一种疏水亲油树脂的制备方法及在油水分离材料中的应用技术

技术编号:13125685 阅读:167 留言:0更新日期:2016-04-06 12:50
本发明专利技术涉及一种疏水亲油树脂的制备方法,包括以下步骤:第一步,配制乳化剂水溶液;第二步,滴加非氟化丙烯酸酯单体、自由基引发剂和溶剂,得到混合液;第三步,补加溶剂和引发剂;第四步,在制得的混合液中一次性加入长链烷基酯,氟化丙烯酸酯单体与氟化溶剂,继续反应3小时;第五步,停止加热,降至室温,获得白色乳状液产品,即为低表面能含氟丙烯酸酯共聚物。本发明专利技术还提供一种疏水亲油树脂在油水分离材料中的应用。制备的疏水亲油树脂性能稳定,表面能低,具有良好的超疏水亲油性;通过浸渍涂装工艺,将低表能树脂通过化学键连方式,涂覆在分离骨架上,实现高效、长效、稳定的油水分离。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于功能高分子材料的制备及应用,特别涉及一种疏水亲油树脂的制备方 法及在油水分离材料中的应用。
技术介绍
油液含水量是燃油和液压油品质的重要指标,因为微量的水就可能导致发动机故 障,如腐蚀和堵塞空隙,促使形成积渣的微生物生长,从而堵塞喷嘴、滤清器等,因此,除去 油中微量水的油水分离材料开发至关重要。常用的油水分离方法包括:重力分离、真空脱 水、吸附和吸收、膜分离、超声分离和聚结分离。其中利用聚集纤维表面对水和油的不同亲 和作用,而分离油液中的乳化水和游离水的聚集分离法具有高效率、低成本的显著优点。如 与真空脱水法相比,聚集分离法显示出大流量分离能力和较低的能量消耗。与离心法相比, 其运行成本与维护费用较低。 聚集分离高效率的关键是涂覆在分离滤芯上的疏水亲油涂层。如CN2598612Y公 开的"一种燃油水分离介质",以金属网为骨架,分别将聚全氟乙烯粉末和特氟龙作为憎水 性涂层,用于汽车发动机燃油系统油水分离装置的滤芯系统,油水分离效果显著提高。又如 CN1721030A公开的"一种超疏水/超亲油的油水器",则在织物网上覆盖一层聚全氟硅氧烷 膜,静态水解触角超过150度。再如CN1580397A公开的"油水分离滤清器滤纸芯化学改性方 法"和CN2815470公开的"超细纤维油水分离复合滤纸",则以燃油滤纸为骨架,在其表面分 别通过化学改性在其表面涂覆上一层低表面纳米涂层,实现燃油中的水高效分离。目前这 些方法多采用高温喷涂将低表面能含氟或含硅树脂通过物理相互作用,附着在分离骨架表 面,存在工艺复杂,条件苛刻,且涂层易剥离,稳定性欠佳等缺点。CN101696312A公开的一种 疏水亲油性双组份丙烯酸树脂及其制备方法与应用。该疏水亲油性树脂的配方及重量百分 比为:A组份包括硬单体占10~15%,甲基丙烯酸高级酯占15~25%,氟化丙烯酸酯占5~ 10%,交联单体占8~15%,引发剂占1~3%,乙酸丁酯占10~25%,二甲苯占20~32% ;B组 份为异氰酸酯类固化剂,固化剂中NC0含量占固化剂总重量的10~23%。其制备方法是将将 A组份和重量百分比为A组份14~32 %的B组份混均后,制得疏水亲油性双组份丙烯酸树脂, 具有疏水亲油性能,可作为不锈钢金属网、滤纸等多孔材料的涂层,起到油水分离作用。毫 无疑问,这是所属
的一种有益的尝试。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种疏水亲油树脂的制备方法,即将氟化丙烯酸酯单体、非 氟化丙烯酸酯单体和长链丙烯酸酯通过自由基共聚合获得低表面能含氟丙烯酸酯共聚物, 即疏水亲油树脂,该树脂性能稳定,表面能低,具有良好的超疏水亲油性,能够运用于油水 分离领域。本专利技术的另一目的是提供一种疏水亲油树脂在油水分离材料中的应用,通过浸渍 涂装工艺,将低表能树脂通过化学键连方式,涂覆在分离骨架上,实现高效、长效、稳定的油 水分离。本专利技术所述的一种疏水亲油树脂的制备方法,其特征是包括以下步骤: 第一步,配制乳化剂水溶液:在装有电动搅拌器、冷凝管、n2导管和恒压滴液漏斗 的四口烧瓶中,加入水和乳化剂,通氮气,搅拌并加热升温至70°C - 85°C,恒温半小时;所述 乳化剂为十二烷基苯磺酸钠或司盘-80;第二步,滴加非氟化丙烯酸酯单体、自由基引发剂和溶剂,混合后滴加,2小时内滴 毕,再恒温反应3小时,得到混合液; 第三步,补加溶剂和引发剂,混合后加入; 第四步,在制得的混合液中一次性加入长链烷基酯,氟化丙烯酸酯单体与氟化溶 剂,混合后加入,继续反应3小时;所述氟化溶剂为三氟二氯苯甲烷、三氟三氯苯甲烷中的一 种; 第五步,停止加热,降至室温,获得白色乳状液产品,即为低表面能含氟丙烯酸酯 共聚物。 进一步,第二步滴加的非氟化丙烯酸酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸、马来酸酐、甲 基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯苯乙烯、N-甲基丙烯酰胺、对氯甲基苯乙烯、二 甲基丙烯酸乙二醇酯、邻苯二甲酸二丙烯丙酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、丙烯酸辛酯、丙烯 酸-2-乙基己酯、丙烯酸-β-羟乙酯和甲基丙烯酸-β-羟乙酯中的至少三种;第二步滴加的自 由基引发剂为偶氮二异丁氰、过氧化苯甲酰和偶氮二异庚腈中的一种;第二步滴加的溶剂 为四氢呋喃、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯中一种或多种混合液。进一步,第四步加入的长链烷基酯为甲基丙烯酸十二烷基酯,甲基丙烯酸十六烷 基酯,甲基丙烯酸十八烷基酯,丙烯酸十二烷基酯,丙烯酸十六烷基酯,丙烯酸十八烷基酯。进一步,第四步加入的氟化丙烯酸酯单体为丙烯酸四氢全氟癸酯、甲基丙烯酸四 氢全氟癸酯、甲基丙烯酸(Ν-全氟环烷基)酰胺酯、丙烯酸全氟辛基酯、氟烷基(甲基)丙烯酸 酯、甲基丙烯酸_2,2,3,3_四氟丙酯、Ν-羟乙基全氟辛酰胺甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸全氟 环烷基乙酯、丙烯酸八氟戊酯、丙烯酸三氟乙基酯、全氟辛基乙酯、丙烯酸全氟烷基酯和甲 基丙烯酸十二氟庚酯。 -种疏水亲油树脂在油水分离材料中的应用,其特征是包括以下步骤:第一步,将权利要求1所得的低表面能含氟丙烯酸酯共聚物与固化剂按NC0/0H1:1 比例(摩尔比)进行复配,并稀释到5% -10%浓度(质量浓度),得到树脂乳液;第二步,采用浸渍提拉方式在滤网基材上形成一层均匀的树脂乳液涂膜; 第三步,放入烘箱中在50°C- 120°C烘烤0.5h- 3h,使涂膜完全交联固化。进一步,所述固化剂为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6_己二异氰酸 酯、六甲基二异氰酸三聚合体、环氧树脂或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,即六种的 一种。 进一步,所述滤网基材为不锈钢筛网、尼龙筛网、滤纸或滤布。 本专利技术的有益效果:由于将具有低表面能疏水效果的疏水长链(即长链丙烯酸酯) 和含氟链段(即氟化丙烯酸酯)通过自由基乳液聚合引入到丙烯酸酯乳液微粒表面,制备出 了超疏水超亲油丙烯酸树脂,并将该树脂运用于传统滤网基材表面,并制备了具有油水分 离能力的疏水亲油滤芯,运用于油水分离中。使用方法简单,易于操作,且能实现高效、长 效、稳定的油水分离,效果显著。【具体实施方式】 实施例一:第一步,配制乳化剂水溶液;在装有电动搅拌器、冷凝管、N2导气管和恒压滴液漏 斗的四口烧瓶中,加入1〇〇份水(质量)和5份乳化剂(质量),通氮气,搅拌并加热升温至70 °c,恒温半小时;本例的乳化剂为十二烷基苯磺酸钠;第二步,在制得的乳化剂水溶液中滴加非氟化丙烯酸酯单体、自由基引发剂和溶 剂,混合后滴加,得到混合液;2小时内滴毕,再70°C恒温反应3小时;本例滴加三种非氟化丙烯酸酯单体,即甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸-2-乙基己 酯和甲基丙烯酸-β_羟乙酯(HEMA);加入总量为6.5份(质量),其中:甲基丙烯酸甲酯(_)2 份(质量),丙烯酸-2-乙基己酯3份(质量)、甲基丙烯酸-β-羟乙酯(ΗΕΜΑΗ.5份(质量); 本例滴加的自由基引发剂为偶氮二异丁氰(ΑΙΒΝ),加入量为三种非氟化丙烯酸酯 单体总量6.5份的1.5%; 本例滴加的溶剂为二甲苯和乙酸丁酯(1:1),总量为10份; 第三步,补加5份溶剂和自由基引发剂0.03份自由基引发剂,混合后加入;第四步,在制得的混合液中一次性加入长链烷基酯、氟化丙烯酸酯单体和氟化溶 剂,混合后加入;继续本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种疏水亲油树脂的制备方法,其特征是包括以下步骤:第一步,配制乳化剂水溶液:在装有电动搅拌器、冷凝管、N2导管和恒压滴液漏斗的四口烧瓶中,加入水和乳化剂,通氮气,搅拌并加热升温至70oC-85oC,恒温半小时;所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠或司盘‑80;第二步,滴加非氟化丙烯酸酯单体、自由基引发剂和溶剂,混合后滴加,2小时内滴毕,再恒温反应3小时,得到混合液;第三步,补加溶剂和引发剂,混合后加入;第四步,在制得的混合液中一次性加入长链烷基酯,氟化丙烯酸酯单体与氟化溶剂,混合后加入,继续反应3小时;所述氟化溶剂为三氟二氯苯甲烷、三氟三氯苯甲烷中的一种;第五步,停止加热,降至室温,获得白色乳状液产品,即为低表面能含氟丙烯酸酯共聚物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:陈刚才周贤杰肖定书杨清玲龚宇陈婷婷
申请(专利权)人:重庆市环境科学研究院
类型:发明
国别省市:重庆;85

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