CN104958931B - 一种具有超疏水与超亲油功能的油水分离网膜及其制备方法 - Google Patents

一种具有超疏水与超亲油功能的油水分离网膜及其制备方法 Download PDF

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本发明公开了一种具有超疏水与超亲油功能的油水分离网膜，是以织物网为载体在其表面涂覆一层复合物固化膜制得，其中复合物固化膜是将环氧树脂、稀释剂、纳米二氧化硅粉末与固化剂按质量比1:10～50:1～10:0.1～1的比例混合制得。本发明公开的油水分离网膜使聚合物/无机复合材料表面同时具有超疏水与超亲油性质，赋予织物网以理想的油水分离效能，且制备原料通用，制备方法简单，成本低，适于规模化生产与应用，具有广泛的社会效益和经济价值。

Description

一种具有超疏水与超亲油功能的油水分离网膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种具有超疏水与超亲油功能的油水分离网膜及其制备方法，属于有机无机复合功能材料技术领域。
背景技术
含油污水来源广泛，如石油开采、原油泄漏、船舶压舱水，以及化工、钢铁、食品、纺织、机械加工等行业均会向环境中排放大量的含油污水，含油污水污染环境，破坏生态平衡，危害人类健康，因此对含油污水进行油水分离，有利于水的净化，同时通过油水分离，去除成品油中的水分等杂质对提高油品质量具有重要意义。
超疏水是自然界的一种奇特现象，实现油水分离是超疏水的重要应用之一。利用超疏水的特殊润湿性，可以使油顺利通过而水完全不通过，从而实现有效分离油水混合物。迄今将超疏水应用于油水分离的研究已有不少报道。中国专利CN1387932A、CN1721030A、CN101518695A和CN101708384A中分别公开了具有超疏水与超亲油功能的油水分离网膜。虽然上述油水分离网膜均具有油水分离效果，但也存在不足，如制备工艺复杂，有的使用了含氟化合物，有的需要高温固化等。鉴于此，在保持高油水分离效率的前提下，利用通用材料，简化工艺过程，提高稳定性，降低造价，实现油水分离网膜的大规模制备与应用是该领域的发展方向。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明要解决的问题是提供一种具有超疏水与超亲油功能的油水分离网膜及其制备方法。
本发明所述的具有超疏水与超亲油功能的油水分离网膜，是以织物网为载体在其表面涂覆一层复合物固化膜制得；其特征在于：所述织物网是100～400目的铜网、尼龙网、涤纶网或不锈钢网，所述复合物固化膜是将环氧树脂、稀释剂、纳米二氧化硅粉末与固化剂按质量比1:10～50:1～10:0.1～1的比例混合制得，其中所述稀释剂是C12-14脂肪缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚或体积比为2:1的甲苯/丙酮，所述固化剂是固化剂T-31。
进一步的，所述环氧树脂、稀释剂、纳米二氧化硅粉末与固化剂的质量比优选为1:20～35:2～6:0.1～0.5。
上述的具有超疏水与超亲油功能的油水分离网膜中：所述环氧树脂优选是E-44型环氧树脂，所述稀释剂优选是体积比为2:1的甲苯/丙酮，所述纳米二氧化硅粉末的粒径优选为40～60纳米。
本发明所述具有超疏水与超亲油功能的油水分离网膜的制备方法，步骤是：
(1)将100～400目的铜网、尼龙网、涤纶网或不锈钢网超声清洗，常温晾干；
(2)将环氧树脂、稀释剂、纳米二氧化硅粉末与固化剂按质量比1:10～50:1～10:0.1～1的比例混合，超声均匀分散；其中所述稀释剂是C12-14脂肪缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚或体积比为2:1的甲苯/丙酮，所述固化剂是固化剂T-31；
(3)将步骤(1)晾干后的织物网浸入步骤(2)分散好的混合液中，随后取出在室温下晾干固化；或将步骤(2)分散好的混合液喷涂于步骤(1)晾干后的织物网表面，然后在室温下晾干固化，即得到具有超疏水与超亲油功能的油水分离网膜。
本发明结合高分子材料与无机纳米材料的特点，提供了一种材料易得，造价低，稳定性好，适于大规模制备与应用的在100～400目的织物网的表面涂覆一薄层环氧树脂/二氧化硅复合物固化膜的具有超疏水与超亲油功能的油水分离网膜。本发明公开的油水分离网膜使聚合物/无机复合材料表面同时具有超疏水与超亲油性质，赋予织物网以理想的油水分离效能，且制备原料通用，制备方法简单，成本低，适于规模化生产与应用，具有广泛的社会效益和经济价值。
具体实施方式
为易于进一步理解本发明，下列实施例将对本发明作进一步阐述。这些实施例具有一定的代表性，但不能囊括本发明所述全部保护范围，仅用于更加清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围。
实施例1
(1)将200目的铜网浸入无水乙醇中进行超声清洗，常温晾干；
(2)将E-44型环氧树脂(6101)、稀释剂(甲苯/丙酮体积比为2:1)、纳米二氧化硅粉末(粒径40～60纳米)与固化剂T-31按1:20:6:0.5的比例混合，超声均匀分散；
(3)将织物网浸入步骤(2)得到的混合液中，取出在室温下晾干固化，即得到具有超疏水与超亲油功能的油水分离网膜。
该铜网膜与水的接触角为152°，与正己烷的接触角小于5°，对油水混合物可实现快速高效分离，稳定性好，经久耐用。
实施例2
(1)将200目的铜网浸入无水乙醇中进行超声清洗，常温晾干；
(2)将E-44型环氧树脂(6101)、稀释剂(甲苯/丙酮体积比为2:1)、纳米二氧化硅粉末(粒径40～60纳米)与固化剂T-31按1:20:6:0.5的比例混合，超声均匀分散；
(3)利用喷雾器将步骤(2)得到的混合液喷涂于铜网表面，并在室温下晾干固化，即得到具有超疏水与超亲油功能的油水分离网膜。
该铜网膜与水的接触角为150°，与正己烷的接触角小于5°，对油水混合物可实现快速高效分离，稳定性好，经久耐用。
实施例3
(1)将300目的尼龙网浸入无水乙醇中进行超声清洗，常温晾干；
(2)将E-44型环氧树脂(6101)、稀释剂AGE(C12-14脂肪缩水甘油醚)、纳米二氧化硅粉末(粒径40～60纳米)与固化剂T-31按1:25:4:0.5的比例混合，超声均匀分散；
(3)将尼龙网浸入步骤(2)得到的混合液中，取出在室温下晾干固化，即得到具有超疏水与超亲油功能的油水分离网膜。
该尼龙网膜与水的接触角为150°，与柴油的接触角小于5°，对油水混合物可实现快速高效分离。
实施例4
(1)将300目的尼龙网浸入无水乙醇中进行超声清洗，常温晾干；
(2)将E-44型环氧树脂(6101)、稀释剂AGE(C12-14脂肪缩水甘油醚)、纳米二氧化硅粉末(粒径40～60纳米)与固化剂T-31按1:25:4:0.5的比例混合，超声均匀分散；
(3)利用喷雾器将步骤(2)得到的混合液喷涂于尼龙网表面，并在室温下晾干固化，即得到具有超疏水与超亲油功能的油水分离网膜。
该尼龙网膜与水的接触角为151°，与柴油的接触角小于5°，对油水混合物可实现快速高效分离。
实施例5
(1)将400目的涤纶网浸入无水乙醇中进行超声清洗，常温晾干；
(2)将E-44型环氧树脂(6101)、稀释剂501(丁基缩水甘油醚)、纳米二氧化硅粉末(粒径40～60纳米)与固化剂T-31按1:30:2:0.5的比例混合，超声均匀分散；
(3)将涤纶网浸入步骤(2)得到的混合液中，取出在室温下晾干固化，即得到具有超疏水与超亲油功能的油水分离网膜。
该涤纶网膜与水的接触角为148°，与石油醚(沸点60～90℃)的接触角小于5°，对油水混合物可实现快速高效分离。
实施例6
(1)将400目的不锈钢网浸入无水乙醇中进行超声清洗，常温晾干；
(2)将E-44型环氧树脂(6101)、稀释剂501(丁基缩水甘油醚)、纳米二氧化硅粉末(粒径40～60纳米)与固化剂T-31按1:30:6:0.5的比例混合，超声均匀分散；
(3)利用喷雾器将步骤(2)得到的混合液喷涂于不锈钢网表面，并在室温下晾干固化，即得到具有超疏水与超亲油功能的油水分离网膜。
该网膜与水的接触角为150°，与石油醚(沸点60～90℃)的接触角小于5°，对油水混合物可实现快速高效分离。

Claims (4)

1.一种具有超疏水与超亲油功能的油水分离网膜，是以织物网为载体在其表面涂覆一层复合物固化膜制得；其特征在于：所述织物网是100～400目的铜网、尼龙网、涤纶网或不锈钢网，所述复合物固化膜是将环氧树脂、稀释剂、纳米二氧化硅粉末与固化剂按质量比1:10～50:1～10:0.1～1的比例混合制得，其中所述稀释剂是C12-14脂肪缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚或体积比为2:1的甲苯/丙酮，所述固化剂是固化剂T-31。
2.根据权利要求1所述的具有超疏水与超亲油功能的油水分离网膜，其特征在于：所述环氧树脂、稀释剂、纳米二氧化硅粉末与固化剂的质量比为1:20～35:2～6:0.1～0.5。
3.根据权利要求1所述的具有超疏水与超亲油功能的油水分离网膜，其特征在于：所述环氧树脂是E-44型环氧树脂，所述稀释剂是体积比为2:1的甲苯/丙酮，所述纳米二氧化硅粉末的粒径为40～60纳米。
4.权利要求1所述具有超疏水与超亲油功能的油水分离网膜的制备方法，步骤是：
(1)将100～400目的铜网、尼龙网、涤纶网或不锈钢网超声清洗，常温晾干；
(2)将环氧树脂、稀释剂、纳米二氧化硅粉末与固化剂按质量比1:10～50:1～10:0.1～1的比例混合，超声均匀分散；其中所述稀释剂是C12-14脂肪缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚或体积比为2:1的甲苯/丙酮，所述固化剂是固化剂T-31；
(3)将步骤(1)晾干后的织物网浸入步骤(2)分散好的混合液中，随后取出在室温下晾干固化；或将步骤(2)分散好的混合液喷涂于步骤(1)晾干后的织物网表面，然后在室温下晾干固化，即得到具有超疏水与超亲油功能的油水分离网膜。
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