[發明專利]一種陶瓷膜管支撐體及其制備方法

有效

• 申請號: 201210180915.6
• 申請日: 2012-06-01
• 公開（公告）號: CN102671550A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 汪長安;劉瑞平;黃勇;衷待群;王迎奎;付磊;王迎祥
• 申請（專利權）人: 清華大學;河南方周瓷業有限公司
• 主分類號: B01D69/10
• 分類號: B01D69/10;B01D71/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種陶瓷膜管支撐體，其特征在于：該陶瓷膜管支撐體包含多個通道，通道的形狀是圓形、方形、或多邊形，通道數量大于等于100；所述陶瓷膜管支撐體的形狀是圓柱形、或者由多個組件拼接而成的圓柱形；所述陶瓷膜管支撐體中包含至少一個濾液腔，濾液腔在多孔陶瓷膜支撐體內呈徑向平行分布，其兩端連接多孔陶瓷膜管的外表面，或者一端終止在多孔陶瓷膜管的內部，且在多孔陶瓷膜管的上下兩個表面分布的濾液腔用高分子材料或者橡膠材料堵塞密封，或者用制備支撐體用漿料堵塞，經干燥、燒結，最終與陶瓷膜管成為一體；所述陶瓷膜管支撐體內部包含至少一個出水通道，并與其外表面相連通，出水通道貫穿支撐體的整個軸向，或者在支撐體的軸向均勻分布；所述出水通道用手工或機械方法制備，其與支撐體的軸向呈90°，其與濾液腔的角度在0到90°之間，并將出水通道相對應方向的陶瓷膜管上下表面水通道采用高分子材料或者橡膠材料堵塞密封，或者用制備支撐體用漿料堵塞，經干燥、燒結，最終與陶瓷膜管成為一體，使之成為有效的出水通道。

2.一種陶瓷膜管支撐體的制備方法，其特征在于：該方法依次按照以下方法進行，

①原材料

所述陶瓷膜管支撐體的陶瓷骨料采用氧化鋁、氧化鋯、二氧化硅、碳化硅、氧化鈦、莫來石、堇青石中的一種或幾種，其平均粒徑在1-40μm之間；

造孔劑采用淀粉、石墨粉、酚醛樹脂球、PMMA微球、PS微球、或聚乙烯醇，平均粒徑在1-10μm之間；

粘結劑采用甲基纖維素、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羧甲基纖維素、或羥丙基甲基纖維素；

有機單體采用丙烯酰胺、丙烯酸、明膠、殼聚糖、藻酸鹽、或N-羥甲基丙烯酰胺；

溶劑采用蒸餾水、或叔丁醇；

交聯劑采用N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺、碘酸鈣或戌二醛；

引發劑采用過硫酸銨，配成20-40wt％的水溶液；

分散劑采用檸檬酸、聚乙二醇4000、硅烷偶聯劑、阿拉伯樹膠粉、BYK163、Triton?X100或聚乙烯亞胺(PEI)；

催化劑為N，N，N’N’-四甲基乙二胺，配成20-40wt％的水溶液；

②成型工藝

將溶劑(80-95wt％)、有機單體(5-20wt％)、交聯劑(0-1wt％)在磁力攪拌器上攪拌1-12h，制成預混液；

將陶瓷骨料(80-96wt％)、造孔劑(2-10wt％)、粘結劑(2-10wt％)等干法球磨4-10h混合均勻，然后加入上述配置好的預混液以及分散劑(0.2-2wt％)球磨4-12h，制成分散均勻的泥料(混合粉末與預混液的體積比為1∶1-4)；

隨后將泥料置入真空煉泥機中，隨后慢速依次加入催化劑(不大于單體質量的0.5wt％)和引發劑(單體質量的3-15wt％)，泥料煉制1-6次，相對真空度不低于50％，成型工藝采用擠出成型；

(3)干燥、燒結

支撐體成型后，經干燥(50-80℃，1-10天)、選擇合適的燒結溫度(1200-1600℃)和保溫時間(2-20h)，燒結后獲得孔隙率在30％-60％之間，孔徑在0.1-20μm之間，抗壓強度達20-40MPa之間，具有優良孔結構和力學性能的支撐體。

3.按照權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述擠出成型工藝中，擠出溫度在10-50℃之間，擠出速度在0.2-3m/min之間，擠出壓力不低于6Mpa；通過對模具進行加熱(30-80℃)，利用泥料中的添加劑材料在不同溫度下的特性不同使其擠出后陶瓷膜管生坯直接固化，或者通過控制從制備泥料到擠出成型的時間來實現陶瓷膜管擠出成型的同時實現固化。