[發(fā)明專利]一種碳化硅多孔陶瓷過濾膜材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710337139.9
• 申請日: 2017-05-14
• 公開（公告）號: CN107162626B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭迎慶;許麗君;李雪晴
• 申請（專利權(quán)）人: 山東賽利科膜科技有限公司
• 主分類號: C04B38/08
• 分類號: C04B38/08;C04B35/565;C04B35/622;C04B35/63;C04B35/634;C04B35/44;C04B35/80;C04B35/64;C04B38/00;C04B41/87;B01D46/54
• 代理公司: 北京翔石知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11816
• 代理人: 蔡宜飛

本發(fā)明屬于環(huán)保材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳化硅多孔陶瓷過濾膜材料的制備方法。本發(fā)明首先將碳化硅粉末及陶瓷粘結(jié)劑粉末分散于羧甲基纖維素鈉溶液中，再將漿料流延于以冰晶石、氧化鋁及碳纖維壓制成的中間層材料表面，隨后在氮氣保護(hù)狀態(tài)下燒結(jié)，并在高溫下使冰晶石和氧化鋁熔融電解，產(chǎn)生氧氣，形成多孔的中間層，在冷卻固化過程中，中間層將上層過濾膜及下層支撐體牢固連接，最終經(jīng)醋酸溶液浸泡，溶解除去部分中間層電解產(chǎn)生的鋁，豐富其空隙結(jié)構(gòu)，降低所得過濾膜在使用過程中的壓降，節(jié)約能耗，有效解決了傳統(tǒng)碳化硅過孔陶瓷過濾膜在制備過程中，過濾膜漿料因顆粒易進(jìn)入支撐體材料孔隙的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)保材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳化硅多孔陶瓷過濾膜材料的制備方法。

背景技術(shù)

能源的利用主要是通過直接燃燒來獲得，由于現(xiàn)有技術(shù)的制約導(dǎo)致燃燒不充分，不僅能源利用效率較低，還排放出大量粉塵，對環(huán)境污染嚴(yán)重。提高能源利用效率，減少粉塵排放是目前材料學(xué)的重要研究方向。陶瓷過濾管被廣泛應(yīng)用在高溫氣體除塵凈化技術(shù)中，已成為材料、冶金、化工、電力等行業(yè)實現(xiàn)氣固分離、節(jié)能環(huán)保的關(guān)鍵部件。傳統(tǒng)的高強度耐高溫陶瓷過濾管一般采用兩部分的結(jié)構(gòu)，即支撐體部分和過濾膜部分。支撐體采用大粒徑陶瓷顆粒來制備，能為過濾管內(nèi)層提供力學(xué)強度，組成過濾膜的陶瓷顆粒則較小，保證了整個過濾體有足夠的過濾除塵效率和精度。傳統(tǒng)的陶瓷過濾管材料，由于制備支撐體的陶瓷顆粒粒徑較大、孔徑大，遠(yuǎn)大于表面膜的顆粒粒徑，在其表面上制膜時，因表面膜粉料進(jìn)入支撐體的空隙中，從而增加了過濾管材料的過濾壓降程度，增加了膜的厚度，影響過濾管材料的整體性能。

復(fù)合碳化硅陶瓷過濾膜材料，是在碳化硅表面膜和碳化硅陶瓷支撐體之間增加陶瓷纖維過渡層，來達(dá)到改進(jìn)過濾管材料的結(jié)構(gòu)和性能，該纖維層不僅阻止了表面膜粉料進(jìn)入支撐體空隙，而且有效降低了過濾材料的過濾壓降程度。而多孔陶瓷過濾膜一般通過漿料涂層法制備，如提拉法、噴涂法和流延成型法等，但是由于多孔陶瓷基材的孔較多，孔徑較大，表面也不平整，直接在多孔陶瓷基材表面上涂層時，主要出現(xiàn)三個缺陷：一、由于基材的孔徑較大且不均勻，膜層易脫落，導(dǎo)致過濾膜漿料會進(jìn)入基材空氣中，影響其過濾效果。二、由于基材較多和表面不平整，不能提供有利于涂層時所有的光滑平整的表面，導(dǎo)致涂制的膜結(jié)構(gòu)不光滑平整；三、多孔陶瓷過濾膜一般是先把多孔陶瓷基材壓制成型后進(jìn)行燒結(jié)，然后在基材上涂層，最后再燒結(jié)，其制備工藝復(fù)雜，且耗時長、耗能大，并且在實際的施工中抗化學(xué)侵蝕能力以及抗熱震性都不好。因此，研究開發(fā)一種不易與支撐體脫離，且過濾效果極佳的陶瓷過濾膜材料具有重要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對傳統(tǒng)碳化硅多孔陶瓷過濾膜材料在制備過程中，過濾膜漿料因顆粒易進(jìn)入支撐體材料孔隙中，導(dǎo)致過濾膜過濾效果不佳的問題，提供了一種碳化硅多孔陶瓷過濾膜材料的制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案：

（1）依次稱取100～120g高嶺土，200～220g石英石，600～650g鉀長石，倒入球磨機中，按球料質(zhì)量比為10：1～20：1加入氧化鋯球磨珠，球磨處理24～36h，球磨后過325～500目篩，得陶瓷粘結(jié)劑粉末；

（2）依次稱取300～500g冰晶石，80～100g氧化鋁，30～40g碳纖維，倒入球磨機中，按球料質(zhì)量比為10：1～20：1加入氧化鋯球磨珠，球磨處理3～5h，再將球磨機中物料轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重，得干燥物，再將所得干燥物于壓力為15～20MPa，溫度為120～160℃條件下，熱壓成厚度為2～4mm薄片，得中間層材料；