渗透汽化膜及其制备方法以及涂装废水的处理方法技术

本申请涉及废水处理领域，公开一种渗透汽化膜及其制备方法以及涂装废水的处理方法。渗透汽化膜，按重量份数计包括以下原料：聚乙二醇接枝二氧化硅纳米粒子0.5‑5份、聚二甲基硅氧烷5‑20份、交联剂0.5‑3份和催化剂0.1‑1份。该渗透汽化膜的稳定性更高，且易于实现大面积渗透汽化膜的制备。利用该渗透汽化膜处理含醇醚类的涂装废水，处理效果更优。

【技术实现步骤摘要】
渗透汽化膜及其制备方法以及涂装废水的处理方法
本申请涉及废水处理领域，特别涉及一种渗透汽化膜及其制备方法以及涂装废水的处理方法。
技术介绍
在工业制造过程中常需要对零部件、半成品、产品等进行喷漆处理。如汽车制造过程中需经过多道、多次的喷漆涂装工序。在使用机器人喷枪对汽车进行连续喷漆过程中，需要频繁的对喷枪进行清洗，所使用的清洗剂是一类含醇醚类的表面活性剂溶液，如乙二醇单丁醚溶液，这将产生一定量的含喷漆和醇醚类表面活性剂、且有机物浓度高达10％的喷漆洗枪废液，其中醇醚类表面活性剂的浓度在7％左右。涂装废液具有有机物浓度高、且难生化处理的特点。针对这类废液，人们开发了电解、芬顿反应、臭氧氧化、反渗透、纳滤、超滤、MBR和蒸发等化学和物理处理方法。但目前针对含醇醚类表面活性剂7％左右、且有机物浓度高达10％的喷漆洗枪废液，因其有机物浓度过高，作为危废处置，每吨处理成本高达5000～6000元。而常规水处理技术方案无法实现处理。渗透汽化技术脱有机物膜对该类溶剂-水体系具有较好的分离效果，所分离获得浓缩液具有纯溶剂-水的特点，且浓度较高，达到减量和资源化的效果，所处理后的出水在进入系统有效降低污水站的处理负荷。目前使用最多的就是聚硅氧烷复合膜(PDMS)，但是该类膜制备过程中存在分散不均，膜性能不稳定的问题。而采用化学交联、接枝法对PDMS膜进行改性，存在过程较复杂，不易放大等问题。
技术实现思路
本申请公开了一种渗透汽化膜及其制备方法以及涂装废水的处理方法，以解决现有PDMS膜性能不稳定且制备工艺复杂的问题。为达到上述目的，本申请提供以下技术方案：第一方面，本申请提供一种渗透汽化膜，按重量份数计包括以下原料：聚乙二醇接枝二氧化硅纳米粒子0.5-5份、聚二甲基硅氧烷5-20份、交联剂0.5-3份和催化剂0.1-1份。进一步地，所述渗透汽化膜的厚度为50-150μm。第二方面，本申请提供一种渗透汽化膜的制备方法，包括以下步骤：将聚乙二醇接枝二氧化硅纳米粒子、聚二甲基硅氧烷、交联剂和催化剂混合均匀，经真空脱泡处理后得到铸膜液；将所述铸膜液涂覆于基膜的表面，干燥后得到所述渗透汽化膜。进一步地，所述聚乙二醇接枝二氧化硅纳米粒子利用以下方法制备得到：将SiO2纳米粒子、二异氰酸酯、去离子水和低分子量聚乙二醇混合得到悬浮液；其中，所述低分子量聚乙二醇的分子量小于2000；将所述悬浮液在水浴条件下加热至60-80℃搅拌反应1.5-2.5h，然后加入盐酸溶液继续搅拌反应2.5-4h后冷却至室温，固液分离后得到所述聚乙二醇接枝二氧化硅纳米粒子。进一步地，以每100ml所述去离子水为基准计，所述聚乙二醇接枝二氧化硅纳米粒子的添加量为1.0-3.0g，所述二异氰酸酯的添加量为0.1-1.0g，所述低分子聚乙二醇的添加量为1.0-10g。进一步地，所述盐酸的浓度为0.3-0.4g/ml；以每100ml所述去离子水为基准计，所述盐酸的添加量为0.1-0.5ml。进一步地，在制备所述铸膜液的过程中，按重量份数计，聚乙二醇接枝二氧化硅纳米粒子的添加量为0.5-5份、聚二甲基硅氧烷5-20份、交联剂0.5-3份和催化剂0.1-1份。第三方面，本申请提供一种利用如本申请第二方面制备方法得到的渗透汽化膜。第四方面，本申请提供一种涂装废水的处理方法，包括以下步骤：利用渗透汽化装置对涂装废水进行处理；其中，所述渗透汽化装置包括如本申请第三方面的渗透汽化膜。进一步地，所述涂装废水中乙二醇单丁醚含量为6.5～7.5wt％，总有机物含量为9.5～11.5wt％的废液。进一步地，所述渗透汽化装置中，装填的所述渗透汽化膜的总面积为13-15m2。采用本申请的技术方案，产生的有益效果如下：本申请提供的渗透汽化膜，以聚乙二醇接枝SiO2纳米粒子掺杂PDMS制备渗透汽化膜，由于聚乙二醇接枝SiO2纳米粒子表面接枝有低分子量的聚乙二醇，其与PDMS具有较高的相容性，由此，聚乙二醇接枝SiO2纳米粒子在PDMS中的分散性更好，所制备的渗透汽化膜的稳定性更高，且易于实现大面积渗透汽化膜的制备。利用该渗透汽化膜处理含醇醚类的涂装废水，处理效果更优。另外，与现有的化学氧化、或反渗透、纳滤、蒸发等方法相比，采用本申请提供的制备方法制备的渗透汽化膜，聚乙二醇接枝SiO2纳米粒子在PDMS中的分散性更好，所制备的渗透汽化膜的稳定性更高，且易于实现大面积渗透汽化膜的制备。利用该渗透汽化法处理涂装废水，具有设备投资较小、处理成本低以及处理效果好等优点。附图说明图1为本申请各实施例所制备的聚醚低聚物接枝SiO2纳米粒子的TEM图；图2为本申请各实施例所制备的聚醚低聚物接枝SiO2纳米粒子的热失重曲线图。图3为本申请各实施例所制备的聚醚低聚物接枝SiO2纳米粒子在DMAc溶液中的分散性照片；图4为本申请各实施例所制备渗透汽化膜的表面SEM图；图5为本申请各实施例所制备渗透汽化膜的断面SEM图；图6为本申请各实施例所制备渗透汽化膜的红外光谱图。具体实施方式下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。需要说明的是：本申请中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有实施方式以及优选实施方法可以相互组合形成新的技术方案。本申请中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。本申请中，如果没有特别的说明，百分数(％)或者份指的是相对于组合物的重量百分数或重量份。本申请中，如果没有特别的说明，所涉及的各组分或其优选组分可以相互组合形成新的技术方案。本申请中，除非有其他说明，数值范围“a～b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“6～22”表示本文中已经全部列出了“6～22”之间的全部实数，“6～22”只是这些数值组合的缩略表示。本申请所公开的“范围”以下限和上限的形式，可以分别为一个或多个下限，和一个或多个上限。本申请中，除非另有说明，各个反应或操作步骤可以顺序进行，也可以按照顺序进行。优选地，本文中的反应方法是顺序进行的。除非另有说明，本文中所用的专业与科学术语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法或材料也可应用于本申请中。针对机器人涂装所产生的水性废溶剂，传统水处理技术无法满足处理要求，渗透汽化膜可以作为预处理技术分离废液中的有机物和水。渗透汽化膜技术处理该类涂装废液的关键材料为有机硅聚合物，尤其是聚二甲基硅氧烷(PDMS)，因为其化学稳定性较好、疏水性较强，是目前研究较多的一类透醇醚类有机物膜材料。然而，PDMS膜在制膜过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种渗透汽化膜，其特征在于，按重量份数计包括以下原料：/n聚乙二醇接枝二氧化硅纳米粒子0.5-5份、聚二甲基硅氧烷5-20份、交联剂0.5-3份和催化剂0.1-1份。/n

【技术特征摘要】
1.一种渗透汽化膜，其特征在于，按重量份数计包括以下原料：
聚乙二醇接枝二氧化硅纳米粒子0.5-5份、聚二甲基硅氧烷5-20份、交联剂0.5-3份和催化剂0.1-1份。


2.根据权利要求1所述的渗透汽化膜，其特征在于，所述渗透汽化膜的厚度为50-150μm。


3.一种渗透汽化膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将聚乙二醇接枝二氧化硅纳米粒子、聚二甲基硅氧烷、交联剂和催化剂混合均匀，经真空脱泡处理后得到铸膜液；
将所述铸膜液涂覆于基膜的表面，干燥后得到所述渗透汽化膜。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇接枝二氧化硅纳米粒子利用以下方法制备得到：
将SiO2纳米粒子、二异氰酸酯、去离子水和低分子量聚乙二醇混合得到悬浮液；其中，所述低分子量聚乙二醇的分子量小于2000；
将所述悬浮液在水浴条件下加热至60-80℃搅拌反应1.5-2.5h，然后加入盐酸溶液继续搅拌反应2.5-4h后冷却至室温，固液分离后得到所述聚乙二醇接枝二氧化硅纳米粒子。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，以每10...

【专利技术属性】
技术研发人员：何龙，黄思远，黄磊，姚迎迎，张静，尹竞，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31