一种聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体及其制备方法。包括以下步骤：将聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂粉末，粘合剂，助剂，增稠剂和黏土作为原料，混合均匀得到泥料，将泥料由成型挤出机挤出成蜂窝状初胚，蜂窝状初胚经干燥后得到吸附VOCs的聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体。本发明专利技术的制备方法操作简单，原材料易于获得，相对于颗粒状树脂，蜂窝体材料具有更低的风阻，进一步可以降低使用过程中的能耗，同时相同重量条件下蜂窝成型可以使得气体与材料充分接触，提高材料的吸附效能。相对于蜂窝活性炭和蜂窝分子筛，本材料对挥发性有机气体的饱和吸附量更高，有利于大规模的商业化应用。

Polystyrene cross-linked two vinyl benzene resin honeycomb and preparation method thereof

The invention discloses a polystyrene cross-linked two vinyl benzene resin honeycomb body and a preparation method thereof. The process includes the following steps: using polystyrene cross-linked divinylbenzene resin powder, binder, additive, thickener and clay as raw materials, mixing evenly to obtain mud, extruding mud from extruder into honeycomb-like primary embryo, and drying honeycomb-like primary embryo to obtain VOCs-adsorbed polystyrene cross-linked divinylbenzene resin honeycomb. Body. Compared with granular resin, honeycomb material has lower wind resistance, which further reduces energy consumption in the use process. At the same time, honeycomb forming can make gas fully contact with material and improve the adsorption efficiency of material under the same weight condition. Compared with honeycomb activated carbon and honeycomb molecular sieve, this material has higher saturated adsorption capacity for volatile organic gases, which is conducive to large-scale commercial applications.

【技术实现步骤摘要】
一种聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体及其制备方法
：本专利技术属于挥发性有机物吸附材料成型
，具体涉及一种吸附VOCs的聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体及其制备方法。
技术介绍
：挥发性有机物(VOCs)是指参与大气光化学反应的有机化合物，包括非甲烷烃类(烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等)、含氧有机物(醛、酮、醇、醚等)、含氯有机物、含氮有机物、含硫有机物等。大部分VOCs都是有毒有害的物质，对人体健康构成了严重威胁，浓度过高时会引起中毒，并且能够引起人体器官的疾病，有些VOCs甚至能引起基因突变和致癌，如某些酮类、苯类、醛类、多环芳烃和亚硝胺等。鉴于此，处理处置有机废气是很有必要的。目前，常用于回收VOCs方法有冷凝法、吸收法、吸附法和膜分离法。其中吸附法是目前最广泛的回收技术，其原理是利用吸附剂(活性炭、分子筛等)的多孔结构，将废气中的VOCs捕获，废气得到净化而排入大气，尤其适用于中低浓度或者比较有经济价值的VOCs回收处理。对于吸附法处理而言，关键在于吸附剂，吸附剂的孔结构和表面化学特性是影响吸附剂性能的重要因素，其中孔结构更具决定性。IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会)把吸附剂的孔分为3类：小于2.0nm的微孔、2.0～50nm的中孔、大于50nm的大孔，孔的大小不同其吸附机理也各不相同。其中得到最广泛研究和应用的吸附剂是活性炭，活性炭一般都具有高度发达的微孔结构和高的比表面积。但是，活性炭吸附剂在应用中还存在以下不足(1)微孔区的过度发达，导致由于孔体积的限制使吸附容量偏低且存在脱附不彻底；(2)机械强度较低，循环使用时容易破碎，造成设备压降增大等问题；(3)表面杂原子所具有的催化作用，吸附高浓度VOCs时的高吸附热可导致炭层的严重劣化炭化，甚至着火；(4)因表面亲水性含氧官能团的存在，气体中湿分会显著影响对VOCs的吸附。聚合物吸附材料是可以根据被分离对象而进行结构设计的高分子吸附剂，由于其具有高微孔体积、高比表面积(可达2000m3/g以上)、良好的机械强度、易于调控的孔结构和表面化学及可再生性等特点，除了在有机废水治理领域得到成功应用，对废气也有良好的吸附性能，与活性炭和疏水性分子筛一起被美国环保总署列为用于吸附控制VOCs的三种主要吸附剂之一。目前应用较多的主要是颗粒状的聚合物材料。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于提供一种吸附VOCs的聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体及其制备方法，应用于VOCs吸附领域，针对颗粒状树脂的缺点，蜂窝状降低了压降，气体分布更加均匀，延长了材料的使用寿命。此外，相对于蜂窝状的活性炭和分子筛，本材料对VOCs的吸附和脱附性能更加优异。本专利技术的第一个目的是提供一种吸附VOCs的聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体的制备方法，包括以下步骤：按总质量分数100％计，将49-87％的聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂粉末，5-20％的粘合剂，2-6％的助剂，1-5％的增稠剂和5-20％的黏土作为原料，将所述的原料混合均匀得到泥料，将泥料由成型挤出机挤出成蜂窝状初胚，蜂窝状初胚经干燥后得到聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体。所述的粘合剂为中性硅溶胶、铝溶胶、环氧树脂、酚醛树脂、水性丙烯酸中的一种或二种以上。所述的助剂为脂肪酰胺、磷酸酯、十二烷基苯磺酸钠、硅烷偶联剂中的一种或二种以上。所述的增稠剂为羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺中的一种或二种。所述的黏土为膨润土、高岭土、活性白土、伊利石黏土、凹凸棒粉中的一种或二种以上。优选，所述的聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂粉末是将聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂在球磨机上干磨，研磨时间为2-4h，转速为30-40rpm，球料体积比为1：(1～1.2)，得到聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂粉末；或者，将聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂在球磨机上湿磨，研磨时间为4-8h，转速为30-40rpm，球料水体积比为(1.4～2.2)：1：(0.8～1.2)，得到泥浆状树脂，泥浆状树脂经真空抽滤后得到聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂粉末。所述的干燥优选为微波干燥。所述的微波干燥的温度优选为120℃，时间优选为1-4h。本专利技术的第二个目的是提供一种按照所述的制备方法制备得到的吸附VOCs的聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体。本专利技术有如下有益效果：本专利技术采用粘合剂对聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂进行成型，大大降低了在VOCs吸附过程中的压降，降低了能耗。此外，蜂窝状材料粉尘污染小，便于储存和运输。相对于蜂窝活性炭，聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体具有更高的吸附效率，且疏水性强，耐高温，可用热空气或蒸汽进行脱附，不需额外添加氮气保护。相对于蜂窝分子筛，聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体吸附性能更好，便于商业化应用。附图说明：图1是聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体和聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂颗粒外观对比图；A：聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂颗粒；B：聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体；图2是聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体和聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂颗粒对VOCs的吸附情况图；其中，颗粒状树脂代表聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂颗粒，蜂窝状树脂代表聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体；图3是压降测试装置图；其中，1、空气泵；2、阀门；3、空气净化器；4、玻璃转子流量计；5、吸附柱；6、数字式微压计；图4是聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体和聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂颗粒在相同条件下的压差变化图；其中，颗粒状材料代表聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂颗粒，蜂窝状材料代表聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体。具体实施方式：以下实施例是对本专利技术的进一步说明，而不是对本专利技术的限制。实施例1：本实施例中聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体所用原料为：按总质量分数100％计，包括聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂粉末84％、水性丙烯酸乳液5％、脂肪酰胺1％、磷酸酯1％、羧甲基纤维素2％和凹凸棒粉7％。聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体的具体制备步骤为：步骤(1)：将聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂颗粒与去离子水各取6L加入球磨机研磨桶中，球料水比为2：1：1。采用2L聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂颗粒+2L去离子水+4L球磨子的顺序陆续加入全部的材料。密封后按照30rpm的转速，研磨8h，得到泥浆状树脂。泥浆状树脂可通过300目筛即为合格；步骤(2)：泥浆状树脂经过真空抽滤(双层0.22μm孔径的滤纸，压力-0.07MPa)，去除多余的水分，得到聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂粉末。称取聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂粉末1680g、水性丙烯酸乳液100g、脂肪酰胺20g、磷酸酯20g、羧甲基纤维素40g和凹凸棒粉140g加入真空练泥机内混合均匀成泥料，再将泥料由成型挤出机挤出成蜂窝状初胚；步骤(3)：将得到的蜂窝状初胚120℃微波干燥1h，冷却后即为聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体。图1A所示为干燥的聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂颗粒，白色圆球状，粒径为0.2-0.7mm，其堆积密度为0.35g/mL；图1B所示为聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体，淡黄色，规格为100mm*100mm*100mm，孔的横截面规格为2mm*2mm，堆积密度为0.21g/mL。按其质量百分比计算，1m3聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体的聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂的用量为176.4kg；1m3聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按总质量分数100％计，将49‑87％的聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂粉末，5‑20％的粘合剂，2‑6％的助剂，1‑5％的增稠剂和5‑20％的黏土作为原料，将所述的原料混合均匀得到泥料，将泥料由成型挤出机挤出成蜂窝状初胚，蜂窝状初胚经干燥后得到聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体。

【技术特征摘要】
1.一种聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按总质量分数100％计，将49-87％的聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂粉末，5-20％的粘合剂，2-6％的助剂，1-5％的增稠剂和5-20％的黏土作为原料，将所述的原料混合均匀得到泥料，将泥料由成型挤出机挤出成蜂窝状初胚，蜂窝状初胚经干燥后得到聚苯乙烯交联二乙烯基苯树脂蜂窝体。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的粘合剂为中性硅溶胶、铝溶胶、环氧树脂、酚醛树脂、水性丙烯酸中的一种或二种以上。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的助剂为脂肪酰胺、磷酸酯、十二烷基苯磺酸钠、硅烷偶联剂中的一种或二种以上。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的增稠剂为羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺中的一种或二种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的黏土为膨润土、高岭土、活性...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾思泉，龚绍峰，钟润洪，黄荣贵，刘迎伟，
申请(专利权)人：广州市环境保护设备厂有限公司，广州龙贲环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44