[发明专利]一种超疏水超亲油聚氨酯海绵高分子材料及其制备方法

说明书

本发明属于功能高分子材料技术领域，特别是关于一种超疏水超亲油聚氨酯海绵高分子材料及其制备方法。本发明的目的在于提供一种兼具超疏水/超亲油性的聚氨酯吸油海绵。本发明的技术方案是超疏水超亲油聚氨酯海绵高分子材料及其制备方法，由下述重量配比的成分组成：多异氰酸酯10~50份、扩链剂20~60份、催化剂0.05~1.5份、化学发泡剂1~4份、物理发泡剂1.0~8.0份、交联剂0.5~3份、其它助剂2~20份。本发明还提供了超疏水超亲油聚氨酯海绵高分子材料及其制备方法的制备方法。本发明的吸油海绵具有超疏水超亲油特性、大比表面积、多孔多分子层、毛细凝集超吸油特性及环境惰性等优点，可应用于海洋油溢污染事故应急处理的高效快速分离材料。

技术领域

本发明属于功能高分子材料领域，特别是关于一种运用于油溢事故处理的超疏水超亲油聚氨酯海绵高分子材料及其制备方法。

背景技术

随着海上石油勘探开发及油品运输业的增长，因油田泄漏、油船漏油、输油管路破裂等一系列事故及含油污废水废液的排放造成水污染事故频发，严重威胁人类赖以生存的环境，因此，亟待开发低成本，超高吸油量的超级吸油材料，使之能在恶劣环境中快速处理水面油污。

海绵，因其特有的大比表面、网状疏松结构，较高的孔隙率、间隙以及空腔的毛细管作用，使其具有强芯吸油能力和保持能力，可充分滞留吸附的油品，当油品粘度越大时，油品滞留在疏松空隙间的程度随之加大，有利于油品的吸附和保持。因此，吸油材料、特别是吸油倍率和吸油效率都高的超级吸油海绵是快速有效处理漏油环境污染事故的最佳候选。

传统的人工海绵内部和表面具有多孔结构和亲水亲油性基团，过去亦常用作吸水吸油材料。如 CN 102660046 A公开了“一种超疏水超亲油海绵的制备方法”，属于功能材料技术领域，该方法包括：海绵预处理、铬酸洗液的制备、聚全氟烷基硅氧烷-乙醇混合溶液的制备、海绵浸入铬酸洗液中腐蚀、海绵浸入聚全氟烷基硅氧烷-乙醇混合溶液中进行修饰后取出烘干等步骤。该制备方法通过铬酸腐蚀、氟硅烷修饰，使聚氨酯海绵表面形成超疏水/超亲油的表面。它是通过化学反应的手段将具有聚氨酯海绵先用铬酸洗液腐蚀，然后经过聚全氟烷基硅氧烷-乙醇溶液的修饰，使其表面能降低，使其达到了超疏水超亲油的功能，增强了油水分离的效果，汽油在其表面接触角为0°，水在其表面接触角150°。然而，溢油事故一旦发生，往往在水面积聚大面积、高浓度油污，加之油在水体环境因素中迁移转化的复杂性，必须在最短时间内尽可能将油污清除干净。现有技术还不能满足上述要求，因此，需要开发质量轻、吸油倍率高、吸油效率高，并且易于回收再生利用的吸油材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种兼具超疏水/超亲油性的聚氨酯吸油海绵，该海绵可运用于油溢和油污染事故中。

本发明的技术方案是超疏水超亲油聚氨酯海绵高分子材料及其制备方法，由下述重量配比的成分组成：多异氰酸酯10～50份、扩链剂20～60份、催化剂0.05～1.5份、化学发泡剂1～4份、物理发泡剂1.0～8.0份、交联剂0.5～3份、其它助剂2～20份。

优选的，超疏水超亲油聚氨酯海绵高分子材料及其制备方法由下述重量配比的成分组成：多异氰酸酯20～40份、扩链剂30～50份、催化剂0.1～1份、化学发泡剂2～4份、物理发泡剂3.0～6.0份、交联剂1～2.5份、其它助剂5～15份。

具体的，所述的多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯、改性二苯基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。本发明中，多异氰酸酯是泡沫基础树脂。

具体的，所述的扩链剂包括主扩链剂和次扩链剂；所述的主扩链剂是为了调节海绵软硬结构，可为亲油型聚醚多元醇或亲油型聚合物多元醇中的至少一种，所述的亲油型聚醚多元醇为软泡聚醚多元醇、组合聚醚多元醇、聚氨酯聚醚多元醇、羟基硅油或羟基聚硅氧烷中的至少一种，所述的亲油型聚合物多元醇为己二醇多元醇、聚乙二醇或聚己二醇中的至少一种；所述的次扩链剂为能赋予海绵超疏水/超亲油功能的活性有机含氟长链，具体为能与异氰酸酯反应的含胺基、羟基或硅氧烷基的有机含氟长链。