[發明專利]一種梯度復合多孔膜管的制備方法

在審

• 申請號: 201910805122.0
• 申請日: 2019-08-29
• 公開（公告）號: CN110408922A
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 荊遠;劉忠軍;劉淵;劉卓萌;姬帥
• 申請（專利權）人: 西安石油大學;江蘇云才材料有限公司
• 主分類號: C23C24/08
• 分類號: C23C24/08
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 滕詣迪

本發明提供了一種梯度復合多孔膜管的制備方法，包括以下步驟：1、將陶瓷粉體加入到分散劑中，攪拌均勻配置成懸浮液，得到漿料；2、將配制好的漿料倒入到多孔金屬基體中，然后放到離心機上離心沉積成形，使漿料中的陶瓷粉沉積于多孔金屬基體內壁，形成半成品膜；3、經干燥和燒結處理后得到梯度復合多孔膜管。離心成型過程中，漿料中的分散劑在離心力作用下穿過多孔金屬基體，而粉體則在離心力的作用下呈連續梯度結構均勻地沉積在金屬基體內壁。梯度孔結構多孔材料可以較好的解決該類材料在使用過程中高精度和大流量之間的矛盾。本發明所涉及的制備方法簡單，工藝流程短，產品綜合性能好，生產成本低。

技術領域

本發明涉及金屬多孔過濾管的制備領域，具體涉及一種梯度復合多孔膜管的制備方法。

背景技術

現代工業的發展離不開金屬多孔材料。金屬多孔材料最重要的應用之一就是過濾與分離。隨著現代工業技術的發展，過濾行業對材料的過濾精度要求越來越高，如食品、飲料行業要求過濾精度達到微濾水平，生物、醫藥用過濾介質達到超濾乃至納濾水平。

對多孔材料而言，高精度和大流量是一對矛盾，多孔材料的孔徑越小過濾精度就越高，流體通過多孔材料的壓力的損失就越大，流量就越小，透過能力就越小。梯度孔結構的多孔材料較好的解決了高精度和大流量之間的矛盾，其結構特點是以大孔材料為基體，細孔層為梯度層。基體承受工作環境中的較大的工作壓力，同時具有較大的透過性能，梯度層孔徑較小，雖然壓力損失隨厚度變化較大，但是，梯度層厚度很薄，一般有幾十到幾百個微米，所以壓力損失相對于傳統多孔材料較小，因此，梯度孔結構多孔材料具有高精度、大流量這一優異性能。

梯度多孔陶瓷材料在食品、水處理、能源環保等行業中有著廣泛應用。但是，在梯度孔結構陶瓷多孔材料制備過程中對梯度層孔徑控制相對困難，梯度層與基體層間結合力較弱，燒結過程中容易出現起皮及開裂現象，成品率低，造價較高；同時，梯度多孔陶瓷材料端部密封和連接難加工等問題也嚴重影響了梯度陶瓷多孔材料進一步推廣和應用。梯度金屬多孔材料雖然具有機械強度好、可機加等特性，但其金屬材質原材料粉末的制備工藝及成本因素限制了該類高精度梯度金屬多孔材料的生產及推廣。

通過選擇以陶瓷多孔材料為梯度精度控制層、以金屬多孔材料為基體制備的梯度復合多孔材料可以有效解決以上問題。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的缺陷，而提供一種金屬-陶瓷復合梯度多孔膜管的制備方法，該制備方法工藝流程簡單，效率高，生產成本低，適合產品工業化生產。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是一種梯度復合多孔膜管的制備方法，具體為：

步驟一、將高純氧化鋁粉體加入到分散劑中，攪拌均勻配置成懸浮液，得到漿料；所述漿料中高純氧化鋁粉體的質量百分數為3～10％，所述分散劑由酚醛樹脂與乙醇混合配制而成，所述酚醛樹脂的質量百分含量為1～6％；

步驟二、將多孔金屬基體一端用膠塞密封，固定在與電機主軸連接的卡盤上，再將步驟一中所述漿料倒入多孔金屬基體內，然后將多孔金屬基體另一端用膠塞密封，利用電機的離心作用對漿料進行離心沉積，使漿料中的分散劑通過多孔金屬基體的孔隙排出，漿料中的高純氧化鋁粉體沉積于多孔金屬基體內表面，形成半成品膜；

步驟三、將步驟二中內表面沉積有半成品膜的多孔金屬基體放入烘箱中進行干燥，烘箱溫度為40～90℃；然后將梯度多孔膜管半成品放入燒結爐中進行燒結，燒結氣氛為真空，或惰性氣氛保護，燒結溫度為800～1300℃，保溫時間為1～3小時；隨爐冷卻，最后出爐即制得梯度復合多孔膜管。

所述的一種梯度復合多孔膜管的制備方法，步驟一所述高純氧化鋁粉體的粒徑范圍可以根據實際需要進行選擇，粒徑范圍為0.5～15μm；多孔金屬基體的孔徑可根據實際透氣要求作出調整；所制備的梯度復合多孔膜管內表面梯度層厚度為10～500μm，孔徑為0.1～1μm。