CN108867186B - 一种超疏水滤纸的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种超疏水滤纸的制备方法，包括以下操作步骤：（1）将甲基丙烯酸异丁酯、二甲基丙烯酸二甘醇酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸八氟戊酯、引发剂、去离子水、乳化剂混合均匀后，加热至70‑75℃保温处理3‑4小时，制得聚合乳液；（2）将聚合乳液、纳米二氧化硅、聚乙醇胺混合均匀后，制得改性纳米二氧化硅；（3）将改性纳米二氧化硅、无水乙醇、硅烷偶联剂混合均匀后，制得滤纸改性剂，然后将滤纸放在滤纸改性剂中浸泡处理25‑30min后，取出晾干，制得超疏水滤纸。本发明提供的一种超疏水滤纸的制备方法，工艺稳定，成本较低，制得的超疏水滤纸，表面能极低，与水的接触角大，疏水效果显著。

Description

一种超疏水滤纸的制备方法
技术领域
本发明属于滤纸制备技术领域，具体涉及一种超疏水滤纸的制备方法。
背景技术
固体表面与水的接触角是评判润湿性的一个直接物理参数，当接触角大于150°时，固体表面被认为是超疏水状态。固体表面超疏水必须具有2个条件:有粗糙的表面；有较低的表面自由能，这2个条件使得水滴与固体表面接触时满足Cassie模型而形成超疏水表面。超疏水性滤纸，在实验过程中有着广泛的应用，其能很好的分离非均相油水混合溶液，且对高粘度油水混合物也具有很好的分离效果。但是现有技术中，制得的超疏水滤纸，其与水的接触角仅仅为155°左右，疏水效果不是很明显。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种超疏水滤纸的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种超疏水滤纸的制备方法，包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将39-44份甲基丙烯酸异丁酯、20-25份二甲基丙烯酸二甘醇酯、30-36份甲基丙烯酸缩水甘油酯、10-16份丙烯酸八氟戊酯、0.4-0.6份引发剂、30-35份去离子水、1-3份乳化剂混合均匀后，加热至70-75℃保温处理3-4小时，制得聚合乳液；
（2）按重量份计，将23-28份聚合乳液、35-40份纳米二氧化硅、4-9份聚乙醇胺混合均匀后，制得改性纳米二氧化硅；
（3）按重量份计，将10-15份改性纳米二氧化硅、8-12份无水乙醇、1-3份硅烷偶联剂混合均匀后，制得滤纸改性剂，然后将滤纸放在滤纸改性剂中浸泡处理25-30min后，取出晾干，制得超疏水滤纸。
具体地，上述步骤（1）中的引发剂为异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢中的任意一种。
具体地，上述步骤（1）中的乳化剂为乳化剂OP-10。
具体地，上述步骤（2）中，纳米二氧化硅的平均粒径大小为40-50nm。
由以上的技术方案可知，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种超疏水滤纸的制备方法，工艺稳定，成本较低，制得的超疏水滤纸，表面能极低，与水的接触角大，疏水效果显著。其中，本发明步骤（1）中制得的聚合乳液，既能有效的提升纳米二氧化硅在滤纸表面的粘结力，使得滤纸具有更加粗糙的表面，同时聚合乳液又能有效的降低滤纸的表面能，进而有效的提升了超疏水滤纸的疏水效果。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，但这些举例性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。
实施例1
一种超疏水滤纸的制备方法，包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将39份甲基丙烯酸异丁酯、20份二甲基丙烯酸二甘醇酯、30份甲基丙烯酸缩水甘油酯、10份丙烯酸八氟戊酯、0.4份引发剂、30份去离子水、1份乳化剂混合均匀后，加热至70℃保温处理3小时，制得聚合乳液；
（2）按重量份计，将23份聚合乳液、35份纳米二氧化硅、4份聚乙醇胺混合均匀后，制得改性纳米二氧化硅；
（3）按重量份计，将10份改性纳米二氧化硅、8份无水乙醇、1份硅烷偶联剂混合均匀后，制得滤纸改性剂，然后将滤纸放在滤纸改性剂中浸泡处理25min后，取出晾干，制得超疏水滤纸。
具体地，上述步骤（1）中的引发剂为异丙苯过氧化氢。
具体地，上述步骤（1）中的乳化剂为乳化剂OP-10。
具体地，上述步骤（2）中，纳米二氧化硅的平均粒径大小为50nm。
实施例2
一种超疏水滤纸的制备方法，包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将42份甲基丙烯酸异丁酯、23份二甲基丙烯酸二甘醇酯、33份甲基丙烯酸缩水甘油酯、14份丙烯酸八氟戊酯、0.5份引发剂、33份去离子水、2份乳化剂混合均匀后，加热至73℃保温处理3.5小时，制得聚合乳液；
（2）按重量份计，将25份聚合乳液、38份纳米二氧化硅、7份聚乙醇胺混合均匀后，制得改性纳米二氧化硅；
（3）按重量份计，将13份改性纳米二氧化硅、10份无水乙醇、2份硅烷偶联剂混合均匀后，制得滤纸改性剂，然后将滤纸放在滤纸改性剂中浸泡处理28min后，取出晾干，制得超疏水滤纸。
具体地，上述步骤（1）中的引发剂为叔丁基过氧化氢。
具体地，上述步骤（1）中的乳化剂为乳化剂OP-10。
具体地，上述步骤（2）中，纳米二氧化硅的平均粒径大小为45nm。
实施例3
一种超疏水滤纸的制备方法，包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将44份甲基丙烯酸异丁酯、25份二甲基丙烯酸二甘醇酯、36份甲基丙烯酸缩水甘油酯、16份丙烯酸八氟戊酯、0.6份引发剂、35份去离子水、3份乳化剂混合均匀后，加热至75℃保温处理4小时，制得聚合乳液；
（2）按重量份计，将28份聚合乳液、40份纳米二氧化硅、9份聚乙醇胺混合均匀后，制得改性纳米二氧化硅；
（3）按重量份计，将15份改性纳米二氧化硅、12份无水乙醇、3份硅烷偶联剂混合均匀后，制得滤纸改性剂，然后将滤纸放在滤纸改性剂中浸泡处理30min后，取出晾干，制得超疏水滤纸。
具体地，上述步骤（1）中的引发剂为叔丁基过氧化氢。
具体地，上述步骤（1）中的乳化剂为乳化剂OP-10。
具体地，上述步骤（2）中，纳米二氧化硅的平均粒径大小为50nm。
对比例1
将步骤（3）中的改性纳米二氧化硅替换成等量的纳米二氧化硅，其余操作步骤与实施例1完全相同。
分别测得各实施例和对比例制得的超疏水滤纸的水接触角，试验结果如表1所示：
表1 超疏水滤纸的水接触角测试
项目 水接触角，°
实施例1 163
对比例1 154
实施例2 165
实施例3 166
由表1可知，本实施例制得超疏水滤纸的水接触角较大，疏水效果显著。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种超疏水滤纸的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将39-44份甲基丙烯酸异丁酯、20-25份二甲基丙烯酸二甘醇酯、30-36份甲基丙烯酸缩水甘油酯、10-16份丙烯酸八氟戊酯、0.4-0.6份引发剂、30-35份去离子水、1-3份乳化剂混合均匀后，加热至70-75℃保温处理3-4小时，制得聚合乳液；
（2）按重量份计，将23-28份聚合乳液、35-40份纳米二氧化硅、4-9份聚乙醇胺混合均匀后，制得改性纳米二氧化硅；
（3）按重量份计，将10-15份改性纳米二氧化硅、8-12份无水乙醇、1-3份硅烷偶联剂混合均匀后，制得滤纸改性剂，然后将滤纸放在滤纸改性剂中浸泡处理25-30min后，取出晾干，制得超疏水滤纸。
2.根据权利要求1所述的一种超疏水滤纸的制备方法，其特征在于，上述步骤（1）中的引发剂为异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种超疏水滤纸的制备方法，其特征在于，上述步骤（1）中的乳化剂为乳化剂OP-10。
4.根据权利要求1所述的一种超疏水滤纸的制备方法，其特征在于，上述步骤（2）中，纳米二氧化硅的平均粒径大小为40-50nm。
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