[發(fā)明專利]一種低溫燒結耐酸堿多孔碳化硅陶瓷支撐體的制備方法

有效

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• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN107619281B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設計）人: 陳文興;陳鋒濤;俞三傳
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/622;C04B38/06;B01D67/00;B01D69/10;B01D71/02
• 代理公司: 浙江英普律師事務所 33238
• 代理人: 陳小良

本發(fā)明涉及多孔陶瓷材料及膜分離技術領域，具體是一種低溫燒結耐酸堿多孔碳化硅陶瓷支撐體及其制備的方法。本發(fā)明依次包括以下步驟：泥料制備；擠出成型；低溫烘干；高溫燒結；其中，泥料制備中使用的原料為碳化硅粉、燒結助劑、成型機、造孔劑、潤滑劑和溶劑；主要特征在于利用一種能耐酸堿的燒結助劑在1400℃以下就可以燒制機械強度高、空隙率高、耐酸堿的多孔碳化硅陶瓷支撐體。本發(fā)明的優(yōu)點是具有燒結溫度低、生產能耗低、工藝方法簡單、設備要求低、生產成本和投資成本低、控制靈活、成型容易、適合工業(yè)定制、滿足規(guī)模化生產的特點。

技術領域

本發(fā)明專利涉及無機多孔材料技術領域，特別涉及無機膜分離材料技術領域，具體為一種低溫燒結耐酸堿多孔碳化硅陶瓷支撐體及其制備的方法。

背景技術

多孔碳化硅陶瓷作為過濾材料被廣泛應用于污水處理、高溫氣體除塵等環(huán)保領域，具有化學穩(wěn)定性好、耐高溫、抗微生物侵蝕、機械度高、可反向沖洗、膜孔不變形、分離效率高、抗污染能力強，操作簡便，易清洗等諸多優(yōu)勢，將成為環(huán)保領域中膜分離技術的關鍵組成材料與發(fā)展趨勢。

專利CN102389719A公開了一種碳化硅陶瓷膜支撐體的制備方法。該方法利用蒸發(fā)凝聚的原理，須有不同粒徑的顆粒參與，粗顆粒在蒸發(fā)凝聚過程起一個骨架作用，細顆粒作為燒結頸的物質源，促進燒結頸的發(fā)育達到燒結的作用。因此在燒結過程中需要在高溫下(2200～2450℃)，保護氣氛下(高純氮氣或者氦氣)小顆粒碳化硅蒸發(fā)再凝聚，并且燒結窯爐昂貴，燒結工藝復雜和燒成材料機械強度差等缺點。

專利CN101913872A公開了一種用氧化硅作為高溫燒結助劑液相燒結法生產碳化硅過濾管方法。該方法借助燒結助劑在一定溫度下與碳化硅顆粒形成多元液相從而將碳化硅顆粒連接在一起的過程，該燒結方法溫度低(1400℃以下)，不需要保護氣氛，窯爐結構簡單。但是由于氧化硅耐酸不耐堿，所以該方法生產的碳化硅過濾管不能在強堿性條件下使用，并且當過濾管堵塞，不能用堿性溶液洗滌使得過濾管通量恢復。

因此，針對現(xiàn)有技術中存在的溫度高、設備價格高、能耗大、成本高的問題以及耐熱震性差、耐堿性差的缺點。如何提供一種燒結溫度低、生產能耗低、工藝方法簡單、設備要求低、生產成本和投資成本低、控制靈活、成型容易、適合工業(yè)定制、滿足規(guī)模化生產的制備方法以及提供一種耐熱震性能好，耐酸堿腐蝕好、燒成品在燒結過程不開裂和不彎曲、燒成品的孔隙率高、機械強度大、通量大、使用壽命長的低溫燒結耐酸堿多孔碳化硅陶瓷支撐體是本發(fā)明要解決技術問題。

發(fā)明內容

為解決多孔碳化硅膜陶瓷材料制備過程中存在的技術問題，本發(fā)明提供一種燒結溫度在1100～1400℃、原料易得、配制簡單、成型容易、生產成本低、適合工業(yè)定制、滿足規(guī)模化生產的耐酸堿多孔碳化硅陶瓷材料的制備方法。本發(fā)明技術方案如下：

一種低溫燒結耐酸堿多孔碳化硅陶瓷支撐體的制備方法，其特征在于：依次包括以下步驟：(1)泥料制備；(2)擠出成型；(3)低溫烘干；(4)高溫燒結；其中，步驟(1)中使用的原料為碳化硅粉、燒結助劑、成型機、造孔劑、潤滑劑和溶劑；

其中，燒結助劑是由鋯英石，高硼硅，鉀長石，石英砂，蘇州土，燒滑石，白堊，螢石構成；

成型劑是由甲基纖維、羧甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羥乙基纖維素中的一種以上構成；造孔劑為石墨粉、淀粉、活性炭、竹粉中的一種以上構成；

潤滑劑由甘油、油酸、桐油中的一種以上構成；

溶劑是由水、乙醇或水和乙醇形成的混合物中的一種以上構成。