[發明專利]一種低溫燒結氧化鋁陶瓷支撐體的制備方法

有效

• 申請號: 201911246104.X
• 申請日: 2019-12-08
• 公開（公告）號: CN110885237B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 陳鋒濤
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/622;C04B38/00
• 代理公司: 浙江英普律師事務所 33238
• 代理人: 陳小良

本發明涉及多孔陶瓷材料技術領域，具體是一種低溫燒結氧化鋁陶瓷支撐體的制備方法。其主要特征在于創新性設計出一種能在1200～1300℃范圍內燒成氧化鋁陶瓷的燒結助劑，該燒結助劑的添加使得氧化鋁多孔陶瓷材料的燒成溫度明顯降低，有效節約燒結能耗和時間，為用在環保領域的氧化鋁陶瓷膜的制造提供一種低溫燒結的支撐體。該制備方法具有燒結溫度低、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、適合工業定制、滿足規模化生產的特點。該方法生產的氧化鋁陶瓷陶瓷支撐體具有親水性好，滲透通量超大，孔隙率高、成品率高，耐酸堿性好、使用壽命長的特點。

技術領域

本發明專利涉及無機陶瓷多孔材料技術領域，特別涉及無機陶瓷分離膜材料技術領域，具體為一種低溫燒結氧化鋁陶瓷支撐體的制備方法。

背景技術

分離膜材料是膜分離技術的核心，現有分離膜材料主要分為有機聚合物膜和無機陶瓷膜，相比于有機聚合物膜材料，無機陶瓷膜材料具有機械強度高、耐酸堿、耐高溫、耐有機溶劑、耐生物腐蝕、耐氧化劑氧化、孔徑分布窄、孔隙率高、孔集中度好、親水性好、抗污染能力強、使用壽命長和應用范圍廣等優點。特別適用于海水淡化、廢水處理與資源化、中水回用和飲用水凈化等領域，是目前最具發展前景的分離材料。

然而，陶瓷膜除了具有上述諸多優點外，也存在著顯著的缺點，那就是陶瓷膜制備工藝復雜，制造成本高。其造成陶瓷膜成本高的主要原因是工藝流程長、需要二次燒結或多次燒結、燒結溫度高、升溫和保溫時間長、降溫時間更長等，從而導致陶瓷膜生產周期長和膜產品產率低。專利(申請號：201610329412.9)曾公開的一種氧化鋁陶瓷燒結方法，其燒結溫度高達1700℃；專利(申請號：201710280509.X)曾公開一種用于污水處理的氧化鋁陶瓷膜的制備方法，其燒結溫度高達1400℃，并且還需要在無氧和惰性氣氛保護環境下；專利(申請號：201711351472.1)也同樣報道一種氧化鋁陶瓷膜燒結溫度需要達到1400℃。根據如上各種氧化鋁陶瓷膜的制備方法的報道，燒結氧化鋁陶瓷膜所需要的溫度高達1400℃以上，高溫需要的燃料或電能都很大，升溫需要的時間長，能量消耗很大，從而導致陶瓷膜制造成本大幅提高，使得陶瓷膜優良的分離性能失去高的信價比。因此，降低氧化鋁陶瓷膜的燒結溫度是氧化鋁陶瓷行業所關心和必需解決的問題。

發明內容

本發明的目的是針對當前氧化鋁陶瓷膜燒結溫度高，制造成本和投資成本高等問題。提供一種低溫燒結氧化鋁陶瓷支撐體的制備方法，其技術優勢就是一種能在低溫環境(1200～1250℃)和空氣氣氛下燒制具有高孔隙率和高機械強度的氧化鋁多孔陶瓷膜材料；其技術核心就是適合氧化鋁粉體在低溫環境和空氣氣氛下結合在一起的燒結助劑。該燒結助劑配方的熱膨脹系數低，并且熱膨脹系數與氧化鋁粉體匹配，在低溫下形成液相熔融劑使氧化鋁顆粒接觸點黏連在一起，未接觸的地方形成孔隙，從而制備多孔的氧化鋁陶瓷膜。該方法制造工藝簡單、制造成本和投資成本低、燒結溫度低、成品率高、滲透通量大、適合工業定制、滿足規模化生產的制造方法。

為解決氧化鋁陶瓷支撐體在制備過程中存在的高溫燒結的問題，本發明技術方案如下：