[发明专利]改性二氧化锰纳米材料复合丙烯酸酯类吸油树脂的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于功能高分子材料领域。

背景技术

随着我国工业化生产的快速发展，包括含油或其他不溶性有机物污水的排放，油船、油罐车的泄漏，大型化工厂、化工原料仓库等化工原料集中贮存地事故的发生，给土壤、河流、海洋及事故发生地周边环境造成了严重的污染，成为日益严重的问题。长期以来，人们一直利用木棉纤维、聚丙烯无纺布等传统吸油材料，但传统吸油材料具有耐热和耐寒性差、吸油种类单一、吸油速度慢、回收不方便等缺点，无论性能还是产量都不能满足废油回收和环境治理的要求。因此，研究开发能克服上述传统吸油材料缺点，具有高吸油量、能快速吸油及吸油后能重复使用的高性能吸油材料即成为一项十分有意义的工作。各国科研工作者相继开发了一系列的吸油树脂，这类新型材料能够吸收各种性质不同的油，具有强吸油能力和保油能力，耐热性良好，可避免二次污染。高吸油树脂是一种新型的功能高分子材料，具有吸油倍率高、油水选择性好、易于运输和储存、压力下保油性能好等优点，可制成粉粒、乳液等不同产品。高吸油树脂在环境保护方面应用广泛，除了用于处理海面浮油，防止海洋污染外，还可作为各种油的吸收材料，如废油处理剂、电镀制品废油、工厂排入水中氯烃化合物、浮油的处理剂等。高吸油性树脂直接用来吸油，由于其密度低，可以浮在水面上，且体积小、回收方便，因而处理水面浮油非常有效，特别对海洋石油以及运输泄露非常有效。

依据聚合单体的不同，目前高吸油树脂大致可分为三类：一类是聚(甲基)丙烯酸酯系树脂。一般选用8个碳以上的烷基酯为主要单体，由于丙烯酸酯系和甲基丙烯酸酯系来源广泛，因此是最常见的聚合单体，为了改进树脂内部的结构，也常用丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯为聚合单体，这类高吸油性树脂聚合工艺比较成熟，是目前在国内研究的主要方向；第二类是聚烯烃类树脂。由于烯烃分子中不含有极性基团，因此这类树脂与油品的亲合性更强。尤其是长碳链的烯烃分子对多种油品都具有很好的吸收能力，己经成为世界各国研究的新热点，但是高碳烯烃的来源较少，至今仍处在研究开发的阶段。第三类是聚氨酯类，以聚氨酯为原料，现场发泡制备吸油物质，方便快速，适宜于油田泄漏等紧急事故的处理，多以氟利昂气体作为发泡剂。另外，还可在聚氨酯泡沫的颗粒中加入化学添加剂，调节通气度，提高其吸油能力。但目前报道的这些高吸油树脂的吸油倍率不高，因为高吸油树脂是一种低交联度的聚合物， 其中的亲油基团和油分子之间有相互亲合作用，这是高吸油树脂的吸油推动力。 虽然高吸油树脂的吸油机理与高吸水性树脂的吸水机理本质上是相似的， 但是高吸水性树脂是利用作用较强的氢键吸收水分，而高吸油树脂只能利用分子之间较弱的范德华力， 正是因为这一区别，高吸油树脂不可能像高吸水树脂一样饱和吸油倍数(达到饱和吸油量时所吸收的油量与树脂原重量之比) 达数百倍或数千倍， 吸收倍率要少得多，一般只能达到几十倍。另外高吸油树脂也是利用其分子网状结构的伸展来实现其吸油保油性能的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种的改性二氧化锰纳米材料复合丙烯酸酯类吸油树脂的合成方法。本发明主要是把疏水性二氧化锰纳米粉体均匀地分散到树脂材料中，提高材料的吸油性能并增加材料的强度、耐磨性和抗老化性能，从而达到改善树脂基复合材料综合性能的目的。

本发明的合成方法如下：

1、过氧化苯甲酰（BPO）的精制

按每克氧化苯甲酰加入4-5mL三氯甲烷的比例，搅拌溶解，过滤后，按滤液：无水乙醇的体积比为1:1.75，将上述滤液滴加到无水乙醇中，静置，直至不再有白色针状结晶沉淀生成，将沉淀物过滤、洗涤，然后放至干燥箱烘干，放入干燥器中保存。

2、分析纯二氧化锰的改性

（1）改性剂的制备

按蒸馏水：无水乙醇：乙烯基三乙氧基硅烷：水=1:1:1~2的体积比，将上述三种原料加入容器中，25~35^oC超声振荡15~25min。

（2）二氧化锰的改性

按上述乙烯基三乙氧基硅烷：二氧化锰的质量比=1:10~20，将二氧化锰放入装有改性剂的容器中，按二氧化锰：异丙醇质量比=1:10~15，加入异丙醇，再将该容器放在微波合成仪中，微波合成功率为500~700w，微波温度：60~70 ^oC，合成时间为60~70 min。反应结束后，用蒸馏水洗涤，直至除去二氧化锰表面的异丙醇，然后放入烘箱中，80^oC下烘干。

3、制备疏水性二氧化锰纳米线