[发明专利]一种微量水分离膜及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及分离膜技术领域，更为具体地说，涉及一种微量水分离膜及其制备方法和应用。

背景技术

变压器设备绝缘老化是工业生产中常常遇到的问题，而影响其老化的重要原因之一便是水分。随着变压器油和绝缘材料中含水量的增加，绝缘材料的绝缘性能会直接下降并促使变压器油老化，进而影响设备运行的可靠性和设备的使用寿命。此外，变压器油和绝缘材料中的水分还能促进有机酸对铜、铁等金属的腐蚀作用，且产生的皂化物会恶化变压器油的介质损耗因数、增加变压器油的吸潮性、并且还对变压器油的氧化起到催化作用。一般认为，受潮的变压器油比干燥的变压器油老化速度要增加2-4倍，因此，变压器油在使用前必须反复过滤脱水到电气性能全部合格后方可加入变压器内。

目前，油水分离常见的方法主要有沉降法、离心法、真空减压法、吸附法和聚结分离法，其中，聚结分离法因其处理量大、成本低而得到广泛应用。聚结分离法主要是针对非均相液-液物系的分离，例如油-水的分离，它通过对分散相液滴的捕获、碰撞和聚结，使小液滴长大，然后在重力场的作用下实现两相的分离。在进行油水分离时通常会用到油水分离滤芯，而大多数的油水分离滤芯采用聚四氟乙烯喷涂金属网制备而成，由于油水分离滤芯的亲油性不好，因而在应用上受到一定的限制。另外，还有一些油水分离产品在制备时采用的是溶剂型含氟丙烯酸树脂，然而，上述油水分离产品的制备原料对环境危害较大，进而，在一定程度上制约了其发展前景。

近几年来，由于膜法具有低能耗、高效率和过滤效果稳定的优点，因而在油水分离中扮演着越来越重要的角色。但是，对于使用膜法分离变压器油中的微量水，还没有文献报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种微量水分离膜及其制备方法和应用，以分离变压器油中ppm级的微量水。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种微量水分离膜，所述微量水分离膜为双面复合滤纸的表面包覆浸渍液，所述浸渍液由改性脂肪胺固化剂、环氧树脂、溶剂和改性纳米SiO₂制备而成，且所述改性脂肪胺固化剂、所述环氧树脂、所述溶剂和所述改性纳米SiO₂的质量比为1:1～5:10～100:0.1～5。

优选地，所述溶剂为无水乙醇或二氧六环。

其中，本发明提供的微量水分离膜在制备时所选用的固化剂为挥发性小、毒性低的改性脂肪胺固化剂，优先选取改性脂肪胺Ancamine2771固化剂或改性脂肪胺Ancamine419固化剂，改性脂肪胺Ancamine2771固化剂和改性脂肪胺Ancamine419固化剂更是商业上常用的改性脂肪胺固化剂，具有更强的憎水性。环氧树脂优先选取E-44型双酚A酚醛环氧树脂或E-51型双酚A酚醛环氧树脂。

在本发明中，只要能够溶解改性脂肪胺固化剂和环氧树脂的溶剂或其他混合溶液均可作为本发明中的溶剂。在本发明中，溶剂优选的选用无水乙醇或二氧六环。

在本发明中，纳米SiO₂采用的是经二甲基聚硅氧烷改性的AEROSILR202型疏水纳米SiO₂或经二甲基二氯硅烷改性的AEROSILR974型疏水纳米SiO₂。AEROSILR202型疏水纳米SiO₂和AEROSILR974型疏水纳米SiO₂均是通过气相法将四氯化硅、氧气和氢气在高温下反应而生成气相SiO₂，再分别加入疏水改性剂二甲基聚硅氧烷、二甲基二氯硅烷即制备出两种不同型号的疏水纳米SiO₂粒子。

在本发明中，双面复合滤纸为过滤变压器油专用双面复合滤纸，该过滤变压器油专用双面复合滤纸具有更好的机械稳定性，制备出的微量水分离膜具有持久的疏水性。

本发明提供的微量水分离膜，所述微量水分离膜为双面复合滤纸的表面包覆浸渍液，所述浸渍液由改性脂肪胺固化剂、环氧树脂、溶剂和改性纳米SiO₂制备而成，且所述改性脂肪胺固化剂、所述环氧树脂、所述溶剂和所述改性纳米SiO₂的质量比为1:1～5:10～100:0.1～5。本发明提供的微量水分离膜通过在浸渍液中加入改性纳米SiO₂后，使得微量水分离膜的表面呈现为低能表面，微量水分离膜与高极性的水分子接触后会发生硅氧链向界面的缓慢迁移现象，进而增大微量水分离膜与水的接触角，从而能够有效地分离油水。本发明提供的微量水分离膜的原料环保，不含氟，复合绿色化学生产的要求。