本发明属于气液聚结分离材料制备，具体涉及一种两步法制备得到的超疏油多孔纤维材料及方法和应用。
背景技术：
1、天然气运输技术中管道运输是实现大量油气资源长距离转移的最优方式。而在管道运输的过程中气体中常携带有油液等杂质，这些杂质的存在会对管线输送系统中的压缩机等设备造成一定的损坏，严重时会导致压缩机停机，从而严重影响天然气管道运输系统的正常运行。
2、为了避免压缩机被液体杂质损坏从而造成天然气管道输送系统瘫痪等问题，工业中通常会选用多孔纤维材料制成的过滤滤芯元件对天然气中的液体杂质进行聚结分离。含液气体通过聚结器的多孔纤维材料时，气体中的液滴被滤芯内纤维拦截下来，而后在纤维上通过液滴之间相互碰撞聚并作用使得小液滴在滤材内部形成较大液滴，聚结后的液滴随气流向滤芯外侧运动，最后液滴在滤芯外表面在气体曳力和重力作用下排出。目前研究发现多孔纤维材料表面的润湿性对分离元件的整体性能有着显著的影响，而受“荷叶效应”等自然界中超疏水现象的启发，超疏油材料因其优异的拒油和拦截作用可以有效地提高气液分离的性能，因此，制备出尤其是对低表面张力油品有优异拒油性的超疏油材料具有很高的应用价值。
3、目前研发应用于天然气气液分离的超疏油多孔纤维材料通常存在以下问题：
4、1)目前天然气输送工业中的分离材料主要还是以亲油材料以及普通疏油材料为主，使用这些润湿性的材料的往往存在分离效率较低，阻力较高以及二次夹带的问题。
5、2)目前的超疏油制备工艺主要针对于平板材料，而多孔纤维材料等此类多孔介质通常在改变其表面润湿性的同时还需要保证其原本独特的孔隙结构特点，即使有实现的情况也往往工艺较为复杂，难度较大。
6、3)目前已有存在的超疏油材料一般对较高表面张力的液体实现接触角大于150°，而对于表面张力较低的液体实现超疏油性难度依然较大。
7、现有的气液聚结过滤分离材料主要是亲油润湿性的多孔玻璃纤维材料为主，亲油型材料会对拦截的油液吸附粘连，且亲油材料的液膜形成于材料的排气侧，因此目前的亲油型气液分离多孔纤维材料持液量较大，过滤效率较低，并且容易产生二次夹带，完成分离所需的系统能耗较高。此外，目前的超疏油材料制备工艺主要包括气相沉积、静电纺丝、化学刻蚀等工艺方法。目前亲油型多孔纤维过滤材料在气液聚结分离应用中存在持液量较高，分离效率较差，所需系统能耗较高等问题；目前的超疏油材料制备工艺技术多针对于平板材料，对于多孔纤维材料的研究较少，难度较高，且目前的超疏油材料制备工艺技术与方法通常工艺流程较为复杂繁琐，且实现成本较高，难度较大，难以大规模地应用于实际工业领域中。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种两步法制备得到的超疏油多孔纤维材料及方法和应用，用以解决现有的制备方法存在工艺复杂难度大的技术问题。
2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
3、本发明公开了一种两步法制备超疏油多孔纤维材料的方法，包括以下步骤：
4、采用水性聚氨酯树脂、氟碳活性剂、流平剂、渗透剂和水作为原材料，制备得到一步改性液；
5、采用纳米二氧化钛颗粒、氟碳活性剂、分散剂和溶剂作为原材料，制备得到二步改性乳液；
6、将亲油多孔纤维材料先置于一步改性液中浸泡，随后取出进行一次烘干，再将二步改性乳液喷涂于亲油多孔纤维材料表面，进行二次烘干后得到超疏油多孔纤维材料。
7、进一步地，所述制备得到一步改性液的步骤，具体包括：
8、将水性聚氨酯树脂、氟碳活性剂、流平剂和渗透剂分散于水中，搅拌均匀后得到一步改性液。
9、进一步地，所述亲油多孔纤维为亲油多孔玻璃纤维；所述亲油多孔玻璃纤维与液滴接触角小于90°。
10、进一步地，所述一步改性液中水性聚氨酯树脂的质量浓度为0.5％-2％，氟碳活性剂的质量浓度为1％-10％。
11、进一步地，所述一步改性液中流平剂和渗透剂的质量浓度均为0.05％-0.1％。
12、进一步地，所述制备得到二步改性乳液的步骤，具体包括：
13、将纳米二氧化钛颗粒、氟碳活性剂和分散剂分散于溶剂中，搅拌均匀后得到二步改性乳液。
14、进一步地，所述二步改性乳液中，纳米二氧化钛颗粒的质量浓度为5％-7％，氟碳活性剂的质量浓度为8％-10％，所述纳米二氧化钛颗粒的粒径为20-50nm；
15、所述溶剂为无水乙醇或水中的一种。
16、进一步地，所述一步改性液和二步改性液中的氟碳活性剂均为非离子氟碳活性剂；所述流平剂为非离子型聚氨酯流平剂；所述渗透剂为环氧乙烷缩合物；所述分散剂为聚羧酸盐分散剂。
17、进一步地，所述浸泡的时间为10-30min；所述一次烘干的温度为120-150℃，时间为1-2h；所述二次烘干的温度为60-120℃，时间为30-90min。
18、本发明还公开了采用上述方法制备得到的超疏油多孔纤维材料。
19、本发明还公开了上述超疏油多孔纤维材料作为制作气液聚结分离过滤元件原材料的应用。
20、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
21、本发明公开了一种两步法制备超疏油多孔纤维材料的方法，以亲油多孔纤维材料作为基材，随后通过采用水性聚氨酯树脂、氟碳活性剂、流平剂、渗透剂和水作为原材料，制备得到一步改性液，采用纳米二氧化钛颗粒、氟碳活性剂、分散剂和溶剂作为原材料，制备得到二步改性乳液，一步改性液和二步改性乳液协同作用，增大纤维表面粗糙度的同时降低表面能以增大材料整体表面的疏油性，实现超疏油表面的制备，该方法操作步骤简单，只需要简单的两步工艺，就能实现在气液聚结分离的应用中表现优异的超疏油多孔纤维过滤材料的制备，解决了现有的制备方法存在工艺复杂难度大的技术问题。
22、本发明还公开了采用上述方法制备得到的超疏油多孔纤维材料，通过实验对比发现，制备出的超疏油多孔纤维过滤材料在气液聚结分离的应用中表现出了优异的高效率、低阻力性能；同时，本发明制备出的超疏油材料通过测试对低表面张力的液体均达到了稳定的接触角大于150°，因此可以证明该工艺可以对低表面张力的液体实现稳定的超疏油性。
1.一种两步法制备超疏油多孔纤维材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种两步法制备超疏油多孔纤维材料的方法，其特征在于，所述亲油多孔纤维为亲油多孔玻璃纤维；所述亲油多孔玻璃纤维与液滴接触角小于90°。
3.根据权利要求1所述的一种两步法制备超疏油多孔纤维材料的方法，其特征在于，所述一步改性液中水性聚氨酯树脂的质量浓度为0.5％-2％，氟碳活性剂的质量浓度为1％-10％。
4.根据权利要求1所述的一种两步法制备超疏油多孔纤维材料的方法，其特征在于，所述一步改性液中流平剂和渗透剂的质量浓度均为0.05％-0.1％。
5.根据权利要求1所述的一种两步法制备超疏油多孔纤维材料的方法，其特征在于，所述二步改性乳液中，纳米二氧化钛颗粒的质量浓度为5％-7％，氟碳活性剂的质量浓度为8％-10％，所述纳米二氧化钛颗粒的粒径为20-50nm。
6.根据权利要求1所述的一种两步法制备超疏油多孔纤维材料的方法，其特征在于，所述溶剂为无水乙醇或水中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种两步法制备超疏油多孔纤维材料的方法，其特征在于，所述一步改性液和二步改性液中的氟碳活性剂均为非离子氟碳活性剂；所述流平剂为非离子型聚氨酯流平剂；所述渗透剂为环氧乙烷缩合物；所述分散剂为聚羧酸盐分散剂。
8.根据权利要求1所述的一种两步法制备超疏油多孔纤维材料的方法，其特征在于，所述浸泡的时间为10-30min；所述一次烘干的温度为120-150℃，时间为1-2h；所述二次烘干的温度为60-120℃，时间为30-90min。
9.一种超疏油多孔纤维材料，其特征在于，采用权利要求1～8中任意一项所述的制备方法制备得到。
10.权利要求9所述的超疏油多孔纤维材料作为制作气液聚结分离过滤元件原材料的应用。
