[发明专利]一种超疏水超亲油三聚氰胺泡沫及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种超疏水超亲油三聚氰胺泡沫及其制备方法与应用。该超疏水超亲油三聚氰胺泡沫以多孔三聚氰胺泡沫作为基底，先在基底上化学接枝巯基烷基烷氧基硅烷使基底活化，在紫外光以及光引发剂的存在下，巯基再与长链烷烃丙烯酸酯的乙烯基发生点击化学反应，使得基底上富集C‐C长链，降低基底表面能，提高粗糙度，大大增加其疏水性能，从而显著提升油水选择性。该方法对三聚氰胺泡沫的疏水改性精准高效，简便易行，耗时短，成本低，适合大规模生产。该超疏水超亲油三聚氰胺泡沫可直接应用于海上溢油、泄露化学品的回收以及油水混合物的分离等。

技术领域

本发明涉及一种三聚氰胺泡沫，具体涉及一种超疏水超亲油三聚氰胺泡沫及其制备方法与应用，属于功能材料技术领域。

背景技术

近年来，原油、有机化学品泄露频发，不仅导致资源的极大浪费，更是给环境和生态系统带来严重的负担。由于原油或有机化学品极易扩散与挥发，因此如何快速大规模地对其进行收集是一个重要的课题。

采用吸油材料对油类进行吸附回收是一种绿色、环保、有效可行的方法。目前，吸附材料大致可分为无机材料、天然高分子材料和聚合物材料等等。无机吸附材料比如活性炭、二氧化硅、膨胀石墨、有机化改性粘土等，由于其吸油倍率低，且难以重复使用，因此在油品回收领域的应用并不理想。天然高分子材料如稻草、棉花、羊毛、亚麻等，由于强度较低以及自身材料成分的复杂性，在实际应用上往往受限。相比而言，聚合物材料比如聚氨酯、三聚氰胺泡沫海绵等由于具有极高的开孔率和比表面积、密度小、弹性高、价廉、可大规模使用等优点，是吸附材料较为理想的选择。

三聚氰胺泡沫不仅具有高开孔率，而且有优异的吸声性、阻燃性、隔热性、耐湿热稳定性、卫生安全性及良好的二次加工等综合性能，对其表面进行亲油疏水改性，可作为除水吸油材料。中国发明专利申请CN105601985A报道了一种木质素密胺(三聚氰胺)基表面疏水泡沫及其制备方法。该发明以密胺泡沫为载体，异氰酸酯改性的木质素负载在密胺泡沫载体表面，使泡沫具有疏水亲油性能，内部未改性空间可用于储存油或有机物。中国发明专利申请CN105399977A公布了一种可重复使用吸油海绵的制备方法，该发明将三聚氰胺海绵浸入SiO₂纳米颗粒的乙醇溶液，随后用硅烷偶联剂进行表面疏水改性，使得油水选择性得到显著的提升。但是，上述两个专利申请前均存在共同的不足：经过改性的三聚氰胺材料均未达到超疏水状态(超疏水是指在空气中水滴静态接触角大于150°)，吸油倍率较低。而且以物理吸附或部分化学键合的方式引入生物质材料或纳米粒子，极易从三聚氰胺载体上脱落而失去疏水性能，重复使用效果较差。

中国发明专利申请CN103951843A公布了一种耐挤压、防火和超疏水海绵的制备方法。该发明将聚多巴胺包覆在三聚氰胺树脂海绵的表面，再修饰上巯基氟代长链烷烃或者巯基长链烷烃，达到超疏水的目的。但所用改性所用材料聚多巴胺、巯基氟代长链烷价格昂贵，且改性所用时间较长，仍不利于大规模生产。

发明内容

针对上述技术现状，本发明提供了一种超疏水超亲油的三聚氰胺泡沫，对各种油类有很高的吸收倍率，且该性质可长久保持，实现多次重复使用，可应用于海上溢油、泄露化学品的回收以及油水混合物的分离等。所提供的改性方法简单易行、条件温和、成本低廉、耗时短、适用于大规模生产。

本发明的技术目的通过如下技术方案实现：

一种超疏水超亲油三聚氰胺泡沫，以三聚氰胺泡沫为基底，在基底上接枝有巯基烷基烷氧基硅烷和长链烷烃丙烯酸酯，所述超疏水超亲油三聚氰胺泡沫的化学结构式为：

其中，R为长链烷烃丙烯酸酯；所述超疏水超亲油三聚氰胺泡沫的水滴静态接触角大于153°，正己烷的接触角为0°，具有超疏水超亲油性质。

为进一步实现本发明目的，优选地，所述三聚氰胺泡沫孔径在10～200μm，孔隙率在65％～99％。