CN114377434B - 一种超疏水亲油布熔喷pp非织造材料的制备方法 - Google Patents

一种超疏水亲油布熔喷pp非织造材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114377434B
CN114377434B CN202111668689.1A CN202111668689A CN114377434B CN 114377434 B CN114377434 B CN 114377434B CN 202111668689 A CN202111668689 A CN 202111668689A CN 114377434 B CN114377434 B CN 114377434B
Authority
CN
China
Prior art keywords
melt
blown
msio
super
hydrophobic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111668689.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114377434A (zh
Inventor
刘延波
陈倩
陈澍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Best Xiamen Environmental Protection Technology Co ltd
Original Assignee
China Best Xiamen Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Best Xiamen Environmental Protection Technology Co ltd filed Critical China Best Xiamen Environmental Protection Technology Co ltd
Priority to CN202111668689.1A priority Critical patent/CN114377434B/zh
Publication of CN114377434A publication Critical patent/CN114377434A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114377434B publication Critical patent/CN114377434B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/0202—Separation of non-miscible liquids by ab- or adsorption

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Abstract

本发明公开了一种超疏水亲油熔喷PP非织造材料的制备方法，以熔喷PP非织造材料为基材，在PP表面负载一层改性SiO2纳米颗粒(记为mSiO2)及低表面能物质聚二甲基硅氧烷(PDMS)制备超疏水超亲油复合材料。mSiO2经过特殊改性处理，赋予材料粗糙表面同时提高材料的力学性能，PDMS赋予材料低表面能，使熔喷PP纤维和mSiO2结合紧密，材料稳定性强，通过两层复合技术制备了具有优异的超疏水、超亲油材料，且绿色无污染，具有极高的市场价值。

Description

一种超疏水亲油布熔喷PP非织造材料的制备方法
技术领域
本发明属于油水分离领域，具体涉及一种超疏水亲油熔喷PP非织造材料的制备方法
背景技术
水是人类活动中不可或缺的自然资源。然而，随着商业的高速发展和工业体系的完善，海上石油运输泄漏的现象频频发生。这给生态系统甚至是人类带来了严重的破坏。根据相关数据报道，每年石油泄漏对海洋生态坏境造成的破坏高达130多亿美元。目前，常见的油水分离技术主要有生物氧化法、化学法、就地焚烧法和物理分离法。
这些方法对油水分离有一定的作用，但也存如效率低、成本高、可能造成二次环境污染、不能实现工业化生产、材料成本高、选择的试剂对环境有害等问题。因此，制备出可重复使用、吸油倍率高、绿色无污染的吸油材料很有必要。但是现有改性熔喷PP非织造材料的吸油率只能达到25倍左右，距离市场要求仍然有一定距离。因此，本发明采用一种新颖的熔喷PP非织造材料改性技术，以制备高效吸油材料，满足日益增长的市场需求。纳米SiO2是一种重要的无机材料，可增加材料的力学性能，提高涂料的低耐候性、低悬浮稳定性、低毒性和低耐洗性，可以赋予材料粗糙表面，提高材料的强度，不破坏环境。PDMS是一个种具有拒水作用的有机硅材料，它的表面能仅低于含氟材料。不但可以赋予超疏水材料优良的柔性，而且可用于纳米颗粒的一种粘结剂，因此利用PDMS与mSiO2混合来制备超疏水表面涂层。熔喷PP非织造材料由于特殊的结构和低廉的价格被广泛运用于吸油材料。相对于其它吸油材料，熔喷PP非织造材料具有质量轻、无毒无污染、方便储存，耐酸碱、亲油性等优势，因此是制备绿色超疏水亲油材料理想选择。
发明内容
本发明的目的是提供一种超疏水亲油熔喷PP非织造材料的制备方法
本发明的另外一个目的是，提供上述方法获得一种超疏水超亲油非织造材料。
本发明目的通过下述方案实现：一种超疏水亲油PDMS@mSiO2-PP熔喷非织造材料的制备方法。以熔喷PP非织造材料为原料，在熔喷PP纤维表面负载改性SiO2(简记为mSiO2)和低表面能物质聚二甲基硅氧烷(PDMS)制备超疏水超亲油复合非织造材料。包括下述步骤：
(1)熔喷PP非织造材料的制备：在料仓中放入适宜的PP母粒，让使其进入螺杆挤压机，在高温作用下通过挤压机进行熔融后送入计量泵装置，以适当的流速送到纺丝模头，在热风高速牵伸作用下喷出超细PP纤维，利用不同于传统熔喷工艺的较长接收距离进行纤维接收，在低速吸风装置作用下，在成网帘/接收网帘上沉积成相对蓬松的熔喷PP超细纤维絮片。由于纤维基本上已经冷却，不会自粘合成传统熔喷的坚硬片材。制备过程中热空气温度为260～310℃，经过表面热粘合后获得较为丰厚蓬松的絮片，具有足够的机械强力。
(2)mSiO2的制备：在无水乙醇溶液中加入适量KH560，然后用磁力搅拌器搅拌30～60分钟以保证KH560完全水解，然后将一定量SiO2粉体放在烘箱中烘干，温度设置为80～100℃，时间为1～2h，待完全烘干后添加到KH560无水乙醇混合溶液中，随后加入适量CH3COOH调节溶液的pH，最后超声30～60min使之混合均匀。经过3～8小时的时间反应后，用离心机将反应后的混合液转速离心10～30min，把上层液体倒去，再用无水乙醇超声清洗固相，去除未反应完的KH560，随后将其烘干，研磨成粉末后封存备用，以获得mSiO2粉末。
(3)mSiO2-PP熔喷非织造材料的制备：为了去除熔喷非织造材料表面杂质油污，采用去离子水、无水乙醇对其分别超声清洗，在烘箱中干燥备用。取一定量mSiO2/无水乙醇混合溶液，其中mSiO2质量为0.4～1.2g，放入超声波细胞粉碎机中分散10～30min，将熔喷非织造材料分别放入其中，在水浴恒温震荡器中震荡3～6h，将mSiO2熔喷非织造材料用去离子水冲洗后在烘箱中干燥最后密封保存待用。
(4)PDMS@mSiO2-PP熔喷非织造材料的制备：将质量为0～1.2g的PDMS和TEOS按10:1的比例溶解在一定量无水乙醇中，并加入适量催化剂，记为溶液A。将mSiO2-PP熔喷非织造材料浸入溶液A中，使用保鲜膜封住烧杯防止无水乙醇挥发，将其置于水浴恒温震荡器中常温震荡3～6h，将震荡结束后的熔喷非织造材料用去离子水冲洗后先在室温下固化0.8～1h，再在烘箱中干燥，最后密封保存待用。具体的，熔喷PP非织造材料的热空气牵伸温度为260～310℃。
在上述方案基础上，所述mSiO2纳米颗粒直径为7-40nm。
将0.8～1.2g SiO2纳米颗粒分散在0.2～0.6g的硅烷偶联剂KH560中，并超声30～60min，得到mSiO2。mSiO2加入量为0.4～1.2g。
mSiO2超声分散10～30min，将熔喷PP非织造材料分别放入水浴恒温震荡器中震荡3～6h。
步骤2)中，采用细胞破碎机超声分散纳米颗粒。
步骤4)中，PDMS和TEOS按10:1的质量比进行溶解。
本发明有益之处在于：制备方法简单，可操作性强，双层复合技术，使超疏水亲油PDMS@mSiO2-PP熔喷非织造材料中纳米颗粒均匀分布在纤维上，通过PDMS包覆，使熔喷纤维和mSiO2纳米颗粒结合紧密，材料稳定性强，通过两层复合技术制备了具有优异的超疏水、超亲油材料，且绿色无污染，具有很好的实用价值。
附图说明
图1为材料结构示意图。其中，1表示PP纤维；2表示mSiO2颗粒；3表示PDMS膜。
具体实施方式
结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
实施例1
一种超疏水亲油布熔喷PP非织造材料的制备方法，具体操作如下：
1)熔喷PP非织造材料非织造材料的制备：在喂料斗中放入适量的熔喷PP母粒，让其进入螺杆挤压机，在高温作用下通过挤压机熔融后送入计量泵装置，以适当的流速送到纺丝模头，在热风高速牵伸作用下，喷出的纤维以较长的哦接收距离下落到成网帘上；在低速成网帘吸风装置作用下，熔喷PP纤维基本已经冷却，不易靠自身温度相互粘合。因此，形成的是丰厚蓬松的非织造材料，再经过表面热粘合后便可得到孔隙率较高的熔喷PP非织造材料；制备过程中热空气温度为280℃，接收距离为300mm。
2)mSiO2的制备：在无水乙醇溶液中加入适量KH560，然后用磁力搅拌器搅拌30分钟以保证KH560完全水解，然后将一定量SiO2粉体放在烘箱中烘干，温度设置为85℃，时间为1h，待完全烘干后添加到KH560无水乙醇混合溶液中，随后加入适量CH3COOH调节溶液的pH，最后超声40min使之混合均匀。经过3小时的时间反应后，用离心机将反应后的混合液转速离心15min，把上层液体倒去，再用无水乙醇超声清洗固相，去除未反应完的KH560，随后将其烘干，研磨成粉末后封存备用，以获得mSiO2粉末。
3)mSiO2-PP熔喷非织造材料的制备：为了去除熔喷PP非织造材料表面杂质油污，采用去离子水、无水乙醇对其分别超声清洗，在烘箱中干燥备用。取一定量mSiO2/无水乙醇混合溶液，其中mSiO2质量为0.46g，放入超声波细胞粉碎机中分散20min，将熔喷非织造材料分别放入其中，在水浴恒温震荡器中震荡3h，将mSiO2熔喷非织造材料用去离子水冲洗后在烘箱中干燥，最后密封保存，等待后续测试。
4)PDMS@mSiO2-PP熔喷非织造材料的制备：将质量为0.6g的PDMS和TEOS按10:1的比例溶解在一定量无水乙醇中，并加入适量催化剂，记为溶液A。将mSiO2-PP熔喷非织造材料浸入溶液A中，使用保鲜膜封住烧杯防止无水乙醇挥发，将其置于水浴恒温震荡器中常温震荡4h，将震荡结束后的熔喷PP非织造材料用去离子水冲洗后先在室温下固化0.8h，再在烘箱中干燥，最后密封保存待用。
吸油测试结果发现，所PDMS@mSiO2-PP熔喷非织造材料的水接触角为151.35度，吸油率为：石蜡油32.16倍，机油33.54倍，食用油36.17倍。
实施例2
一种超疏水亲油布熔喷PP非织造材料的制备方法的制备方法，具体操作如下：
1)熔喷PP非织造材料非织造材料的制备：在喂料斗中放入适量的熔喷PP母粒，让其进入螺杆挤压机，在高温作用下通过挤压机熔融后送入计量泵装置，以适当的流速送到纺丝模头，在热风高速牵伸作用下，喷出的纤维以较长的接收距离下落到成网帘上；在低速成网帘吸风装置作用下，熔喷PP纤维基本已经冷却，不易靠自身温度相互粘合。因此，形成的是丰厚蓬松的非织造材料，再经过表面热粘合后便可得到孔隙率较高的熔喷PP非织造材料；制备过程中热空气温度为300℃，接收距离为400mm。
2)mSiO2纳米颗粒的制备：在无水乙醇溶液中加入适量KH560，然后用磁力搅拌器搅拌45分钟以保证KH560完全水解，然后将一定量SiO2纳米粉体放在烘箱中烘干，温度设置为95℃，时间为2h，待完全烘干后添加到KH560无水乙醇混合溶液中，随后加入适量CH3COOH调节溶液的pH，最后超声55min使之混合均匀。经过6小时的时间反应后，用离心机将反应后的混合液转速离心25min，把上层液体倒去，再用无水乙醇超声清洗固相，去除未反应完的KH560，随后将其烘干，研磨成粉末后封存备用，以获得mSiO2纳米粉末。
3)mSiO2-PP熔喷非织造材料的制备：为了去除熔喷非织造材料表面杂质油污，采用去离子水、无水乙醇对其分别超声清洗，在烘箱中干燥备用。取一定量mSiO2/无水乙醇混合溶液，其中mSiO2质量1.0g，放入超声波细胞粉碎机中分散25min，将熔喷PP非织造材料分别放入其中，在水浴恒温震荡器中震荡4h，将mSiO2熔喷PP非织造材料用去离子水冲洗后、在烘箱中干燥最后密封保存，准备测试。
4)PDMS@mSiO2-PP熔喷非织造材料的制备：将质量为0.8g的PDMS和TEOS按10:1的比例溶解在一定量无水乙醇中，并加入适量催化剂，记为溶液A。将mSiO2-PP熔喷非织造材料浸入溶液A中，使用保鲜膜封住烧杯防止无水乙醇挥发，将其置于水浴恒温震荡器中常温震荡5h，将震荡结束后的熔喷PP非织造材料用去离子水冲洗后先在室温下固化1h，再在烘箱中干燥，最后密封保存待用。
吸油测试结果发现，所PDMS@mSiO2-PP熔喷非织造材料的水接触角为154.21度，吸油率为：石蜡油32.65倍，机油33.58倍，食用油40.12倍。

Claims (8)

1.一种超疏水亲油熔喷PP非织造材料的制备方法，其特征在于：在PP熔喷纤维表面负载改性纳米颗粒，通过层层复合技术制备PDMS@mSiO2-PP熔喷非织造材料，用于吸油领域，主要包括下述步骤：
(1)熔喷PP非织造材料的制备：采用现有熔喷设备，在热风高速牵伸作用下喷出的超细熔喷PP纤维被透气性成网帘/接收网帘接收，且接收距离比传统熔喷采用的要长，使得熔喷PP纤维到达接收网帘后不会利用自身温度发生自粘合，从而不会形成比较硬挺的熔喷PP非织造片材，而是形成比较蓬松的熔喷PP纤维絮片；制备过程中热空气温度为260～310℃，熔喷纤维接收距离300～500mm，其他工艺参数同现有技术；
(2)mSiO2改性二氧化硅纳米颗粒的制备：在无水乙醇溶液中加入适量KH560，一种含环氧基的偶联剂，然后用磁力搅拌器搅拌30～60分钟以保证KH560完全水解；然后将一定量SiO2纳米粉体放在烘箱中烘干，温度设置为80～100℃，时间为1～2h；待完全烘干后添加到KH560无水乙醇混合溶液中，随后加入适量醋酸CH3COOH调节溶液的pH，最后超声30～60min使之混合均匀，经过3～8小时的时间反应后，用离心机将反应后的混合液转速离心10～30min，把上层液体倒去，再用无水乙醇超声清洗固相，去除未反应完的KH560，随后将其烘干，研磨成纳米级mSiO2粉末后封存备用；
(3)mSiO2-PP熔喷非织造材料的制备：为了去除熔喷非织造材料表面杂质油污，采用去离子水、无水乙醇对其分别超声清洗，在烘箱中干燥备用，取一定量mSiO2/无水乙醇混合溶液，其中mSiO2质量为0.4～1.2g，放入超声波细胞粉碎机中分散10～30min，将熔喷非织造材料分别放入其中，在水浴恒温震荡器中震荡3～6h，将mSiO2熔喷非织造材料用去离子水冲洗后在烘箱中干燥最后密封保存待用；
(4)PDMS@mSiO2-PP熔喷非织造材料的制备：将质量为0～1.2g的PDMS聚二甲基硅氧烷和TEOS正硅酸乙酯按10:1的比例溶解在一定量无水乙醇中，并加入适量催化剂，记为溶液A；将mSiO2-PP布浸入溶液A中，使用保鲜膜封住烧杯防止无水乙醇挥发，将其置于水浴恒温震荡器中常温震荡3～6h，将震荡结束后的熔喷非织造材料用去离子水冲洗后先在室温下固化0.8～1h，再在烘箱中干燥，最后密封保存待用。
2.根据权利要求1所述的一种超疏水亲油熔喷PP非织造材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中热空气牵伸温度为260～310℃。
3.根据权利要求1所述的一种超疏水亲油熔喷PP非织造材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中所述纳米颗粒直径为7-40nm。
4.根据权利要求1所述的一种超疏水亲油熔喷PP非织造材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中将0.8～1.2gSiO2纳米颗粒分散在0.2～0.6g的硅烷偶联剂中，并超声30～60min，得到mSiO2。
5.根据权利要求1所述的一种超疏水亲油熔喷PP非织造材料的制备方法，其特征在于：步骤3)中mSiO2加入量为0.4～1.2g。
6.根据权利要求1所述的一种超疏水亲油熔喷PP非织造材料的制备方法，其特征在于：步骤3)中mSiO2超声分散10～30min，将熔喷PP非织造材料分别放入水浴恒温震荡器中，震荡3～6h。
7.根据权利要求1所述的一种超疏水亲油熔喷PP非织造材料的制备方法，其特征在于：步骤4)中PDMS和TEOS按10:1的比例溶解。
8.根据权利要求1所述的一种超疏水亲油熔喷PP非织造材料的制备方法，其特征在于：步骤4)中PDMS加入量为0～1.2g。
CN202111668689.1A 2021-12-31 2021-12-31 一种超疏水亲油布熔喷pp非织造材料的制备方法 Active CN114377434B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111668689.1A CN114377434B (zh) 2021-12-31 2021-12-31 一种超疏水亲油布熔喷pp非织造材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111668689.1A CN114377434B (zh) 2021-12-31 2021-12-31 一种超疏水亲油布熔喷pp非织造材料的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114377434A CN114377434A (zh) 2022-04-22
CN114377434B true CN114377434B (zh) 2023-09-29

Family

ID=81200336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111668689.1A Active CN114377434B (zh) 2021-12-31 2021-12-31 一种超疏水亲油布熔喷pp非织造材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114377434B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115782347A (zh) * 2022-11-29 2023-03-14 中国民用航空飞行学院 一种碳纤维/环氧树脂复合材料超疏水表面及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103747951A (zh) * 2011-08-11 2014-04-23 3M创新有限公司 包含聚二有机硅氧烷-聚酰胺的非织造幅材和多组分纤维以及熔喷方法
CN107227555A (zh) * 2017-07-21 2017-10-03 江苏科来材料科技有限公司 一种纳米改性熔喷非织造布材料及其制造方法
CN109675347A (zh) * 2019-01-29 2019-04-26 西安工程大学 超疏水改性废弃羊毛非织造吸油材料的制备方法
CN113047050A (zh) * 2021-03-19 2021-06-29 安徽工业大学 一种TiO2-SiO2@PDMS复合超疏水滤料的制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110032679A (ko) * 2009-09-23 2011-03-30 현대자동차주식회사 광택특성이 향상된 플라스틱 및 플라스틱 표면의 광택 처리 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103747951A (zh) * 2011-08-11 2014-04-23 3M创新有限公司 包含聚二有机硅氧烷-聚酰胺的非织造幅材和多组分纤维以及熔喷方法
CN107227555A (zh) * 2017-07-21 2017-10-03 江苏科来材料科技有限公司 一种纳米改性熔喷非织造布材料及其制造方法
CN109675347A (zh) * 2019-01-29 2019-04-26 西安工程大学 超疏水改性废弃羊毛非织造吸油材料的制备方法
CN113047050A (zh) * 2021-03-19 2021-06-29 安徽工业大学 一种TiO2-SiO2@PDMS复合超疏水滤料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114377434A (zh) 2022-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108893052B (zh) 一种水基超疏水涂料及其制备方法
CN103788413B (zh) 氧化石墨烯化学修饰无机填料的方法、所得产品及应用
CN103623709B (zh) 氧化石墨烯改性超亲水超疏油油水分离膜及制备方法和应用
CN101745352B (zh) 超疏水表面材料及其专用具有核壳结构的纳米颗粒
CN102795786B (zh) 超疏水自清洁涂层及其制备方法
CN102140179B (zh) 苯乙烯接枝二氧化硅超疏水薄膜的制备方法
CN107312198A (zh) 超疏水海绵体及其制备方法
CN114377434B (zh) 一种超疏水亲油布熔喷pp非织造材料的制备方法
CN104945569A (zh) 超疏水涂层用两亲性颗粒及其制备方法、和超疏水涂层
CN103088629A (zh) 一种对pet织物表面进行超疏水改性的方法
CN106178599B (zh) 一种自清洁聚苯并噁嗪超疏水超亲油网膜材料及其制备与在油水分离中的应用
CN108912754A (zh) 一种超疏水SiO2纳米功能液的制备方法及应用
CN109651855A (zh) 一种氟化二氧化硅纳米颗粒疏水剂及其应用
CN105148563A (zh) 湿度响应性超亲水超疏油油水分离膜及其制备方法和应用
CN110172180A (zh) 无机纤维/二氧化硅纳米材料及其制备方法和应用
CN109338597A (zh) 一步成型法制备多级结构的聚己内酯超疏水静电纺丝薄膜
CN109629326A (zh) 一种阻隔疏水纸基涂料的制备方法及应用
CN109873106A (zh) 一种埃洛石-细菌纤维素复合隔膜的制备方法
CN109468874A (zh) 一种超疏水透明导电纸及其制备方法
Dong et al. Magnetically responsive and durable super-hydrophobic melamine sponge material
CN105111496A (zh) 一步法同时制备超疏水高分子材料和超疏水二氧化硅颗粒的方法
CN105541119B (zh) 一种溶胶凝胶法制备透明超疏水涂层的方法
CN110452611A (zh) 一种纳米改性聚氨酯防水涂料及其制备方法
CN113563762B (zh) 一种水性疏水浆料及其制备方法与应用
CN111298662B (zh) 有机金属架桥氧化石墨烯强荷电复合超纳滤膜的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant