類0-120份，苯乙烯0-200份，交聯(lián)劑0.2-1.0份，引發(fā)劑0.3-1.5份，分散劑0.3-1.0份。
[0009]所述丙烯酸酯類為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯中的一種或幾種的組合物。
[0010]所述甲基丙烯酸酯類為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸月桂酯中的一種或幾種的組合物。
[0011 ] 所述交聯(lián)劑為乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、N，N’-亞甲基二丙烯酰胺、二乙烯基苯中的一種或幾種的組合物。
[0012]所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、過氧化二苯甲酰、過氧化二月桂酰、過氧化氫二異丙苯-四乙烯五胺中的一種或幾種的組合物。
[0013]所述分散劑為明膠、聚乙烯醇、磷酸鈣、羥丙基甲基纖維素、羥乙基纖維素中的一種或幾種的組合物。
[0014]所述有機(jī)溶劑吸收劑為球形顆粒。
[0015]一種有機(jī)溶劑吸收劑的制備方法，包括以下步驟:
1)在配有溫度計(jì)、通氮口、回流冷凝器和攪拌器的四口燒瓶中加入分散劑和水，在50-80°C下攪拌20-50min使之充分溶解；
2)將丙烯酸酯類、甲基丙烯酸酯類、苯乙烯、交聯(lián)劑和引發(fā)劑混合均勻，得到混合液；
3)控制攪拌器的轉(zhuǎn)速為250-350rpm，將步驟2)中的混合液滴加到四口燒瓶中，在60-85°C下反應(yīng)4-7小時，再在90°C下熟化I小時，過濾得到產(chǎn)物；
4)將產(chǎn)物用蒸餾水洗滌，50°C下真空干燥24小時，得到有機(jī)溶劑吸收劑。
[0016]步驟3)中混合液必須在攪拌條件下滴加，且反應(yīng)過程中不能停止攪拌。
[0017]本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于:
(I)本發(fā)明采用懸浮聚合法制備的有機(jī)溶劑吸收劑，具有吸收范圍廣、吸收倍率高、吸收速度快等優(yōu)點(diǎn)。
[0018](2)本發(fā)明的吸收劑吸收后，顆粒表面粘性小并具有一定的凝膠強(qiáng)度，便于回收處理和再生使用，工業(yè)適用性好。
[0019](3)本發(fā)明的有機(jī)溶劑吸收劑可重復(fù)使用十次以上，解決了傳統(tǒng)吸收材料重復(fù)使用性差的問題，避免了使用后的吸收劑作為廢棄物排放而引起環(huán)境的二次污染，同時起到提高資源利用率和節(jié)約成本的作用。
[0020](4)本發(fā)明的有機(jī)溶劑吸收劑能夠用于工業(yè)含溶劑廢水的處理以及化工生產(chǎn)中有機(jī)溶劑的泄漏與緊急吸收，實(shí)用性強(qiáng)，具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明所制得有機(jī)溶劑吸收劑的掃描電鏡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]一種有機(jī)溶劑吸收劑的制備方法，包括以下步驟:
1)在配有溫度計(jì)、通氮口、回流冷凝器和攪拌器的四口燒瓶中加入分散劑和水，在40-80°C下攪拌20-60min使之充分溶解；
2)將丙烯酸酯類、甲基丙烯酸酯類、苯乙烯、交聯(lián)劑和引發(fā)劑混合均勻，得到混合液；
3)控制攪拌器的轉(zhuǎn)速為250-350rpm，將步驟2)中的混合液滴加到四口燒瓶中，滴加時需不停攪拌，然后在60-85°C下反應(yīng)4-7小時，反應(yīng)過程中不停攪拌，再在90°C下熟化I小時，過濾得到產(chǎn)物；
4)將產(chǎn)物用蒸餾水洗滌，50°C下真空干燥24小時，得到有機(jī)溶劑吸收劑。
[0023]其原料組分按重量份計(jì):水300-900份，丙烯酸酯類50-250份，甲基丙烯酸酯類0-150份，苯乙烯0-250份，交聯(lián)劑0.1-1.0份，引發(fā)劑0.3-2.5份，分散劑0.3-1.5份。
[0024]所述丙烯酸酯類為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯中的一種或幾種的組合物。
[0025]所述甲基丙烯酸酯類為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸月桂酯中的一種或幾種的組合物。
[0026]所述交聯(lián)劑為乙二醇`二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、N，N’-亞甲基二丙烯酰胺、二乙烯基苯中的一種或幾種的組合物。
[0027]所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、過氧化二苯甲酰、過氧化二月桂酰、過氧化氫二異丙苯-四乙烯五胺中的一種或幾種的組合物。
[0028]所述分散劑為明膠、聚乙烯醇、磷酸鈣、羥丙基甲基纖維素、羥乙基纖維素中的一種或幾種的組合物。
[0029]所述有機(jī)溶劑吸收劑為球形顆粒。
[0030]通過計(jì)算吸收倍率和相對吸收速率判斷所制得的有機(jī)溶液吸收劑的吸收效果，其計(jì)算方法為:稱取一定量的干燥的吸收劑，浸入足量的有機(jī)溶劑中，待其吸收飽和后，稱取吸收劑吸收后的質(zhì)量，按以下公式計(jì)算吸收倍率和相對吸收速率:
【權(quán)利要求】
1.一種有機(jī)溶劑吸收劑，其特征在于:丙烯酸酯類、甲基丙烯酸酯類、苯乙烯、交聯(lián)劑和引發(fā)劑在具有水和分散劑的環(huán)境下，通過懸浮聚合反應(yīng)制得所述吸收劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)溶劑吸收劑，其特征在于:所述吸收劑的原料組分按重量份計(jì):水300-900份，丙烯酸酯類50-200份，甲基丙烯酸酯類0-120份，苯乙烯0-200份，交聯(lián)劑0.2-1.0份，引發(fā)劑0.3-1.5份，分散劑0.3-1.0份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)溶劑吸收劑，其特征在于:所述丙烯酸酯類為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯中的一種或幾種的組合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)溶劑吸收劑，其特征在于:所述甲基丙烯酸酯類為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸月桂酯中的一種或幾種的組合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)溶劑吸收劑，其特征在于:所述交聯(lián)劑為乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、N，N’ -亞甲基二丙烯酰胺、二乙烯基苯中的一種或幾種的組合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)溶劑吸收劑，其特征在于:所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、過氧化二苯甲酰、過氧化二月桂酰、過氧化氫二異丙苯-四乙烯五胺中的一種或幾種的組合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)溶劑吸收劑，其特征在于:所述分散劑為明膠、聚乙烯醇、磷酸鈣、羥丙基甲基纖維素、羥乙基纖維素中的一種或幾種的組合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)溶劑吸收劑，其特征在于:所述有機(jī)溶劑吸收劑為球形顆粒。
9.一種制備如權(quán)利要求1所述有機(jī)溶劑吸收劑的方法，其特征在于:所述制備方法包括以下步驟: 1)在配有溫度計(jì)、通氮口、回流冷凝器和攪拌器的四口燒瓶中加入分散劑和水，在50-80°C下攪拌20-50min使之充分溶解； 2)將丙烯酸酯類、甲基丙烯酸酯類、苯乙烯、交聯(lián)劑和引發(fā)劑混合均勻，得到混合液； 3)控制攪拌器的轉(zhuǎn)速為250-350rpm，將步驟2)中的混合液滴加到四口燒瓶中，在60-85°C下反應(yīng)4-7小時，再在90°C下熟化I小時，過濾得到產(chǎn)物； 4)將產(chǎn)物用蒸餾水洗滌，50°C下真空干燥24小時，得到有機(jī)溶劑吸收劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的有機(jī)溶劑吸收劑的制備方法，其特征在于:步驟3)中混合液必須在攪拌條件下滴加，且反應(yīng)過程中不能停止攪拌。
【文檔編號】B01J20/30GK103752289SQ201410036400
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】張衛(wèi)英, 李曉, 翁森 申請人:福州大學(xué)