[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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CN 2598612Y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NCO 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， 这是所属技术领域的一种有益的尝试。

发明内容

本发明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。

本发明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。

本发明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℃－85℃， 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。