本發(fā)明屬于吸油樹脂的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚丙烯酸酯類高吸油樹脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著世界工業(yè)的不斷發(fā)展，人類對能源尤其是化石能源的需求也在不斷增長，這導(dǎo)致油品在國際間的大范圍運輸—從富油國到貧油國、從富油國到能源消耗大國之間的國際運輸也日益頻繁，同時，陸地石油資源的不斷消耗，促進了海上石油開采的方興未艾。隨著海上石油開采和海洋石油運輸?shù)脑龆?，石油泄漏也時有發(fā)生。除此之外，一些大型化工企業(yè)、化工倉儲基地等人為或意外導(dǎo)致的油品和化石燃料的泄漏等都對環(huán)境有著極大的破壞。
吸油樹脂是一種微交聯(lián)度的高分子聚合物材料，是目前國內(nèi)外研究得最多的一種可以替代粘土、聚丙烯纖維和活性炭等傳統(tǒng)吸油材料的高性能吸油材料。由于交聯(lián)單體的作用，單體分子之間相互形成了三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使得聚合物分子內(nèi)部存在一定數(shù)量的微孔，在吸油樹脂與油品相互接觸的過程中，油品分子進入聚合物分子的微孔結(jié)構(gòu)，聚合物分子的親油基鏈段與油品分子發(fā)生溶劑化作用導(dǎo)致吸油樹脂的溶脹，從而實現(xiàn)吸油的目的。
聚丙烯酸酯類吸油樹脂是目前國內(nèi)外研究的較多的吸油樹脂類型之一，但是常見的制備方法多為懸浮聚合和乳液聚合，制得的樹脂存在吸油性能不夠高、綜合性能不佳等情況。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種聚丙烯酸酯類高吸油樹脂及其制備方法，本發(fā)明采用本體聚合，制得的聚丙烯酸酯類吸油樹脂的吸油效果好、綜合性能優(yōu)越。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
本發(fā)明提供了一種聚丙烯酸酯類高吸油樹脂，該吸油樹脂包括以下質(zhì)量份的組分：4-叔丁基苯乙烯40-80份、丙烯酸酯類單體20-60份、交聯(lián)劑1.5-2.5份、引發(fā)劑0.4-0.6份。
進一步的，丙烯酸酯類單體為甲基丙烯酸異冰片酯、丙烯酸十八酯中的一種，或甲基丙烯酸異冰片酯和丙烯酸丁酯兩種的組合。
進一步的，交聯(lián)劑為對苯二甲酸二烯丙酯。
進一步的，引發(fā)劑為過氧化二苯甲酰。
本發(fā)明還提供了上述聚丙烯酸酯類高吸油樹脂的制備方法，該方法包括以下步驟：
(1)將上述質(zhì)量份的4-叔丁基苯乙烯、丙烯酸酯類單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑加入到燒瓶中，常溫下磁力攪拌均勻；
(2)將(1)步攪拌均勻的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至另一容器中，然后抽真空、通氮氣，60-80℃水浴反應(yīng)5-6h，即獲得所述高吸油樹脂。
進一步的，其特征在于，步驟(2)的另一容器為塑料容器。
進一步的，步驟(2)的水浴反應(yīng)在反應(yīng)釜中進行，提前將反應(yīng)釜升溫至60-80℃。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明以4-叔丁基苯乙烯和丙烯酸酯類單體為主單體、以對苯二甲酸二烯丙酯為交聯(lián)劑，以過氧化二苯甲酰為引發(fā)劑，進行共聚合，合成得到的聚丙烯酸酯類吸油樹脂具有綜合性能優(yōu)越、吸油效果好的優(yōu)點，對長鏈油品的吸油率均大于50克/克。本發(fā)明采用的聚合方式為本體聚合，所需設(shè)備簡單，聚合工藝簡單，操作簡便。
具體實施方式
本發(fā)明提供了一種聚丙烯酸酯類高吸油樹脂，該吸油樹脂包括以下質(zhì)量份的組分：4-叔丁基苯乙烯40-80份、丙烯酸酯類單體20-60份、交聯(lián)劑1.5-2.5份、引發(fā)劑0.4-0.6份。4-叔丁基苯乙烯聚合物本身具有較高的玻璃化溫度，并且能溶于戊烷、己烷、庚烷、辛烷等各種脂肪烴中。本發(fā)明的吸油樹脂通過4-叔丁基苯乙烯和丙烯酸酯類單體共聚合形成三維網(wǎng)狀微交聯(lián)的結(jié)構(gòu)，從而利于油品分子進入聚合物分子網(wǎng)絡(luò)縫隙中發(fā)生溶劑化作用導(dǎo)致聚合物分子的舒展，從而實現(xiàn)吸油樹脂的吸油溶脹的效果，使得吸油樹脂表現(xiàn)出了優(yōu)異的物理性能和吸油效果。
進一步的，丙烯酸酯類單體為甲基丙烯酸異冰片酯、丙烯酸十八酯中的一種，或甲基丙烯酸異冰片酯和丙烯酸丁酯兩種的組合。丙烯酸酯類單體優(yōu)選為上述單體時，4-叔丁基苯乙烯與丙烯酸酯類單體共聚形成的三維網(wǎng)狀微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的吸油倍率較高，吸油效果最好。
進一步的，交聯(lián)劑為對苯二甲酸二烯丙酯。對苯二甲酸二烯丙酯使得4-叔丁基苯乙烯和丙烯酸酯類單體交聯(lián)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
進一步的，引發(fā)劑為過氧化二苯甲酰。過氧化二苯甲酰引發(fā)4-叔丁基苯乙烯和丙烯酸酯類單體發(fā)生聚合反應(yīng)。
本發(fā)明還提供了所述聚丙烯酸酯類高吸油樹脂的制備方法，該方法包括以下步驟：
(1)將上述質(zhì)量份的4-叔丁基苯乙烯、丙烯酸酯類單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑加入到燒瓶中，常溫下磁力攪拌均勻；
(2)將(1)步攪拌均勻的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至另一容器中，然后抽真空、通氮氣，60-80℃水浴反應(yīng)5-6h，即獲得所述高吸油樹脂。
本發(fā)明采用的方式為本體聚合的制備方法，所需設(shè)備簡單，聚合工藝簡單，操作簡便。
進一步的，其特征在于，步驟(2)的另一容器為塑料容器。這里考慮到合成的吸油樹脂不易取出，選擇塑料容器節(jié)約了成本。
進一步的，步驟(2)的水浴反應(yīng)在反應(yīng)釜中進行，提前將反應(yīng)釜升溫至60-80℃。
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行詳細地解釋說明。
實施例1
一種聚丙烯酸酯類高吸油樹脂包括：4-叔丁基苯乙烯40g、甲基丙烯酸異冰片酯60g、對苯二甲酸二烯丙酯1.5g、過氧化二苯甲酰0.4g。
該聚丙烯酸酯類高吸油樹脂的制備方法包括以下步驟：
(1)提前將水浴反應(yīng)釜升溫至80℃；
(2)稱取1.5g對苯二甲酸二烯丙酯、0.4g過氧化二苯甲酰、40g4-叔丁基苯乙烯和60g甲基丙烯酸異冰片酯，加入到200ml的燒瓶中，常溫下磁力攪拌均勻，以過氧化二苯甲酰完全溶解為合適；
(3)將上述攪拌均勻的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至另一塑料容器后抽真空、通氮氣，在反應(yīng)釜中80℃水浴反應(yīng)5h后，即獲得所述高吸油樹脂。
實施例2
一種聚丙烯酸酯類高吸油樹脂包括：4-叔丁基苯乙烯50g、甲基丙烯酸異冰片酯25g、丙烯酸丁酯25g、對苯二甲酸二烯丙酯2.0g、過氧化二苯甲酰0.5g。
該聚丙烯酸酯類高吸油樹脂的制備方法包括以下步驟：
(1)提前將水浴反應(yīng)釜升溫至70℃；
(2)稱取2.0g對苯二甲酸二烯丙酯、0.5g過氧化二苯甲酰、50g4-叔丁基苯乙烯、25g甲基丙烯酸異冰片酯和25g丙烯酸丁酯，加入到200ml的燒瓶中，常溫下磁力攪拌均勻，以過氧化二苯甲酰完全溶解為合適；
(3)將上述攪拌均勻的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至另一塑料容器后抽真空、通氮氣，在反應(yīng)釜中70℃水浴反應(yīng)5.5h后，即獲得所述高吸油樹脂。
實施例3
一種聚丙烯酸酯類高吸油樹脂包括：4-叔丁基苯乙烯80g、丙烯酸十八酯20g、對苯二甲酸二烯丙酯2.5g、過氧化二苯甲酰0.6g。
該聚丙烯酸酯類高吸油樹脂的制備方法包括以下步驟：
(1)將水浴反應(yīng)釜升溫至60℃；
(2)稱取2.5g對苯二甲酸二烯丙酯、0.6g過氧化二苯甲酰、80g4-叔丁基苯乙烯、20g丙烯酸十八酯，加入到200ml的燒瓶中，常溫下磁力攪拌均勻，以過氧化二苯甲酰完全溶解為合適；
(3)將上述攪拌均勻的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至另一塑料容器后抽真空、通氮氣，在反應(yīng)釜中60℃水浴反應(yīng)6h后，即獲得所述高吸油樹脂。
對比例1
一種聚丙烯酸酯類吸油樹脂包括：甲基丙烯酸異冰片酯50g、丙烯酸丁酯50g、對苯二甲酸二烯丙酯2.0g、過氧化二苯甲酰0.5g。
該聚丙烯酸酯類吸油樹脂的制備方法包括以下步驟：
(1)將水浴反應(yīng)釜升溫至70℃；
(2)稱取2.0g對苯二甲酸二烯丙酯、0.5g過氧化二苯甲酰、50g甲基丙烯酸異冰片酯和50g丙烯酸丁酯，加入到200ml的燒瓶中，常溫下磁力攪拌均勻，以過氧化二苯甲酰完全溶解為合適；
(3)將上述攪拌均勻的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至另一塑料容器后抽真空、通氮氣，在反應(yīng)釜中70℃水浴反應(yīng)5.5h后，即獲得所述吸油樹脂。
對比例2
一種聚丙烯酸酯類吸油樹脂包括：甲基苯乙烯50g、甲基丙烯酸異冰片酯25g、丙烯酸丁酯25g、對苯二甲酸二烯丙酯2.0g、過氧化二苯甲酰0.5g。
該聚丙烯酸酯類吸油樹脂的制備方法包括以下步驟：
(1)將水浴反應(yīng)釜升溫至70℃；
(2)稱取2.0g對苯二甲酸二烯丙酯、0.5g過氧化二苯甲酰、50g甲基苯乙烯、25g甲基丙烯酸異冰片酯和25g丙烯酸丁酯，加入到200ml的燒瓶中，常溫下磁力攪拌均勻，以過氧化二苯甲酰完全溶解為合適；
(3)將上述攪拌均勻的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至另一塑料容器后抽真空、通氮氣，在反應(yīng)釜中70℃水浴反應(yīng)5.5h后，即獲得所述吸油樹脂。
對比例3
一種聚丙烯酸酯類吸油樹脂包括：甲基丙烯酸甲酯100g、對苯二甲酸二烯丙酯2.0g、過氧化二苯甲酰0.5g。
該聚丙烯酸酯類吸油樹脂的制備方法包括以下步驟：
(1)將水浴反應(yīng)釜升溫至70℃；
(2)稱取2.0g對苯二甲酸二烯丙酯、0.5g過氧化二苯甲酰、100g甲基丙烯酸甲酯，加入到200ml的燒瓶中，常溫下磁力攪拌均勻，以過氧化二苯甲酰完全溶解為合適；
(3)將上述攪拌均勻的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至另一塑料容器后抽真空、通氮氣，在反應(yīng)釜中70℃水浴反應(yīng)5.5h后，即獲得所述吸油樹脂。
吸油性能評價
1、吸油倍率的測試方法
準確稱取一定質(zhì)量的吸油樹脂，用尼龍絲網(wǎng)包裹后放入100ml玻璃燒杯中，倒入過量測試油品直至完全浸沒吸油樹脂，實驗采用5號柴油、93號汽油和甲苯作為測試油品，每隔一定時間后取出尼龍絲網(wǎng)滴淌5min之后稱取網(wǎng)裹樹脂吸油后的質(zhì)量，直至質(zhì)量不再變化為止。同理，將尼龍絲網(wǎng)浸泡于測試油品中，一定時間后取出，滴流5min，直至質(zhì)量不再變化為止，連續(xù)測量數(shù)次取平均值，得到空網(wǎng)吸油后的質(zhì)量。由式(1)計算吸油樹脂的吸油倍率。
q＝(m1-m2-m3)/m2(1)
式中，q表示吸油樹脂的吸油倍率，m1表示網(wǎng)裹樹脂吸油后的質(zhì)量，m2為樹脂的質(zhì)量，m3為空網(wǎng)吸油后的質(zhì)量。
由表1所示，本發(fā)明以4-叔丁基苯乙烯和丙烯酸酯類單體為主單體、以過氧化二苯甲酰為引發(fā)劑，以對苯二甲酸二烯丙酯為交聯(lián)劑，進行共聚合，合成得到的吸油樹脂對柴油、汽油、甲苯的吸油倍率明顯大于對比例中以其它單體聚合得到的樹脂，本發(fā)明制得的聚丙烯酸酯類高吸油酯類具有優(yōu)異的吸油性能。
表1本發(fā)明吸油樹脂的吸油倍率
2、保油率的測定
將吸油后的樹脂放在電熱鼓風(fēng)干燥箱中，恒溫40℃，干燥0.5h。
保油率(％)＝干燥后質(zhì)量/干燥前質(zhì)量×100％。
由表2所示，本發(fā)明吸油樹脂的保油率在95％以上。
表2本發(fā)明吸油樹脂的保油率
3、用本發(fā)明的方法合成的樹脂進行實驗室評價，在含油廢水的進水濃度為120mg/l，廢水停留時間為6分鐘的情況下，廢水中油含量降低一半左右。在處理濃度高達25000mg/l的人工模擬含油廢水時，一小時左右表面浮油全部吸附干凈。工業(yè)現(xiàn)場評價中。將樹脂與少量無煙煤混填，在進水油含量大于250mg/l的條件下，2天后出水的油含量由50mg/l減少到20mg/l，連續(xù)運行數(shù)天后，出水含油量均符合廢水排放要求。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明實質(zhì)內(nèi)容上所作的任何修改、等同替換和簡單改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。