CN111530435B - 内包纤蛇纹石纳米管的聚氨酯软泡吸附材料及其制备方法 - Google Patents

内包纤蛇纹石纳米管的聚氨酯软泡吸附材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了内包纤蛇纹石纳米管的聚氨酯软泡吸附材料及其制备方法，涉及工业废水处理技术领域，本发明包括按质量分计的如下组分：聚醚多元醇43～45份、甲苯二异氰酸酯(TDI80/20)14～19份、水1～1.5份、三乙烯二胺A330.11～0.13份、辛酸亚锡(T‑9)0.07～0.12份、有机硅泡沫稳定剂0.35～0.44份和纤蛇纹石纳米管35～40份；本发明利用聚氨酯泡沫因其孔隙多，表面积大的特点，使其内包纤蛇纹石纳米管，能够有效去除重金属离子和阴离子(团)等污染物质，降低了应用的投资成本。本发明制备的吸附材料在吸附饱和时通过脱吸附处理后可重复利用。

Description

内包纤蛇纹石纳米管的聚氨酯软泡吸附材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及吸附材料的制备，特别是涉及内包纤蛇纹石纳米管的聚氨酯软泡吸附材料及其制备方法。
背景技术
聚氨酯软质泡沫塑料具有优良的物理机械性能、声学性能、电学性能和耐化学性能，并且聚氨酯合成时，又可以通过改变原料化学结构、规格、品种等调节配方组合，制出各种性能和用途的终端制品，聚氨酯泡沫因其孔隙多，表面积大，在环保和催化领域中的应用正受到广泛关注。纤蛇纹石纳米管是一种新型纳米材料，克服了天然纤蛇纹石管径不均、伴生矿物多、不易提纯，部分管内具有填充物的缺点，具有特殊化学活性和表面性质，可用于吸附去除重金属离子和阴离子(团)等环境污染物，不仅治理成本低，且与环境的相容性较好、效率高。而单一的聚氨酯软质泡沫塑料不能吸附重金属离子，而纤蛇纹石纳米管虽然是一种很好的吸附材料，但其在水溶液中具有较好的分散性，这给其吸附处理中的固-液分离过程带来了较大的困难，在废水处理领域纤蛇纹石纳米管的应用受到了限制。
申请号为CN201310409695.4的中国专利公开了一种磁性纤蛇纹石纳米管的制备方法，其技术方案为在纤蛇纹石纳米管表面负载磁性材料，然后通过磁分离技术回收。但该专利在实际使用过程中，仍然存在着如下缺陷：蛇纹石纳米管表面负载磁性物质部分降低了蛇纹石纳米管本身的吸附性能，另外磁分离不能做到百分之百回收，同时磁分离工艺需增加相应的磁分离设备。
蛇纹石纳米管表面负载磁性物质部分降低了蛇纹石纳米管本身的吸附性能，目前没有人研究纤蛇纹石纳米管和聚氨酯软质泡沫两种吸附材料结合的研究，如何结合纤蛇纹石纳米管和聚氨酯软质泡沫两种吸附材料成了本领域技术人员的努力方向。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决如何结合纤蛇纹石纳米管和聚氨酯软质泡沫两种吸附材料的技术问题，本发明提供内包纤蛇纹石纳米管的聚氨酯软泡吸附材料及其制备方法。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
内包纤蛇纹石纳米管的聚氨酯软泡吸附材料，包括按质量分计的如下组分：聚醚多元醇43～45份、甲苯二异氰酸酯(TDI80/20)14～19份、水1～1.5份、三乙烯二胺A330.11～0.13份、辛酸亚锡(T-9)0.07～0.12份、有机硅泡沫稳定剂0.35～0.44份和纤蛇纹石纳米管35～40份。
优选的，所述聚醚多元醇43.5份、甲苯二异氰酸酯(TDI80/20)19份、水1.5份、三乙烯二胺A330.13份、辛酸亚锡(T-9)0.09份、有机硅泡沫稳定剂0.44份和纤蛇纹石纳米管35份。
优选的，所述聚醚多元醇44份、甲苯二异氰酸酯(TDI80/20)17份、水1.2份、三乙烯二胺A330.12份、辛酸亚锡(T-9)0.07份、有机硅泡沫稳定剂0.40份、纤蛇纹石纳米管38份。
优选的，所述聚醚多元醇44.5份、甲苯二异氰酸酯(TDI80/20)14份、水1.0份、三乙烯二胺A330.11份、辛酸亚锡(T-9)0.11份、有机硅泡沫稳定剂0.35份、纤蛇纹石纳米管40份。
内包纤蛇纹石纳米管的聚氨酯软泡吸附材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、物料准备：称取聚醚多元醇43～45份、甲苯二异氰酸酯(TDI80/20)14～19份、水1～1.5份、三乙烯二胺A330.11～0.13份、辛酸亚锡(T-9)0.07～0.12份、有机硅泡沫稳定剂0.35～0.44份和纤蛇纹石纳米管35～40份备用。
步骤2、室温下，把聚醚多元醇与纤蛇纹石纳米管均匀混合后静置24h后待用；
步骤3、将水、三乙烯二胺、有机硅泡沫稳定剂在一号配料筒中混合，并用电控机械搅拌器以1000r/min的转速搅拌30min，使其充分混合均匀：
步骤4、将聚醚多元醇与纤蛇纹石纳米管的混合物与辛酸亚锡在二号配料筒中混合，用电控机械搅拌器高速搅拌15min；
步骤5、将一号配料筒、二号配料筒中准备好的小样与甲苯二异氰酸酯(TDI80/20)混合并高速搅拌3～5s，之后倒入模具中在温度25℃下自由发泡，材料熟化10min后，制备得到内包纤蛇纹石纳米管的聚氨酯软泡吸附材料。
优选的，所述聚醚多元醇为聚醚330。
纤蛇纹石纳米管的制备方法如下：
步骤a、把活性MgO 40份和纳米SiO2 23份依次加入到水热反应釜中，然后加入反应釜总容量70％的蒸馏水；
步骤b、用NaOH溶液调节该反应体系的pH值为13；
步骤c、将水热反应釜加热至220℃恒温反应72h；
步骤d、反应完成后自然冷却至室温，反应液过滤，滤饼用蒸馏水洗涤至中性，于105℃下恒温干燥后得到纤蛇纹石纳米管。
本发明的有益效果如下：
1、本发明利用聚氨酯泡沫因其孔隙多，表面积大的特点，使其内包纤蛇纹石纳米管，能够有效去除重金属离子和阴离子(团)等污染物质，同时无需考虑粉体吸附材料处理中的固-液分离难的问题，也无需增加磁分离等分离设备，降低了应用的投资成本。本发明制备的吸附材料在吸附饱和时通过脱吸附处理后可重复利用，具有极佳的市场价值和环保价值，可以在水处理行业得到广泛的推广和应用。
具体实施方式
为了本技术领域的人员更好的理解本发明，以下实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
内包纤蛇纹石纳米管的聚氨酯软泡吸附材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、物料准备：称取聚醚330 43.5份、甲苯二异氰酸酯(TDI80/20)19份、水1.5份、三乙烯二胺A330.13份、辛酸亚锡(T-9)0.09份、有机硅泡沫稳定剂0.44份和纤蛇纹石纳米管35份备用。
步骤2、室温下，把聚醚330与纤蛇纹石纳米管均匀混合后静置24h后待用；
步骤3、将水、三乙烯二胺、有机硅泡沫稳定剂在一号配料筒中混合，并用电控机械搅拌器以1000r/min的转速搅拌30min，使其充分混合均匀：
步骤4、将聚醚330与纤蛇纹石纳米管的混合物与辛酸亚锡在二号配料筒中混合，用电控机械搅拌器高速搅拌15min；
步骤5、将一号配料筒、二号配料筒中准备好的小样与甲苯二异氰酸酯(TDI80/20)混合并高速搅拌3～5s，之后倒入模具中在温度25℃下自由发泡，材料熟化10min后，制备得到内包纤蛇纹石纳米管的聚氨酯软泡吸附材料。
纤蛇纹石纳米管的制备方法如下：
步骤a、把活性MgO 40份和纳米SiO2 23份依次加入到水热反应釜中，然后加入反应釜总容量70％的蒸馏水；
步骤b、用NaOH溶液调节该反应体系的pH值为13；
步骤c、将水热反应釜加热至220℃恒温反应72h；
步骤d、反应完成后自然冷却至室温，反应液过滤，滤饼用蒸馏水洗涤至中性，于105℃下恒温干燥后得到纤蛇纹石纳米管。
实施例2
内包纤蛇纹石纳米管的聚氨酯软泡吸附材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、物料准备：称取聚醚330 44份、甲苯二异氰酸酯(TDI80/20)17份、水1.2份、三乙烯二胺A330.12份、辛酸亚锡(T-9)0.07份、有机硅泡沫稳定剂0.40份、纤蛇纹石纳米管38份备用。
步骤2、室温下，把聚醚330与纤蛇纹石纳米管均匀混合后静置24h后待用；
步骤3、将水、三乙烯二胺、有机硅泡沫稳定剂在一号配料筒中混合，并用电控机械搅拌器以1000r/min的转速搅拌30min，使其充分混合均匀：
步骤4、将聚醚330与纤蛇纹石纳米管的混合物与辛酸亚锡在二号配料筒中混合，用电控机械搅拌器高速搅拌15min；
步骤5、将一号配料筒、二号配料筒中准备好的小样与甲苯二异氰酸酯(TDI80/20)混合并高速搅拌3～5s，之后倒入模具中在温度25℃下自由发泡，材料熟化10min后，制备得到内包纤蛇纹石纳米管的聚氨酯软泡吸附材料。
纤蛇纹石纳米管的制备方法如下：
步骤a、把活性MgO 40份和纳米SiO2 23份依次加入到水热反应釜中，然后加入反应釜总容量70％的蒸馏水；
步骤b、用NaOH溶液调节该反应体系的pH值为13；
步骤c、将水热反应釜加热至220℃恒温反应72h；
步骤d、反应完成后自然冷却至室温，反应液过滤，滤饼用蒸馏水洗涤至中性，于105℃下恒温干燥后得到纤蛇纹石纳米管。
实施例3
内包纤蛇纹石纳米管的聚氨酯软泡吸附材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、物料准备：称取聚醚330 44.5份、甲苯二异氰酸酯(TDI80/20)14份、水1.0份、三乙烯二胺A330.11份、辛酸亚锡(T-9)0.11份、有机硅泡沫稳定剂0.35份、纤蛇纹石纳米管40份备用。
步骤2、室温下，把聚醚330与纤蛇纹石纳米管均匀混合后静置24h后待用；
步骤3、将水、三乙烯二胺、有机硅泡沫稳定剂在一号配料筒中混合，并用电控机械搅拌器以1000r/min的转速搅拌30min，使其充分混合均匀：
步骤4、将聚醚330与纤蛇纹石纳米管的混合物与辛酸亚锡在二号配料筒中混合，用电控机械搅拌器高速搅拌15min；
步骤5、将一号配料筒、二号配料筒中准备好的小样与甲苯二异氰酸酯(TDI80/20)混合并高速搅拌3～5s，之后倒入模具中在温度25℃下自由发泡，材料熟化10min后，制备得到内包纤蛇纹石纳米管的聚氨酯软泡吸附材料。
纤蛇纹石纳米管的制备方法如下：
步骤a、把活性MgO 40份和纳米SiO2 23份依次加入到水热反应釜中，然后加入反应釜总容量70％的蒸馏水；
步骤b、用NaOH溶液调节该反应体系的pH值为13；
步骤c、将水热反应釜加热至220℃恒温反应72h；
步骤d、反应完成后自然冷却至室温，反应液过滤，滤饼用蒸馏水洗涤至中性，于105℃下恒温干燥后得到纤蛇纹石纳米管。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书的内容所作的等同变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.内包纤蛇纹石纳米管的聚氨酯软泡吸附材料，其特征在于：包括按质量分计的如下组分：聚醚多元醇43～45份、甲苯二异氰酸酯14～19份、水1～1.5份、三乙烯二胺A330.11～0.13份、辛酸亚锡0.07～0.12份、有机硅泡沫稳定剂0.35～0.44份和纤蛇纹石纳米管35～40份；
该材料的制备方法包括以下步骤：
步骤1、物料准备：称取聚醚多元醇43～45份、甲苯二异氰酸酯14～19份、水1～1.5份、三乙烯二胺A330.11～0.13份、辛酸亚锡0.07～0.12份、有机硅泡沫稳定剂0.35～0.44份和纤蛇纹石纳米管35～40份备用；
步骤2、室温下，把聚醚多元醇与纤蛇纹石纳米管均匀混合后静置24h后待用；
步骤3、将水、三乙烯二胺、有机硅泡沫稳定剂在一号配料筒中混合，并用电控机械搅拌器以1000r/min的转速搅拌30min，使其充分混合均匀：
步骤4、将聚醚多元醇与纤蛇纹石纳米管的混合物与辛酸亚锡在二号配料筒中混合，用电控机械搅拌器高速搅拌15min；
步骤5、将一号配料筒、二号配料筒中准备好的小样与甲苯二异氰酸酯混合并高速搅拌3～5s，之后倒入模具中在温度25℃下自由发泡，材料熟化10min后，制备得到内包纤蛇纹石纳米管的聚氨酯软泡吸附材料。
2.根据权利要求1所述的内包纤蛇纹石纳米管的聚氨酯软泡吸附材料，其特征在于：所述聚醚多元醇43.5份、甲苯二异氰酸酯19份、水1.5份、三乙烯二胺A330.13份、辛酸亚锡0.09份、有机硅泡沫稳定剂0.44份和纤蛇纹石纳米管35份。
3.根据权利要求1所述的内包纤蛇纹石纳米管的聚氨酯软泡吸附材料，其特征在于：所述聚醚多元醇44份、甲苯二异氰酸酯17份、水1.2份、三乙烯二胺A330.12份、辛酸亚锡0.07份、有机硅泡沫稳定剂0.40份、纤蛇纹石纳米管38份。
4.根据权利要求1所述的内包纤蛇纹石纳米管的聚氨酯软泡吸附材料，其特征在于：所述聚醚多元醇44.5份、甲苯二异氰酸酯14份、水1.0份、三乙烯二胺A330.11份、辛酸亚锡0.11份、有机硅泡沫稳定剂0.35份、纤蛇纹石纳米管40份。
5.根据权利要求1所述的内包纤蛇纹石纳米管的聚氨酯软泡吸附材料，其特征在于：所述聚醚多元醇为聚醚330。
6.根据权利要求1所述的内包纤蛇纹石纳米管的聚氨酯软泡吸附材料，其特征在于：步骤1中，纤蛇纹石纳米管的制备方法如下：
步骤a、把活性MgO 40份和纳米SiO2 23份依次加入到水热反应釜中，然后加入反应釜总容量70％的蒸馏水；
步骤b、用NaOH溶液调节该反应体系的pH值为13；
步骤c、将水热反应釜加热至220℃恒温反应72h；
步骤d、反应完成后自然冷却至室温，反应液过滤，滤饼用蒸馏水洗涤至中性，于105℃下恒温干燥后得到纤蛇纹石纳米管。
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