一种超疏水亲油布熔喷PP非织造材料的制备方法与流程

一种超疏水亲油布熔喷pp非织造材料的制备方法
技术领域
1.本发明属于油水分离领域，具体涉及一种超疏水亲油熔喷pp非织造材料的制备方法


背景技术：

2.水是人类活动中不可或缺的自然资源。然而，随着商业的高速发展和工业体系的完善，海上石油运输泄漏的现象频频发生。这给生态系统甚至是人类带来了严重的破坏。根据相关数据报道，每年石油泄漏对海洋生态坏境造成的破坏高达130多亿美元。目前，常见的油水分离技术主要有生物氧化法、化学法、就地焚烧法和物理分离法。
3.这些方法对油水分离有一定的作用，但也存如效率低、成本高、可能造成二次环境污染、不能实现工业化生产、材料成本高、选择的试剂对环境有害等问题。因此，制备出可重复使用、吸油倍率高、绿色无污染的吸油材料很有必要。但是现有改性熔喷pp非织造材料的吸油率只能达到25倍左右，距离市场要求仍然有一定距离。因此，本发明采用一种新颖的熔喷pp非织造材料改性技术，以制备高效吸油材料，满足日益增长的市场需求。纳米sio2是一种重要的无机材料，可增加材料的力学性能，提高涂料的低耐候性、低悬浮稳定性、低毒性和低耐洗性，可以赋予材料粗糙表面，提高材料的强度，不破坏环境。pdms是一个种具有拒水作用的有机硅材料，它的表面能仅低于含氟材料。不但可以赋予超疏水材料优良的柔性，而且可用于纳米颗粒的一种粘结剂，因此利用pdms与msio2混合来制备超疏水表面涂层。熔喷pp非织造材料由于特殊的结构和低廉的价格被广泛运用于吸油材料。相对于其它吸油材料，熔喷pp非织造材料具有质量轻、无毒无污染、方便储存，耐酸碱、亲油性等优势，因此是制备绿色超疏水亲油材料理想选择。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种超疏水亲油熔喷pp非织造材料的制备方法
5.本发明的另外一个目的是，提供上述方法获得一种超疏水超亲油非织造材料。
6.本发明目的通过下述方案实现：一种超疏水亲油pdms@msio
2-pp熔喷非织造材料的制备方法。以熔喷pp非织造材料为原料，在熔喷pp纤维表面负载改性sio2(简记为msio2)和低表面能物质聚二甲基硅氧烷(pdms)制备超疏水超亲油复合非织造材料。包括下述步骤：
7.(1)熔喷pp非织造材料的制备：在料仓中放入适宜的pp母粒，让使其进入螺杆挤压机，在高温作用下通过挤压机进行熔融后送入计量泵装置，以适当的流速送到纺丝模头，在热风高速牵伸作用下喷出超细pp纤维，利用不同于传统熔喷工艺的较长接收距离进行纤维接收，在低速吸风装置作用下，在成网帘/接收网帘上沉积成相对蓬松的熔喷pp超细纤维絮片。由于纤维基本上已经冷却，不会自粘合成传统熔喷的坚硬片材。制备过程中热空气温度为260～310℃，经过表面热粘合后获得较为丰厚蓬松的絮片，具有足够的机械强力。
8.(2)msio2的制备：在无水乙醇溶液中加入适量kh560，然后用磁力搅拌器搅拌30～
60分钟以保证kh560完全水解，然后将一定量sio2粉体放在烘箱中烘干，温度设置为80～100℃，时间为1～2h，待完全烘干后添加到kh560无水乙醇混合溶液中，随后加入适量ch3cooh调节溶液的ph，最后超声30～60min使之混合均匀。经过3～8小时的时间反应后，用离心机将反应后的混合液转速离心10～30min，把上层液体倒去，再用无水乙醇超声清洗固相，去除未反应完的kh560，随后将其烘干，研磨成粉末后封存备用，以获得msio2粉末。
9.(3)msio
2-pp熔喷非织造材料的制备：为了去除熔喷非织造材料表面杂质油污，采用去离子水、无水乙醇对其分别超声清洗，在烘箱中干燥备用。取一定量msio2/无水乙醇混合溶液，其中msio2质量为0.4～1.2g，放入超声波细胞粉碎机中分散10～30min，将熔喷非织造材料分别放入其中，在水浴恒温震荡器中震荡3～6h，将msio2熔喷非织造材料用去离子水冲洗后在烘箱中干燥最后密封保存待用。
10.(4)pdms@msio
2-pp熔喷非织造材料的制备：将质量为0～1.2g的pdms和teos按10:1的比例溶解在一定量无水乙醇中，并加入适量催化剂，记为溶液a。将msio
2-pp熔喷非织造材料浸入溶液a中，使用保鲜膜封住烧杯防止无水乙醇挥发，将其置于水浴恒温震荡器中常温震荡3～6h，将震荡结束后的熔喷非织造材料用去离子水冲洗后先在室温下固化0.8～1h，再在烘箱中干燥，最后密封保存待用。具体的，熔喷pp非织造材料的热空气牵伸温度为260～310℃。
11.在上述方案基础上，所述msio2纳米颗粒直径为7-40nm。
12.将0.8～1.2g sio2纳米颗粒分散在0.2～0.6g的硅烷偶联剂kh560中，并超声30～60min，得到msio2。msio2加入量为0.4～1.2g。
13.msio2超声分散10～30min，将熔喷pp非织造材料分别放入水浴恒温震荡器中震荡3～6h。
14.步骤2)中，采用细胞破碎机超声分散纳米颗粒。
15.步骤4)中，pdms和teos按10:1的质量比进行溶解。
16.本发明有益之处在于：制备方法简单，可操作性强，双层复合技术，使超疏水亲油pdms@msio
2-pp熔喷非织造材料中纳米颗粒均匀分布在纤维上，通过pdms包覆，使熔喷纤维和msio2纳米颗粒结合紧密，材料稳定性强，通过两层复合技术制备了具有优异的超疏水、超亲油材料，且绿色无污染，具有很好的实用价值。
附图说明
17.图1为材料结构示意图。其中，1表示pp纤维；2表示msio2颗粒；3表示pdms膜。
具体实施方式
18.结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
19.实施例1
20.一种超疏水亲油布熔喷pp非织造材料的制备方法，具体操作如下：
21.1)熔喷pp非织造材料非织造材料的制备：在喂料斗中放入适量的熔喷pp母粒，让其进入螺杆挤压机，在高温作用下通过挤压机熔融后送入计量泵装置，以适当的流速送到纺丝模头，在热风高速牵伸作用下，喷出的纤维以较长的哦接收距离下落到成网帘上；在低
速成网帘吸风装置作用下，熔喷pp纤维基本已经冷却，不易靠自身温度相互粘合。因此，形成的是丰厚蓬松的非织造材料，再经过表面热粘合后便可得到孔隙率较高的熔喷pp非织造材料；制备过程中热空气温度为280℃，接收距离为300mm。
22.2)msio2的制备：在无水乙醇溶液中加入适量kh560，然后用磁力搅拌器搅拌30分钟以保证kh560完全水解，然后将一定量sio2粉体放在烘箱中烘干，温度设置为85℃，时间为1h，待完全烘干后添加到kh560无水乙醇混合溶液中，随后加入适量ch3cooh调节溶液的ph，最后超声40min使之混合均匀。经过3小时的时间反应后，用离心机将反应后的混合液转速离心15min，把上层液体倒去，再用无水乙醇超声清洗固相，去除未反应完的kh560，随后将其烘干，研磨成粉末后封存备用，以获得msio2粉末。
23.3)msio
2-pp熔喷非织造材料的制备：为了去除熔喷pp非织造材料表面杂质油污，采用去离子水、无水乙醇对其分别超声清洗，在烘箱中干燥备用。取一定量msio2/无水乙醇混合溶液，其中msio2质量为0.46g，放入超声波细胞粉碎机中分散20min，将熔喷非织造材料分别放入其中，在水浴恒温震荡器中震荡3h，将msio2熔喷非织造材料用去离子水冲洗后在烘箱中干燥，最后密封保存，等待后续测试。
24.4)pdms@msio
2-pp熔喷非织造材料的制备：将质量为0.6g的pdms和teos按10:1的比例溶解在一定量无水乙醇中，并加入适量催化剂，记为溶液a。将msio
2-pp熔喷非织造材料浸入溶液a中，使用保鲜膜封住烧杯防止无水乙醇挥发，将其置于水浴恒温震荡器中常温震荡4h，将震荡结束后的熔喷pp非织造材料用去离子水冲洗后先在室温下固化0.8h，再在烘箱中干燥，最后密封保存待用。
25.吸油测试结果发现，所pdms@msio
2-pp熔喷非织造材料的水接触角为151.35度，吸油率为：石蜡油32.16倍，机油33.54倍，食用油36.17倍。
26.实施例2
27.一种超疏水亲油布熔喷pp非织造材料的制备方法的制备方法，具体操作如下：
28.1)熔喷pp非织造材料非织造材料的制备：在喂料斗中放入适量的熔喷pp母粒，让其进入螺杆挤压机，在高温作用下通过挤压机熔融后送入计量泵装置，以适当的流速送到纺丝模头，在热风高速牵伸作用下，喷出的纤维以较长的接收距离下落到成网帘上；在低速成网帘吸风装置作用下，熔喷pp纤维基本已经冷却，不易靠自身温度相互粘合。因此，形成的是丰厚蓬松的非织造材料，再经过表面热粘合后便可得到孔隙率较高的熔喷pp非织造材料；制备过程中热空气温度为300℃，接收距离为400mm。
29.2)msio2纳米颗粒的制备：在无水乙醇溶液中加入适量kh560，然后用磁力搅拌器搅拌45分钟以保证kh560完全水解，然后将一定量sio2纳米粉体放在烘箱中烘干，温度设置为95℃，时间为2h，待完全烘干后添加到kh560无水乙醇混合溶液中，随后加入适量ch3cooh调节溶液的ph，最后超声55min使之混合均匀。经过6小时的时间反应后，用离心机将反应后的混合液转速离心25min，把上层液体倒去，再用无水乙醇超声清洗固相，去除未反应完的kh560，随后将其烘干，研磨成粉末后封存备用，以获得msio2纳米粉末。
30.3)msio
2-pp熔喷非织造材料的制备：为了去除熔喷非织造材料表面杂质油污，采用去离子水、无水乙醇对其分别超声清洗，在烘箱中干燥备用。取一定量msio2/无水乙醇混合溶液，其中msio2质量1.0g，放入超声波细胞粉碎机中分散25min，将熔喷pp非织造材料分别放入其中，在水浴恒温震荡器中震荡4h，将msio2熔喷pp非织造材料用去离子水冲洗后、
在烘箱中干燥最后密封保存，准备测试。
31.4)pdms@msio
2-pp熔喷非织造材料的制备：将质量为0.8g的pdms和teos按10:1的比例溶解在一定量无水乙醇中，并加入适量催化剂，记为溶液a。将msio
2-pp熔喷非织造材料浸入溶液a中，使用保鲜膜封住烧杯防止无水乙醇挥发，将其置于水浴恒温震荡器中常温震荡5h，将震荡结束后的熔喷pp非织造材料用去离子水冲洗后先在室温下固化1h，再在烘箱中干燥，最后密封保存待用。
32.吸油测试结果发现，所pdms@msio
2-pp熔喷非织造材料的水接触角为154.21度，吸油率为：石蜡油32.65倍，机油33.58倍，食用油40.12倍。