一种载硅微球、油水分离用铜网及其制备方法与流程

文档序号:11097696阅读:420来源:国知局
一种载硅微球、油水分离用铜网及其制备方法与制造工艺

本发明涉及材料表面改性/吸附新材料技术领域,且特别涉及一种载硅微球、油水分离用铜网及其制备方法。



背景技术:

随着海洋石油泄露事件的发生以及人们环保意识的提高,如何解决海洋石油污染成为近来科学研究的热点和难点。最早的油水分离设备是基于物理扩散法,凝固法,生物降解法,原位燃烧法和撇沫法等。而这些方法却存在着不能有效回收溢油或会造成二次污染等问题。自从2004年江雷等首次报道超亲和性材料用于油水分离后,超疏水材料引起了诸多学者的关注。研究发现,超疏水/超亲油材料对油水混合物具有较好的选择吸附性,可以实现油水分离,这对于处理海洋石油污染具有极大的意义。

致密性高、耐压的织物,疏松、吸油能力强的海绵以及刚性骨架、易于装配的金属网等是使用较多的油水分离材料。而超疏水涂层的构建则是这类材料真正能够在实际中应用的关键。超疏水涂层的构建主要包括两个方面:一是在粗糙的基底上修饰低表面能物质;二是在疏水表面构建具有一定粗糙度的表面微细结构。而粗糙界面的构建则是实现超疏水最重要的一步。

目前使用较多的构建超疏水界面的方法有等离子法,化学气相沉淀法,电纺法,化学刻蚀法等等。但是昂贵的材料、特殊的设备或严格的反应条件极大地限制了超疏水涂层在实际中的推广和应用。Lu等人通过将~200nm和~20nm的TiO2混合来提供表面粗糙度,通过十三氟辛基三乙氧基硅烷来提供低表面能物质构建超疏水涂层。Chen等人通过将十三氟辛基三乙氧基硅烷修饰后的碳酸钙喷涂到胶粘剂上,构建出自清洁界面并且这种涂层可以经受反复多次的刮擦仍保持超疏水特性。但是这些方法均用了价格较为昂贵的表面能极低的含氟硅烷偶联剂对基材表面进行低表面能修饰,也一定程度上限制了超疏水材料的应用。

目前微纳复合结构微球制备超疏水涂层的研究,主要集中在由几百纳米和几十纳米的SiO2或TiO2微/纳米颗粒提供表面粗糙度,对其它多尺度微/纳米粒子构建超疏水涂层的研究相对较少。因此,基于材料的特殊浸润性,采用原料经济易得,制备过程简单高效,制备条件温和,可规模化生产的技术手段,设计和制备具有高效油水分离特性的材料具有重要的应用价值和意义。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种载硅微球的制备方法,此方法操作简便,反应条件易控,原料易得,制得的微球疏水性强,应用领域较广,且适用于大规模的生产应用,使用规模化应用。

本发明的另一目的在于提供一种油水分离用铜网的制备方法,此种铜网能广泛用于处理油污,还方便回收铜网,可以重复利用,而且不会导致铜网的钝化。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

一种载硅微球的制备方法,其包括如下步骤:

聚合物微球制备步骤:将聚合物单体、引发剂、分散剂和交联剂加入到乙醇/水混合溶液中,制得聚合物微球,通入氮气25-35min,再70-75℃油浴反应,反应结束后分别用水和乙醇分散离心2-5次;

聚合物微球包被步骤:将制得的聚合物微球分散于乙醇/水混合溶液中,聚合物微球与乙醇/水混合溶液料液比为1:1-1.2,加入氨水,搅拌均匀后加入正硅酸乙酯,18-24℃反应22-26h,反应结束后分别用水和乙醇分散离心2-5次,得到载硅微球;

载硅微球修饰步骤:将硅烷偶联剂加入到无水乙醇中,搅拌均匀后加入载硅微球,18-24℃的温度条件下搅拌1-4h,得到疏水性硅烷偶联载硅微球。

一种油水分离用铜网的制备方法,将端胺基聚氨酯/环氧树脂双组份胶粘剂喷涂于铜网上,得到第一铜网;再将采用上述载硅微球的制备方法制得的载硅微球喷涂于第一铜网,得到油水分离用铜网。

本发明实施例的一种载硅微球、油水分离用铜网及其制备方法的有益效果是:该方法简单易行,原料易得,制得的微球疏水性强,应用领域较广,性能稳定,粒径均匀,适用于大规模的生产应用,使用规模化应用;通过该方法制得的铜网能广泛用于处理油污,还方便回收铜网,可以重复利用,而且不会导致铜网的钝化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1a为本发明实施例8提供的未修饰的铜网的接触角实验图;

图1b为本发明实施例8提供的修饰过的铜网的接触角实验图;

图2a为本发明实施例8载硅微球SEM扫描图;

图2b为本发明实施例8载硅微球AFM扫描图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的一种油水分离用铜网及其制备方法进行具体说明。

一种载硅微球的制备方法,其包括如下步骤:

聚合物微球制备步骤:将聚合物单体、引发剂、分散剂和交联剂加入到乙醇/水混合溶液中,制得聚合物微球,通入氮气25-35min,再70-75℃油浴反应,反应结束后分别用水和乙醇分散离心2-5次。

将聚合物单体、引发剂、分散剂和交联剂加入到乙醇/水混合溶液中有利于原料混合,通入氮气,形成氮气保护,有利于聚合物微球的聚合形成,70-75℃的油浴反应,加速微球的形成。

进一步地,在本发明较佳实施例中,制备聚合物微球的聚合物单体包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异癸酯或丙烯酸异辛酯中至少一种。

进一步地,在本发明较佳实施例中,聚合物微球制备步骤制备得到的聚合物微球包括第一聚合物微球和第二聚合物微球,第一聚合物微球的粒径为0.2~1.0μm,第二聚合物微球的粒径为20-200nm;制备第一聚合物微球的引发剂包括偶氮二异丁腈,偶氮二异庚腈,过氧化苯甲酰,叔丁基过氧化氢,过氧化苯甲酸叔丁酯中至少一种。

进一步地,在本发明较佳实施例中,制备第二聚合物微球的引发剂包括偶氮二氰基戊酸,偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐,偶氮二异丁基脒盐酸盐,偶氮二N-羟基异丁基脒水合物,偶氮二N,N环丁基异丁基脒水合物,偶氮二甲基N-2-羟丁基丙烯酰胺,过硫酸铵,过硫酸钾中至少一种。

进一步地,在本发明较佳实施例中,聚合物微球制备步骤中的交联剂包括二乙烯基苯,二乙二醇二丙烯酸酯,三乙二醇二丙烯酸酯,聚乙二醇二丙烯酸酯,二丙二醇二丙烯酸酯,二缩三丙二醇二丙烯酸酯,1,4-丁二醇二丙烯酸酯,1,6己二醇二丙烯酸酯,新戊二醇二丙烯酸酯,2(丙氧化)新戊二醇二丙烯酸酯,乙氧化双酚A二丙烯酸酯,(乙氧基)双酚芴二丙烯酸酯,6(乙氧基)双酚芴二丙烯酸酯,三环葵烷二甲醇二丙烯酸酯中至少一种。

进一步地,在本发明较佳实施例中,聚合物微球制备步骤中的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。

聚合物微球包被步骤:将制得的聚合物微球分散于乙醇/水混合溶液中,聚合物微球与乙醇/水混合溶液料液比为1:0.9-1.2,加入氨水,搅拌均匀后加入正硅酸乙酯,18-24℃反应22-26h,反应结束后分别用水和乙醇分散离心2-5次,得到载硅微球。

进一步地,在本发明较佳实施例中,载硅微球修饰步骤中加入的载硅微球由第一聚合物微球和第二聚合物微球组成,第一聚合物微球和第二聚合物微球按照质量比为0.4/0.6~0.6/0.4组成。

载硅微球修饰步骤:将硅烷偶联剂加入到无水乙醇中,搅拌均匀后加入载硅微球,18-24℃的温度条件下搅拌1-4h,得到疏水性硅烷偶联载硅微球;

进一步地,在本发明较佳实施例中,载硅微球修饰步骤中的硅烷偶联剂为碳原子数在十以上的长碳链硅烷偶联剂,硅烷偶联剂与乙醇的体积比为0.5/100~1/100。

一种油水分离用铜网的制备方法,将端胺基聚氨酯/环氧树脂双组份胶粘剂喷涂于铜网上,得到第一铜网;再将采用上述方法制得的载硅微球喷涂于第一铜网,得到油水分离用铜网。

进一步地,在本发明较佳实施例中,将端胺基聚氨酯与环氧树脂按照0.8-1.2:0.9-1.1的比例混合,然后与丙酮共混,得到浓度为0.005-0.1g/mL的端胺基聚氨酯/环氧树脂双组份胶粘剂。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

一种载硅微球的制备方法,其包括如下步骤:

聚合物微球制备步骤:(1)第一聚合物微球的制备,将占总反应体系质量5%单体苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯;相对于单体质量1%的引发剂偶氮二异丁腈,偶氮二异庚腈;相对于单体质量1%的交联剂二乙烯基苯,二乙二醇二丙烯酸酯,三乙二醇二丙烯酸酯;以及相对于单体质量10%的分散剂聚乙烯吡咯烷酮;加入到体积分数20%的乙醇/水混合溶液中,搅拌均匀,通入氮气25min,然后在70℃的油浴锅中反应10h;反应结束后分别用水和乙醇分散离心2次,制得微米级第一聚合物微球;

(2)第二聚合物微球的制备,将占总反应体系质量5%单体甲基丙烯酸异冰片酯;相对于单体质量2%的引发剂偶氮二异丁基脒盐酸盐;相对于单体质量3%的交联剂1,4-丁二醇二丙烯酸酯;以及相对于单体质量10%的分散剂聚乙烯吡咯烷酮;加入到体积分数20%的乙醇/水混合溶液中,搅拌均匀,通入氮气28min,然后在71℃的油浴锅中反应6h;反应结束后分别用水和乙醇分散离心2次制得亚微米级第二聚合物微球。

聚合物微球包被步骤:将制得的第一聚合物微球和第二聚合物微球按照0.4:0.6的质量比混合,分散于乙醇/水混合溶液中,聚合物微球与乙醇/水混合溶液料液比为1:1,加入乙醇/水混合溶液1/200体积的氨水,搅拌均匀后加入与氨水等体积的正硅酸乙酯,21℃反应23h,反应结束后分别用水和乙醇分散离心3次,得到载硅微球。

载硅微球修饰步骤:将硅烷偶联剂加入到无水乙醇中,硅烷偶联剂与乙醇的体积比0.5:100;搅拌均匀后加入载硅微球,载硅微球与无水乙醇的料液比为0.9:10;18℃的温度条件下搅拌4h,得到疏水性硅烷偶联载硅微球。

实施例2

一种载硅微球的制备方法,其包括如下步骤:

聚合物微球制备步骤:(1)第一聚合物微球的制备,将占总反应体系质量7%单体苯乙烯;相对于单体质量1.5%的引发剂偶氮二异庚腈;相对于单体质量1.5%的交联剂包括二乙烯基苯,二乙二醇二丙烯酸酯,三乙二醇二丙烯酸酯,聚乙二醇二丙烯酸酯,二丙二醇二丙烯酸酯,二缩三丙二醇二丙烯酸酯,1,4-丁二醇二丙烯酸酯,1,6己二醇二丙烯酸酯,新戊二醇二丙烯酸酯,2(丙氧化)新戊二醇二丙烯酸酯,乙氧化双酚A二丙烯酸酯,(乙氧基)双酚芴二丙烯酸酯,6(乙氧基)双酚芴二丙烯酸酯,三环葵烷二甲醇二丙烯酸酯;以及相对于单体质量12%的分散剂聚乙烯吡咯烷酮;加入到体积分数18%的乙醇/水混合溶液中,搅拌均匀,通入氮气27min,然后在75℃的油浴锅中反应6h;反应结束后分别用水和乙醇分散离心3次制得微米级第一聚合物微球;

(2)第二聚合物微球的制备,将占总反应体系质量6%单体甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异丁酯;相对于单体质量1.5%的引发剂偶氮二异丁基脒盐酸盐,偶氮二N-羟基异丁基脒水合物;相对于单体质量1%的交联剂聚乙二醇二丙烯酸酯,二丙二醇二丙烯酸酯;以及相对于单体质量13%的分散剂聚乙烯吡咯烷酮;加入到体积分数22%的乙醇/水混合溶液中,搅拌均匀,通入氮气30min,然后在73℃的油浴锅中反应8h;反应结束后分别用水和乙醇分散离心2次,制得亚微米级第二聚合物微球。

聚合物微球包被步骤:将制得的第一聚合物微球和第二聚合物微球按照0.5:0.5的质量比混合,分散于乙醇/水混合溶液中,聚合物微球与乙醇/水混合溶液料液比为1:1.1,加入乙醇/水混合溶液1/210体积的氨水,搅拌均匀后加入与氨水等体积的正硅酸乙酯,18℃反应24h,反应结束后分别用水和乙醇分散离心5次,得到载硅微球。

载硅微球修饰步骤:将硅烷偶联剂加入到无水乙醇中,硅烷偶联剂与乙醇的体积比1:190;搅拌均匀后加入载硅微球,载硅微球与无水乙醇的料液比为1.1:10;20℃的温度条件下搅拌3h,得到疏水性硅烷偶联载硅微球。

实施例3

一种载硅微球的制备方法,其包括如下步骤:

聚合物微球制备步骤:(1)第一聚合物微球的制备,将占总反应体系质量9%单体,单体包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异癸酯或丙烯酸异辛酯;相对于单体质量2%的引发剂偶氮二异丁腈,偶氮二异庚腈,过氧化苯甲酰,叔丁基过氧化氢;相对于单体质量3%的交联剂二乙烯基苯,二乙二醇二丙烯酸酯;以及相对于单体质量16%的分散剂聚乙烯吡咯烷酮;加入到体积分数22%的乙醇/水混合溶液中,搅拌均匀,通入氮气35min,然后在74℃的油浴锅中反应7h;反应结束后分别用水和乙醇分散离心4次制得微米级第一聚合物微球;

(2)第二聚合物微球的制备,将占总反应体系质量10%单体苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异癸酯或丙烯酸异辛酯;相对于单体质量3%的引发剂偶氮二氰基戊酸,偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐,偶氮二异丁基脒盐酸盐;相对于单体质量2%的交联剂聚乙二醇二丙烯酸酯,二丙二醇二丙烯酸酯;以及相对于单体质量18%的分散剂聚乙烯吡咯烷酮;加入到体积分数22%的乙醇/水混合溶液中,搅拌均匀,通入氮气35min,然后在75℃的油浴锅中反应6h;反应结束后分别用水和乙醇分散离心5次,制得亚微米级第二聚合物微球。

聚合物微球包被步骤:将制得的第一聚合物微球和第二聚合物微球按照0.6:0.4的质量比混合,分散于乙醇/水混合溶液中,聚合物微球与乙醇/水混合溶液料液比为1:1.2,加入乙醇/水混合溶液1/220体积的氨水,搅拌均匀后加入与氨水等体积的正硅酸乙酯,20℃反应26h,反应结束后分别用水和乙醇分散离心2次,得到载硅微球。

载硅微球修饰步骤:将硅烷偶联剂加入到无水乙醇中,硅烷偶联剂与乙醇的体积比1:180;搅拌均匀后加入载硅微球,载硅微球与无水乙醇的料液比为1.0:10;22℃的温度条件下搅拌2h,得到疏水性硅烷偶联载硅微球。

实施例4

一种载硅微球的制备方法,其包括如下步骤:

聚合物微球制备步骤:(1)第一聚合物微球的制备,将占总反应体系质量10%单体,单体包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯;相对于单体质量3%的引发剂偶氮二异丁腈,偶氮二异庚腈,过氧化苯甲酰;相对于单体质量2%的交联剂二乙烯基苯,二乙二醇二丙烯酸酯;以及相对于单体质量18%的分散剂聚乙烯吡咯烷酮;加入到体积分数18%的乙醇/水混合溶液中,搅拌均匀,通入氮气32min,然后在73℃的油浴锅中反应8h;反应结束后分别用水和乙醇分散离心5次制得微米级第一聚合物微球;

(2)第二聚合物微球的制备,将占总反应体系质量8%单体苯乙烯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异丁酯;相对于单体质量1%的引发剂偶氮二N,N’环丁基异丁基脒水合物,偶氮二甲基N-2-羟丁基丙烯酰胺,过硫酸铵,过硫酸钾;相对于单体质量1.5%的交联剂二乙烯基苯,二乙二醇二丙烯酸酯,三乙二醇二丙烯酸酯,聚乙二醇二丙烯酸酯,二丙二醇二丙烯酸酯,二缩三丙二醇二丙烯酸酯,1,4-丁二醇二丙烯酸酯,1,6己二醇二丙烯酸酯,新戊二醇二丙烯酸酯,2(丙氧化)新戊二醇二丙烯酸酯,乙氧化双酚A二丙烯酸酯,(乙氧基)双酚芴二丙烯酸酯,6(乙氧基)双酚芴二丙烯酸酯,三环葵烷二甲醇二丙烯酸酯;以及相对于单体质量11%的分散剂聚乙烯吡咯烷酮;加入到体积分数22%的乙醇/水混合溶液中,搅拌均匀,通入氮气25min,然后在72℃的油浴锅中反应10h;反应结束后分别用水和乙醇分散离心3次,制得亚微米级第二聚合物微球。

聚合物微球包被步骤:将制得的第一聚合物微球和第二聚合物微球按照0.4:0.6的质量比混合,分散于乙醇/水混合溶液中,聚合物微球与乙醇/水混合溶液料液比为1:0.9,加入乙醇/水混合溶液1/230体积的氨水,搅拌均匀后加入与氨水等体积的正硅酸乙酯,24℃反应22h,反应结束后分别用水和乙醇分散离心3次,得到载硅微球。

载硅微球修饰步骤:将硅烷偶联剂加入到无水乙醇中,硅烷偶联剂与乙醇的体积比1:190;搅拌均匀后加入载硅微球,载硅微球与无水乙醇的料液比为0.9:10;20℃的温度条件下搅拌3h,得到疏水性硅烷偶联载硅微球。

实施例5

一种载硅微球的制备方法,其包括如下步骤:

聚合物微球制备步骤:(1)第一聚合物微球的制备,将占总反应体系质量6%单体,单体包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯;相对于单体质量2.5%的引发剂偶氮二异丁腈,偶氮二异庚腈,过氧化苯甲酰,叔丁基过氧化氢,过氧化苯甲酸叔丁酯;相对于单体质量2%的交联剂二乙烯基苯,二乙二醇二丙烯酸酯,三乙二醇二丙烯酸酯,聚乙二醇二丙烯酸酯;以及相对于单体质量14%的分散剂聚乙烯吡咯烷酮;加入到体积分数18%的乙醇/水混合溶液中,搅拌均匀,通入氮气29min,然后在72℃的油浴锅中反应9h;反应结束后分别用水和乙醇分散离心3次制得微米级第一聚合物微球;

(2)第二聚合物微球的制备,将占总反应体系质量7%单体苯乙烯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸异丁酯;相对于单体质量2.5%的引发剂偶氮二氰基戊酸,偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐,偶氮二异丁基脒盐酸盐,偶氮二N-羟基异丁基脒水合物,偶氮二N,N’环丁基异丁基脒水合物,偶氮二甲基N-2-羟丁基丙烯酰胺,过硫酸铵,过硫酸钾;相对于单体质量2%的交联剂二乙烯基苯,二乙二醇二丙烯酸酯,三乙二醇二丙烯酸酯;以及相对于单体质量15%的分散剂聚乙烯吡咯烷酮;加入到体积分数22%的乙醇/水混合溶液中,搅拌均匀,通入氮气32min,然后在70℃的油浴锅中反应8h;反应结束后分别用水和乙醇分散离心4次,制得亚微米级第二聚合物微球。

聚合物微球包被步骤:将制得的第一聚合物微球和第二聚合物微球按照0.5:0.5的质量比混合,分散于乙醇/水混合溶液中,聚合物微球与乙醇/水混合溶液料液比为1:1.1,加入乙醇/水混合溶液1/240体积的氨水,搅拌均匀后加入与氨水等体积的正硅酸乙酯,22℃反应25h,反应结束后分别用水和乙醇分散离心4次,得到载硅微球。

载硅微球修饰步骤:将硅烷偶联剂加入到无水乙醇中,硅烷偶联剂与乙醇的体积比1:100;搅拌均匀后加入载硅微球,载硅微球与无水乙醇的料液比为0.8:10;20℃的温度条件下搅拌3h,得到疏水性硅烷偶联载硅微球。

实施例6

一种油水分离用铜网的制备方法,包括以下步骤:

准备阶段:用丙酮、乙醇和去离子水依次清洗铜网,除去铜网表面附着的无机灰尘及有机物,清洗完后,放入100℃的烘箱中干燥待用。

双组份胶粘剂的制备:将端胺基聚氨酯与环氧树脂按照0.8:1.1的比例混合,然后与丙酮共混,得到浓度为0.005g/mL的端胺基聚氨酯/环氧树脂双组份胶粘剂。

铜网喷涂:将端胺基聚氨酯/环氧树脂双组份胶粘剂喷涂于铜网上,再将实施例1制备的载硅微球喷涂到铜网上的得到油水分离用铜网。

实施例7

一种油水分离用铜网的制备方法,包括以下步骤:

准备阶段:用丙酮、乙醇和去离子水依次清洗铜网,除去铜网表面附着的无机灰尘及有机物,清洗完后,放入102℃的烘箱中干燥待用。

双组份胶粘剂的制备:将端胺基聚氨酯与环氧树脂按照1.2:0.9的比例混合,然后与丙酮共混,得到浓度为0.006g/mL的端胺基聚氨酯/环氧树脂双组份胶粘剂。

铜网喷涂:将端胺基聚氨酯/环氧树脂双组份胶粘剂喷涂于铜网上,再将实施例3制备的载硅微球喷涂到铜网上的得到油水分离用铜网。

实施例8

一种油水分离用铜网的制备方法,包括以下步骤:

准备阶段:用丙酮、乙醇和去离子水依次清洗铜网,除去铜网表面附着的无机灰尘及有机物,清洗完后,放入104℃的烘箱中干燥待用。

双组份胶粘剂的制备:将端胺基聚氨酯与环氧树脂按照0.8:0.9的比例混合,然后与丙酮共混,得到浓度为0.01g/mL的端胺基聚氨酯/环氧树脂双组份胶粘剂。

铜网喷涂:将端胺基聚氨酯/环氧树脂双组份胶粘剂喷涂于铜网上,再将实施例2制备的载硅微球喷涂到铜网上的得到油水分离用铜网。

实施例9

一种油水分离用铜网的制备方法,包括以下步骤:

准备阶段:用丙酮、乙醇和去离子水依次清洗铜网,除去铜网表面附着的无机灰尘及有机物,清洗完后,放入103℃的烘箱中干燥待用。

双组份胶粘剂的制备:将端胺基聚氨酯与环氧树脂按照1.2:1.1的比例混合,然后与丙酮共混,得到浓度为0.007g/mL的端胺基聚氨酯/环氧树脂双组份胶粘剂。

铜网喷涂:将端胺基聚氨酯/环氧树脂双组份胶粘剂喷涂于铜网上,再将实施例4制备的载硅微球喷涂到铜网上的得到油水分离用铜网。

对比例1

将200目黄铜网(尺寸为3cm×3cm)分别用1mol·L‐1稀盐酸、无水乙醇和去离子水超声清洗10min左右,并用氮气吹干备用;配制2mol·L‐1硫酸铜溶液和1mol·L‐1硫代硫酸钠溶液,以体积份数计,分别取5份硫酸铜溶液和10份硫代硫酸钠溶液混合,并用85份去离子水稀释制得化学沉积液;将清洗过的200目黄铜网置于50℃的沉积液中;30min后,将铜网取出用去离子水清洗,晾干,最后将干燥的铜网浸泡在羟基封端的聚二甲基硅氧烷和甲基三丁酮肟基硅烷固化剂的正己烷的混合溶液中2h,取出并于60℃下加热4h后即得用于油水分离的超疏水/超亲油的铜网。其中,羟基封端的聚二甲基硅氧烷分子量为3000,在混合溶液中的质量分数为1%;甲基三丁酮肟基硅烷固化剂的质量为羟基封端的聚二甲基硅氧烷质量的15%。

对比例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)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。

对比例3

按照如下步骤制备超疏水网状多孔薄膜:

第1步:采用氢气泡模板法制备网状多孔Cu薄膜

氢气泡模板法电沉积网状多孔Cu薄膜是以铂片(1cm2)作阳极,对电极采用铜网(孔径300μm,面积3*3cm2)为阴极。实验中对铜网的前处理包括抛光、除油、酸浸蚀、水冲洗、无水乙醇浸泡、丙酮清洗,低温鼓风烘干。镀液组成为0.2mol/L的CuSO4和1mol·L-1的H2SO4,pH控制在4.0±0.5的范围内,电沉积的电流密度是3A·cm-2,沉积时间为10s。沉积后的网状薄膜应立即用蒸馏水冲洗,无水乙醇浸泡后干燥,得到网状多孔Cu薄膜。

第2步:网状多孔Cu薄膜的表面改性

将上述网状多孔Cu薄膜浸置于电加热炉内200℃氧化5h。氧化后的网状薄膜浸泡含有3mmol/L正十二硫醇和1mmol/L十四酸的乙醇溶液中,置于50℃干燥箱中,1h后取出,用大量去离子水冲洗晾干,得到超疏水网状多孔薄膜网。

实验例

通过测试实施例8所制得的油水分离用铜网和对比例1-3制得的铜网在去离子水和正己烷作为介质的静态接触角。测试结果如表1。

表1接触角测试结果

从表1看出,通过实施例8制备的超疏水油水分离用铜网,空气中,在超疏水油水分离用铜网上加5μL去离子水,实际测得该超疏水油水分离用铜网的静态接触角为163°(如图1),实施例8制备的超疏水油水分离用铜网的静态接触角大于对比例1-3的静态接触角。对于水的静态接触角越大,说明材料的疏水性越好。所以从实验结果可以判断,实施例8制备的超疏水油水分离用铜网的疏水性能更突出。一般油污中,含有正己烷等成分,通过测试正己烷的静态接触角,发现实施例8制备的超疏水油水分离用铜网接触角为0,小于对比例1-3制备的铜网。正己烷的静态接触角越小,说明油污等更容易通过铜网。可以看出,实施例8的方法制备的超疏水油水分离用铜网疏水性更好,油污通过能力更高,所以超疏水油水分离用铜网的油污分离能力更强。其次也说明用于制备实施例8的超疏水油水分离用铜网的载硅微球的性能优异,如图2所示,实施例8中制备的载硅微球粒度均匀,颗粒饱满一致,有利于形成性能优异的超疏水油水分离用铜网。

综上所述,本发明实施例的载硅微球和油水分离用铜网制作工艺;该载硅微球的制备工艺简单,制备的载硅微球粒度均匀、性能优异,利于分散;该油水分离用铜网制作工艺通过简单的喷涂即可达到预料,而该方法制备的油水分离用铜网的疏水性较为良好,能满足生产的需要。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

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