[發明專利]一種大口徑柱狀陶瓷膜支撐體的制備方法及其陶瓷膜制品

在審

• 申請號: 202011041219.8
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112174649A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 王霞;常啟兵;郝恩奇;何世斌;楊柯;汪永清
• 申請（專利權）人: 景德鎮陶瓷大學
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/14;C04B35/46;C04B35/48;C04B35/565;C04B35/622;C04B38/06;C04B41/87;B01D67/00;B01D71/02
• 代理公司: 廣州廣信知識產權代理有限公司 44261
• 代理人: 李玉峰

1.一種大口徑柱狀陶瓷膜支撐體的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)支撐體單元(1)的制備

以對大口徑柱狀多孔道陶瓷膜沿軸向對稱均分形成的單體為支撐體單元(1)，采用擠出成型制備支撐體單元(1)；

(2)連接坯片(2)的制備

制備長度與柱狀的半徑相同、厚度為1.0～2.0mm的長條矩形連接坯片(2)；

(3)支撐體單元的組合粘結、及組件的燒成

將所述支撐體單元(1)拼接組合為柱狀結構，所述連接坯片(2)呈橫向設置在支撐體單元(1)之間、并沿柱狀的軸向間隔設置，各接觸面之間使用粘結劑溶液進行粘結形成整體，而得到支撐體生坯；然后經過干燥、煅燒，即得到大口徑柱狀陶瓷膜支撐體；其中，所述支撐體上的孔道為原料液通道(3)，所述支撐體單元(1)之間的間隙為滲透液通道(2)。

2.根據權利要求1所述的大口徑柱狀陶瓷膜支撐體的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中對大口徑柱狀陶瓷膜沿軸向對稱均分形成4～8個單體。

3.根據權利要求1或2所述的大口徑柱狀陶瓷膜支撐體的制備方法，其特征在于：所述步驟(3)的粘結劑溶液為濃度為0.05～3wt％的聚乙烯醇或羥丙基甲基纖維素的水溶液。

4.一種大口徑柱狀陶瓷膜制品的制備方法，其特征在于：在權利要求1-3之一所述制備方法得到的大口徑柱狀陶瓷膜支撐體的原料液通道(3)的內壁涂覆分離膜層漿料，以形成分離膜層，而得到大口徑柱狀陶瓷膜制品。

5.根據權利要求4所述的大口徑柱狀陶瓷膜制品的制備方法，其特征在于：所述大口徑柱狀陶瓷膜支撐體、分離膜層的原料組成及制備如下：

所述支撐體單元、連接坯片的原料組成為平均粒徑為5～50μm的陶瓷粉體、以及用量分別為該陶瓷粉體1～8wt％、2～6wt％、10～38wt％、1～6wt％、0.5～1.5wt％的造孔劑、粘結劑、水、潤滑劑、增塑劑；首先將所述陶瓷粉體、造孔劑、粘結劑在混料機中混合成均勻的混合料，然后將所述混合料與水、潤滑劑、增塑劑混合，在捏泥機中捏合成泥、陳腐后，使用擠出機擠出支撐體單元(1)，使用輥軋機將泥料輥軋形成柔性的連接坯片(2)；

所述分離膜層漿料由平均粒徑為0.1～1μm的陶瓷粉體、用量分別為該陶瓷粉體0.5～1.2wt％、1～4wt％、700～920wt％的分散劑、穩定劑、水組成，經攪拌混合形成懸浮液漿料。

6.根據權利要求5所述的大口徑柱狀陶瓷膜制品的制備方法，其特征在于：

所述陶瓷粉體為Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、SiO₂、SiC中的一種或其組合；

所述造孔劑為淀粉；

所述粘結劑為羧甲基纖維素、甲基纖維素、聚乙烯醇、羥丙基甲基纖維素中的一種或其組合；

所述潤滑劑為甘油和/或油酸；

所述增塑劑為聚乙烯醇；

所述分散劑為聚丙烯酸、Dolapix系列分散劑、聚乙烯吡咯烷酮中的一種或其組合，或聚乙烯亞胺，或聚乙烯亞胺與聚乙烯吡咯烷酮的組合；

所述穩定劑為聚丙烯酸或聚乙烯亞胺、聚丙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇中的一種或其組合。

7.根據權利要求5所述的大口徑柱狀陶瓷膜制品的制備方法，其特征在于：所述支撐體生坯在1500～1650℃溫度下煅燒，保溫時間為2～4h，得到平均孔徑為3～5μm的大口徑柱狀陶瓷膜支撐體。

8.根據權利要求4或5或6或7所述的大口徑柱狀陶瓷膜制品的制備方法，其特征在于：將所述分離膜層漿料注入到支撐體的原料液通道(3)內，靜置后將漿料倒出，使原料液通道(3)的內表面形成濕膜，經過干燥、煅燒，得到平均孔徑為0.05～0.5μm的分離膜層。

9.根據權利要求8所述的大口徑柱狀陶瓷膜制品的制備方法，其特征在于：所述濕膜干燥后在1300～1450℃溫度下煅燒，保溫2～4h。

10.利用權利要求4-9之一所述大口徑柱狀陶瓷膜制品的制備方法制得的陶瓷膜。