[发明专利]改性生物形态氧化铝复合高吸油树脂的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于功能高分子材料领域。

背景技术

随着工业的发展，含油污的废水、废液、海洋石油泄漏等造成的污染已不容忽视。由于石油对海洋环境的污染具有持续性强、扩散范围广、处置难、危害大等特性，船舶一旦发生重特大污染事故，可能会给海域环境和海洋资源造成极大破坏和损害。人们一直使用的传统吸油材料，具有吸油率低、保油率差、油水选择性差和回收不方便等问题，越来越无法满足废油回收和环境治理的需求。

高吸油树脂是在研究高吸水树脂的基础上开发出来的新型高分子功能材料，油水选择能力强、保油性好、机械强度好，而且体积小、受压不漏油、回收方便、可反复使用；高吸油树脂可用于环境污染的治理，也广泛应用于精细化工领域。

根据单体的不同，可将高吸油树脂分成三类。第一类是烯烃类，烯烃类的树脂不含极性基团，对油品的亲和性能更好，其中长碳链烯烃对各种油品的吸油能力十分优越。但由于长碳链烯烃来源较少，所以国内外研究较少。第二类是聚氨酯泡沫类，向聚氨酯泡沫颗粒中加入粘合剂、稳定剂及其它添加剂，可以有效的加强聚氨酯泡沫的油品吸收能力。也有使用有机硅来处理硬质聚氨酯泡沫，以此来提高它的吸油能力。第三类是丙烯酸酯类及甲基丙烯酸酯类，丙烯酸酯类及甲基丙烯酸酯类的单体来源十分广泛，且工艺比较成熟，是目前主要的研究方法。

高吸油树脂是利用亲油基团与油分子之间的作用力，吸油时只溶胀不溶解，油分子被包裹在大分子网络结构中，可以达到吸油和保油的目的。虽然高吸油树脂的吸油机理本质上类似于高吸水树脂的吸水机理，但是高吸油树脂仅利用微弱的范德华力吸油，所以吸油倍率无法与依靠作用较强的氢键来吸水的高吸水树脂一样达到数百倍甚至数千倍，一般只能达到几十倍。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吸油性能好、并能增加吸油树脂的强度、耐磨性和抗老化性能的改性生物形态氧化铝复合高吸油树脂的合成方法。本发明主要是把疏水性氧化铝粉体均匀地分散到树脂材料中，从而达到改善树脂基复合材料综合性能的目的。

本发明的合成方法如下：

1、过氧化苯甲酰(BPO)的精制

按每克过氧化苯甲酰加入4-5mL三氯甲烷的比例，将过氧化苯甲酰和三氯甲烷搅拌溶解，过滤后，按滤液：无水乙醇的体积比为1:1.75，将滤液滴加到无水乙醇中，静置，直至不再有白色针状结晶沉淀生成，将沉淀物过滤、用蒸馏水洗涤至不含三氯甲烷，然后放至干燥箱烘干，再将精制的过氧化苯甲酰放入干燥器中保存。

2、疏水性生物形态氧化铝的制备

(1)生物形态氧化铝的制备

按去离子水：无水乙醇的体积比为1:1制成混合溶液，再按每100mL混合溶液中加入硝酸铝18.75g，然后将该混合溶液在80℃下连续搅拌5h得到均匀溶液，再按每100mL混合溶液中添加2g的比例，未用过的滤纸或已吸水后的滤纸洗净干燥后浸入该混合溶液中，超声处理2小时，25℃静置24小时，把滤纸取出，在80℃下烘干，随后在600-800℃下煅烧3小时，冷却至室温得到生物形态氧化铝；

(2)改性剂的制备

按乙烯基三乙氧基硅烷：蒸馏水：无水乙醇的体积比＝0.045:1:1，将上述三种原料加入容器中，25～35℃搅拌15～25分钟，制得改性剂；

(3)生物形态氧化铝的改性

按上述乙烯基三乙氧基硅烷：生物形态氧化铝的质量比＝1:5～10，将氧化铝加入到上述装有改性剂的容器中，再将该容器放入集热式磁力搅拌器中，反应温度为55～70℃，合成时间为2～4小时，反应结束后，用蒸馏水对产物进行洗涤，直至去除未反应完全的乙烯基三乙氧基硅烷。

3.合成吸油树脂

(1)溶解分散剂

按每100mL蒸馏水加入0.595～1.388g聚乙烯醇的比例，将聚乙烯醇和蒸馏水放入容器中，90℃水浴使其溶解，随后自然降温至40℃左右；

(2)树脂的合成

a、将甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯按1:1.66:0.53的质量比，以及生物形态氧化铝、N.N’-亚甲基双丙烯酰胺、过氧化苯甲酰、乙酸乙酯分别按甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯及苯乙烯的质量和的1％～5％、2～4％、0.5～1.5％、50％加入到容器中，室温下超声震荡5分钟，然后按混合溶液体积的3倍加入蒸馏水；