[发明专利]一种油水分离易清洁无机纳米涂层及其制备方法

说明书

本发明提供一种油水分离易清洁无机纳米涂层及其制备方法，按重量份数计，包括氟硅树脂1.0～1.5份、氟代有机物55.4～60份、丙二醇甲醚40.6～42份、乙二醇2.0～2.5份、乙二醇丁醚0.1～0.5份、硅酸酯1.0～5.0份和无机纳米粒子0.1～60份。本发明采用氟硅树脂和全氟丁基甲醚作为基底材料，不仅对环境友好成本低，且无毒无污染，可实现油水分离，同时具备自清洁功能。

技术领域

本发明涉及化工涂料技术领域，涉及一种油水分离易清洁无机纳米涂层及其制备方法。

背景技术

石油开采、石油化工、化工、交通运输、机械加工、纺织、皮革、医药、食品制造等行业每天都在排放出大量的含油污水。据报道，每年世界上约有500～1000万吨油类通过各种途径流入海洋。由于含油污水的化学耗氧量(COD)高，含油量大，对环境污染严重，特别是近几年发生的漏油事件，更是对我们赖以生存的环境和人类健康造成了巨大危害。对含油污水进行有效的分离和处理既有科学价值，又有社会意义。

超疏水表面一般指水滴在其接触角大于150°，滚动角小于10°的表面。它具有自清洁、抗粘附、防雾抑菌、防水等优良特性，因而超疏水材料在防水衣物、外墙涂料、电子元器件、管道微流、油水分离、生物医用等领域展现出了十分广泛的应用前景。具有超疏水超亲油特性的油水分离涂层具有分离过程简洁、分离效率高的特点，与传统油水分离技术相比拥有更好的发展前景。然而，目前超疏水表面的制备方法不仅工艺复杂、成本高昂，而且超疏水涂层表面的微纳结构极易被破坏，在油水分离过程中会导致涂层表面失去其超疏水特性，从而影响油水分离的效果。

再加之近年来，研究者通过研究具有自清洁功能的荷叶的表面拓扑结构，发现荷叶微观表面非常粗糙，且由超疏水性物质组成，于是，人们开始制备具有特殊浸润性和粗糙表面的油水分离涂层，并利用这种特殊分离涂层进行油水分离。

因此，发明一种油水分离易清洁无机纳米涂层以及该涂层的简单易行的制备方法势在必行。

发明内容

本发明目的在于提供一种油水分离易清洁无机纳米涂层及其制备方法，采用氟硅树脂和全氟丁基甲醚作为基底材料，不仅对环境友好成本低，且无毒无污染，可实现油水分离，同时具备自清洁功能。

本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供一种油水分离易清洁无机纳米涂层，包括氟硅树脂、氟代有机物、丙二醇甲醚、乙二醇、乙二醇丁醚、硅酸乙酯和无机纳米粒子。

进一步地，按重量份数计，氟硅树脂1.0～1.5份、氟代有机物55.4～60份、丙二醇甲醚40.6～42份、乙二醇2.0～2.5份、乙二醇丁醚0.1～0.5份、硅酸酯1.0～5.0份和无机纳米粒子0.1～60份。

进一步地，按重量份数计，氟硅树脂1.0～1.4份、氟代有机物55.4～55.8份、丙二醇甲醚40.6～41.0份、乙二醇2.0～2.4份、乙二醇丁醚0.1～0.3份、硅酸酯1.0～5.0份和无机纳米粒子0.1～60份。

进一步地，所述氟代有机物为全氟三丙胺或全氟丁基甲醚，其中氟代有机物中氟的强吸电子能力，具有优越的热稳定性，独特的低表面自由能和较低的粘度，对本发明制备的无机纳米涂层性能具有较优的改善作用。

进一步地，所述无机纳米粒子包括二氧化硅纳米粒子、二氧化钛纳米粒子、氧化铝纳米粒子、氧化锌纳米粒子、氧化石墨烯纳米粒子中的一种或多种的组合。所述无机纳米粒子的粒径为10～200nm。

进一步地，所述硅酸酯包括正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、正硅酸异丙酯、正硅酸丁酯中的一种或多种的组合。

进一步地，本发明所制备的油水分离易清洁无机纳米涂层中样品的固含量在1.0～1.4％，固含量测试条件为样品在160摄氏度烘箱内烘4小时。

另一方面，本发明提供一种油水分离易清洁无机纳米涂层的制备方法，包括以下步骤：