[发明专利]一种油水混合物或油水乳液的分离膜及其应用

说明书

本发明公开了一种油水混合物或油水乳液的分离膜及其应用。该油水混合物或油水乳液的分离膜，由以下步骤制备得到：在5～40kg的压力下，将疏水型高分子溶液通过涂布机的第一辊轮涂布在载体膜的一个面上，破乳型高分子溶液通过涂布机的第二辊轮涂布在载体膜的另一个面上，第一辊轮和第二辊轮同步转动，经过第一辊轮和第二辊轮涂布后的载体膜经过烘干装置烘干后，得到油水混合物或油水乳液的分离膜。本发明使用涂布法将两种功能型高分子分别涂布于载体膜，通过加热烘干的方式，快速高效制备油水分离膜，可用于油水混合物分离或者阴离子水包油型乳液分离。

技术领域：

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种油水混合物或油水乳液的分离膜及其应用。

背景技术：

在海底石油钻探和生产过程中，操作不当会发生原油泄漏事件，造成海洋污染，危机海洋生物和渔业安全。工业生产及日常生活中也会产生油水混合物。若不及时分离会造成环境污染和资源浪费。目前主流的油水分离方法有外加破乳剂法(适用于乳液)、离心法(适用于乳液、油水混合物)、膜分离法。前两种是比较常规成熟的方法，后一种是近年来随着膜科学兴起的新型分离方法。膜分离法根据膜的性质分为不同的类型。较常见的是膜层与待分离混合物的连续相亲和性强，而与分散相具有排斥作用，通过过滤达到分离的目的。例如，使用亲油疏水的PVDF膜分离油包水型乳液。当油中含有1％甚至更低的水时，为了实现油水分离，需要过滤掉99％以上的油，分离效率低，时间长，膜层易污染堵塞，而且往往需要加压，在经济和工艺上不太可行。

近年来，两面神型(Janus)膜的报道引起了学者广泛兴趣。膜层的两面性质不同。例如，通过电纺丝的方法，实现纺丝布两边亲水性的迥异。在油水分离方面，已有文献报道通过复杂的工艺获得一面具有破乳功能，一面具有疏水亲油面功能的Janus膜。然而其工艺复杂，制备周期长，无实际应用价值。

发明内容：

本发明的目的是提供油水混合物或油水乳液的分离膜及其应用，本发明使用涂布法将两种功能型高分子分别涂布于载体膜，通过加热烘干的方式，快速高效制备油水分离膜，可用于油水混合物分离或者阴离子水包油型乳液分离，油水混合物分离的分离率可达99.9％，阴离子水包油型乳液分离的分离率可达98.0％以上。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种油水混合物或油水乳液的分离膜，由以下步骤制备得到：在5～40kg的压力下，将疏水型高分子溶液通过涂布机的第一辊轮涂布在载体膜的一个面上，破乳型高分子溶液通过涂布机的第二辊轮涂布在载体膜的另一个面上，第一辊轮和第二辊轮同步转动，经过第一辊轮和第二辊轮涂布后的载体膜经过烘干装置烘干后，得到油水混合物或油水乳液的分离膜；

所述的疏水型高分子溶液中疏水型高分子的质量分数为0.5％～100％，所述的疏水型高分子为疏水型高分子A1和/或疏水型高分子A2，疏水型高分子A1和疏水型高分子A2的结构式如式Ⅰ所示：

所述的破乳型高分子溶液中破乳型高分子的质量分数为0.5％～70％，所述的破乳型高分子的结构式如式ⅠⅠ所示：

本发明提出的分离膜的工艺流程为：将破乳型高分子溶液与疏水型高分子溶液分别通向涂布机的上下两个辊轮(辊轮α、辊轮β)，辊轮负液量通过载体膜的增重量(单位面积载体膜增加的重量/载体膜重量)调节，辊轮同步转动，辊轮α和辊轮β的线速度为0.1～1m/s。载体膜由辊轮α和辊轮β带动，在一定压力下，载体膜两侧分别涂布两种溶液，然后通过烘干装置、卷收装置获得成品分离膜。