[發明專利]一種梯度孔高溫過濾陶瓷管及其制備方法

有效

• 申請號: 201711065578.5
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107915475B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 徐曉虹;吳建鋒;張亞祥;范靜;劉星
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/195;C04B35/80;C04B35/622;C04B38/06;C04B38/02;C04B41/87;B01D46/00;B01D46/24;B01D46/54
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮;官群

1.一種梯度孔高溫過濾陶瓷管，其特征在于：所述陶瓷管由內到外由管狀支撐體、過渡層及分離膜層組成，并且管狀支撐體、過渡層及分離膜層顯氣孔率和氣孔孔徑呈梯度分布，顯氣孔率依次遞增，氣孔孔徑依次遞減；

所述管狀支撐體、過渡層及分離膜層顯氣孔率分別為28~38%、36~41%、40~44%，氣孔孔徑分別為12~45μm、10~16μm、2~8μm，厚度分別為10~20mm、200~500μm、150~200μm；

所述管狀支撐體的原料由以下質量份的組分組成：煅燒鋁礬土顆粒40~60份，陶瓷結合劑20~50份，造孔劑20~40份，其中煅燒鋁礬土顆粒級配及質量百分比為：1~0.425mm，30~50%；0.425~0.18mm，30~50%；0.18~0.125mm，10~20%；所述陶瓷結合劑原料及質量百分比例為：高嶺土40~50%，滑石40~50%，工業氧化鋁10~20%；所述造孔劑為木炭粉、石墨、碳化硅中的一種或多種按任意比例的混合物；

所述過渡層所用原料包括以下質量份的組分：莫來石纖維50~80份，煅燒鋁礬土粉末10~25份，合成堇青石粉末10~25份，木炭粉5~15份，石墨粉5~10份，硼砂2~8份，熔塊5~15份，廢玻璃粉5~10份，CMC 3~5份，STTP 2~5份；所述煅燒鋁礬土粉末粒徑為54~63μm，所述合成堇青石粉末過200~325目篩得到；

所述分離膜層包括以下質量份的組分：莫來石纖維10~40份，煅燒鋁礬土粉末30~50份，合成堇青石粉末30~50份，木炭粉5~15份，石墨粉5~10份，硼砂2~8份，熔塊5~15份，廢玻璃粉5~10份，CMC 3~5份，STTP 2~5份；所述煅燒鋁礬土粉末粒徑為44~54μm，所述合成堇青石粉末過200~325目篩得到。

2.一種權利要求1所述的梯度孔高溫過濾陶瓷管的制備方法，其特征在于步驟如下：

1）制備管狀支撐體：

a.配料：將煅燒鋁礬土顆粒、陶瓷結合劑和造孔劑按比例稱取備用；

b.混料與陳腐：將陶瓷結合劑和造孔劑在球磨機中混合球磨1~2h，得到混合粉料，將煅燒鋁礬土粗、中、細顆粒表面噴涂PVA溶液后與混合粉料混合攪拌均勻，陳腐24~48h得到混合料；

c.制備陶瓷管坯體：將步驟b陳腐好的混合料利用擠出機擠出得到陶瓷管坯體；

d.制備管狀支撐體：將步驟c所得陶瓷管坯體放置于恒溫箱中干燥，然后放入高溫窯爐中燒結得到管狀支撐體；

2）制備梯度孔高溫過濾陶瓷管：將過渡層的原料分別加水配制成陶瓷纖維料漿，將分離膜層的原料分別加水配制成分離膜層料漿，在步驟1）所得管狀支撐體表面先均勻涂覆一層陶瓷纖維料漿，放入烘箱干燥后再在其上均勻涂覆一層分離膜層料漿，放入烘箱干燥后放入高溫窯爐中燒結得到梯度孔高溫過濾陶瓷管。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟1）b所述PVA溶液添加量為混合料質量的5~10%，PVA溶液質量濃度為2~5%。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟1）d所述燒結工藝條件為：以3~5℃/min的速率升溫至1300~1360℃，保溫1~3h。

5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟2）所述陶瓷纖維料漿含水量為30~40%；所述分離膜層料漿含水量為30~40%。

6.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟2）所述燒結工藝條件為：以3~5℃/min的速率升溫至1080~1120℃，保溫1~3h。