固化環(huán)氧丙烯酸酯水性涂料稀釋為固含量為5%，噴涂于步驟(I)的絲網(wǎng)基材表面，將絲網(wǎng)掛在溫度為80°C的恒溫真空干燥箱中烘烤30min，然后將網(wǎng)膜放入紫外光固化機(jī)固化3min。
[0127](6)將步驟(5)所得絲網(wǎng)浸入步驟(4)所得到的雜化親水涂料中l(wèi)Omin，以保證絲網(wǎng)被充分浸透，然后垂直提拉起來掛在溫度為80°C的恒溫真空干燥箱中烘烤30min，然后將網(wǎng)膜放入紫外光固化機(jī)固化3min，得到濕度響應(yīng)性超親水超疏油油水分離膜。
[0128]以日立公司S-3700N型掃描電子顯微鏡觀察所得疏水改性納米粒子和膜的表面形貌和相關(guān)尺寸，所得結(jié)果與圖1和圖2相似。采用Dataphysics 0CA40 Micro型表面接觸角測試儀分別測試水和油在所制備的膜表面的接觸角，所得結(jié)果與圖3和圖4相似。
[0129]將水用紅墨水染色，與甲基丙烯酸甲酯按體積比1:1混合攪拌均勻，將油水混合液倒入該碗內(nèi)，親水聚合物吸水溶脹，紅色的水源源不斷向下滲透，而甲基丙烯酸甲酯始終阻擋在膜上，甚至最終膜上連紅色都沒有殘留，從而達(dá)到了油水分離效果。
[0130]實(shí)施例7
[0131](I)將一塊15X 15mm2的300目的滌綸絲網(wǎng)按順序分別浸入蒸餾水、乙醇或丙酮、蒸餾水中各在150W，40KHz下超聲清洗lOmin，掛起來在常溫下晾干。
[0132](2)在四口燒瓶中加入50g四甲氧基鈦、10g無水乙醇和20g去離子水，35°C恒溫水浴加熱并不斷攪拌，待攪拌均勻后，稱取0.5g質(zhì)量濃度為25%的碳酸氫鈉，加入30g去離子水中，用恒流栗以1.5mL/min的速度滴入四口燒瓶中，保溫5h后出料制備得到粒徑約400nm的納米鈦溶膠。
[0133](3)在步驟(2)中的四口燒瓶中加入50g全氟辛磺酰氨丙基三甲氧基硅烷3%的異丙醇溶液，保溫5h，制備得到疏油改性的納米鈦溶膠，以日本日立公司S-3700N型掃描電子顯微鏡觀察所制備的納米鈦溶膠粒子，結(jié)果與圖1類似。
[0134](4)將10份單官能UV固化低聚物(臺灣長興EM3101)、80份水性聚氨酯丙烯酸酯類雙官能UV固化低聚物(臺灣長興611A-85) ;20份多官能UV固化低聚物(巴斯夫公司PE55WN) ,400份步驟(3)所得的鈦溶膠、5份水性光引發(fā)劑WB-4785 (英國Ward-Blenkinsop公司)、I份乳化劑十二燒基苯磺磺酸鈉加入500mL燒杯中混合均勾，在圓盤分散機(jī)下以轉(zhuǎn)速1000r/min分散15min以保證分散均勻，獲得雜化親水涂料。
[0135](5)將30份UV固化聚氨酯環(huán)氧丙烯酸酯水性涂料稀釋為固含量為5%，噴涂于步驟(I)的絲網(wǎng)基材表面，將絲網(wǎng)掛在溫度為80°C的恒溫真空干燥箱中烘烤30min，然后將網(wǎng)膜放入紫外光固化機(jī)固化3min。
[0136](6)將步驟(5)所得絲網(wǎng)浸入步驟(4)所得到的雜化親水涂料中l(wèi)Omin，以保證絲網(wǎng)被充分浸透，然后垂直提拉起來掛在溫度為80°C的恒溫真空干燥箱中烘烤30min，然后將網(wǎng)膜放入紫外光固化機(jī)固化3min，得到濕度響應(yīng)性超親水超疏油油水分離膜。
[0137]以日立公司S-3700N型掃描電子顯微鏡觀察所得疏水改性納米粒子和膜的表面形貌和相關(guān)尺寸，所得結(jié)果與圖1和圖2相似。采用Dataphysics 0CA40 Micro型表面接觸角測試儀分別測試水和油在所制備的膜表面的接觸角，所得結(jié)果與圖3和圖4相似。
[0138]將水用紅墨水染色，與十六烷按體積比4:1混合攪拌均勻，加入0.2g十二烷基苯磺酸鈉，磁力攪拌15min制成0/W乳液，將乳液倒入該膜內(nèi)，紅色的水源源不斷向下滲透，而十六烷始終阻擋在膜上，甚至最終膜上連紅色都沒有殘留，從而達(dá)到了油水分離效果。
[0139]上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種濕度響應(yīng)性超親水超疏油油水分離膜，其特征在于由包括以下步驟的方法制備得到: (1)納米粒子的制備:以四甲氧(乙氧)基硅烷和四甲氧(乙氧)基鈦中的至少一種為原料，恒溫水浴中，與醇水共溶劑按質(zhì)量比1:1?1:5混合均勻，加入催化劑，保溫反應(yīng)，得到納米溶膠； (2)疏油改性納米粒子制備:將氟烷基硅氧烷溶液與步驟(I)中納米溶膠混合，恒溫反應(yīng)，得到疏油改性納米溶膠； (3)親水涂料的制備:所述親水涂料為熱固化親水涂料或UV固化親水涂料； 熱固化親水涂料的制備:將親水聚合物水敏劑與交聯(lián)劑混合，得到熱固化親水涂料； UV固化親水涂料的制備:將單官能UV固化低聚物、雙官能UV固化低聚物、多官能UV固化低聚物、光引發(fā)劑和乳化劑混合分散均勻，得到UV固化水性涂料； (4)雜化親水涂料的制備:將步驟(2)的疏油改性納米溶膠和步驟(3)的親水涂料混合均勻，得到雜化親水涂料； (5)防腐底涂網(wǎng)膜制備:采用浸涂或噴涂法將UV固化水性防腐涂料涂覆于絲網(wǎng)表面，烘干后，紫外固化，得到防腐底涂膜； (6)濕度響應(yīng)性超親水超疏油油水分離網(wǎng)膜的制備:采用浸涂或噴涂法將步驟(4)的雜化親水涂料涂覆于步驟(5)所得防腐底涂網(wǎng)膜表面，烘干，熱固化或UV固化，得到濕度響應(yīng)性超親水超疏油油水分離膜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度響應(yīng)性超親水超疏油油水分離膜，其特征在于:步驟(I)中所述的醇水共溶劑指由醇類物質(zhì)和水混合得到的共溶劑；所述催化劑為鹽酸、硝酸、硼酸、硫酸、氨水、碳酸氫鈉或氫氧化鈉；所述保溫反應(yīng)的條件為20?80°C下反應(yīng)4?5h。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度響應(yīng)性超親水超疏油油水分離膜，其特征在于:步驟(2)中所述氟烷基硅氧烷為十三氟辛基三甲氧(乙氧)基硅烷、十五氟壬基三甲氧(乙氧)基硅烷、十七氟癸基三甲氧(乙氧)基硅烷和全氟辛磺酰氨丙基三甲氧(乙氧)基硅烷中的至少一種； 所用氟烷基硅氧烷與步驟(I)的四甲氧(乙氧)基硅烷和四甲氧(乙氧)基鈦的總摩爾比為1:3?3:1 ;所述的恒溫反應(yīng)為在20?80°C反應(yīng)4?5h。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度響應(yīng)性超親水超疏油油水分離膜，其特征在于:步驟(3)熱固化親水涂料的制備中: 所述的親水聚合物水敏劑為聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氧化乙烯、二烯丙基季銨鹽聚合物、聚馬來酸、聚天冬氨酸、聚環(huán)氧琥珀酸、羧甲基纖維素、羧乙基纖維素、黃原膠和植物膠中的至少一種； 所述的交聯(lián)劑為聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸-丙烯酸酯共聚物、聚甲基丙烯酸-丙烯酸酯共聚物、羥基丙烯酸樹脂、氨基樹脂和聚氨酯丙烯酸酯中的至少一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度響應(yīng)性超親水超疏油油水分離膜，其特征在于:步驟(3)UV固化親水涂料的制備中: 所用單官能UV固化低聚物、雙官能UV固化低聚物、多官能UV固化低聚物、光引發(fā)劑和乳化劑的質(zhì)量比為(10?50): (60?80): (10?20): (I?5): (I?5)； 所述的單官能UV固化低聚物為甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯和甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯中的至少一種； 所述的雙官能UV固化低聚物為聚醚丙烯酸酯類低聚物、水性丙烯酸酯類低聚物、水性聚氨酯丙烯酸酯類低聚物和水性環(huán)氧丙烯酸酯類低聚物中的至少一種； 所述的多官能UV固化低聚物為乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度響應(yīng)性超親水超疏油油水分離膜，其特征在于:步驟(3)中所述的光引發(fā)劑為水性光引發(fā)劑Darocur 2959、Esacure KIP150、Irgacure 819DW、QTX、BTC、BPQ、WB-4784、WB-4785、WB-4789 和 WB-4792 中的至少一種； 所述的乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度響應(yīng)性超親水超疏油油水分離膜，其特征在于:步驟(4)中所用疏油改性納米溶膠和親水涂料的質(zhì)量比為1:9?9:1。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度響應(yīng)性超親水超疏油油水分離膜，其特征在于:步驟(5)中所述UV固化水性防腐涂料為UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料、UV固化水性環(huán)氧丙烯酸涂料和UV固化聚氨酯環(huán)氧丙烯酸酯涂料中的至少一種。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度響應(yīng)性超親水超疏油油水分離膜，其特征在于:步驟(6)所述烘干和熱固化溫度指在100?200°C烘干；所述紫外固化的UV光波長為245?405nm。10.根據(jù)權(quán)利要求1?9任一項(xiàng)所述的濕度響應(yīng)性超親水超疏油油水分離膜在含油污水處理和油水分離中的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明屬于油水分離膜制備技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種濕度響應(yīng)性超親水超疏油油水分離膜及其制備方法和在含油污水處理和油水分離中的應(yīng)用。該油水分離膜由以下方法制備得到：先制備得到無機(jī)納米粒子，利用氟烷基硅氧烷溶液對其進(jìn)行疏油改性后，與制備得到的親水涂料混合得到雜化親水涂料；采用浸涂或噴涂法將UV固化水性防腐涂料涂覆于絲網(wǎng)表面，得到防腐底涂膜；再采用浸涂或噴涂法將上述雜化親水涂料涂覆于所得防腐底涂膜表面，烘干，固化構(gòu)筑微納粗糙結(jié)構(gòu)，得到濕度響應(yīng)性超親水超疏油油水分離膜。本發(fā)明的分離膜在空氣中對水的初始接觸角大于150°，10～30min內(nèi)，減小至0°，而無論在空氣還是水下對油滴的接觸角始終大于150°。
【IPC分類】C02F1/44, B01D67/00, B01D17/022, B01D69/02, C02F1/40
【公開號】CN105148563
【申請?zhí)枴緾N201510493493
【發(fā)明人】袁騰, 楊卓鴻, 涂偉萍, 周顯宏
【申請人】華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月12日