一種具有自清潔功能的超疏水超親油油水分離網(wǎng)膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有自清潔功能的超疏水超親油油水分離網(wǎng)膜及其制備方法，屬于聚合物/無機復(fù)合功能材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]含油污水污染環(huán)境，破壞生態(tài)平衡，危害人類健康，因此對含油污水進行油水分離，有利于水的凈化。通過油水分離，可去除成品油中的水分等雜質(zhì)，對提高油品質(zhì)量具有重要意義。
[0003]超疏水是自然界的一種奇特現(xiàn)象，實現(xiàn)油水分離是其重要應(yīng)用之一。利用超疏水的特殊潤濕性，可以使油順利通過而水完全不通過，從而實現(xiàn)有效分離油水混合物。迄今將超疏水應(yīng)用于油水分離的研究已有不少報道。中國專利CN1387932A、CN1721030A、CN101518695A和CN101708384A中分別公開了具有超疏水與超親油功能的油水分離網(wǎng)膜。雖然上述油水分離網(wǎng)膜均具有油水分離效果，但也存在不足，如制備工藝復(fù)雜，有的使用了含氟化合物，有的需要高溫固化等。鑒于此，在保持高油水分離效率的前提下，利用通用材料，簡化工藝過程，提高穩(wěn)定性，降低造價，實現(xiàn)油水分離網(wǎng)膜的大規(guī)模制備與應(yīng)用是該領(lǐng)域的發(fā)展方向。專利申請CN102408656A公開了一種具有超疏水與超親油功能的油水分離網(wǎng)膜及其制備方法，利用環(huán)氧樹脂/納米二氧化硅復(fù)合材料構(gòu)筑超疏水界面，實現(xiàn)油水分離，具有制備原料通用，方法簡單，成本低，適于規(guī)?；a(chǎn)與應(yīng)用等優(yōu)點，有效解決了上述問題。
[0004]但是上述油水分離網(wǎng)膜在使用過程中，網(wǎng)膜表面不可避免地會受到油污染而影響其通透性和分離性能，去除表面油污一般要通過人工除污、機械刮擦或使用表面活性劑等方法解決，容易造成二次污染，網(wǎng)膜表面構(gòu)造破壞，使用性能降低，使用壽命減少等問題。因此，構(gòu)筑具有自清潔功能的超疏水超親油界面，實現(xiàn)油水分離具有重要意義。專利申請CN1387932A公開了具有自清潔功能的納米界面分離網(wǎng)及其制法和用途，采用化學(xué)氣相沉積與熱固化的方法，將納米級低表面能粉末、分散劑在納米光催化粘結(jié)劑和有機溶劑混合氣氛中拌分解成乳液，在40?380目的金屬纖維織物上，依次用噴涂、干燥定型處理等工藝得到具有自清潔功能的超疏水/超親油性納米界面分離網(wǎng)，其自清潔功能主要通過二氧化鈦納米光催化材料實現(xiàn)。但是上述方法存在步驟繁瑣，工藝復(fù)雜，材料昂貴(例如低表面能粉末為含氟聚合物)等問題。實現(xiàn)原料的通用廉價、制備方法的簡易化、應(yīng)用的規(guī)模化仍然是此類具有自清潔功能的超疏水超親油油水分離材料所要亟待解決的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的問題是提供一種具有自清潔功能的超疏水超親油油水分離網(wǎng)膜及其制備方法。
[0006]本發(fā)明所述的具有自清潔功能的超疏水超親油油水分離網(wǎng)膜，是以織物網(wǎng)為載體在其表面涂覆一層復(fù)合固化膜制得；其特征在于:所述織物網(wǎng)是100?400目的銅網(wǎng)、尼龍網(wǎng)、滌綸網(wǎng)或不銹鋼網(wǎng)，所述復(fù)合固化膜是將環(huán)氧樹脂、稀釋劑、納米二氧化鈦粉末與固化劑按質(zhì)量比1:10?50:1?10:0.1?I的比例混合制得，其中所述稀釋劑是體積比為2:1的甲苯/丙酮、C12-14脂肪縮水甘油醚或丁基縮水甘油醚，所述納米二氧化鈦為銳鈦礦型或金紅石型，所述固化劑是固化劑T-31。
[0007]上述具有自清潔功能的超疏水超親油油水分離網(wǎng)膜中:所述織物網(wǎng)優(yōu)選是200?300目的銅網(wǎng)或尼龍網(wǎng)；所述環(huán)氧樹脂優(yōu)選是E-44型環(huán)氧樹脂，所述稀釋劑優(yōu)選是體積比為2:1的甲苯/丙酮，所述納米二氧化鈦優(yōu)選為銳鈦礦型、粉末狀、平均粒徑為5?10納米的二氧化鈦。
[0008]上述具有自清潔功能的超疏水超親油油水分離網(wǎng)膜中進一步優(yōu)選的實施方式是:所述環(huán)氧樹脂、稀釋劑、納米二氧化鈦粉末與固化劑的質(zhì)量比為1:20?40:2?6:0.2?
0.5 ;最優(yōu)選的實施方式是:所述環(huán)氧樹脂、稀釋劑、納米二氧化鈦粉末與固化劑的質(zhì)量比為 1:20:6:0.5 或 1:30:4:0.5。
[0009]本發(fā)明所述具有自清潔功能的超疏水超親油油水分離網(wǎng)膜的制備方法，步驟是:
[0010](I)將100?400目的銅網(wǎng)、尼龍網(wǎng)、滌綸網(wǎng)或不銹鋼網(wǎng)浸入無水乙醇中進行超聲清洗，常溫晾干；
[0011](2)將環(huán)氧樹脂、稀釋劑、納米二氧化鈦粉末與固化劑按質(zhì)量比1:10?50:1?10:0.1?I的比例混合，超聲均勻分散制得混合液；其中所述稀釋劑是體積比為2:1的甲苯/丙酮、C12-14脂肪縮水甘油醚或丁基縮水甘油醚，所述納米二氧化鈦為銳鈦礦型或金紅石型，所述固化劑是固化劑T-31 ;
[0012](3)將步驟(I)晾干后的織物網(wǎng)浸入步驟(2)分散好的混合液中，隨后取出在室溫下晾干固化；或?qū)⒉襟E(2)分散好的混合液噴涂于步驟(I)晾干后的織物網(wǎng)表面，然后在室溫下晾干固化，即得到具有自清潔功能的超疏水超親油油水分離網(wǎng)膜。
[0013]本發(fā)明通過聚合物與無機納米材料復(fù)合形成具有超疏水性界面，提供了一種材料易得，造價低，穩(wěn)定性好，適于大規(guī)模制備與應(yīng)用的在100?400目的織物網(wǎng)的表面涂覆一薄層環(huán)氧樹脂/二氧化鈦復(fù)合固化膜的具有自清潔功能的超疏水超親油油水分離網(wǎng)膜。本發(fā)明公開的超疏水超親油油水分離網(wǎng)膜使聚合物/無機復(fù)合材料表面同時具有超疏水與超親油性質(zhì)，賦予織物網(wǎng)以理想的油水分離效能，且在陽光紫外線作用下可實現(xiàn)自清潔。本發(fā)明所述的超疏水超親油油水分離網(wǎng)膜的制備方法中制備原料易得，方法簡單，成本低，極適于規(guī)?；a(chǎn)與應(yīng)用，制得的超疏水超親油油水分離網(wǎng)膜自清潔性可有效保持網(wǎng)膜的使用性能，提高了使用壽命，具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和社會效益及經(jīng)濟價值。
【具體實施方式】
[0014]為易于進一步理解本發(fā)明，以下將用實施例對本發(fā)明作進一步闡述。這些實施例具有一定的代表性，但不能囊括本發(fā)明所述全部保護范圍，僅用于更加清楚地說明本發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0015]實施例1
[0016](I)將200目的銅網(wǎng)浸入無水乙醇中進行超聲清洗，常溫晾干；
[0017](2)將E-44型環(huán)氧樹脂(6101)、稀釋劑(甲苯/丙酮體積比為2:1)、銳鈦礦型納米二氧化鈦粉末(平均粒徑5?10納米)與固化劑T-31按1:20:6:0.5的比例混合，超聲均勻分散制得混合液；
[0018](3)將銅網(wǎng)浸入步驟(2)得到的混合液中，取出在室溫下晾干固化，即得到具有自清潔功能的超疏水超親油油水分離網(wǎng)膜。
[0019]實驗證實:該銅網(wǎng)膜與水的接觸角大于150°，與正己烷的接觸角小于5°，對油水混合物可實現(xiàn)快速高效分離，并具有良好的自清潔功能，穩(wěn)定性好，耐久性強。
[0020]實施例2
[0021](I)將200目的銅網(wǎng)浸入無水乙醇中進行超聲清洗，常溫晾干；
[0022](2)將E-44型環(huán)氧樹脂(6101)、稀釋劑(甲苯/丙酮體積比為2:1)、銳鈦礦型納米二氧化鈦粉末(平均粒徑5?10納米)與固化劑T-31按1:20:6:0.5的比例混合，超聲均勻分散制得混合液；
[0023](3)利用噴霧器將步驟(2)得到的混合液噴涂于銅網(wǎng)表面，并在室溫下晾干固化，即得到具有自清潔功能的超疏水超親油油水分離網(wǎng)膜。
[0024]實驗證實:該銅網(wǎng)膜與水的接觸角大于150°，與正己烷的接觸角小于5°，對油水混合物可實現(xiàn)快速高效分離，并具有良好的自清潔功能，穩(wěn)定性好，耐久性強。
[0025]實施例3
[0026](I)將200目的銅網(wǎng)浸入無水乙醇中進行超聲清洗，常溫晾干；
[0027](2)將E-44型環(huán)氧樹脂(6101)、稀釋劑(甲苯/丙酮體積比為2:1)、金紅石型納米二氧化鈦粉末(平均粒徑5?10納米)與固化劑T-31按1:20:6:0.5的比例混合，超聲均勻分散制得混合液；
[0028](3)將銅網(wǎng)浸入步驟(2)得到的混合液中，取出在室溫下晾干固化，即得到具有自清潔功能的超疏水超親油油水分離網(wǎng)膜。
[0029]實驗證實:該銅網(wǎng)膜與水的接觸角大于150°，與正己烷