[发明专利]一种改性发泡聚氨酯的制备方法及其应用

说明书

本发明属于污水处理技术领域，具体是一种改性发泡聚氨酯的制备方法及其应用，先用羧基化碳纳米管分别与含氨基蒽醌化合物和多元胺反应，获得蒽醌和伯氨基接枝的改性碳纳米管，再在发泡聚氨酯制备工艺中加入上述改性碳纳米管，获得的发泡聚氨酯由于碳纳米管和蒽醌的存在，对偶氮染料、硝酸盐具有较好的降解促进效果，而且碳纳米管上的氨基参与发泡聚氨酯的反应，使得碳纳米管较为稳定的分散在聚氨酯中。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，涉及一种改性发泡聚氨酯的制备方法及其应用。

背景技术

偶氮染料、硝酸盐已成为水污染的重要污染源之一。已研究开发了三种主要的降解方法，化学法、物理法和微生物法，其中微生物法的应用前景最好。以蒽醌化合物为主的氧化还原介体对厌氧微生物降解偶氮染料和硝酸盐具有较好的促进作用，能提升降解速率1到几个数量级。但仍然需要更多的研究提高实际应用效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种改性发泡聚氨酯的制备方法。

本发明的另一个目的在于提供一种改性发泡聚氨酯的应用，在含偶氮染料、硝酸盐的污水处理上具有较好的效果。

本发明的技术方案如下：

一种改性发泡聚氨酯的制备方法，包括以下步骤，

S1、将羧基化碳纳米管分散于有机溶剂中，加入羧基活化剂、含氨基蒽醌化合物，升温至50～100℃反应8～48小时，加入多元胺，继续反应1～24小时，获得改性碳纳米管；

S2、在发泡聚氨酯制备工艺中，按发泡聚氨酯各原料重量总和的0.05～5％加入步骤S1获得的改性碳纳米管，制备获得所述改性发泡聚氨酯。

在本发明的技术方案中，有机溶剂选自不参与反应的种类，包括但不限于四氢呋喃、丙酮、乙酸丁酯、乙酸乙酯、1,4-二氧六环、甲乙酮、环己酮、乙二醇二甲醚和丙二醇二甲醚。

在本发明的技术方案中，发泡聚氨酯制备工艺是现有技术中已经公开的方法，所用原料包括异氰酸酯、多元醇和/或多元胺、发泡剂等。

在本发明的技术方案中，加入步骤S1获得的改性碳纳米管参与与异氰酸酯的反应，可以在发泡剂加入之前加入到反应体系中，也可以和发泡剂同时加入到反应体系中。

优选的，步骤S1中所述羧基活化剂选自N,N'-二环己基碳酰亚胺(DCC)、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)、4-二甲氨基吡啶(DMAP)、N,N'-二异丙基碳二亚胺(DIC)、N-羟基硫代琥珀酰亚胺(sulfo-NHS)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)中的至少一种，所述羧基活化剂的重量为所述羧基化碳纳米管重量的10～50％。

优选的，步骤S1中所述含氨基蒽醌化合物选自1-氨基-2-溴-4-羟基蒽醌、2-氨基蒽醌、1,2-二氨基蒽醌、1,4-二氨基蒽醌、2,6-二氨基蒽醌、1,8-二氨基蒽醌、1,5-二氨基蒽醌、1-氨基-2-甲基蒽醌、1,5-二羟基-4,8-二氨基蒽醌和1-氨基蒽醌中的至少一种。

优选的，步骤S1中所述多元胺分子中含有至少2个伯氨基。

更优选的，所述多元胺选自乙二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、二乙烯基三胺、三乙烯基四胺、四乙烯基五胺、五乙烯基六胺、六乙烯基七胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺和1,6-己二胺中的至少一种。

优选的，步骤S1中所述羧基化碳纳米管中羧基摩尔数与含氨基蒽醌化合物中伯胺摩尔数和多元胺中伯胺摩尔数总和的比例为1:(0.8～1)。

优选的，步骤S1中所述含氨基蒽醌化合物中伯胺摩尔数和多元胺中伯胺摩尔数的比例(1～9):(9～1)。

优选的，步骤S2中按发泡聚氨酯各原料重量总和的0.2～2％加入步骤S1获得的改性碳纳米管。