一种大直径组合式蜂窝陶瓷过滤膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种大直径组合式蜂窝陶瓷过滤膜的制备方法，包括如下步骤：(1)配制坯体泥料，经陈腐后，获得陈腐泥料；(2)将陈腐泥料通过挤出机挤出形成横截面为扇形的坯体，边挤出边用低温氮气在挤出机的模具口将坯体20

【技术实现步骤摘要】
一种大直径组合式蜂窝陶瓷过滤膜的制备方法


[0001]本专利技术属于陶瓷膜
，具体涉及一种大直径组合式蜂窝陶瓷过滤膜的制备方法。

技术介绍

[0002]无机陶瓷膜因其强度高，耐腐蚀性强，结构稳定、不会被微生物腐蚀、孔径分布均匀等特点，在油水分离、水处理等领域以得到越来越广泛的应用。目前应用于水处理行业的陶瓷膜主要是平板陶瓷膜、圆盘式陶瓷膜、小直径管式陶瓷膜、蜂窝陶瓷膜、中空纤维陶瓷膜等多种构型。
[0003]在众多构型的陶瓷膜中，大直径蜂窝陶瓷膜其装填面积大，单位膜成本低，强度高，组件简单，使用寿命长等特点，是水处理应用陶瓷膜的理想构型。目前市场上主流的蜂窝陶瓷膜主要为一次挤出成型并加工有测积水流道的管状蜂窝陶瓷膜。然而，由于大直径蜂窝陶瓷膜其通孔孔数多，孔密度高，孔壁薄，生坯自重大，其在成型过程中非常容易变形，且存在容易内裂，设备和模具损耗大，成品率低，制备成本高昂的难题。而为了提高水处理蜂窝陶瓷膜运行过程中的出水效率，通常在蜂窝陶瓷膜素烧或者烧结完毕后，需要在蜂窝陶瓷膜的侧面加工积水流道。在积水流道加工过程中，由于蜂窝陶瓷膜硬度高，脆性大，加工成本高，且容易碎裂，因而进一步降低了蜂窝陶瓷膜的成品率和制备成本。CN209034121U公开一种环状陶瓷膜元件及包含它的蜂窝陶瓷膜组件，其利用数个不同直径的环状陶瓷膜管组合成一组大直径蜂窝陶瓷膜。但此结构环状蜂窝陶瓷膜管由于中空结构，内部无支撑结构，同样面临易变形开裂，成品率低，需要多组模具，制备成本高昂的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种大直径组合式蜂窝陶瓷过滤膜的制备方法。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种大直径组合式蜂窝陶瓷过滤膜的制备方法，包括如下步骤：
[0007](1)配制坯体泥料，经陈腐后，获得陈腐泥料；上述坯体泥料中含有明胶粉末2-4wt％以及凝胶温度为40-100℃的羟丙基甲基纤维素3-6wt％；
[0008](2)将陈腐泥料通过挤出机于40-100℃的温度并5-7MPa的挤出压力下挤出形成横截面为弧度为0-180
°
的扇形的坯体，边挤出边用低温氮气在挤出机的模具口将坯体20-35s内迅速降温至0-5℃，挤出至设定长度后进行切断，获得高强度坯体；
[0009](3)将上述高强度坯体于-52至-48℃下冷冻干燥45-50h后，进行烧结，获得蜂窝陶瓷膜支撑体；
[0010](4)在上述蜂窝陶瓷膜支撑体上制备至少一层过滤膜层，获得陶瓷膜构件；
[0011](5)将至少二上述陶瓷膜构件根据设定的间距组装形成横截面为圆形的直径为110-130mm且长度为1.1-1.3m的所述大直径组合式蜂窝陶瓷过滤膜，相邻陶瓷膜构件间的
间隙即为积水流道。
[0012]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(1)中的坯体泥料还含有氧化铝微粉、氧化硅微粉、氧化镁、桐油和RO水。
[0013]进一步优选的，所述步骤(1)中的坯体泥料的配方为：氧化铝微粉72-74wt％、氧化硅微粉1-2wt％、氧化镁0.8-1.2wt％、桐油0.4-0.6wt％、明胶粉末2-4wt％、羟丙基甲基纤维素3-6wt％，余量为RO水。
[0014]更进一步优选的，所述步骤(1)中的坯体泥料的配方为：氧化铝微粉73wt％、氧化硅微粉1.5wt％、氧化镁1wt％、桐油0.5wt％、明胶粉末2-4wt％、羟丙基甲基纤维素3-6wt％，余量为RO水。
[0015]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述氧化铝微粉的粒径大于所述氧化硅微粉的粒径。
[0016]进一步优选的，所述氧化铝微粉的粒径为30-40μm，所述氧化硅微粉的粒径为1.5-2.5μm。
[0017]更进一步优选的，所述氧化铝微粉的粒径为35μm，所述氧化硅微粉的粒径为2μm。
[0018]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(1)中的陈腐的温度为50-55℃，时间为72-96h。
[0019]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(2)中的挤出机的挤出速度为0.01-0.012m/s。
[0020]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(4)中的烧结的温度为1745-1750℃，时间为2.5-3.5h。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022]1、本专利技术成型压力低，对挤出设备和模具磨损小，坯体不会变形开裂，成品率高达93-98％，用陶瓷膜构件根据设定的间距组装形成横截面为圆形的蜂窝陶瓷过滤膜，无需机械加工侧积水流道，大幅度提高了蜂窝陶瓷膜的成品率和并降低了制备成本。
[0023]2、本专利技术中，明胶具有在加热状态下，溶解成胶体，而冷却至35-40℃以下，成为凝胶状的特性，高凝胶温度的羟丙基甲基纤维素在高温状态下不会析出，具有很好的散失保水性，可作为成型助剂，并利用挤出机加热装置对挤出过程中的泥料加热至40℃-100℃，使得泥料具有较好的流动性，在低挤出压力下成型。
[0024]3、本专利技术中，在挤出机挤出口，利用低温气体吹扫的方式将挤出坯体迅速降温至0-5℃，可瞬间提高湿坯强度。
具体实施方式
[0025]以下通过具体实施方式对本专利技术的技术方案进行进一步的说明和描述。
[0026]实施例1
[0027]将氧化铝微粉(35μm，73wt％)，氧化硅微粉(2um，1.5wt％)，氧化镁(1wt％)，桐油(0.5wt％)，明胶粉末(2wt％)，羟丙基甲基纤维素(凝胶温度75℃，6wt％)，RO水(16wt％)在常温下混合均匀制成坯体泥料，置于50℃保温箱中陈腐72h，获得陈腐泥料。然后将陈腐后的泥料用挤出机挤出成型(所得坯体为横截面为弧度为90
°
的扇形的坯体)，设定挤出机加热温度为50℃，挤出压力5.5Mpa，挤出速度为0.01m/s。在挤出机蜂窝陶瓷膜模具口采用低
温氮气将坯体在20s内迅速降温至5℃，挤出一定长度坯体后将坯体切断，获得高强度坯体。将高强度坯体在-50℃下冷冻干燥48h后在1750℃下高温烧结3h形成蜂窝陶瓷膜支撑体。后续在此蜂窝陶瓷膜支撑体上通过浸渍或者喷涂等陶瓷过滤膜制膜工艺涂覆一层或者多层过滤膜层，形成陶瓷膜构件，最然后将四个该陶瓷膜构件根据设定的间距组合成大直径组合式蜂窝陶瓷过滤膜产品，相邻陶瓷膜构件间的间隙即为积水流道。本实施例制备的直径120mm，1.2m长的产品弯曲度小于1.5mm，外径偏差小于1.2mm，成品率96％。
[0028]实施例2
[0029]将氧化铝微粉(35μm，73wt％)，氧化硅微粉(2um，1.5wt％)，氧化镁(1wt％)，桐油(0.5wt％)，明胶粉末(4wt％)，羟丙基甲基纤维素(凝胶温度75℃，3wt％)，RO水(17wt％)在常温下混合均匀制成坯体泥料，置于55℃保温箱中陈腐96h，获得陈腐泥料。然后将陈腐后的泥料用挤出机挤出成型(所得坯体为横截面为弧度为90
°
的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大直径组合式蜂窝陶瓷过滤膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)配制坯体泥料，经陈腐后，获得陈腐泥料；上述坯体泥料中含有明胶粉末2-4wt％以及凝胶温度为40-100℃的羟丙基甲基纤维素3-6wt％；(2)将陈腐泥料通过挤出机于40-100℃的温度并5-7MPa的挤出压力下挤出形成横截面为弧度为0-180
°
的扇形的坯体，边挤出边用低温氮气在挤出机的模具口将坯体20-35s内迅速降温至0-5℃，挤出至设定长度后进行切断，获得高强度坯体；(3)将上述高强度坯体于-52至-48℃下冷冻干燥45-50h后，进行烧结，获得蜂窝陶瓷膜支撑体；(4)在上述蜂窝陶瓷膜支撑体上制备至少一层过滤膜层，获得陶瓷膜构件；(5)将至少二上述陶瓷膜构件根据设定的间距组装形成横截面为圆形的直径为110-130mm且长度为1.1-1.3m的所述大直径组合式蜂窝陶瓷过滤膜，相邻陶瓷膜构件间的间隙即为积水流道。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的坯体泥料还含有氧化铝微粉、氧化硅微粉、氧化镁、桐油和RO水。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的坯体泥料的配方为：氧化铝微粉72-74wt％、...

【专利技术属性】
技术研发人员：丘助国，洪昱斌，方富林，蓝伟光，
申请(专利权)人：三达膜科技厦门有限公司，
类型：发明
国别省市：