[发明专利]一种双亲性聚氨酯海绵及其制备方法

说明书

本发明公开了一种双亲性聚氨酯海绵及其制备方法，属于聚氨酯材料技术领域。本发明使用海藻酸钠和氯化钙反应生成的海藻酸钙凝胶对聚氨酯海绵进行改性，制备得的聚氨酯海绵既具备聚氨酯海绵良好的拉升断裂强力、耐摩擦性能等优良物理性能，且能够对水和油都有较好的亲和性的高分子复合材料，在清洁和化工领域可以起到良好去污作用，扩大了聚氨酯海绵的应用范围。

技术领域

本发明涉及一种双亲性聚氨酯海绵及其制备方法，属于聚氨酯材料技术领域。

背景技术

聚氨酯PU全称聚氨基甲酸酯，是一种高分子化合物，主要分为聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯两大类。根据功能又可将聚氨酯分为聚氨酯塑料(以泡沫材料为主)、聚氨酯橡胶以及弹性体、聚氨酯纤维(又称为氨纶)。其中，聚酯海绵是一种具有高孔隙率、大比表面积的泡沫材料，更有利于油性液体的储存、吸附和回收，而且生产简易、弹性好、价格低廉、环境友好，是理想的清洁类材料。近年来，国内外不乏学者对聚氨酯材料进行一定的改性设计，如高分子自组装、接枝技术、碳纳米管改性等不同的方法赋予其吸油、吸水性。通过使用高分子自组装技术，制备出具有不同功能单元的多层次结构新材料是一种更为有效的途径，使用该方法形成的高分子聚集体对推进高分子材料特殊功能的控制以及新材料的设计都具有着重要的作用。

Feng Jiang等人以稻草纤维素为原料，制备出一种经三乙氧基硅烷气相沉积改性后的超轻多孔气凝胶，能够吸收139～356倍的非极性碳氢化合物、极性溶剂和油脂并能有选择性的取出和回收石油。V.T.Bui等人研究了使用等离子体处理二氧化硅-聚氨酯，并优化了实现超两亲性的条件，设计出一种具有双亲性的等离子体处理后的纳米球状聚二甲基硅氧烷(PDMS)。但是现有的方法比较复杂且原料成本较高，因此，寻找一种制备方法简便且能够形成良好双亲性能的聚氨酯海绵对于清洁领域至关重要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了使用海藻酸钙凝胶改性的聚氨酯海绵及其制备方法，本发明制备得的聚氨酯海绵既具备聚氨酯海绵良好的拉升断裂强力、耐摩擦性能等优良物理性能，且能够对水和油都有较好的亲和性的高分子复合材料，在清洁和化工领域可以起到良好去污作用，扩大了聚氨酯海绵的应用范围。

本发明的第一个目的是提供一种双亲性聚氨酯海绵的制备方法，所述方法为：将清洗后的聚氨酯海绵浸泡在海藻酸钠溶液中，之后将氯化钙溶液滴加至上述溶液中，其中，氯化钙和海藻酸钠的质量比为5～25:1，并在50～90℃下反应6h，冷却后取出改性后的聚氨酯海绵，清洗、干燥即可得到双亲性聚氨酯海绵。

在本发明的一种实施方式中，所述清洗后的聚氨酯海绵是指将聚氨酯海绵在乙醇溶液超声清洗4h，目的是清除表面的有机残余物和油脂，再将其用去离子水进行清洗，并使用70℃恒温烘箱将其烘干。

在本发明的一种实施方式中，所述海藻酸钠溶液的浓度为1.0～3.0wt％，优选1.0～2.0wt％，更优选1.0wt％。

在本发明的一种实施方式中，所述氯化钙溶液的浓度为1.0～5.0wt％，优选3.0wt％。

在本发明的一种实施方式中，所述聚氨酯海绵和海藻酸钠的质量比为1:1～6。

在本发明的一种实施方式中，所述干燥要求挤压海绵后不会有液体流出。

在本发明的一种实施方式中，所述反应的温度优选60℃。

在本发明的一种实施方式中，所述干燥的温度为45～70℃，优选45℃。

在本发明的一种实施方式中，所述清洗后干燥中的清洗是指去离子水中超声波辅助清洗。

本发明的第二个目的是提供上述双亲性聚氨酯海绵的制备方法制备得到的双亲性聚氨酯海绵。

本发明的第三个目的是包含上述双亲性聚氨酯海绵的清洁工具。

本发明的第四个目的是提供上述双亲性聚氨酯海绵在环境、化工和清洁领域的应用。