[发明专利]一种用于油水分离的水凝胶涂层的制备方法

说明书

本发明属于油水分离技术领域，公开了一种用于油水分离的水凝胶涂层的制备方法。所述用于油水分离的水凝胶涂层制备方法为：首先用碱液浸泡不锈钢网，然后将不锈钢网浸入硅烷偶联剂改性液中，再将不锈钢网置于含有丙烯酰胺和甲基丙烯酸的水凝胶前驱液中，最后以表面催化引发的自由基聚合为主，以热引发的自由基聚合为辅，制得油水分离涂层。本申请提供的方法简单快捷、成本低廉，所制备的用于油水分离的水凝胶涂层具有超亲水和水下超疏油性能，保证油水分离效率高达99%以上。并且所得用于油水分离的水凝胶涂层还具有性能稳定、循环稳定性高、回收性能好、自清洁、重复性高等优点。

技术领域

本发明属于油水分离技术领域，具体来说涉及一种用于油水分离的水凝胶涂层的制备方法和应用。

背景技术

随着人类社会的发展以及科学技术的进步而带来的环境恶化问题已经成为世界性问题。问题来自于各种工业以及生活用水中的含油废水的排放量增加，以及频繁的漏油事故，这些无疑加剧了水环境的污染。因此，人们对于高效、稳定、便捷的油水分离技术或材料越来越重视。用于油水分离的水凝胶涂层，因水凝胶自身的超亲水、水下超疏油等特性，十分适合作为油水分离的材料，但是将水凝胶材料涂覆到基材上是一个复杂的过程，现有用于油水分离的用于油水分离的水凝胶涂层技术基本都是需要将金属网浸没于水凝胶前驱液后缓慢移出，这使得十分有限的前驱液粘附在金属网上参与聚合，使得水凝胶涂层厚度很难控制。并且该过程操作繁琐，稍有倾斜或抖动便会使涂层不均，最终影响实际的油水分离。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明首要目的在于提供一种操作简单、重复性高的用于油水分离的水凝胶涂层制备技术。

本发明的另一目的是提供上述制备方法获得的用于油水分离的水凝胶涂层，该涂层具有超亲水和水下超疏油的性质，涂层具备耐用、寿命长、耐水流冲击、自清洁、低油黏附性、可在室温下长期保存以及良好的循环稳定性和回收性能，可实际应用于食品、石化等行业的防油污染和油污水处理过程以及海洋的油污治理。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种用于油水分离的水凝胶涂层的制备方法，包括以下步骤：

第1步，不锈钢金属网的预处理：将不锈钢金属网基材浸泡在氢氧化钠溶液中 30~60 min，取出后立即用去离子水清洗 3 次；

第 2 步，不锈钢金属网的表面改性：将第 1 步所得的不锈钢金属网基材置于硅烷偶联剂改性液中 4~12 h，取出后立即用无水乙醇清洗 3 次，烘干处理，得到表面改性后的不锈钢金属网；

第 3 步，水凝胶前驱液的配制：按重量份计，取 85~90 份去离子水、 1.5~7 份丙烯酰胺、 1.5~7 份 α甲基丙烯酸、 0.5~1 份N,N'－亚甲基双丙烯酰胺、 0.95~1.9 份过硫酸钾或过硫酸铵、 0.05~0.1 份四甲基乙二胺，搅拌均匀后，得到水凝胶前驱液；

第 4 步，用于油水分离的水凝胶涂层的制备：将第 2 步所得不锈钢金属网置于第 3 步所得水凝胶前驱液中，于水浴锅中反应 4~6 h，取出后用去离子水浸泡 4~12 h直到溶胀平衡，得到用于油水分离的水凝胶涂层。

在一个实施方式中，在第 1 步中，将不锈钢网浸泡在质量分数为 10~20 %的氢氧化钠水溶液中。

在一个实施方式中，在第 1 步中，所述不锈钢网的目数为100~400 目。

在一个实施方式中，在第 1 步中，所述不锈钢网为平纹编织或斜纹编织。

在一个实施方式中，在第 2 步中，按重量份计，所述硅烷偶联剂改性液由 75~80份无水乙醇、 15~20 份去离子水、 1~5 份3-（异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、 0.1~0.2份乙酸。

在一个实施方式中，在第 2 步中，烘干处理的温度为 70~110 ℃，时间为 1~2 h。