一種voc吸收劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于功能高分子材料領(lǐng)域，涉及環(huán)境污染治理技術(shù)，更具體涉及一種V0C 吸收劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 揮發(fā)性有機(jī)化合物（volatileorganiccompounds，V0C)對(duì)人體健康有巨大影響， 工業(yè)中常見的V0C有苯、甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、三氯乙烯、氯仿、四氯化碳等。 在目前已確認(rèn)的900多種室內(nèi)化學(xué)物質(zhì)和生物性物質(zhì)中，揮發(fā)性有機(jī)化合物至少在350種 以上，其中20多種為致癌物或致突變物，長(zhǎng)期接觸能導(dǎo)致肺癌、白血病或?qū)е铝鳟a(chǎn)、胎兒畸 形和生長(zhǎng)發(fā)育遲緩等。
[0003] 利用吸收材料吸收處理V0C是防治V0C溶劑污染的一個(gè)重要而有效的途徑。國(guó) 內(nèi)外對(duì)吸收材料的的制備已進(jìn)行了比較廣泛的研究，如采用懸浮聚合法合成的物理-化 學(xué)復(fù)合交聯(lián)高吸油樹脂對(duì)苯的吸收倍率達(dá)到10-15g/g(高分子學(xué)報(bào)，2003,（1):52-55)， 采用懸浮乳液聚合法合成的聚甲基丙烯酸酯高吸油樹脂對(duì)甲苯的吸收倍率達(dá)到17. 6g/g (PolymersforAdvancedTechnologies,2011，22(12): 1898-1904)。除了吸收能力，吸 收劑使用后的脫吸再生至關(guān)重要，吸油樹脂比較常用的再生方法有萃取法、表面活性劑法 和蒸餾法，如采用乙醇萃取法可以萃取出90%以上吸收的對(duì)二甲苯，表面活性劑乳化再生 法也可回收10-20% (化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料，2008, 6(1) :56-58)，乙醇蒸餾法則可以脫 吸99%以上的甲苯(西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999, 27(3) :44-49)。本發(fā)明人所在課題組提出了 加水蒸餾法，該法相比于乙醇蒸餾法更為經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，對(duì)樹脂吸收甲苯的回收率可達(dá)90%以 上(丙烯酸短鏈酯高吸油樹脂的合成研究，福州大學(xué)碩士學(xué)位論文，2004)。但是，樹脂在 再生的過程中往往存在樹脂顆粒聚集粘結(jié)的現(xiàn)象，必須對(duì)再生樹脂進(jìn)行破碎后才能重新使 用，否則容易造成堵塞或后續(xù)使用困難，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)樹脂在吸收裝置中的原位再生利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)吸收劑在再生過程中的聚集粘結(jié)等問題，在保證產(chǎn)品穩(wěn)定 性的基礎(chǔ)上，提供了一種V0C吸收劑及其制備方法。本發(fā)明通過引入親水性單體，破除吸油 樹脂一味采用親油單體的定向思維，通過賦予吸收劑一定的親水性，使吸收劑顆粒在再生 回收過程中不容易聚集粘結(jié)；所制得的吸收劑為球形顆粒，具有較高的吸收倍率，吸收后表 面不粘結(jié)，再生回收后仍保持良好的顆粒形態(tài)。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，采用如下技術(shù)方案： 一種V0C吸收劑，包括以下重量份數(shù)的原料：苯乙烯100-200份，丙烯酸丁酯30-100 份，親水性第三單體0-1. 5份，交聯(lián)劑0. 1-2. 0份，引發(fā)劑0. 3-1. 5份，聚乙烯醇0. 2-1. 0份， 蒸餾水300-400份。
[0006] 所述親水性第三單體為分子結(jié)構(gòu)上帶羧基或酸酐的乙烯基單體； 具體的，親水性第三單體可為丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸酐、反丁烯二酸中的一 種或幾種的組合物。
[0007] 所述交聯(lián)劑為乙二醇二甲基丙烯酸酯、N，N'_亞甲基雙丙烯酰胺、二乙烯基苯中的 一種或幾種的組合物； 所述引發(fā)劑為過氧化二苯甲酰、過氧化二月桂酰、偶氮二異丁腈中的一種或幾種的組 合物。
[0008] -種制備如上所述的V0C吸收劑的方法，包括以下步驟： 1) 將聚乙烯醇和蒸餾水加入三口燒瓶中，在60_80°C下攪拌溶解，冷卻至室溫，再通N2 排氧； 2) 將苯乙烯與丙烯酸丁酯混合，然后將親水性第三單體加入，攪拌均勻，形成單體混合 液； 3) 在單體混合液中加入引發(fā)劑和0. 1-1. 0份的交聯(lián)劑，攪拌溶解后加入三口燒瓶中， 攪拌分散； 4) 控制攪拌速度250-350rpm，在70-90°C的水浴中反應(yīng)4-8小時(shí)，在反應(yīng)過程中加入剩 余重量份的交聯(lián)劑； 5) 將產(chǎn)物真空抽濾，再用50°C-60°C的水洗滌，最后放在50°C的真空干燥箱中進(jìn)行干 燥。
[0009] 步驟4)中剩余重量份的交聯(lián)劑先用丙酮溶解，在反應(yīng)進(jìn)行1-3小時(shí)后，緩慢滴加 入反應(yīng)體系中。
[0010] 步驟3)中所用交聯(lián)劑與步驟4)中所采用的交聯(lián)劑能為不同種類。
[0011] 所制得的V0C吸收劑為球形顆粒，再生回收后仍為分散的球形顆粒。
[0012] 所述V0C吸收劑對(duì)V0C溶劑吸收倍率的計(jì)算方法為：準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的干燥吸 收劑，浸入足量的待測(cè)V0C溶劑中，待吸收飽和后稱取吸收劑吸收后質(zhì)量，按下式計(jì)算吸收 倍率： ^ 吸效mi戌voe^m輯緣~ 'f織現(xiàn)砍mm綴緣 、~'、、'........... °
[0013] 本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于： (1) 吸油樹脂通常采用親油疏水單體經(jīng)過交聯(lián)共聚來制備，本發(fā)明的創(chuàng)新性在于引入 親水性單體，克服了吸油樹脂一貫采用親油單體的技術(shù)偏見，通過賦予吸收劑一定的親水 性，使吸收劑顆粒在再生回收過程中不容易聚集粘結(jié)；同時(shí)，對(duì)吸收劑顆粒的交聯(lián)結(jié)構(gòu)進(jìn)行 優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過分階段添加交聯(lián)劑，使顆粒表面再次交聯(lián)，提高表面交聯(lián)密度，增強(qiáng)顆粒的 剛性； (2) 本發(fā)明所制得的吸收劑為球形顆粒，具有較高的吸收倍率，吸收后表面不粘結(jié)，再 生回收后仍保持良好的顆粒形態(tài)，解決了現(xiàn)有吸收劑吸收后相互粘結(jié)不易處理、吸收過程 容易堵塞管道以及回收后需要再次破碎等問題； (3) 本發(fā)明制得的V0C吸收劑，再生回收過程中不發(fā)生顆粒粘結(jié)現(xiàn)象，樹脂再生回收后 仍然保持良好的顆粒形態(tài)，可以反復(fù)再生使用，且吸收倍率保持穩(wěn)定，可解決傳統(tǒng)吸收劑回 收粘結(jié)的問題，提高回收利用率，有效降低使用成本，工業(yè)適用性好。
【附圖說明】
[0014] 1)圖1為實(shí)施例1所制V0C吸收劑吸收前的產(chǎn)物形態(tài)； 2) 圖2為實(shí)施例1所制V0C吸收劑再生回收后的產(chǎn)物形態(tài)； 3) 圖3為對(duì)比例1所制V0C吸收劑吸收前的產(chǎn)物形態(tài)； 4) 圖4為對(duì)比例1所制V0C吸收劑再生回收后的產(chǎn)物形態(tài)。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 本發(fā)明用下列實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于下列實(shí) 施例。
[0016] 實(shí)施例1 1) 將聚乙烯醇0. 05g加入三口燒瓶中，在75°C的60g蒸餾水中攪拌溶解，冷卻至室溫， 再通N2排氧； 2) 準(zhǔn)確稱取苯乙烯21g、丙烯酸丁酯7g，組成混合溶液，再加入順丁烯二酸酐0. 09g，攪 拌溶解； 3) 在單體混合液中加入過氧化二苯甲酰0. 12g和二乙烯基苯0. 04g(第一次加交聯(lián) 劑)，攪拌溶解，加入三口燒瓶中，攪拌分散； 4) 控制攪拌速度300rpm，在80°C的水浴中反應(yīng)2小時(shí)后，緩慢加入用丙酮溶解后的二 乙烯基苯0. 02g(第二次加交聯(lián)劑)，繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，在85°C反應(yīng)2小時(shí)，再在87°C下熟化 半小時(shí)； 5) 產(chǎn)物真空抽濾，再用50°C-60°C的水洗滌，最后放在50°C的真空干燥箱中進(jìn)行干燥， 得到V0C吸收劑； 該吸收劑對(duì)醋酸丁酯的吸收倍率為13g/g，對(duì)甲苯的吸收倍率為15g/g;通過加水蒸餾 法對(duì)吸收劑進(jìn)行回收，再生后吸收劑對(duì)醋酸丁酯的吸收倍率為12. 7g/g，對(duì)甲苯的吸收倍率 為 14. 9g/g。
[0017] 對(duì)比例1 1) 將聚乙烯醇0. 05g加入三口燒瓶中，在75°C的60g蒸餾水中攪拌溶解，冷卻至室溫， 再通N2排氧； 2) 準(zhǔn)確稱取苯乙烯21g、丙烯酸丁酯7g，組成混合溶液； 3)