[发明专利]一种含氟倍半硅氧烷改性环氧树脂的油水分离材料及其制备方法与应用

说明书

本发明提供一种含氟倍半硅氧烷改性环氧树脂的油水分离材料及其制备方法与应用。本发明制备方法包括步骤：将丙烯酸丙酯双酚A环氧树脂和含氟倍半硅氧烷溶于溶剂a中得到混合液；将混合液涂覆在基材表面，然后经紫外光照射处理，得到含氟倍半硅氧烷改性环氧油水分离材料。本发明制备方法简单快捷，制备周期短，耗能低，成本低，可同时对多种基材进行处理，制造出多种用于油水分离的含氟倍半硅氧烷改性环氧油水分离材料；所得材料具有较好的疏水亲油性，且化学稳定性好，应用于油水分离效果优异。

技术领域

本发明涉及一种含氟倍半硅氧烷改性环氧树脂的油水分离材料及其制备方法与应用，属于油水分离技术领域。

背景技术

水是维持人类生存的必须资源，随着人类活动的加剧和经济社会的快速发展，水资源面临的形势日趋严峻，以水资源紧张、水污染严重和洪涝灾害为特征的水危机已经成为人类可持续发展的重要制约因素。其中海上原油泄露频发以及生产生活中排放的含油废水严重污染了水环境，阻碍了水资源的循环利用。对于含油污水，传统的处理方式有热化学处理法、微波处理法、旋流分离法和超声波破乳法，以及一些物理法如重力分离、离心分离等，不仅费时费力，且易产生二次污染。相较于传统方法，膜分离技术，处理过程简单、能耗低、分离效率高且不易造成二次污染，通过使用超浸润的材料可选择性的吸收油或水。其中超疏水-超亲油型材料，因其疏水性能良好，抗污抗菌性好而广泛用于油水混合物的分离。

环氧树脂是一种非常重要的热固型树脂，环氧树脂粘结性强、固化物稳定性好、机械强度高、电绝缘性优良、收缩率及吸水率低，用作涂料、胶粘剂及高分子材料，在航空航天、电子电气、交通、水利、化工等许多部门得到广泛应用。例如防腐涂料，阻燃材料，纳米复合材料，结构胶粘剂，纤维增强聚合物，微电子和增强无碱玻璃纤维层压板。环氧树脂也可应用于油水分离，为了提高环氧树脂涂敷滤纸、海绵等基材的油水分离效率，需要提高基材表面对分离两相的选择性。研究者们多选择带有疏水基团的化合物改性基材的表面，使其具有疏水亲油性。倍半硅氧烷由于具有较低的表面能，以及特殊的分子级别的有机-无机杂化结构，被认为是表面改性剂的理想构筑单元。倍半硅氧烷组成为[RSiO_1.5]_n(R为有机基团，当n＝8时最为典型)，其以无机Si-O-Si结构为内核，外围连接改性的有机基团，为制备具有优异的疏水性和机械性能的新型表面改性剂提供了优良的平台，尤其是有机部分使其具有良好的溶解性的同时，还可以产生新的协同性能，这在实际应用中是非常重要的。中国专利文献CN107724080A公开了一种具有油水分离功能的超疏水阻燃织物及其制备方法，通过使用带有环氧基团的含氟聚合物和带有氨基基团的含硅化合物对织物改性制得。该织物通过环氧基团和氨基基团两者的反应，使含氟聚合物和含硅化合物通过交联的方式附着在织物上，使得处理后的织物具有耐久性。该织物具有亲水疏油的特性，可用于油水分离领域。但该发明制备含氟聚合物合成方法较为复杂，周期较长，耗能高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种含氟倍半硅氧烷改性环氧树脂的油水分离材料及其制备方法与应用。本发明制备方法简单快捷，制备周期短，耗能低，成本低，可同时对多种基材进行处理，制造出多种用于油水分离的含氟倍半硅氧烷改性环氧油水分离材料；所得材料具有较好的疏水亲油性，且化学稳定性好，应用于油水分离效果优异。

本发明的技术方案如下：

一种含氟倍半硅氧烷改性环氧树脂的油水分离材料，所述油水分离材料为基材和含氟倍半硅氧烷改性环氧树脂的复合物；所述含氟倍半硅氧烷改性环氧树脂为含氟倍半硅氧烷和环氧树脂经巯烯反应得到；所述环氧树脂为丙烯酸丙酯双酚A环氧树脂，具有如下所示结构：

根据本发明优选的，所述含氟倍半硅氧烷为八巯丙基倍半硅氧烷和全氟己基乙烯经巯烯反应得到。

根据本发明优选的，所述基材为滤纸、海绵或织物。

上述含氟倍半硅氧烷改性环氧树脂的油水分离材料的制备方法，包括步骤：