[发明专利]一种有机硅化合物改性的疏水聚氨酯泡沫及其制备方法

说明书

本发明公开了一种有机硅化合物改性的疏水聚氨酯泡沫及其制备方法，属于油水分离材料的制备及其应用领域，首先异氰酸酯基团与羟基基团的反应生成氨基甲酸酯基，将有机硅链段引入聚氨酯主链，然后再与水反应制备聚氨酯泡沫；经铬酸刻蚀后，再在聚氨酯泡沫表面接枝长碳链的硅烷，长碳链的硅烷水解产生硅羟基能够与聚氨酯泡沫表面羟基脱水缩合，从而得到有机硅改性的疏水聚氨酯泡沫。本发明合理地将硅化合物引入聚氨酯体系中，从而改善聚氨酯泡沫的油水选择能力，提高聚氨酯泡沫的疏水亲油性。形貌表征和水接触角的试验结果也证明本发明制备的疏水聚氨酯泡沫能够显著改善聚氨酯泡沫在油水分离过程中油水选择性差的问题。

技术领域

本发明属于油水分离材料的制备及其应用领域，涉及一种有机硅化合物改性的疏水聚氨酯泡沫及其制备方法。

背景技术

伴随着经济和社会的快速发展，环境问题愈发值得注意。频繁的溢油事件以及含油废水的排放对水体环境造成了极大的危害，致使众多油水分离研究应运而生。在众多研究中，吸附因实施简单、油品可回收利用等特点而备受关注。传统的吸油材料存在吸油倍率低、耐久性差等缺点，限制了材料的实际应用。因此，稳定、耐用、高吸附容量的基材是目前处理油水分离亟需开发的。

聚氨酯泡沫是聚氨酯产品的一种类型，其工艺成熟，材料密度低，具有优良的弹性以及丰富的孔道结构，能够作为稳定的油水分离材料重复使用。但是聚氨酯泡沫具有一定的亲水性，使得其在吸油的同时也会吸附水，造成油水选择性差，所以需要进行疏水改性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中，油水分离基材聚氨酯泡沫的油水选择性较差的缺点，提供一种有机硅化合物改性的疏水聚氨酯泡沫及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种有机硅化合物改性的疏水聚氨酯泡沫的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)将端异氰酸酯基聚氨酯预聚体与干燥后的有机硅化合物混合，混合反应后得到有机硅改性聚氨酯预聚体；

步骤2)将有机硅改性聚氨酯预聚体与去离子水混合搅拌，得到混合溶液，将混合溶液进行发泡固化，得到聚氨酯泡沫；

步骤3)将聚氨酯泡沫依次经过洗涤和烘干后，浸入铬酸中刻蚀，刻蚀后再依次进行洗涤和烘干，并将第二次烘干后的聚氨酯泡沫浸渍在长碳链有机硅化合物溶液中进行接枝反应，烘干后得到有机硅化合物改性的疏水聚氨酯泡沫。

优选地，步骤1)中，有机硅化合物为端羟基聚二甲基硅氧烷或端氨丙基聚二甲基硅氧烷。

优选地，步骤1)中，

当有机硅化合物为端羟基聚二甲基硅氧烷时，混合反应的条件为：温度70～80℃，时间40～60min；

当有机硅化合物为端氨丙基聚二甲基硅氧烷时，混合反应的条件为：温度20～35℃，时间40～60min。

优选地，步骤1)中，端异氰酸酯基聚氨酯预聚体与干燥后的有机硅化合物混合时的质量比为(4～20)：1；

步骤2)中，有机硅改性聚氨酯预聚体与去离子水混合时，去离子水与端异氰酸酯基聚氨酯预聚体的质量比为(1.5～2.5)：1。

优选地，步骤3)中，长碳链有机硅化合物为十六烷基三甲氧基硅烷或十八烷基三氯硅烷。

优选地，步骤3)中，长碳链有机硅化合物溶液中的溶剂为环己烷；

长碳链有机硅化合物溶液中，长碳链有机硅化合物与环己烷的体积比为(1～5)：100。

优选地，步骤3)中，

刻蚀时，聚氨酯泡沫与铬酸的投料比为(0.8～1.2)g：30ml；