[发明专利]一种超疏水-超疏油颗粒及其制备方法

说明书

本发明涉及一种超疏水‑超疏油颗粒及其制备方法，该颗粒包括颗粒芯材、包裹于颗粒芯材表面的疏水疏油膜以及疏水疏油膜表面存在的微‑纳二级粗糙结构；所述的疏水疏油膜材料包括疏水疏油材料和成膜助剂，所述的疏水疏油材料包括全氟硅烷和硅烷偶联剂，所述的微‑纳二级粗糙结构材料包括微米级颗粒材料和纳米级颗粒材料；该方法包括配制超疏水‑超疏油分散液和制备超疏水‑超疏油颗粒。与现有技术相比，本发明制备的颗粒材料同时实现了良好的疏水性和疏油性，并具有良好的耐久性，生产工艺简便，相较传统超疏水颗粒材料具有显著优势。

技术领域

本发明属于双疏涂层技术领域，涉及一种超疏水-超疏油颗粒及其制备方法。

背景技术

在服装纺织业中，具有防水防油特性的织物布料可以使衣物具有自清洁作用，不易黏附污渍，大幅降低清洗次数，有效减少水电用量，节约资源保护环境。在金属防护业中，全球每年因金属腐蚀造成大量经济损失和安全事故，有效减缓金属腐蚀在金属防护领域具有重大意义。金属表面涂覆一层疏水疏油涂层后，可以有效阻碍腐蚀介质对金属基体的破坏和抵御微生物对金属的侵蚀，相对传统涂层具有显著优势。在油水分离领域，世界各地水污染问题不断加剧，超润湿性材料可以高效处理含油污水，解决油类泄露、工业油废水和生活油污水排放等引起的环境污染问题。专利CN115181443A公开了一种超疏水超疏油抗菌防腐涂层及其制备方法和应用，采用溶胶-凝胶法和喷涂法将超疏水超疏油SiO₂@POS/N⁺抗菌防腐涂层涂覆在金属表面，进而达到金属防护的目的，但该涂层黏附性不足，需要依赖喷胶涂覆。因此，超润湿性材料在众多领域具有广阔的应用前景，目前超疏水-超亲油材料的研究已经很多，而超疏水-超疏油材料要求材料具有更低的表面能和微纳米粗糙结构，更难以获得。因此，开发性质稳定的超疏水-超疏油颗粒材料仍然是现有技术中的难点。

专利CN113842676A公开了一种含油污水处理用超亲水-超疏油颗粒及其制备方法和应用，该超亲水-超疏油颗粒包括颗粒芯材、包裹于颗粒芯材表面的亲水疏油膜以及膜表面存在的微-纳二级粗糙结构；亲水膜疏油膜通过超亲水-超疏油分散液涂覆在颗粒材料表面干燥固化得到；微-纳二级粗糙结构通过在包覆于颗粒芯材表面的涂覆液干燥固化前，先后加入微米级颗粒材料和纳米级颗粒材料，干燥后附着于颗粒芯材表面而获得，该颗粒应用于油水分离。但该专利的膜层不够稳定耐久，且只能用于过滤轻油与水的分离。

专利CN115231853A公开了一种人工湖防渗漏用超疏水颗粒及其制备方法和应用，该方法包括如下步骤：将颗粒芯材、疏水性树脂和固化剂，搅拌至均匀；在疏水性树脂未固化前，加入微米级憎水材料，再搅拌至均匀；加入纳米级憎水材料分散液，然后搅拌至均匀，干燥后，即制得人工湖防渗漏用超疏水颗粒。但该专利疏水亲油的性质使其容易黏附油污杂质，导致功能丧失。

专利CN111019482A公开了一种具有优异性能的超疏水/疏油涂层的制备及应用，包括：将纳米粒子和纤维素分散在含碱性物质的醇溶液中，加入正硅酸四乙酯和含氟有机硅烷进行水解包覆，形成溶液A；将环氧树脂分散在醇溶液中，形成溶液B；将溶液A与溶液B混合均匀后，再加入正硅酸四乙酯和含氟有机硅烷进行反应生成聚硅氧烷，称为溶液C；将含氟的胺类化合物溶解于醇溶液中，称为溶液D；将溶液C与溶液D混合均匀，喷涂到基底上，固化，即得。但该专利制备用到多种化学试剂，制备过程繁琐。

专利CN114015350A公开了一种浸润性可调控的自洁抗污超疏水-超疏油膜材料及其制备方法，涉及超浸润膜技术领域，将微米或者纳米粒径的固体颗粒加入到有机溶剂中，得到混合溶液后加入低表面能改性剂后得到白色悬浮液；由白色悬浮液得到固体颗粒G；得到涂膜溶液L；取涂膜溶液L对基材进行涂膜并烘干，使膜液固化，即可得到超疏水-超疏油膜。但该专利覆膜过程需多次改性和调节，过程较复杂。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的至少一种缺陷而提供一种超疏水-超疏油颗粒及其制备方法，本发明制备的颗粒材料同时实现了良好的疏水性和疏油性，并具有良好的耐久性，生产工艺简便，相较传统超疏水颗粒材料具有显著优势。