聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜及其製備方法與流程

2023-12-08 14:17:31

本發明涉及回收廢機油領域，尤其涉及一種聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜及其製備方法。

背景技術：

廢機油一是指機油在使用中混入了水分、灰塵、其他雜油和機件磨損產生的金屬粉末等雜質，二是指機油逐漸變質生成了有機酸、膠質和瀝青狀物質。廢機油的再生就是用沉降、蒸餾、酸洗、鹼洗、過濾等方法除去機油裡的雜質。

目前廢機油再生的具體步驟如下：

1)沉澱：沉降將廢油靜置，使雜質下降而分離。沉降時間由油質和油溫決定。油溫越高，粘度越小，雜質越容易下降，沉降時間越短；

2)蒸餾：蒸餾是將低沸點的汽油、柴油等分離出來，將廢油裡的水分徹底除掉，保持再生機油有一定的粘度，有一定的閃點。在180℃蒸出的是汽油，180～360℃的餾分是柴油，留下的是機油；

3)酸洗：酸洗就是通過濃硫酸的作用，使廢油中的大部分雜質分離沉澱下來。酸洗用的濃硫酸，濃硫酸的濃度要超過98％，起凝聚劑的作用，加速雜質的分層。加酸後攪拌5分鐘，靜置一段時間，就出現明顯分層，上層油呈黃綠色，沒有黑色顆粒等雜質；

4)鹼中和：鹼洗這一步是為了除去廢機油中的有機酸和中和酸洗時殘留下的硫酸。用氫氧化鈉溶液將酸洗後除去酸渣的油中和，中和用PH試紙測出PH值7即可，中和時需攪拌。如果油是中性的，這時機油應該變得清亮；

5)水洗：把油裡的酸、鹼等水溶性雜質洗掉。水洗用花灑均勻地往油裡灑水就行。灑水量跟油量差不多就行，水洗完的油要沉澱一個晚上，讓水充分沉底；

6)白土吸附：原理是在高溫條件下，用活性白土將油中的雜質吸附。先把下面的水放淨，然後將油加熱至130℃，放進佔油量8％左右的活性白土，攪拌五分鐘即可。白土吸附加熱的速度不能太快，加熱太快油會起大量的泡沫溢出來；

7)過濾：將白土吸附後高溫的油趁熱用真空抽濾，把油濾出來。濾出來的就是成品油，再生機油的整個生產過程就完成了。過濾工業上用濾油機過濾，家用機油可用4～6層綢布反覆過濾2～4次，即得到合格機油。

但是上述廢機油回收方法操作繁瑣，回收周期較長，回收過程中需蒸餾，屬能源密集型，而且回收過程中需要加酸、加鹼，會汙染油品的質量，提高了成本。

技術實現要素：

有鑑於此，本發明提供一種聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜及其製備方法，該方法簡單、回收周期短、成本低。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜，包括底膜及塗抹在所述底膜上的活性層；

所述活性層為摻雜TiO2的聚氨酯膜；所述底膜為聚偏氟乙烯膜。

優選地，所述活性層的厚度為30～50μm；所述底膜的厚度為180～200μm。

本發明還提供了上述一種聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜的製備方法，包括以下步驟：

a)將聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮、聚乙二醇加入圓底燒瓶中恆溫攪拌18～30h，然後進行壓濾、脫氣、刮膜、乾燥，得到聚偏氟乙烯膜；

b)聚氨酯與四氫呋喃混合均勻，得到混合液；

c)向步驟b)得到的所述混合液摻雜TiO2納米溶膠，混合均勻後，過濾、脫泡，得到鑄膜液；

d)將步驟c)得到的所述鑄膜液塗覆在步驟a)得到的所述聚偏氟乙烯膜上，乾燥即得聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜。

優選地，所述聚乙二醇的平均分子量為2000。

優選地，步驟a)中所述聚偏氟乙烯、所述N-甲基吡咯烷酮、所述聚乙二醇的質量比為(6～7):(40～50)：(0.8～1.5)。

優選地，步驟a)中所述恆溫攪拌的溫度為45～55℃。

優選地，步驟b)中所述聚氨酯與所述四氫呋喃的質量比為1：(6～10)。

優選地，所述TiO2納米溶膠的製備方案為：在攪拌條件下向第一N-甲基吡咯烷酮中，依次加入冰乙酸與正鈦酸丁酯；攪拌10～20min後再加入濃鹽酸和第二N-甲基吡咯烷酮的混合液，攪拌10～15h後，再加入乙酸酐於體系中，再繼續攪拌10～15h，即得TiO2納米溶膠。

優選地，步驟c)中過濾採用的銅網的孔徑為250～350目。

優選地，所述聚氨酯與所述TiO2納米溶膠的質量比為(8～12)：(2.5～3.5)。

本發明提供了一種聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜及其製備方法，該聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜包括底膜及塗抹在所述底膜上的活性層；活性層為摻雜TiO2的聚氨酯膜；底膜為聚偏氟乙烯膜。本發明中聚偏氟乙烯膜具有較強的疏水性能，是聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜的支撐體；TiO2能夠增大聚合物鏈與鏈之間的距離，使得聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜具有高的滲透通量，使得聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜可以輕而易舉地將廢機油中的溶劑分離出來。另外，本發明只需聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜就能夠回收廢機油，簡化了步驟，縮短了周期，且成本低。

具體實施方式

本發明公開了一種聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜及其製備方法，本領域技術人員可以借鑑本文內容，適當改進工藝參數實現。特別需要指出的是，所述類似的替換和改動對本領域技術人員來說是顯而易見的，它們都被視為包括在本發明。本發明的方法及引用已經通過較佳實施例進行了描述，相關人員明顯能在不脫離本發明內容、精神和範圍內對本文所述的方法和應用進行改動或適當變更與組合，來實現和應用本發明技術。

本發明提供的一種聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜，包括底膜及塗抹在所述底膜上的活性層；

活性層為摻雜TiO2的聚氨酯膜；底膜為聚偏氟乙烯膜。

上述技術方案中，聚偏氟乙烯膜具有較強的疏水性能，是聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜的支撐體；TiO2能夠增大聚合物鏈與鏈之間的距離，使得聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜具有高的滲透通量，從而能夠使得聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜可以輕而易舉地將廢機油中的溶劑分離出來。另外，本發明只需聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜就能夠回收廢機油，簡化了步驟，縮短了周期，且成本低。

在本發明的實施例中，活性層的厚度為30～50μm；在其他實施例中，活性層的厚度為35～45μm；在另外的實施例中，活性層的厚度為38～42μm。

在本發明的實施例中，底膜的厚度為180～200μm；在其他實施例中，底膜的厚度為185～195μm；在另外的實施例中，底膜的厚度為188～192μm。

本發明還提供了一種聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜的製備方法，包括以下步驟：

a)將聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮、聚乙二醇加入圓底燒瓶中恆溫攪拌18～30h，然後進行壓濾、脫氣、刮膜、乾燥，得到聚偏氟乙烯膜；

b)聚氨酯與四氫呋喃混合均勻，得到混合液；

c)向步驟b)得到的鑄膜液摻雜TiO2納米溶膠，混合均勻後，過濾、脫泡，得到鑄膜液；

d)將步驟c)得到的鑄膜液塗覆在步驟a)得到的聚偏氟乙烯膜上，乾燥即得聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜。

上述技術方案製備得到的聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜，具有高的滲透通量，使得聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜可以輕而易舉地將廢機油中的溶劑分離出來。

聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮、聚乙二醇加入圓底燒瓶中恆溫攪拌18～30h，然後進行壓濾、脫氣、刮膜、乾燥，得到聚偏氟乙烯膜。

在本發明的實施例中，聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮、聚乙二醇的質量比為(6～7):(40～50)：(0.8～1.5)；本發明對聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮、聚乙二醇的來源並無特殊要求，可以為一般市售。

在本發明的實施例中，聚乙二醇的平均分子量為2000。

在本發明的實施例中，恆溫攪拌的溫度為45～55℃；在其他實施例中，恆溫攪拌的溫度為48～52℃。

在本發明的實施例中，刮膜的基底為無紡布或玻璃，刮膜後放入去離子水中30～60h進行分相。

在本發明的實施例中，乾燥得到的聚偏氟乙烯膜的厚度為180～200μm；在其他實施例中，底膜的厚度為185～195μm；在另外的實施例中，底膜的厚度為188～192μm。

聚氨酯與四氫呋喃混合均勻，得到混合液；在本發明的實施例中，聚氨酯與四氫呋喃的質量比為1：(6～10)；在其他實施例中，聚氨酯與所述四氫呋喃的質量比為1：(7.5～8.5)；本發明對聚氨酯與四氫呋喃的來源並無特殊要求，可以為一般市售。

得到混合液後，摻雜TiO2納米溶膠，混合均勻後，過濾、脫泡，得到鑄膜液。

在本發明的實施例中，TiO2納米溶膠的製備方法為在攪拌條件下向第一N-甲基吡咯烷酮中，依次加入冰乙酸與正鈦酸丁酯；攪拌10～20min後再加入濃鹽酸和第二N-甲基吡咯烷酮的混合液，攪拌10～15h後，再加入乙酸酐於體系中，再繼續攪拌10～15h，即得TiO2納米溶膠。本發明對N-甲基吡咯烷酮、冰乙酸、正鈦酸丁酯、濃鹽酸、乙酸酐的來源並無特殊要求，可以為一般市售。

在本發明的實施例中，濃鹽酸的質量濃度為20～35％。

在本發明的實施例中，第一N-甲基吡咯烷酮、冰乙酸、正鈦酸丁酯、濃鹽酸、第二N-甲基吡咯烷酮乙酸酐的體積比為(8～12)：(8～12)：(8～12)：(1～3)：(8～12)：(8～12)。

在本發明的實施例中，過濾採用的銅網的孔徑為250～350目；在其他實施例中，銅網的孔徑為280～320目。

得到鑄膜液後，將鑄膜液塗覆聚偏氟乙烯膜上，乾燥即得聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜。

在本發明的實施例中，乾燥溫度為35～45℃。

為了進一步說明本發明，以下結合實施例對本發明提供的聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜及其製備方法進行詳細描述。

以下實施例中所用的原料均為市售。

實施例1

將76.4721g聚偏氟乙烯、514.0868g N-甲基吡咯烷酮、11.7640g聚乙二醇2000放入圓底燒瓶中50℃恆溫水浴攪拌24小時，然後進行壓濾、脫氣；使用刮膜機在無紡布上刮膜，將刮好的膜浸入去離子水中兩天，放入烘箱乾燥，得到厚度為180μm的聚偏氟乙烯膜；

2g聚氨酯與16g四氫呋喃放入錐形瓶中磁力攪拌12h，得到混合液；

移取10mL N-甲基吡咯烷酮於100mL錐形瓶內，在劇烈的攪拌下，先後把10mL的冰乙酸與10mL的正鈦酸丁酯緩慢加入，待攪拌15min後，向體系中加入2mL濃鹽酸與10ml N-甲基吡咯烷酮的混合液；在室溫下，繼續強烈攪拌12h，再加10mL的乙酸酐於體系中，再繼續攪拌12h，得到了TiO2納米溶膠；

向混合液中加入0.6g TiO2納米溶膠，混合均勻，用300目的銅網過濾，靜置一天以脫除氣泡，得到鑄膜液；

將鑄膜液塗覆在聚偏氟乙烯底膜上，並置於恆溫40℃的烘箱中進行乾燥，乾燥後鑄膜液形成的活性層的厚度為40μm，得到聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜。

將實施例1製得聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜裁成4cm×4cm，並放入20mL黑色的廢潤滑油中，2h後廢潤滑油變成了無色。

實施例2

將88.23g聚偏氟乙烯、588.2g N-甲基吡咯烷酮、11.7640g聚乙二醇2000放入圓底燒瓶中55℃恆溫水浴攪拌18小時，然後進行壓濾、脫氣；使用刮膜機在無紡布上刮膜，將刮好的膜浸入去離子水中兩天，放入烘箱乾燥，得到厚度為200μm的聚偏氟乙烯膜；

2g聚氨酯與12g四氫呋喃放入錐形瓶中磁力攪拌15h，得到混合液；

移取8mL N-甲基吡咯烷酮於100mL錐形瓶內，在劇烈的攪拌下，先後把8mL的冰乙酸與8mL的正鈦酸丁酯緩慢加入，待攪拌10min後，向體系中加入1mL濃鹽酸與8ml N-甲基吡咯烷酮的混合液；在室溫下，繼續強烈攪拌10h，再加8mL的乙酸酐於體系中，再繼續攪拌10h，得到了TiO2納米溶膠；

向混合液中加入0.625g TiO2納米溶膠，混合均勻，用250目的銅網過濾，靜置一天以脫除氣泡，得到鑄膜液；

將鑄膜液塗覆在聚偏氟乙烯底膜上，並置於恆溫38℃的烘箱中進行乾燥，乾燥後鑄膜液形成的活性層的厚度為30μm，得到聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜。

將實施例2製得聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜裁成4cm×4cm，並放入20mL黑色的廢潤滑油中，1h後廢潤滑油變成了無色。

實施例3

將54.8987g聚偏氟乙烯、392.1333g N-甲基吡咯烷酮、11.7640g聚乙二醇2000放入圓底燒瓶中45℃恆溫水浴攪拌30小時，然後進行壓濾、脫氣；使用刮膜機在無紡布上刮膜，將刮好的膜浸入去離子水中兩天，放入烘箱乾燥，得到厚度為185μm的聚偏氟乙烯膜；

2g聚氨酯與14g四氫呋喃放入錐形瓶中磁力攪拌10h，得到混合液；

移取12mL N-甲基吡咯烷酮於100mL錐形瓶內，在劇烈的攪拌下，先後把12mL的冰乙酸與12mL的正鈦酸丁酯緩慢加入，待攪拌20min後，向體系中加入3mL濃鹽酸與12ml N-甲基吡咯烷酮的混合液；在室溫下，繼續強烈攪拌15h，再加12mL的乙酸酐於體系中，再繼續攪拌15h，得到了TiO2納米溶膠；

向混合液中加入0.622g TiO2納米溶膠，混合均勻，用330目的銅網過濾，靜置一天以脫除氣泡，得到鑄膜液；

將鑄膜液塗覆在聚偏氟乙烯底膜上，並置於恆溫42℃的烘箱中進行乾燥，乾燥後鑄膜液形成的活性層的厚度為50μm，得到聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜。

將實施例3製得聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜裁成4cm×4cm，並放入20mL黑色的廢潤滑油中，3h後廢潤滑油變成了無色。

實施例4

將63.7217g聚偏氟乙烯、441.15g N-甲基吡咯烷酮、11.7640g聚乙二醇2000放入圓底燒瓶中48℃恆溫水浴攪拌21小時，然後進行壓濾、脫氣；使用刮膜機在無紡布上刮膜，將刮好的膜浸入去離子水中兩天，放入烘箱乾燥，得到厚度為195μm的聚偏氟乙烯膜；

2g聚氨酯與20g四氫呋喃放入錐形瓶中磁力攪拌11h，得到混合液；

移取10mL N-甲基吡咯烷酮於100mL錐形瓶內，在劇烈的攪拌下，先後把8mL的冰乙酸與11mL的正鈦酸丁酯緩慢加入，待攪拌12min後，向體系中加入1.5mL濃鹽酸與9ml N-甲基吡咯烷酮的混合液；在室溫下，繼續強烈攪拌13h，再加10mL的乙酸酐於體系中，再繼續攪拌14h，得到了TiO2納米溶膠；

向混合液中加入0.582g TiO2納米溶膠，混合均勻，用350目的銅網過濾，靜置一天以脫除氣泡，得到鑄膜液；

將鑄膜液塗覆在聚偏氟乙烯底膜上，並置於恆溫45℃的烘箱中進行乾燥，乾燥後鑄膜液形成的活性層的厚度為45μm，得到聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜。

將實施例4製得聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜裁成4cm×4cm，並放入20mL黑色的廢潤滑油中，2.5h後黑色廢潤滑油變成了無色。

實施例5

將61.5348g聚偏氟乙烯、434.361g N-甲基吡咯烷酮、11.7640g聚乙二醇2000放入圓底燒瓶中52℃恆溫水浴攪拌27小時，然後進行壓濾、脫氣；使用刮膜機在無紡布上刮膜，將刮好的膜浸入去離子水中兩天，放入烘箱乾燥，得到厚度為190μm的聚偏氟乙烯膜；

2g聚氨酯與18g四氫呋喃放入錐形瓶中磁力攪拌14h，得到混合液；

移取11mL N-甲基吡咯烷酮於100mL錐形瓶內，在劇烈的攪拌下，先後把10mL的冰乙酸與12mL的正鈦酸丁酯緩慢加入，待攪拌18min後，向體系中加入2.5mL濃鹽酸與10ml N-甲基吡咯烷酮的混合液；在室溫下，繼續強烈攪拌11h，再加8mL的乙酸酐於體系中，再繼續攪拌12h，得到了TiO2納米溶膠；

向混合液中加入0.583g TiO2納米溶膠，混合均勻，用280目的銅網過濾，靜置一天以脫除氣泡，得到鑄膜液；

將鑄膜液塗覆在聚偏氟乙烯底膜上，並置於恆溫35℃的烘箱中進行乾燥，乾燥後鑄膜液形成的活性層的厚度為35μm，得到聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜。

將實施例5製得聚氨酯滲透汽化回收溶劑膜裁成4cm×4cm，並放入20mL黑色的廢潤滑油中，1.5h後廢潤滑油變成了無色。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。