Tdi衍生型雙氨基甲酸烷基酯類凝油劑的製備方法
2023-05-27 00:46:56 2
Tdi衍生型雙氨基甲酸烷基酯類凝油劑的製備方法
【專利摘要】一種TDI衍生型雙氨基甲酸烷基酯類凝油劑的製備方法，涉及一種凝油劑的製備方法。所述方法步驟如下：（1）將0.05mol的TDI和0.10~0.12molC4~C22的脂肪醇或者芳香醇加入到100~200mL有機溶劑中攪拌均勻；（2）將混合物在50~70℃溫度下持續攪拌反應，反應時間5~48h；（3）反應結束後，將溶劑蒸餾除去，得到濃縮液；（4）趁熱將濃縮液倒入玻璃平皿中，置於120~150℃的真空乾燥箱中真空乾燥5~12h，即得TDI衍生型雙氨基甲酸烷基酯類凝油劑。本發明製備的凝油劑能夠有效膠凝溢出到水中的俄油、柴油、汽油、大豆油、花生油、環己烷、甲苯、四氯化碳等多種油品及有機溶劑，凝油劑添加量少、凝油速度快、凝油塊強度高，凝油徹底。
【專利說明】TDI衍生型雙氨基甲酸烷基酯類凝油劑的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種凝油劑的製備方法，具體涉及一種TDI (甲苯二異氰酸酯)衍生型雙氨基甲酸烷基酯類凝油劑的製備方法。
【背景技術】
[0002]海上交通運輸業的蓬勃發展和海洋石油資源的不斷開發，給人類帶來巨大經濟利益的同時也產生了嚴重的溢油汙染事故，對海洋環境造成極大威脅，目前海上石油溢油汙染防治已成為人類面臨的一大難題。大規模溢油事故發生會導致大量的石油瞬間進入海洋環境，在海面上擴散形成一層厚厚的油層，致使大面積海洋缺氧，危害魚類等水生生物的生存。此外，石油中的烴類化合物極易進入並長時間停留在水中，長期積累並最終危害人類的身體健康。有統計，每年傾注到海洋的石油總量在200~1000萬噸，甚至幾乎每年都要發生一次萬噸以上的油輪溢油事故，由此造成的生態災難難以估量。2013年，在青島就發生了一起溢油爆炸事故,部分原油溢入青島海域。
[0003]經過長期的探索和努力，目前溢油事故的處理方法主要包括物理、生物和化學方法，物理方法主要包括吸油氈、撇油器、吸油劑等，但是這種方法對於原油等粘度較大的油處理效果還行，但對於汽、煤、柴油等輕質油，在海面擴散速度快，物理方法效果不理想。化學法包括消油劑、分散劑、凝油劑等，其中凝油劑能夠將溢油快速凝結成固體或半固體塊狀，漂浮於水面便於機械打撈，具有凝油劑毒性低，不受風浪的影響，能夠有效地防止溢油擴散等優點。當前常見的凝油劑包括山梨醇型、胺基酸型、有機鹽型等，但是已經商業化的凝油劑也存在著凝油不徹底、用量大、成本高等一些缺點，因此製備新型高效凝油劑具有巨大的環境效益和社會 效益。
[0004]近年來，超分子凝油劑越來越受到研究者的廣泛重視，超分子膠凝劑又叫低分子量膠凝劑或物理膠凝劑。超分子膠凝劑(supramolecular mass gelators)主要利用了小分子之間的自組裝性能，小分子之間能夠通過氫鍵、範德華力、靜電吸引等非共價鍵相互作用在一維方向上自組裝形成纖維狀、帶狀、管狀或螺旋狀納米結構，再相互纏結成三維的網絡結構。在三維網絡結構的基礎上利用表面張力、毛細作用力等將溢油等溶劑分子截留或固定在網絡內，而且溶劑分子的進入也能起到穩定網絡的作用。和化學凝膠不同，物理凝膠在一定的外部刺激下能夠實現溶膠-凝膠的可逆相轉變，比如熱處理、震蕩、機械剪切等，利用這種溶膠-凝膠的相轉變可以實現超分子凝油劑和凝油的回收再利用。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種TDI衍生型雙氨基甲酸烷基酯類凝油劑的製備方法，利用相對簡單的一步反應法成功製備出經濟、高效的TDI衍生型雙氨基甲酸烷基酯類凝油劑。
[0006]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
一種TDI衍生型雙氨基甲酸烷基酯類凝油劑的製備方法，具體操作步驟如下:(I)將0.05mol的TDI (2,4/2,6-甲苯二異氰酸酯)和0.10~0.12mol C4^C22的脂肪醇或者芳香醇加入到合適的有機溶劑中，溶劑的量約10(T200mL，攪拌均勻，並轉移到合適的
三口燒瓶中。
[0007]本步驟中，所述TDI為甲苯-2，4- 二異氰酸酯(80wt%)和甲苯_2，6_ 二異氰酸酯(20wt%)的混合物。
[0008]本步驟中，所述脂肪醇為正丁醇、正己醇、環己醇、正辛醇、正壬醇、正癸醇、1-1^一醇、1-十二醇、2-辛基十二醇、1-十四醇、1-十六醇、1-十八醇、1-二十二醇等中的一種或幾種的混合物，所述芳香醇為苯甲醇等。
[0009]本步驟中，所述有機溶劑為氯仿、丙酮、四氯化碳等，具體選用哪種溶劑由所用原料的溶解性決定，為了實驗方便也可混合使用。
[0010](2)將混合物在5(T70°C溫度下置於水浴或油浴中進行持續攪拌反應，反應時間5~48h ；
(3)反應結束後，用常壓蒸餾或旋轉蒸餾的方法在高於溶劑沸點的溫度下將溶劑蒸餾除去，得到濃縮液；
(4)趁熱將濃縮液倒入玻璃平皿中，置於12(T150°C的真空乾燥箱中真空乾燥5~12h，以除去未反應的TDI或醇，提高凝油劑的純度。
[0011](5)取出，室溫冷卻成整體塊狀，用小型萬用粉碎機粉碎3(T60s，即得TDI衍生型雙氨基甲酸烷基酯類凝油劑，記為nCTDI凝油劑，η為長鏈脂肪醇的碳數。
[0012]本發明選擇TDI(甲苯二異氰酸酯)作為凝油劑的小分子結構單元，這是因為TDI分子中含有易於進行修飾的異氰酸酯基活性基團。本發明用TDI與C4I22的脂肪醇或芳香醇為原料，經過簡單的一步反應即可製備出這類TDI衍生型雙氨基甲酸烷基酯類凝油劑。TDI與長鏈脂肪醇反應即在TDI的異氰酸酯基上加成生成了氨基甲酸烷基酯基團，使得製備的TDI衍生型雙氨基甲酸烷基酯類凝油劑分子中含有親油性的長鏈烷基和能夠進行分子間自組裝的氨基甲酸酯基團，這也是其能夠相選擇性膠凝水中有機溶劑及油品的原因所在。
[0013]本發明製備的TDI衍生型雙氨基甲酸烷基酯類凝油劑，其性狀為白色粉末狀固體，凝油劑的小分子結構如下:
【權利要求】
1.一種TDI衍生型雙氨基甲酸烷基酯類凝油劑的製備方法，其特徵在於所述方法具體操作步驟如下: (1)將0.05mol的TDI和0.10~0.12mol C:C22的脂肪醇或者芳香醇加入到100~200mL有機溶劑中攪拌均勻； (2)將混合物在5(T70°C溫度下持續攪拌反應，反應時間5~48h； (3)反應結束後，將溶劑蒸餾除去，得到濃縮液； (4)趁熱將濃縮液倒入玻璃平皿中，置於12(T150°C的真空乾燥箱中真空乾燥5~12h，即得TDI衍生型雙氨基甲酸烷基酯類凝油劑。
2.根據權利要求1所述的TDI衍生型雙氨基甲酸烷基酯類凝油劑的製備方法，其特徵在於所述TDI為80wt%甲苯-2，4- 二異氰酸酯和20wt%甲苯-2，6- 二異氰酸酯的混合物。
3.根據權利要求1所述的TDI衍生型雙氨基甲酸烷基酯類凝油劑的製備方法，其特徵在於所述脂肪醇為正丁醇、正己醇、環己醇、正辛醇、正壬醇、正癸醇、1-1^一醇、1-十二醇、2-辛基十二醇、1-十 四醇、1-十六醇、1-十八醇、1- 二十二醇中的一種或幾種的混合物。
4.根據權利要求1所述的TDI衍生型雙氨基甲酸烷基酯類凝油劑的製備方法，其特徵在於所述芳香醇為苯甲醇。
5.根據權利要求1所述的TDI衍生型雙氨基甲酸烷基酯類凝油劑的製備方法，其特徵在於所述有機溶劑為氯仿、丙酮、四氯化碳中的一種或幾種的混合。
6.根據權利要求1所述的TDI衍生型雙氨基甲酸烷基酯類凝油劑的製備方法，其特徵在於用常壓蒸餾或旋轉蒸餾的方法在高於溶劑沸點的溫度下將溶劑蒸餾除去。
【文檔編號】C09K3/32GK103980162SQ201410243584
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年6月4日 優先權日:2014年5月27日
【發明者】劉宇豔, 王永臻, 馬濤, 劉振國, 吳松全 申請人:哈爾濱工業大學