隔离组件及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及隔离材料技术领域，具体涉及一种隔离组件及其制备方法和应用。该隔离组件由隔离片材和框架组装而成，所述隔离片材由多个亲水片材组成，所述隔离片材的表面设置有孔，且开孔率＜10％；其中，所述亲水片材为表面具有多个微纳米结构的聚丙烯片材，所述微纳米结构上接枝有亲水性侧基；其中，所述亲水片材的表面上，亲水性侧基的表面接枝率为10

【技术实现步骤摘要】
隔离组件及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及隔离材料
，具体涉及一种隔离组件及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，由于极端气候造成的高温天气，干旱以及不断增长的市政和灌溉用水需求，人类正面临严重的水危机。水的大规模蒸发是世界水资源短缺的主要原因之一，特别是在干旱地区；高温会导致露天水库，河流和农田灌溉渠道中的水，以及露水和雾气都会蒸发到空气中。因此，有效减少水分蒸发对于缓解水危机至关重要，人们一直在开发新的节水技术，对露水或雾水收集，抑制露天水池，水库和湖泊等的水蒸发。
[0003]US8696987B2提供了一种减少水蒸发的方法，该方法采用在水体表面形成底层水溶性高分子，上层为不溶于水的单分子链化合物的结构，抑制水的蒸发。该方法能够在一定程度上抑制水蒸发但是容易被强风吹走，因此需要经常重新添加所述化学物质，导致成本提高，而且频繁添加势必会造成水体污染。洛杉矶水库将黑色塑料球覆盖在水库表面来抑制水蒸发，但是仍有大量的水分从球缝隙中蒸发，而且科学家仍然担心遮阳球制造过程中的耗水量是否大于节省的水量。为了克服现有技术的不足，需要继续开发抑制水蒸发的新材料。
[0004]同时，随着人们对环保的意识越来越高，企业也加大了对污水治理方面的投资，污水处理通常需要先对其中的泥沙进行沉降，一般在沉降池中进行，由于外界温度以及污水在沉降池中存放的时间的影响，污水在沉降过程中势必存在挥发，对周围环境存在一定的污染。传统防止污水的挥发通常会采用遮挡的方式，如在污水池上方设遮阳网，或采用油污漂浮于污水水面上，从而达到减少污水挥发的效果。
[0005]CN108928861A采用油污漂浮的方式减少污水挥发，但油污受风吹等因素的影响，不能均匀的漂浮于水面上，对水面进行完全遮挡，同时油污本身也难以回收，对于减少污水挥发效果有限。
[0006]因此，现有隔离片材无法同时兼具低水蒸发率、低挥发性气体挥发率、化学稳定性以及耐机械磨损性，以及成本高等问题，亟需一种新的隔离片材。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了克服现有隔离片材存在水蒸发率高、挥发性气体挥发率高、耐久性差、成本高，以及制备工艺复杂等问题，提供一种隔离组件及其制备方法和应用。该隔离组件具有较低的水蒸发率和挥发性气体挥发率；同时，该方法简单，易于工业化生产。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种隔离组件，该隔离组件由隔离片材和框架组装而成，所述隔离片材由多个亲水片材组成，所述隔离片材的表面设置有孔，且开孔率＜10％；
[0009]其中，所述亲水片材为表面具有多个微纳米结构的聚丙烯片材，所述微纳米结构上接枝有亲水性侧基；
[0010]其中，所述亲水片材的表面上，亲水性侧基的表面接枝率为10
‑
50wt％。本专利技术第二方面提供一种隔离组件的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0011](1)将聚丙烯片材接触刻蚀剂并进行第一干燥，以在所述聚丙烯片材形成具有微纳米结构的表面，得到改性聚丙烯片材；
[0012](2)将具有亲水性侧基的单体涂覆于所述改性聚丙烯片材的表面，再进行微波辐照，以在所述改性聚丙烯片材的微纳米结构上接枝亲水性侧基，得到具有亲水表面的亲水片材；
[0013](3)将多个所述亲水片材组成的隔离片材和框架进行组装，得到隔离组件；
[0014]其中，所述隔离片材的表面设置有孔，且开孔率＜10％；
[0015]其中，所述亲水片材中，亲水性侧基在亲水片材上的表面接枝率为10
‑
50wt％。
[0016]本专利技术第一方面提供的隔离组件，或者，第二方面提供的方法制得的隔离组件在防水、防污中的应用。
[0017]相比现有技术，本专利技术具有以下优势：
[0018](1)本专利技术提供的隔离组件，通过限定隔离组件含有由多个亲水片材组成的隔离片材，进一步限定亲水片材为表面具有多个微纳米结构的聚丙烯片材，所述微纳米结构上接枝有亲水性侧基，使得亲水片材在保证力学性能不受影响的前提下，有效提高亲水片材的亲水性且性能稳定，使得该隔离片材具备集水性质且不会吸收水，从而有效降低隔离组件的水蒸发率和挥发性气体挥发率，且性能稳定；同时，该隔离组件的结构简单，易安装，无需对零部件频繁更换；
[0019](2)本专利技术提供的隔离组件中隔离片材能够和接触面完全浸润，因此，隔离片材的表面和接触面完全贴合，无蒸气压，使得隔离片材能够明显抑制水蒸发和挥发性气体挥发；
[0020](3)本专利技术提供的方法，将物理改性(刻蚀)和化学改性(接枝)进行结合，使得隔离片材表面具备超亲水性，再结合隔离片材的开孔率，使得接触面的水汽和挥发性气体能够被有效回收；同时，该方法工艺简单、易操作，便于工业化大规模生产。
附图说明
[0021]图1是本专利技术提供的一种隔离组件的结构示意图。
具体实施方式
[0022]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0023]在本专利技术中，没有特殊情况说明下，所述“第一”、“第二”和“第三”均不表示先后次序，也不表示对各个物料或步骤起限定作用，仅是用于区分同一物料或步骤，例如，“第一干燥”、“第二干燥”和“第三干燥”和“第四干燥”中的“第一”、“第二”和“第三”，仅是用于区分这不是同一干燥。
[0024]本专利技术第一方面提供一种隔离组件，该隔离组件由隔离片材和框架组装而成，所述隔离片材由多个亲水片材组成，所述隔离片材的表面设置有孔，且开孔率＜10％；
[0025]其中，所述亲水片材为表面具有多个微纳米结构的聚丙烯片材，所述微纳米结构上接枝有亲水性侧基；
[0026]其中，所述亲水片材的表面上，亲水性侧基的表面接枝率为10
‑
50wt％。
[0027]本专利技术提供的由多个亲水片材组成的隔离片材具备超亲水性能，能够在蒸汽流动时，收集蒸汽中的小水滴，小水滴在隔离片材表面上聚并成大液滴，顺着表面回落至水面；该隔离片材的表面仅具备集水性能，不会吸收水，更不会存在吸收水后集水性能大幅下降的缺点，因此，由该隔离片材和框架组装的隔离组件具有低水蒸发率，且结构简单，无需对零部件频繁更换。同时，该亲水片材为表面具有多个微纳米结构的聚丙烯片材，所述微纳米结构上接枝有亲水性侧基，且所述微纳米结构以凸起和/或凹槽的形式存在，该亲水性侧基用于收集蒸汽流通过时气流中的液滴，更进一步提高降低隔离片材的水蒸发率和挥发性气体挥发率。
[0028]在本专利技术中，没有特殊情况说明下，所述开孔率是指所述隔离片材表面的孔面积与所述隔离片材的表面积比。
[0029]在本专利技术的一些实施方式中，优选地，所述隔离片材由多个所述亲水片材拼接而成。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔离组件，其特征在于，该隔离组件由隔离片材和框架组装而成，所述隔离片材由多个亲水片材组成，所述隔离片材的表面设置有孔，且开孔率＜10％；其中，所述亲水片材为表面具有多个微纳米结构的聚丙烯片材，所述微纳米结构上接枝有亲水性侧基；其中，所述亲水片材的表面上，亲水性侧基的表面接枝率为10
‑
50wt％。2.根据权利要求1所述的隔离组件，其中，所述隔离片材由多个所述亲水片材拼接而成；优选地，所述孔的平均直径为0.1
‑
1cm，优选为0.5
‑
1cm；优选地，所述开孔率≤5％，优选为3
‑
5％。3.根据权利要求1或2所述的隔离组件，其中，所述聚丙烯片材为发泡聚丙烯片材；优选地，所述发泡聚丙烯片材的表面平均孔径为10
‑
100μm，优选为20
‑
60μm；弯曲强度为0.1
‑
1MPa，优选为0.1
‑
0.5MPa；厚度为0.1
‑
1cm，优选为0.1
‑
0.5cm；优选地，所述发泡聚丙烯片材由选自聚丙烯含量≥50wt％的均聚聚丙烯片材、无规共聚聚丙烯片材和抗冲共聚聚丙烯片材中的至少一种经发泡制得；优选地，每个所述微纳米结构的长度为1nm
‑
100μm，优选为500nm
‑
50μm；深度为1μm
‑
1mm，优选为50
‑
500μm。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的隔离组件，其中，所述亲水性侧基为含有选自氧、硫、氮、硅和卤素中的至少一种元素的杂原子和碳碳双键的亲水基团。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的隔离组件，其中，所述隔离片材的水接触角＜30
°
，优选为0
‑
15
°
，更优选为0
°
；水蒸发率≤50％，优选为5
‑
30％；24h后，挥发性气体挥发率≤40％，优选为0.1
‑
30％。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：王崧合，施俊林，柳翼，李根，许马林，黄吉荣，董科，
申请(专利权)人：中石化宁波新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：