[發明專利]一種高性能非對稱陶瓷過濾膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202111363780.2
• 申請日: 2021-11-17
• 公開（公告）號: CN114225715B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 稅安澤;馬娟;杜斌;單慶亮;熊浩;曾生輝;何超;錢俊杰
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B01D71/02
• 分類號: B01D71/02;B01D71/38;B01D69/12;B01D67/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林奕聰

1.一種高性能非對稱陶瓷過濾膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將Al₂O₃微粉、硅溶膠、水和復合分散劑混合均勻制成料漿，料漿經烘干后研磨過篩得到不同鋁硅比，即Al₂O₃/SiO₂質量比的混合粉體；向混合粉體中加入聚乙烯醇溶液和造孔劑，造粒后倒入模具再干壓成型，隨后將模具倒立并取下底座，將與底座接觸的支撐體生坯面朝上進行半脫模，即脫模時生坯面不露出模具；

（2）將Al₂O₃細粉加入到去離子水中，邊攪拌邊加入分散劑，攪拌1-3h后將懸浮液烘干、研磨并過篩，得到分散均勻的Al₂O₃細粉；

（3）向步驟（1）中半脫模的生坯表面噴灑一層聚乙烯醇溶液，然后在模具上放上篩網；取步驟（2）中分散均勻的Al₂O₃細粉倒入篩網且正對生坯面，采取一定的措施使Al₂O₃細粉落下并均勻鋪展在生坯表面，而后在鋪展的細粉上面放一片光滑有機膜，再在有機膜上放置底座，經共壓成型后脫模得到一體化的支撐體生坯+生膜層；支撐體生坯和生膜層經干燥后在1000-1500℃條件下共燒0.5-4h即制得陶瓷膜；

其中，步驟（1）中復合分散劑是指三聚磷酸鈉-羥基改性丙烯酸，三聚磷酸鈉與羥基改性丙烯酸的重量比為（3-7）：（7-3），兩者加入量占混合粉體的重量比為0.5%-2%；

步驟（1）中，所述Al₂O₃微粉的平均粒徑為5-30μm，硅溶膠中SiO₂粒子的平均粒徑為10-30nm，Al₂O₃、硅溶膠中SiO₂、水的重量比為（8-10）：（0-2）：（10-30）；

步驟（1）中，所述聚乙烯醇溶液的質量分數為2-12%，其加入量占混合粉體總重量的比例為0.2-2%；所述造孔劑為玉米淀粉或煤粉中的一種以上，其加入量占混合粉體總重量的比例為0-30%；

步驟（1）中，所述干壓成型的壓力為10-100MPa；

步驟（2）和步驟（3）中，所述Al₂O₃細粉的平均粒徑為100-600nm；

步驟（2）中，所述分散劑為六偏磷酸鈉、聚丙烯酸、改性丙烯酸或聚乙二醇中的一種，其加入量占氧化鋁細粉重量的0.1%-2%；

所述篩網的目數為80-200目；

步驟（3）中，所述聚乙烯醇溶液的質量分數為1%-8%，Al₂O₃細粉其用量根據支撐體生坯的上表面面積而定，在0.004-0.020g/cm²之間；

步驟（3）中，所述篩網的目數為80-200目；

步驟（3）中，所述光滑有機膜為聚四氟乙烯膜、硫酸紙或糯米紙中的一種；

所述共壓成型壓力為10-100MPa；

步驟（3）中，所述陶瓷膜生膜在常溫下干燥的時間為0-2h，在烘箱中干燥的時間為0-2h，干燥溫度為60-100℃。

2.根據權利要求1所述高性能非對稱陶瓷過濾膜的制備方法，其特征在于，所述使Al₂O₃細粉落下的操作時，采取的措施包括采取震動、旋轉或者往返移動篩網措施中的一種或幾種方式使細粉落下并均勻鋪展在生坯表面。

3.由權利要求1或2所述制備方法制備得到高性能非對稱陶瓷過濾膜。