[发明专利]一种高效吸油疏水材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高效吸油疏水材料及其制备方法，制备工艺流程为：首先通过机械粉碎、微波辅助溶胀和快速温和的硝酸降解过程，由废弃环氧树脂EPs开发出有效且低成本的疏水改性剂DEPs，最后将已裁切成所需要形状的MF置于有DEPs的丙酮中，通过简单的浸涂，并以三聚氰胺树脂微孔聚合物泡沫为基底材料，制备得到的DEPs/MF涂层具有良好的疏水性和重复使用性能，且可以通过简单的机械挤压重复使用。DEPs/MF对不同的有机溶剂均有优异的吸附能力，可在环己烷/水混合物和氯仿/水混合物中选择性吸附有机溶剂。选择粘度较大的硅油对DEPs/MF进行重复使用能力测试，吸油率在重复使用5次之后仍可保持在2200％以上，具备良好的使用稳定性。

技术领域

本发明涉及吸油材料领域，具体涉及一种高效吸油疏水材料及其制备方法。

背景技术

在过去的几十年里，石油及工业化学品泄露事故、含油废水的无证排放屡次发生，因其造成的经济损失和水环境污染更是触目惊心，因此有效的油水分离对油污治理和环境保护具有重要意义。传统的油水分离技术主要有重力沉降法、液液旋流法、气浮法、吸附法、化学凝固法等。物理吸附法被认为是目前最有前途的技术之一，它主要是将表面具有活性的亲油粉末投入油水乳液中破坏乳液稳定，将浮油吸入其中以实现油水分离，具有适应性强、处理时间短、重复性高等特点。一般常用吸油剂为活性炭，其内部有大量孔隙结构，虽然分离效率很高，但从中回收漏油困难。研究证明碳气凝胶和基于纤维素的气凝胶也可显示出高吸油能力，但这二者的局限性分别在于昂贵的前驱体和较差的机械强度。

例如近年来有专利发明了一种纤维上负载聚甲基丙烯酸丁酯和还原氧化石墨烯而成的可油水分离的石墨烯吸油纤维，但因原料较为昂贵、制备工艺复杂而难以得到大规模应用。有专利同样用到三聚氰胺泡沫作为基底，先将三聚氰胺泡沫硅烷化，再通过铜胺氧化还原反应引发自由基接枝聚合，构筑了三聚氰胺泡沫油水分离材料，但制备过程中需要用到甲苯等有毒性的有机试剂，会对环境和人体产生危害，且所需的原料和制备工艺较为复杂，商业化推广有难度。因此迫切需要开发一种吸收能力强、化学性能稳定、环境友好、可大规模应用的吸油材料。

微孔聚合物泡沫因为其三维骨架结构、低密度、高孔隙率和良好的形变弹性而被认为在油水分离问题上具有很大优势。高孔隙率意味着能够高容量的吸收油或有机溶剂，因为油扩散到丰富的三维交联网络中会由于范德华力而被保留下来。但大多数泡沫是两亲性的，既亲和油又吸收水，为了使其具有优异的油/水选择性吸附的能力，需要借助额外的化学试剂对泡沫进行改性，将泡沫的可润湿性转化为强疏水性。常用的疏水改性剂包括了还原氧化石墨烯、碳纳米管等，但这类改性剂成本高，且制备设备复杂，难以大规模应用和推广。从工业应用的角度来看，需要寻求更有效、低成本的替代品。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有良好的疏水性和重复使用性能，属于环境友好型吸油材料，且化学性质稳定的高效吸油疏水材料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

发明人知晓，微孔聚合物泡沫选择三聚氰胺树脂(MF)泡沫，其是一种以三聚氰胺为原料制备的、具有优异形变弹性的开放式泡沫，特点在于精细的三维骨架结构，且对环境无污染、对人体无害，有良好的二次加工性能。

环氧树脂(EPs)因为其优异的机械性能、热稳定性、独特的粘合性和良好的耐化学性而被广泛用于航空航天、交通运输、建筑行业等。随着EPs的广泛应用，产生了大量的边角料和废料，对环境构成了严重威胁。传统的废料处理路线是填埋和焚烧，导致了土地污染、空气污染和不可再生资源的严重浪费。虽然回收的废旧EPs的设计和合成也是一个趋势，但因为性能始终和市售树脂有差异，且成本高，因此迫切需要能够有效回收废弃EPs且赋予其新价值的方法。