疏水改性剂、疏水改性海绵及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种疏水改性剂、疏水改性海绵及其制备方法与应用。其中，疏水改性剂包括特定质量份数的有机硅化合物、分散剂、表面活性剂、增韧剂和流平剂，增韧剂为具有极性官能团的热塑性树脂；通过各组分的协同作用，能提高海绵的吸附效率和循环使用次数，并且所用的组分都是环保无毒，符合绿色要求的材料。采用该疏水改性剂和海绵制成的疏水改性海绵用于油水分离时，对油性物质的吸附效率高，且能在吸油‑挤压排油的过程中保持密胺的基本骨架，多次循环使用后仍具有优良的疏水吸油能力。

【技术实现步骤摘要】
疏水改性剂、疏水改性海绵及其制备方法与应用
本专利技术涉及改性材料
，特别涉及一种疏水改性剂、疏水改性海绵及其制备方法与应用。
技术介绍
密胺海绵是一种新型的热固性高分子材料，具有98％以上的三维蜂窝开孔结构，对水和油都具有极强的吸附能力，能达到自身重量的120倍左右，且具有密度低和柔韧性好的特点，在吸附过程中能保持骨架的稳定，是一种高效的吸附材料。然而，密胺海绵分子结构中含有大量的碳-氮弱极性键，使海绵具有亲油性；同时还含有大量羟基、氨基等极性官能团，使海绵具有水性；在利用密胺海绵分离油水混合物时，密胺海绵对油水的吸附没有选择性，无法将油水分离；因此，需要将密胺海绵进行疏水改性使密胺海绵由原来的亲油亲水两亲性变为亲油疏水性，从而赋予密胺海绵吸附选择性。传统的海绵疏水改性的方法有：(1)通过在海绵骨架和表面引入石墨烯、聚四氟乙烯等改性材料，但此类改性材料价格高昂，且存在分散不均匀的问题；(2)通过将海绵浸渍在烷基或苯基的非质子溶剂中进行改性，该改性过程中需要使用有毒溶剂，如四氯化碳、甲苯等，对人体危害极大；(3)通过改性的高岭土或二氧化钛对海绵进行疏水改性，该方法要先制得二氧化钛和多孔单层碳化钛复合材料或改性的高岭土，操作步骤繁多，对设备要求高，不利于大规模批量生产。且，通过传统的海绵疏水改性的方法制得的疏水性海绵的可重复使用性不高，不利于资源循环利用。因此，有必要提供一种吸附效率高，循环使用次数高，且制备方法简易的疏水改性海绵。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供了一种能够制得吸附效率高，循环使用次数高的疏水改性海绵耐的疏水改性剂，并进一步提供了疏水改性海绵及其制备方法与应用。本专利技术的一个方面，提供了一种疏水改性剂，按照质量份数计，包括如下组分：其中，所述增韧剂为具有极性官能团的热塑性树脂；所述增强剂为具有羟基的链状聚合物。在其中一些优选的实施例中，上述的疏水改性剂，按照质量份数计，包括如下组分：其中，上述有机硅化合物为硅氧烷。在其中一个实施例中，上述有机硅化合物选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、环氧基硅氧烷、异丁基三乙氧基硅烷和聚苯基甲基硅氧烷中的至少一种。在其中一些实施例中，上述增韧剂中的极性官能团为羧基。在其中一些实施例中，上述增韧剂选自含羧基的液体丁苯橡胶或含羧基的液体丁腈橡胶中的至少一种。在其中一些实施例中，上述分散剂选自乙醇、异丙醇、丙酮和环己醇中的至少一种；流平剂选自丙烯酸酯和丙烯酰胺的中的至少一种。本专利技术还提供了上述任一种疏水改性剂在制备疏水制品中的应用。本专利技术又一方面提供了一种疏水改性海绵，该疏水改性海绵主要由海绵和如上任一种疏水改性剂制成。在其中一些实施例中，上述海绵为密胺海绵，所述密胺海绵主要由三聚氰胺、甲醛和增强剂通过聚合制得，所述增强剂为具有羟基的链状聚合物。在其中一些实施例中，上述增强剂选自聚乙烯醇和聚乙二醇中的至少一种。本专利技术还提供了一种疏水改性海绵的制备方法，包括如下步骤：提供如上所述任一种疏水改性剂；将海绵浸渍在上述疏水改性剂中，然后取出海绵，干燥，制得疏水改性海绵。进一步地，本专利技术还提供如上任一种疏水改性海绵或如上任一种制备方法制得的疏水改性海绵在油水分离中的应用。有益效果1.本专利技术的疏水改性剂包括特定质量份数的有机硅化合物、分散剂、表面活性剂、增韧剂、增强剂和流平剂。其中，有机硅化合物是两性表面活性材料，其具有亲水性官能团和疏水段；其亲水性官能团能与海绵上的极性基团羟基氨基等相互作用，从而使机硅化合物紧密地附着在与海绵的骨架上，同时，有机硅化合物的疏水段与水极度排斥，从而使改性后的海绵疏水亲油；增韧剂为具有极性官能团的热塑性树脂，热塑性树脂的链状结构部分能提高海绵的韧性，其极性官能团能与海绵形成氢键，从而提高海绵的重复使用能力；分散剂能溶解稀释各组分，使各组分均匀地分散在海绵骨架上，能增加有机硅化合物在海绵骨架上的附着力；表面活性剂能提高各组分的分散性，有利于各组分均一分布；流平剂能使有机硅化合物在升温固化过程中与其他组分形成均匀平整的涂层结构，从而通过各组分的协同作用，能提高海绵的吸附效率和循环使用次数，并且所用的组分都是环保无毒，符合绿色要求的材料。进一步地，本专利技术的疏水改性剂中的有机硅化合物为硅氧烷，硅氧烷带有反应活性基团，其活性基团能与海绵上的羟基反应，形成硅氧烷链，具有很强的疏水性，从而提高了海绵的疏水性；同时，硅氧烷分子相互作用能形成均匀致密的硅氧烷疏水膜，这种疏水膜具有很低的表面张力，能均匀地分布在多孔的海绵基材微孔上，使海绵表面的水分散成小水珠，无法渗透到海绵内部，进一步从而提高了海绵的疏水性。2.本专利技术的疏水改性海绵主要由海绵和如上所述的疏水改性剂制成。通过在海绵骨架引入具有低表面能的有机硅化合物，并通过增韧剂提高海绵的韧性，通过增强剂能提高海绵的机械强度，从而提高其重复使用能力；通过流平剂使有机硅化合物在升温固化过程中与疏水改性剂中的其他组分形成均匀平整的涂层结构，通过各组分的协同作用，制得制得吸附效率高，循环使用次数高的疏水改性海绵。3.上述疏水改性海绵用于油水分离时，对油性物质的吸附效率高，且能在吸油-挤压排油的过程中保持密胺的基本骨架，多次循环使用后仍具有优良的疏水吸油能力。附图说明图1为实施例2中疏水改性海绵的吸附测试结果图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。多年来，尽管很多技术人员努力尝试吸附效率高的疏水改性海绵，然而或多或少还是存在循环使用次数低或工艺复杂等的缺陷。一种技术通过用聚多巴胺修饰密胺海绵表面制得疏水吸油海绵，但用聚多巴胺修饰的疏水海绵材料聚多巴胺容易脱落，可重复使用性不高，重复使用不到10次吸油性能迅速下降。另一技术使用石墨烯材料修饰海绵制得疏水吸油海绵，但石墨烯材料的成本昂贵，且存在分散不均匀的问题。基于此，本专利技术的技术人员基于多年的科研，并经过大量实验研究后获得一种能够制得吸附效率高，循环使用次数高的疏水改性海绵的疏水改性剂。本专利技术一实施方式提供了一种疏水改性剂，按照质量份数计，包括如下组分：其中，所述增韧剂为具有极性官能团的热塑性树脂。上述疏水改性剂中，有机硅化合物是两性表面活性材料，其具有亲水性官能团和疏水段；其亲水性官能团能与海绵上的极性基团羟基氨基等相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种疏水改性剂，按照质量份数计，包括如下组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种疏水改性剂，按照质量份数计，包括如下组分：



其中，所述增韧剂为具有极性官能团的热塑性树脂。


2.如权利要求1所述的疏水改性剂，其特征在于，按照质量份数计，包括如下组分：



其中，所述有机硅化合物为硅氧烷。


3.如权利要求1所述的疏水改性剂，其特征在于，所述有机硅化合物选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、环氧基硅氧烷、异丁基三乙氧基硅烷和聚苯基甲基硅氧烷中的至少一种。


4.如权利要求1所述的疏水改性剂，其特征在于，所述增韧剂中的极性官能团为羧基。


5.如权利要求4所述的疏水改性剂，其特征在于，所述增韧剂选自含羧基的液体丁苯橡胶或含羧基的液体丁腈橡胶中的至少一种。


6.如权利要求1至5任一项所述的疏水改性剂，其特征在于，所述分散剂选自乙醇、异丙醇、丙酮和环己醇中的至少一种；所述流平剂选自丙烯酸酯和丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯晓涛，王佑任，余吕宏，卢耀成，钱玉英，郭晓，马作广，张宗甫，
申请(专利权)人：广州市绿原环保材料有限公司，广州华新科智造技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44