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一种快速吸油性树脂的制备方法

  • 申请号:CN201210303763.4 申请公布号: CN102850475B
  • 申请日: 2012-08-24 申请公布日: 2014-07-09
  • 申请(专利权)人: 专利代理机构: 湖北武汉永嘉专利代理有限公司
  • 分类号:C08F120/18;C08F220/18;C08F4/40

专利介绍

本发明涉及快速吸油性树脂的制备方法,首先将乳化剂和交联剂加入到单体中,搅拌均匀,通入氮气,搅拌滴加去离子水,滴加完毕后得到乳液,再将配置的引发剂加入到所得的乳液中,反应3小时后,产物经真空干燥,即可得到具有快速吸油速率的吸油性树脂。本发明优点:快速吸油性树脂具有很大的孔隙率,且具有很好的连通性,因此具有很快的吸油速率,且无需使用致孔剂,在实现同等饱和吸油量的同时,所得树脂在15~30分钟内即可达到吸油饱和;本发明反应温度温和,制备方法便捷、环保无三废产生;另外,本发明所得树脂重复使用性好,反复使用后吸油量基本不变,克服了一般树脂多次使用后性能下降的缺点,从而降低了成本。
1.一种快速吸油性树脂的制备方法,其特征是由如下步骤制备:首先将乳化剂和交联剂加入到单体中,搅拌均匀,通入氮气,在搅拌速度为400~1200转/分钟速度下匀速滴加去离子水,滴加完毕后得到乳液,再将配置的引发剂加入到所得的乳液中,在25~50摄氏度下反应3小时后,产物经真空干燥,即可得到具有快速吸油速率的吸油性树脂,其中,乳化剂占单体质量分数为5%~30%,交联剂占单体质量分数为4%~20%,引发剂占单体质量分数为1%~6%,所加去离子水为单体质量的5~10倍,所述的引发剂为氧化剂和还原剂按摩尔比为0.9~1.2:1组成的水溶性氧化—还原引发体系,其中所述的氧化剂为过硫酸盐,所述的还原剂为亚硫酸氢盐、亚硫酸盐或硫代硫酸盐,所述的过硫酸盐为过硫酸铵或过硫酸钠,所述的亚硫酸氢盐为亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾,所述的亚硫酸盐为亚硫酸钠,所述的硫代硫酸盐为硫代硫酸钠,所述的乳化剂为司班80、司班60或司班80与吐温60组成的复合乳化剂。
2.根据权利要求1所述的快速吸油性树脂的制备方法,其特征在于所述的单体为丙烯酸酯类单体和甲基丙烯酸酯类单体中的任意一种或它们的混合。
3.根据权利要求2所述的快速吸油性树脂的制备方法,其特征在于所述的丙烯酸酯类单体为:丙烯酸正丁酯、丙烯酸十二酯或丙烯酸十六酯;所述的甲基丙烯酸酯类单体为:甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸十二酯或甲基丙烯酸十六酯。
4.根据权利要求1所述的快速吸油性树脂的制备方法,其特征在于所述的交联剂为双烯类交联剂或酯类交联剂。
5.根据权利要求4所述的快速吸油性树脂的制备方法,其特征在于所述的双烯类交联剂为二乙烯基苯;所述的酯类交联剂为乙二醇二丙烯酸酯或二甲基丙烯酸乙二醇酯。技术领域
本发明涉及一种快速吸油性树脂的制备方法,属于功能高分子材料领域。
背景技术
随着我国经济的快速发展,突发性重大环境污染事件日趋增多。据统计,近80%的此类事件根源于化工行业的泄漏、爆炸、及化工废水排放。我国的化工企业大多紧邻水系,一旦发生突发性事故,往往会对江河流域生态环境造成严重污染和破坏,甚至将对饮用水安全构成严重威胁。对于此类突发性事故,往往需要在短时间内进行快速应急处理,因此开发具有快速吸油速率的吸油性树脂就显得尤为重要。目前,对吸油性树脂的研究,主要集中在吸油量的多少,而这类树脂通常吸油速率较低,一般需数小时才能达到饱和吸油量。此外,现有文献合成的具有快速吸油速率的树脂,大多需要加入致孔剂。本发明制备的快速吸油性树脂,无需使用致孔剂,在实现同等饱和吸油量的同时,在15~30分钟内即可达到饱和吸油量,具有很快的吸油速率,且具有良好的重复吸油使用性能。随着人们环保意识的增强,对高效吸油材料的需求量将会不断提高,因此,新型快速吸油性树脂产品的开发将具有广阔的前景。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提供一种快速吸油性树脂的制备方法,克服了传统吸油性树脂吸油速率慢的问题,在应对突发且急需处理的油品污染事件,具有很好的效果,且本发明制备的快速吸油性树脂,无需使用致孔剂,在实现同等饱和吸油量的同时,在15~30分钟内即可达到饱和吸油量,具有很快的吸油速率,且具有良好的重复吸油使用性能。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种快速吸油性树脂的制备方法:其特征是包括如下步骤:首先将乳化剂和交联剂加入到单体中,搅拌均匀,通入氮气,在搅拌速度为400~1200转/分钟速度下匀速滴加去离子水,滴加完毕后得到乳液,再将配置的引发剂加入到所得的乳液中,在25~50摄氏度下反应3小时后,产物经真空干燥,即可得到具有快速吸油速率的吸油性树脂,其中,乳化剂占单体质量分数为5%~30%,交联剂占单体质量分数为4%~20%,引发剂占单体质量分数为1%~6%,所加去离子水为单体质量的5~10倍。按上述方案,所述的单体为丙烯酸酯类单体和甲基丙烯酸酯类单体中的任意一种或它们的混合。按上述方案,所述的丙烯酸酯类单体为:丙烯酸正丁酯、丙烯酸十二酯或丙烯酸十六酯;所述的甲基丙烯酸酯类单体为:甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸十二酯或甲基丙烯酸十六酯。按上述方案,所述的引发剂为氧化剂和还原剂按摩尔比为0.9~1.2:1组成的水溶性氧化—还原引发体系,其中所述的氧化剂为过硫酸盐,所述的还原剂为亚硫酸氢盐、亚硫酸盐或硫代硫酸盐。按上述方案,所述的过硫酸盐为过硫酸铵或过硫酸钠,所述的亚硫酸氢盐为亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾,所述的亚硫酸盐为亚硫酸钠,所述的硫代硫酸盐为硫代硫酸钠。按上述方案,所述的乳化剂为司班80、司班60及司班80与吐温60组成的复合乳化剂。按上述方案,所述的交联剂为双烯类交联剂或酯类交联剂。按上述方案,所述的双烯类交联剂为二乙烯基苯;所述的酯类交联剂为乙二醇二丙烯酸酯或二甲基丙烯酸乙二醇酯。本发明快速吸油性树脂的制备机理:水溶性氧化还原体系引发油溶性单体在室温条件下进行自由基聚合反应,制备出具有三维网状结构的树脂。本发明与已有技术相比具有以下优点:快速吸油性树脂具有很大的孔隙率,且具有很好的连通性,因此具有很快的吸油速率,克服了一般的吸油性树脂吸油速率慢的问题,在应对突发且急需处理的油品污染事件,具有很好的效果。且无需使用致孔剂,在实现同等饱和吸油量的同时,所得树脂在15~30分钟内即可达到吸油饱和;本发明反应温度温和,制备方法便捷、环保无三废产生;另外,本发明所得树脂重复使用性好,反复使用后吸油量基本不变,克服了一般树脂多次使用后性能下降的缺点,从而降低了成本。
附图说明
图1为实施例1所得快速吸油性树脂的吸油速率曲线;图2为实施例1所得快速吸油性树脂的重复使用性能;图3为实施例1所得快速吸油性树脂的扫描电镜图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述:实施例1:xa0将0.501克司班80、0.551克二乙烯基苯加入到6.258克甲基丙烯酸正丁酯中,通入氮气至少20分钟排除空气,在1000转/分钟的搅拌速度下,匀速滴加50克去离子水。等滴加完毕后,分别称取0.163克过硫酸铵(0.715毫摩尔)和0.074克亚硫酸氢钠(0.712毫摩尔)配制成水溶液,加入上述乳液中,在40摄氏度反应3小时后,产物经真空干燥,即可得到吸油性树脂。所得吸油性树脂对甲苯的吸油倍率为8.5倍,对氯仿的吸油倍率为15.4倍;其达到饱和所需时间为30分钟。图1为所得树脂的吸油速率曲线,从图1中可以看出,树脂在30分钟即可达到饱和吸油量。这是由于树脂的吸油速率与树脂的比表面积有密切关系:树脂的比表面积越大,吸油速率越快。而本发明所得的树脂,具有很大的比表面积,因此具有较高的吸油速率;图2为所得树脂的重复使用性能,从图2中可以看出,经过五次的重复吸油实验,树脂的吸油量基本不变,说明树脂具有良好的重复使用性能;图3为所得树脂的扫描电镜图,从图3中可以看出,树脂中分布的大量无规则的孔状结构使其比表面积较大,从而为快速吸油提供保障。实施例2:将1.064克司班80和0.081克吐温60、0.551克二乙烯基苯加入到6.3克丙烯酸正丁酯中,通入氮气至少20分钟排除空气,在1000转/分钟的搅拌速度下,匀速滴加32克去离子水。等滴加完毕后,分别称取0.23克过硫酸铵(1.009毫摩尔)和0.105克亚硫酸氢钠(1.01毫摩尔),配制成水溶液,加入到上述乳液中,在30摄氏度反应3小时后,产物经真空干燥,即可得到吸油性树脂。所得吸油性树脂对甲苯的吸油倍率为5.5倍,对氯仿的吸油倍率为11.1倍;其达到饱和所需时间为20分钟。实施例3:将1.064克司班80、0.676克二甲基丙烯酸乙二醇酯加入到6.3克丙烯酸正丁酯中,通入氮气至少20分钟排除空气,在1200转/分钟的搅拌速度下,匀速滴加32克去离子水。等滴加完毕后,分别称取0.133克过硫酸铵(0.583毫摩尔)和0.092克硫代硫酸钠(0.582毫摩尔)配制成水溶液,加入到上述乳液中,在xa040摄氏度反应3小时后,产物经真空干燥,即可得到吸油性树脂。所得吸油性树脂对甲苯的吸油倍率为6.7倍,对氯仿的吸油倍率为13.2倍;其达到饱和所需时间为30分钟。实施例4:将1.252克司班80、0.734克二乙烯基苯加入到3.129克甲基丙烯酸正丁酯和3.143克丙烯酸正丁酯中,通入氮气至少20分钟排除空气,在1000转/分钟的搅拌速度下,匀速滴加32克去离子水。等滴加完毕后,分别称取0.134克过硫酸铵(0.588毫摩尔)和0.074克亚硫酸钠(0.587毫摩尔)配制成水溶液,加入到上述乳液中,在xa040摄氏度反应3小时后,产物经真空干燥,即可得到吸油性树脂。所得吸油性树脂对甲苯的吸油倍率为7.8倍,对氯仿的吸油倍率为14.5倍;其达到饱和所需时间为25分钟。实施例5:将0.931克司班80、0.547克二甲基丙烯酸乙二醇酯加入到6.258克甲基丙烯酸正丁酯中,通入氮气至少20分钟排除空气,在1000转/分钟的搅拌速度下,匀速滴加32克去离子水。等滴加完毕后,分别称取0.23克过硫酸钠(0.966毫摩尔)和0.103克亚硫酸氢钠(0.99毫摩尔)配制成水溶液,加入到上述乳液中,在xa040摄氏度反应3小时后,产物经真空干燥,即可得到吸油性树脂。所得吸油性树脂对甲苯的吸油倍率为5.9倍,对氯仿的吸油倍率为11倍;其达到饱和所需时间为20分钟。