一种基于苯酐聚酯多元醇水性聚氨酯膜的制备方法，在机械搅拌、冷凝回流条件下，将苯酐聚酯多元醇和脂肪族二异氰酸酯，侧链含羧基的小分子二元醇，小分子多元醇逐步聚合，然后加入三乙胺使侧链羧基形成季铵盐，得到聚氨酯预聚体，该预聚体在快速搅拌下分散在去离子水中后，加入扩链剂二元胺，得到聚氨酯乳液；将聚氨酯乳液在玻璃板表面流涎成膜，自然晾干后120℃干燥至恒重，得到基于苯酐聚酯多元醇水性聚氨酯膜。该膜可用于渗透汽化分离苯/环己烷。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】-种基于苯野聚醋多元醇水性聚氨醋膜的制备方法和用途 -、
： 本专利技术设及一种分离用的有机膜、特别是一种水性聚氨醋渗透汽化膜的制备方 法，具体地说是一种基于苯酢聚醋多元醇水性聚氨醋膜的制备方法和用途。 二、
技术介绍
： 在化学工业中，通常使用苯加氨制备环己烧，因此将环己烧产品中残留的苯进行 分离显得非常重要。而苯和环己烧在分子大小、极性、物理和化学性质等方面非常接近，沸 点也相差很小（仅差0.6°c)，且会形成共沸体系而无法通过常规精馈进行有效分离。现在 常用的共沸精馈、萃取精馈等方式普遍存在能耗大、投资成本高、流程复杂、需加入辅助试 剂等缺点。 渗透汽化（Pervaporation，简称PV)是一种新型的膜分离技术，是利用分离膜对 混合物中各组分的溶解性差异而实现分离的过程。渗透汽化具有过程简单、分离效率高、能 耗低、附加处理少、不引入其他组分等优点。而渗透汽化技术的核屯、在于渗透汽化膜。评价 渗透汽化膜的性能主要有两个指标，即膜的渗透通量（J)和分离因子（α)，其定义式分别 为： 式中，J为渗透通量，kg.μηι.m2.h1;1为膜的厚度，μηι;Μ为透过膜的料液的质 量，kg;Α为有效膜面积，m2;t为操作时间，h;Xi表示原料液中的组分含量，Yi表示透过液 中的组分含量，其中下标B和C分别表示苯和环己烧。 对于膜材料的选择，通常参考几种半经验的理论，如溶度参数原则、极性相似和溶 剂化原则等，而其根本原则都是在于提高膜材料与被分离组分的亲和性。聚氨醋是一种软 硬段交替构成的嵌段共聚物，硬段可W提供交联W提高膜的耐溶剂性能，软段则提供较好 的渗透性能。聚氨醋单体来源广泛、制备简单，适合进行结构和性能的研究。因此有不少采 用聚氨醋及其改性膜渗透汽化分离苯/环己烧的研究报道。水性聚氨醋由于采用水代替有 机溶剂，因此在具有和传统聚氨醋相同的嵌段结构的同时，具有价格便宜、环境友好、不易 燃等优点。 根据相似相溶原理，膜结构上如果有苯环，可W较好的提高膜对苯的亲和性，进而 获得较好的分离效果。因此国内外有很多人选用含苯环的芳香族二异氯酸醋作为硬段结构 或含苯环的小分子二元醇或二元胺作为小分子扩链剂，W制备对苯/环己烧体系具有分离 作用的聚氨醋膜。 叶宏、李继定等制备了PEA型聚氨醋膜并用于渗透汽化分离苯/环己烧（质量比 50/50)混合液（叶宏，李继定，林阳政，等.高分子材料科学与工程，2009, 25 (3) : 103-106)， 比较了二氨基二苯甲烧、联苯胺、二氨基二苯酸、均苯四甲酸二酢等含苯环的二胺作为扩链 剂对膜性能的影响，发现W二氨基二苯甲烧为扩链剂制得的膜性能最好，40°C时渗透通量 最大可达到26.3化g.ym.m2.hi,分离因子为6. 29。但该膜的制备选用芳香族异氯酸醋 TDI(甲苯二异氯酸醋）作为硬段原料，制得的聚氨醋产品易黄变，品质较差；该膜制备过程 中还要用到毒性较大的DMF作溶剂，成膜过程中该溶剂挥发会对环境产生不利的影响； 叶宏、李继定等也研究了聚氨醋酷亚胺膜用于分离苯/环己烧混合液（① 中国专利CN101121101B;②HongYe,JidingLi,YangzhengLin,etc.Journalof MacromolecularScience,PartA:PureandAppliedChemistry, 2008, 45:563-571 ;③叶 宏，李继定，林阳政，等.膜科学与技术，2009, 29 (2) : 40-46)，分别采用了均苯四酸二酢、二 氨基二苯甲烧、并获得了更好的分离效果，但该材料制备过程复杂，且制备过程中同样采用 TDI或MDI(二苯基甲烧二异氯酸醋）作原料，并用DMF作溶剂；[00川波兰的化ekeMuszynski等研究了聚氨醋-脈作为渗透汽化分离膜（Jacek Muszynski,AleksandraWolinska-Grabezyk,PiotraPenezek.JournalofApplied PolymerScience, 1999,71, 1615-1625)用于分离含苯5wt%的苯/环己烧混合液。该膜 制备过程中同样采用芳香族二异氯酸醋TDI作原料，并用DMF作溶剂；波兰的Aleksamlra Wolinska-Gr油czyk采用含苯环的小分子二元醇4,4'-双（2-径乙氧基）联苯和氨酿-双 (0-径乙基）酸分别于聚四氨巧喃酸二醇（PTM0)和甲苯二异氯酸醋合成系列聚氨醋膜，并 用于分离苯/环己烧混合液。但该研究所得的膜材料对含苯54wt%的苯/环己烧分离因子 太低，最高仅为2. 7。该膜制备过程中同样采用芳香族二异氯酸醋TDI作原料，并用DMF作 溶剂； 也有一些研究人员进行了苯酢聚醋多元醇合成水性聚氨醋的研究。如张文荣 等（张文荣，刘都宝，李莉等.苯酢聚醋多元醇合成水性聚氨醋的研究.中国胶粘剂， 2008, 17 (10)，14-17)研究了苯酢聚醋二元醇APPW及TDI为主要原料制备水性聚氨醋乳 液及膜，确定了最佳的合成条件，并确定W苯酢聚醋二元醇制备的水性聚氨醋膜在耐水性 能、硬度、机械性能等方面的综合性能优于其他多元醇（PTMEG，PS，N-220)，但该研究主要应 用于泡沫制品而非用于分离膜的领域，且仍采用芳香族二异氯酸醋TDI作为原料；吕建平 等（吕建平，李彬，张磊，等.藍麻油硅氧烷双重交联改善水性聚氨醋的耐水性.聚氨醋工 业，2011，26(3)，37-39)W苯酢聚醋多元醇、二径甲基丙酸和甲苯二异氯酸醋为主要原料， 选用藍麻油和3-氨基丙基Ξ乙氧基硅烷（KH-550)为交联剂制备水性聚氨醋，对藍麻油和 KH-550用量进行了优化，制备了具有较好的力学性能、附着力和较低吸水率的水性聚氨醋。 该研究中同样采用芳香族二异氯酸醋TDI为原料，且为了提高产品性能，使用了藍麻油和 KH-550作为改性剂，其产品仅用于体育场地铺装材料，且仍采用芳香族二异氯酸醋TDI作 为原料。 Ξ、
技术实现思路
本专利技术的目的在于为苯/环已环烧混合体系提供一种渗透汽化分离膜，所要解决 的技术问题是赋予该膜对苯有较好的选择性W提高分离效率。 本专利技术的思路是采用脂肪族异氯酸醋和含有苯环的苯酢聚醋多元醇W及小分子 多元醇、小分子二元胺等扩链剂逐步聚合制备水性聚氨醋膜，既解决了膜结构中苯环结构 的引入问题，保证了膜对苯的亲和性；同时又避免了芳香族二异氯酸醋制备的膜易黄变，品 质差的问题。 本专利技术的基于苯酢聚醋水性聚氨醋膜的制备方法，包括聚合、扩链和成膜， 所述的聚合是将一定摩尔配比的苯酢聚醋多元醇、脂肪族二异氯酸醋、小分子多 元醇、侧链含簇基的小分子二元醇和催化剂二月桂酸二下基锡在30~40°C揽拌反应30min 后，升溫到75~80°C反应3~5小时，降溫至30~40°C，加入Ξ乙胺成盐，30~40°C反应 15~30min，得到基于苯酢聚醋多元醇亲水性聚氨醋预聚体。该预聚体在快速揽拌的情况 下于5~20°C的去离子水中分散均匀，加入扩链剂小分子二元胺。继续揽拌60~90min， 得到基于苯酢聚醋多元醇水性聚氨醋乳液；所述的成膜是将乳液在水平放置的玻璃板表面 流诞成膜，待自然惊干后，放入120°C烘箱中干燥至恒重，得到基于本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于苯酐聚酯多元醇水性聚氨酯膜的制备方法，包括聚合、扩链和成膜，其特征在于：所述的聚合是将一定摩尔配比的苯酐聚酯多元醇、脂肪族二异氰酸酯、小分子多元醇、侧链含有羧基的小分子二元醇和催化剂二月桂酸二丁基锡在30～40℃搅拌反应30min后，升温到75～80℃反应3～5小时，降温至30～40℃，加入三乙胺成盐，30～40℃反应15～30min，得到基于苯酐聚酯多元醇亲水性聚氨酯预聚体；该预聚体在快速搅拌的情况下于5～20℃的去离子水中分散均匀，加入扩链剂小分子二元胺，继续搅拌60～90min，得到基于苯酐聚酯多元醇水性聚氨酯乳液；所述的摩尔配比为脂肪族二异氰酸酯中异氰酸酯基团的摩尔量与苯酐聚酯多元醇、侧链含有羧基的小分子二元醇、小分子多元醇所含羟基的摩尔量以及小分子二元胺所含胺基的摩尔量总和之比为1.1:1～1.3:1；脂肪族二异氰酸酯与苯酐聚酯多元醇的摩尔比为3:1～6:1；脂肪族二异氰酸酯与侧链含有羧基的小分子二元醇的摩尔比为3:1～5:1；三乙胺和侧链含有羧基的小分子二元醇的摩尔量相同；脂肪族二异氰酸酯与小分子二元胺的摩尔比为4:1～10:1；二月桂酸二丁基锡的质量与脂肪族二异氰酸酯的质量比为0.005:1～0.01:1；去离子水的用量为调节水性聚氨酯乳液的固含量为8～30％。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姚路路，朱昊，崔鹏，陈亚中，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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