[发明专利]一种高效油水及乳液分离的聚氨酯泡沫材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种高效油水及乳液分离的聚氨酯泡沫材料，包括如下质量份数的组分聚醚多元醇100份，发泡剂7‑25份，催化剂0.3‑0.6份，泡沫稳定剂1.2‑2.5份，聚醚助剂0.6‑1.2份，甲苯二异氰酸酯60‑90份。本发明具有很好油水选择性吸附能力，能快速地选择性的吸附水面或水下的油及有机物，并能有效实现含表面活性剂的乳液分离，且吸附倍率高，具有很好的实际应用价值和推广价值；且疏水性能具备很好的稳定性，适用于各种复杂的环境中，并且材料在挤压后可迅速恢复至原来形状，具有很好的回弹性，可继续投入使用，具备很好的循环使用性能。

技术领域

本发明涉及高分子油水及乳液分离材料领域，具体涉及一种高效油水及乳液分离的聚氨酯泡沫材料及制备方法。

背景技术

近年来，频繁发生的海上溢油事件以及人类在生产生活中产生了大量的含油污水，石油的泄露导致了资源的浪费，大量的含油污水对动植物的生存以及生态系统都造成了巨大的影响，并且针对现阶段油田高含水采出液的复杂处理工艺，急需研发出一种能高效快速进行油水及乳液分离的材料。

油水及乳液分离材料是一类可将油水混合物及乳液中的油和水单独分离出来的材料，目前围绕通过材料将油水混合物及乳液中的油相或水相分离出来进行回收利用的研究成为重点；并且在具体的工业实践中，由于油水乳液的组成复杂，通常含表面活性剂，因此更稳定、均匀而难以简单分离，这也是油水乳液分离的难点所在。普通的超疏水超亲油表面因其选择性吸油和完全不吸水而被广泛应用于油水分离领域，但大多数超疏水超亲油材料只能是用于分离简单的层状油水混合物，而对稳定油水乳液的分离效果不明显。传统的吸油材料主要依靠物理吸附作用将油吸附于材料表面，表现出吸油倍率较小、油水选择性不高、吸油后保油性差以及不易回收再用等缺点，无法满足废油回收和环境治理的要求，而有机合成高分子材料由于其具有很好的疏水吸油性能，成为了近期科研工作者研究的重点，可高效快速进行油水及乳液分离的聚氨酯泡沫具备高机械强度，低密度，制备工艺简单，原料来源广泛，疏水性能稳定，循环效果好等特点，具有很好的发展应用前景。

据已有文献报道，魏徵等以聚醚多元醇PPO330和甲苯二异氰酸脂为原料，制备了一种泡沫孔结构好且对柴油的吸油倍率可达14g/g的聚氨酯软质泡沫；刘海东等研究了催化剂、泡沫温度以及粗二苯基甲烷二异氰酸酯指数对聚氨酯泡沫吸油性能的影响，得到一种吸油性能良好的聚氨酯开孔软质泡沫，10min内可吸25倍柴油；Yang等研究了聚氨酯泡沫分子结构对材料吸附油/水能力的影响，得出用聚四氢呋喃二醇制备的泡沫的疏水性好；但是以上几篇文献报道中的泡沫都存在着对油的吸附倍率较低的问题。T.Shimazu等人提出了一种吸油性聚氨酯泡沫材料，最大吸油率达60g/g，该材料可以现场发泡成型，有效地解决了泡沫材料因体积蓬松造成储运不便的问题；但是该材料是一种部分闭孔的聚氨酯泡沫材料，为了使材料具有吸油能力，需要通过机械力反复挤压，将材料内部封闭的孔洞转化成开放性的孔洞，此步操作需要专用的挤压设备，费时费力，难以胜任突发性事件应急处置的需求。

据已有专利报道，中国专利公开号CN101942190A公开了一种聚氨酯泡沫及其制备方法，该发明通过制备聚合物多元醇，与催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂、开孔剂和经过处理的膨胀石墨经过混合、发泡、熟化制成聚氨酯泡沫，该聚氨酯泡沫具有高吸油率低吸水率的特点；但是还存在以下缺陷：膨胀石墨处理操作复杂，制备工艺费时费力，加入膨胀石墨后材料的孔隙可能会增大，但是相应的强度会降低。现在市场上销售的超柔软海绵存在易变形、舒适度较差的问题；专利CN102108117B公开了一种超柔软低密度海绵的制备方法，但是需要在真空负压的环境下进行发泡反应，成本高，反应条件比较苛刻，难以满足大规模工业化生产的需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高效油水及乳液分离的聚氨酯泡沫材料及制备方法，能够在温和条件下，制备出同时满足高效快速油水及乳液分离各项性能的聚氨酯泡沫材料。

本发明通过下述技术方案实现：