專利名稱：一種超疏水/超親油的油水分離網(wǎng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超親油/超疏水性油水分離網(wǎng)及其制法。屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
油品中的水份和雜質(zhì)，是影響油品質(zhì)量的關(guān)鍵因素，尋求既經(jīng)濟(jì)實(shí)用，又可以連續(xù)不斷的清除油品中的水是分離過(guò)程的一個(gè)重要課題。
例如，申請(qǐng)?zhí)?110215，授權(quán)公開(kāi)號(hào)CN1126583的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)，公開(kāi)了一種利用金屬網(wǎng)進(jìn)行通油擋水的技術(shù)方案。其采用先在金屬網(wǎng)上涂上膠脂，隨即用高壓風(fēng)吹開(kāi)網(wǎng)眼，再將聚全氟乙丙烯粉末噴涂在網(wǎng)上加熱、固化后冷卻。具有一定的分離效果。
但上述技術(shù)存在如下缺陷(1)由于需要借助膠脂對(duì)金屬網(wǎng)進(jìn)行噴涂，受膠脂易成膜堵孔的影響，必須立即吹孔，既不能保證噴膠后網(wǎng)格孔徑的均勻，又不能制作200目以上的微孔油水分離網(wǎng)。
(2)所用的固結(jié)溫度高達(dá)280～320℃，限制了網(wǎng)材的選擇范圍。
(3)所噴涂層厚度為5～10μm，噴涂過(guò)程無(wú)法精確控制，不能保證噴涂后網(wǎng)格孔徑的均勻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種網(wǎng)格可達(dá)1500目，表面覆蓋了一薄層聚全氟烷基硅氧烷，覆蓋厚度為5～50nm的超疏水/超親油的油水分離網(wǎng)及其制備方法。
本發(fā)明是采用凝膠溶膠浸涂法，將全氟烷基硅氧烷、乙醇或甲醇、水、鹽酸混合攪拌形成全氟烷基硅凝膠溶液，根據(jù)所需在380～1500目的織物網(wǎng)上，依次用浸沒(méi)、干燥處理后、在80～250℃下熱固化10～120分鐘，即可得到表面覆蓋了一薄層聚全氟烷基硅氧烷膜厚度為20～50nm的超疏水/超親油的油水分離網(wǎng)。超疏水是指與水接觸角大于150°，超親油是指與油接觸角小于5°現(xiàn)象。
本發(fā)明包括超疏水/超親油的油水分離網(wǎng)的制備方法，以重量百分計(jì)，該方法的步驟包括(1)將380～1500目的織物網(wǎng)，用有機(jī)溶劑脫脂，常溫下晾干，再經(jīng)酸洗、水洗后烘干；
(2)室溫下，將0.1～5％全氟烷基硅氧烷，優(yōu)選0.5-2％，1～10％的水，0.1～2％的1N鹽酸，其余為乙醇用量的溶液混合，攪拌30～120分鐘，讓全氟烷基硅氧烷完全水解，形成全氟烷基硅氧烷凝膠溶膠。
(3)將織物網(wǎng)浸入全氟烷基硅氧烷凝膠溶膠中3～30秒后，取出自然晾干。
(4)如此重復(fù)步驟(3)2～8次，確保織物網(wǎng)表面完全覆蓋，所得到的膜厚度為20～50nm。
(5)將上述浸涂過(guò)的織物網(wǎng)在80-250℃下熱固化10～120分鐘，得到表面覆蓋了一薄層聚全氟烷基硅氧烷膜，膜厚度為20～50nm具有超疏水/超親油性能的油水分離網(wǎng)。
所述織物網(wǎng)可以是不銹鋼、銅、鐵、鈦、鋁金屬纖維織物，也可以是滌綸、尼龍、維綸、腈綸、芳綸纖維織物。
上述的全氟烷基硅氧烷的化學(xué)通式為CF3(CF2)nCH2CH2OSi(OCmH2m+1)2，n取值范圍4～20，優(yōu)選6～10，m取值范圍1～4，優(yōu)選1～2。
上述有機(jī)溶劑是丙酮、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯等有機(jī)溶劑，工業(yè)級(jí)純度即可。
上述酸是鹽酸、硫酸、乙酸、重鉻酸等。
上述烘干、固化溫度為80～250℃。
上述固化時(shí)間為10～120分鐘。
本發(fā)明介紹的是一種簡(jiǎn)便的、通過(guò)凝膠溶膠浸涂法在織物網(wǎng)表面形成超疏水/超親油的油水分離網(wǎng)的方法。它是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)的手段將具有低表面能的全氟烷基硅氧烷交聯(lián)于經(jīng)過(guò)脫脂、酸處理的織物表面，再進(jìn)行熱固化處理而成的。通過(guò)原子力顯微鏡，可發(fā)現(xiàn)在織物網(wǎng)的纖維單絲表面形成了20～50nm的球形突起，該突起與網(wǎng)孔間的空氣墊共同增強(qiáng)了織物網(wǎng)表面疏水和親油性能，使織物網(wǎng)呈現(xiàn)超疏水性/超親油性的功能(油在網(wǎng)體表面的接觸角≈0；水在網(wǎng)體表面的接觸角＞150°)，增強(qiáng)了油水分離效果。
本發(fā)明的超疏水/超親油性的油水分離網(wǎng)，具有疏水效果好、親油速度快的特性，可用于油水分離，凈化油液中的水分，提取水中的有機(jī)質(zhì)，在工礦、石化、冶金、機(jī)械、制造、環(huán)保等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，涂膜均勻，無(wú)污染，無(wú)脫落，無(wú)阻塞，耐酸堿性強(qiáng)，使用壽命較長(zhǎng)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述實(shí)施例1(1)將400目的滌綸網(wǎng)用丙酮脫脂，用蒸餾水沖洗干凈后晾干。
(2)將已脫脂的網(wǎng)浸泡于5％的鹽酸液中30分鐘，取出后用蒸餾水沖洗干凈后，置于90℃的烘箱中烘干。
(3)將1.5g全氟烷基硅氧烷、87g無(wú)水乙醇、10g水和1.5g0.1mol/L的鹽酸混合，在室溫條件下攪拌反應(yīng)1小時(shí)獲得全氟烷基硅氧烷凝膠溶膠。
(4)在室溫下，將滌綸網(wǎng)在配制好的全氟烷基硅氧烷凝膠溶膠中先后浸泡、晾干，重復(fù)四次，置于120℃烘箱中60分鐘。即可獲得一種具有超疏水/超親油的油水分離網(wǎng)。膜厚度20-50nm。
實(shí)施例2(1)將1000目不銹鋼網(wǎng)用丙酮脫脂，用蒸餾水沖洗干凈后晾干。
(2)室溫下，將飽和重鉻酸鈉與濃硫酸按重量比為3~3.5∶100所混合，配制成酸液。
(3)將已脫脂的網(wǎng)浸泡于65℃下的酸液中30分鐘，用蒸餾水沖洗干凈后，置于80℃的烘箱中烘干。
(4)將0.5g全氟烷基硅氧烷、88g無(wú)水乙醇、10g水和1.5g0.1mol/L的鹽酸混合，在室溫條件下攪拌反應(yīng)0.5小時(shí)獲得全氟烷基硅氧烷凝膠溶膠。
(5)在室溫下，在配制好的全氟烷基硅氧烷凝膠溶膠中先浸泡5秒種，取出晾干，反復(fù)四次，置于150℃下烘箱中30分鐘。即可獲得一種具有超疏水/超親油的油水分離網(wǎng)，膜厚度20-50nm。該網(wǎng)用于柴油與水混合液的分離，分離后的油中含水量低于250PPM。
(6)該網(wǎng)與水接觸角為153°，與柴油接觸角為0°。
實(shí)施例3(1)將500目的尼龍網(wǎng)用乙酸乙酯脫脂，用蒸餾水沖洗干凈后晾干。
(2)室溫下，將已脫脂的尼龍網(wǎng)浸泡于5％的硫酸液中30分鐘，用蒸餾水沖洗干凈后，置于100℃下烘干。
(3)將0.1g全氟烷基硅氧烷、88.4g無(wú)水乙醇、10g水和1.5g0.1mol/L的鹽酸混合，攪拌反應(yīng)2小時(shí)后，可獲得全氟烷基硅氧烷凝膠溶膠。
(4)在室溫下，將尼龍網(wǎng)在配制好的全氟烷基硅氧烷凝膠溶膠中浸泡、晾干二次，置于80℃下烘箱中60分鐘。即可獲得一種具有超疏水超親油的油水分離網(wǎng)。分離網(wǎng)表面覆蓋形成的聚全氟烷基硅氧烷膜厚度為20-50nm。
權(quán)利要求
1.一種超疏水/超親油的油水分離網(wǎng)，其特征在于油水分離網(wǎng)為380～1500目的織物網(wǎng)，織物網(wǎng)的網(wǎng)絲表面上覆蓋一薄層聚全氟烷基硅氧烷膜，膜厚度為20～50nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超疏水/超親油的油水分離網(wǎng)，其特征在于織物網(wǎng)可以是不銹鋼、銅、鐵、鈦、鋁金屬纖維織物，也可以是滌綸、尼龍、維綸、腈綸、芳綸纖維織物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超疏水/超親油的油水分離網(wǎng)，其特征在于聚全氟烷基硅氧烷化學(xué)通式為CF3(CF2)nCH2CH2OSi(OCmH2m+1)2，n取值范圍4～20，優(yōu)選6～10，m取值范圍1～4，優(yōu)選1～2。
4.一種超疏水/超親油的油水分離網(wǎng)的制造方法，其特征在于以重量百分計(jì)，它由以下幾個(gè)步驟組成(1)將380～1500目的織物網(wǎng)脫脂、酸洗、水洗后晾干；(2)室溫下，將全氟烷基硅氧烷的用量為0.1～5％，優(yōu)選0.5～2％；水的用量為1～10％，1N鹽酸的用量為0.1～2％，其余為乙醇用量的溶液混合，攪拌30～120分鐘，讓全氟烷基硅氧烷完全水解，形成全氟烷基硅氧烷凝膠溶膠；(3)將織物網(wǎng)浸入全氟烷基硅氧烷凝膠溶膠中3～30秒后，取出自然晾干；(4)重復(fù)步驟(3)2-8次，膜厚度為20～50nm；(5)將均勻浸涂全氟烷基硅氧烷凝膠的織物網(wǎng)在80～250℃下熱固化，固化時(shí)間10～120分鐘，即可得到表面覆蓋一薄層聚全氟烷基硅氧烷膜，膜厚度為20-50nm，具有超疏水/超親油的油水分離網(wǎng)。
全文摘要
超疏水/超親油的油水分離網(wǎng)，油水分離網(wǎng)的網(wǎng)孔為380－1500目的織物網(wǎng)，網(wǎng)絲上覆蓋了一薄層聚全氟烷基硅氧烷膜，膜厚度為20～50nm，織物網(wǎng)可以是不銹鋼、銅等金屬纖維織物，也可以是滌綸、尼龍等纖維織物，它的制造方法為1.將380－1500目的織物網(wǎng)脫脂、酸洗、水洗后晾干；2.以重量百分計(jì)，將全氟烷基硅氧烷的用量為0.1－5％、水的用量為1－10％、1N的鹽酸的用量為0.1－2％、其余為乙醇用量的溶液混合，攪拌30－120分鐘，形成全氟烷基硅氧烷凝膠溶膠；3.將織物網(wǎng)浸入凝膠溶膠中3－30秒后，取出自然晾干，重復(fù)2－8次；4.將浸涂均勻后的織物網(wǎng)在80－250℃下熱固化10－120分鐘，得到表面覆蓋聚全氟烷基硅氧烷膜，膜厚度為20－50nm的油水分離網(wǎng)。
文檔編號(hào)B01D17/022GK1721030SQ20051004044
公開(kāi)日2006年1月18日 申請(qǐng)日期2005年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月9日
發(fā)明者王慶軍 申請(qǐng)人:南京大學(xué)