一种废弃织物、废弃聚苯乙烯和建筑垃圾综合利用制备的疏水材料及其制备方法、应用技术

本发明专利技术公开了一种废弃织物、废弃聚苯乙烯和建筑垃圾综合利用制备的疏水材料及其制备方法、应用，属于再生利用制备新材料技术领域。该疏水材料包括具有编织纤维结构的基底和由聚苯乙烯及含硅细粉制成的涂层，优选所述疏水材料的接触角为110

【技术实现步骤摘要】
一种废弃织物、废弃聚苯乙烯和建筑垃圾综合利用制备的疏水材料及其制备方法、应用


[0001]本专利技术属于再生利用制备新材料
，涉及废物回收利用、油水分离和新材料领域领域，特别是涉及一种废弃织物、废弃聚苯乙烯和建筑垃圾综合利用制备的疏水材料及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]随着社会的发展，快递、基础设施建设、人们的衣服更新换代等的速度越来越快，由此产生大量的废弃快递包装盒、泡沫箱、建筑垃圾和废弃衣物，对它们进行回收再利用尤为重要。例如，聚苯乙烯泡沫箱由于其保温性能，被广泛应用于生鲜水果产品的快递包装。废弃的聚苯乙烯泡沫箱不容易降解，燃烧产物容易致癌，易破碎成小块，沉积或漂浮在水面上，容易被陆地和水生动物吞食，危害极大。建筑垃圾包含废弃砖、墙体拆除废物等，露天堆放不仅容易产生飞尘，还侵占土地，产生土壤沙化等问题。综上，如何寻找新的途径，开发上述废弃物的综合利用具有重要的意义。
[0003]解决油类水污染对于生态环境具有重要意义。制备超疏水/超亲油材料是目前油水分离方法中最有效的方法之一，它具有简单有效、容易操作、低能耗、对环境污染小等优点。超疏水/超亲油油水分离膜的制备需要低表面能的化学组分和粗糙表面。现有的超疏水/超亲油油水分离膜是通过利用含氟化合物等具有低表面能的化学组分，来源一般为直接购买或由其他化学试剂制得，容易对环境造成二次污染。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种废弃织物、废弃聚苯乙烯和建筑垃圾的综合利用制备的超疏水材料及其制备方法，采用废旧衣物为膜基底，通过对提供低表面能的PS和构建表面粗糙度的微米级含硅细粉的浓度调控，实现对废弃织物表面润湿性的调控。
[0005]利用废弃物作为原料制备超疏水/超亲油油水分离膜时，聚苯乙烯(PS)作为提供低表面能的物质，建筑垃圾制成的含硅细粉提供表面粗糙度，废弃织物作为基底材料。将聚苯乙烯(PS)泡沫箱溶解，制备PS溶液，为超疏水超亲油膜提供低表面能的表面化学组成；建筑垃圾进行粉碎，制成微米级含硅细粉，作为构建表面粗糙度原料，分散在PS溶液中制备了疏水改性浸涂液；将废弃织物作为基底材料，在浸涂液中浸泡、烘干后可以得到超疏水的织物，且可以调控二者的质量浓度来调控改性废弃棉织物的疏水性能。
[0006]本专利技术的第一方面在于公开一种废弃织物、废弃聚苯乙烯和建筑垃圾综合利用制备的疏水材料，包括具有编织纤维结构的基底和由聚苯乙烯及含硅细粉制成的涂层，优选所述疏水材料的接触角为110
‑
160
°
。
[0007]在本专利技术的一些实施方式中，所述述含硅细粉为微米级含硅细粉。
[0008]在本专利技术的一些实施方式中，所述具有编织纤维结构的基底的原料为废弃的纯棉衣物、床单或毛巾。
[0009]在本专利技术的一些实施方式中，所述聚苯乙烯的原料为废弃的隔热泡沫、快递保温箱或泡沫饭盒。
[0010]在本专利技术的一些实施方式中，所述含硅细粉的原料为建筑垃圾。比如废弃砖、墙体拆除废物等。
[0011]在本专利技术的一些实施方式中，所述聚苯乙烯与含硅细粉的重量比例为(0.4
‑
1.6)：(0.02
‑
0.2)，可以为0.4：0.02、1.6：0.02、0.4：0.1、0.8：0.2。
[0012]本专利技术的第二方面在于公开第一方面所述的废弃织物、废弃聚苯乙烯和建筑垃圾综合利用制备的疏水材料的制备方法，包括以下步骤：
[0013]S01，制备聚苯乙烯溶液；
[0014]S02，制备含硅细粉；
[0015]S03，将所述含硅细粉与聚苯乙烯溶液混合，得到浸涂液；
[0016]S04，将具有编织纤维结构的基底浸泡在所述浸涂液中，干燥，得到所述疏水材料。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，S01中，所述聚苯乙烯溶液中，聚苯乙烯的含量为20
‑
200mg/mL。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，S01中，所述聚苯乙烯溶液的溶剂为甲苯、苯或二氯甲烷中的一种或多种。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，S01中，聚苯乙烯和溶剂混合后，常温搅拌5
‑
60min，超声5
‑
30min。
[0020]在本专利技术的一些实施方式中，S01中，还包括去离子水清洗并干燥聚苯乙烯的原料的步骤。
[0021]在本专利技术的一些实施方式中，，S02中，所述含硅细粉的粒径为1
‑
100μm；
[0022]在本专利技术的一些实施方式中，S02中，用球磨0.5
‑
2h得到所述含硅细粉。
[0023]在本专利技术的一些实施方式中，S03中，每0.01
‑
0.2g所述含硅细粉与10ml所述聚苯乙烯溶液混合。
[0024]在本专利技术的一些实施方式中，S03中，含硅细粉与聚苯乙烯溶液混合后，常温搅拌超声5
‑
60min。
[0025]在本专利技术的一些实施方式中，S04中，所述浸泡的时间为5
‑
30min。
[0026]在本专利技术的一些实施方式中，S04中，所述干燥为30℃干燥30
‑
180min，优选利用冷凝回流回收所述浸涂液中的溶剂。
[0027]在本专利技术的一些实施方式中，S04中，还包括去离子水清洗并干燥具有编织纤维结构的基底的原料的步骤
[0028]本专利技术的第三方面在于公开第一方面所述的废弃织物、废弃聚苯乙烯和建筑垃圾综合利用制备的疏水材料在油水分离中的应用。
[0029]在本专利技术的一些实施方式中，将得到的疏水材料置于两个自制的油水分离装置中间，用钢夹夹紧，用于油水混合物的分离。
[0030]本专利技术的有益效果：
[0031]本专利技术采用废弃的衣物、床单、毛巾等具有编织纤维结构的材料作为基底，利用废弃聚苯乙烯具有低表面能的性质，以及建筑垃圾粉碎的含硅细粉构筑表面微纳米粗糙结构改善材料润湿性，得到了疏水/亲油织物，制得的疏水织物接触角110
‑
160
°
，把制备得到的
疏水织物夹在油水分离装置中间，装置倾斜角度为10
°
，在自然状态下可实现对花生油(食用油)
‑
水混合物的分离。本专利技术为废物再利用制备功能材料提供了一个新的方案。该方法简单高效，绿色无污染，为废弃织物、废弃聚苯乙烯和建筑垃圾提供了一种综合利用的方法。
附图说明
[0032]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
[0033]图1为实施例一中空白织物和制备的疏水织物的水润湿性数码照片(水滴被亚甲基蓝染成蓝色，图中显示为深色)；
[0034]图2为实施例一空白样品和制备的疏水织物的扫描电镜照片；
[0035]图3为实施例二制备的疏水织物的水接触角图片；
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废弃织物、废弃聚苯乙烯和建筑垃圾综合利用制备的疏水材料，其特征在于，包括具有编织纤维结构的基底和由聚苯乙烯及含硅细粉制成的涂层，优选所述疏水材料的接触角为110
‑
160
°
。2.根据权利要求1所述的疏水材料，其特征在于，所述述含硅细粉为微米级含硅细粉。3.根据权利要求1或2所述的疏水材料，其特征在于，所述具有编织纤维结构的基底的原料为废弃的纯棉衣物、床单或毛巾；和/或，所述聚苯乙烯的原料为废弃的隔热泡沫、快递保温箱或泡沫饭盒；和/或，所述含硅细粉的原料为建筑垃圾。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的疏水材料，其特征在于，所述聚苯乙烯与含硅细粉的重量比例为(0.4
‑
1.6)：(0.02
‑
0.2)。5.一种根据权利要求1
‑
4任一所述的废弃织物、废弃聚苯乙烯和建筑垃圾综合利用制备的疏水材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S01，制备聚苯乙烯溶液；S02，制备含硅细粉；S03，将所述含硅细粉与聚苯乙烯溶液混合，得到浸涂液；S04，将具有编织纤维结构的基底浸泡在所述浸涂液中，干燥，得到所述疏水材料。6.根据权利要求5所述的的制备方法，其特征在于，S01中，所述聚苯乙烯溶液中，聚苯乙烯的含量为20
‑
200mg/mL；和/或，S01中，所述聚苯乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭振峰，高峰，陈洪胜，黎锦兴，曲江英，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：