[发明专利]一种以有机硅树脂为基体的超疏水吸油海绵及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及吸油海绵，尤其是涉及一种以有机硅树脂为基体的超疏水吸油海绵及其制备方法。

背景技术

随着全球人口的快速增长，人类在交通、工业和日常生活等多领域均出现了包括石油、有毒有机物在内的多种污染物，其对环境的污染也日益加剧。然而，随着污染物种类的增加和量的增大，传统油污处理已经无法进行有效的针对性的处理。2010年美国墨西哥湾发生了严重的漏油事件，然而从油井开始漏油到封闭漏油口这长达数月的时间里，人们始终无法对泄漏的原油进行有效的处理。其“烧油”的举动更是加剧了温室气体的排放，造成了能源的浪费，并且泄漏的原油对环境造成了巨大的不可磨灭的伤害。另外工业生产中所产生的含油废水，日常生活中所面对的油污问题等等均表明，一种便宜有效，且可重复利用的油污处理方法有待开发。

人们发现，某些具有特殊结构的材料如有机物凝胶等可以对油污表现出很高的选择吸收性，因此，吸收材料开始快速发展。对于吸油材料的研究表明，理想的吸油材料应该具有下列特征：三维且具有内部贯穿网络，疏水亲油。因为这种材料往往对油性物质有着好的选择吸收性，高的吸收率，快的吸收速度，多的重复使用次数和油污可回收性。目前对于吸油材料的研究主要有三种，分别是多孔材料、结构组装纤维和有机凝胶。Pan等(Panetal.Robustsuperhydrophobicpolyurethanespongeasahighlyreusableoil-absorptionmaterial.JournalofMaterialsChemistryA,2013,1(17):5386-5393)提出对聚氨酯海绵改性的方法——在其表面水解甲基三氯硅烷。这样得到的改性聚氨酯海绵表现出了超疏水吸油的性能，其对润滑油的吸收比达到了25。Straub等(Strauetal.PolyelectrolyteGelsComprisingaLipophilic,Cost-EffectiveAluminateasFluorine-FreeAbsorbentsforChlorinatedHydrocarbonsandDieselFuel.ACSappliedmaterials&interfaces,2012,4(7):3453-3458)提出一种新的聚电解质凝胶，其对二氯苯的吸收比达到了171，而对二氯甲烷的吸收比更是达到了208。

电解质凝胶虽然吸收比较大，但是往往有着合成方法复杂，含有有毒有害成分等缺点。结构组装纤维虽然简化了生产工艺，但是其不机械性能不稳定，不能满足实际生活中多变的使用环境。而对于多孔材料来说，海绵这一常见而又便宜的材料自然受到了大家的瞩目。但是对于普通海绵例如聚氨酯海绵等的吸油研究，大多在海绵改性这一领域。这中改性海绵虽然工艺简单，成本低，却没有大幅度提高其吸油性能，无法满足特殊环境下的使用。因此，使用其他材料制备出类似于海绵结构，并且成本低、重复性高、吸收比大且工艺简单，是吸油材料的另一种制备思路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以有机硅树脂为基体的超疏水吸油海绵及其制备方法。

所述以有机硅树脂为基体的超疏水吸油海绵按质量比的组成如下：

所述掺杂剂1为易溶性小分子晶体颗粒，所述掺杂挤2为与对二甲苯相溶的不易挥发性溶剂。

所述基体可采用有机硅树脂，主要成分为聚硅氧烷。可根据不同需要选择带有不同侧链的聚硅氧烷，例如采用信越公司的KR-240型号产品等。

所述易溶性小分子晶体颗粒可选自氯化钠晶体、氯化钾晶体、蔗糖晶体等中的一种。

所述与对二甲苯相溶的不易挥发性溶剂可采用液体石蜡等。

所述以有机硅树脂为基体的超疏水吸油海绵的制备方法，具体步骤如下：

将基体、与对二甲苯相溶的不易挥发性溶剂、对二甲苯混合，再加入易溶性小分子晶体颗粒和二氧化钛，离心后去除表面清液，加热，然后将固化后的树脂去除，用水和丙酮洗去易溶性小分子晶体颗粒、与对二甲苯相溶的不易挥发性溶剂和对二甲苯，即得以有机硅树脂为基体的超疏水吸油海绵。

所述加热的温度可为70℃，加热的时间可为12h。

将制得的以有机硅树脂为基体的超疏水吸油海绵进行实际测试，对汽油的吸收比(吸收质量/海绵质量)达到25倍，对氯仿的吸收比达到40倍。将海绵经挤压烘干后再次测量，其对石油和氯仿的吸收比没有变化。多次重复上述过程，吸收比几乎不变。

所述以有机硅树脂为基体的超疏水吸油海绵可在日常生活、工业生产和环境保护中油污处理的应用。