一种泡沫金属基微滤膜的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，包括以下步骤：一、将金属粉、粘接剂和消泡剂配制成浆料；二、将泡沫金属基体和浆料装入离心筒体中，在离心机上离心分离，使浆料中的金属粉沉积于泡沫金属基体的外表面，形成半成品膜；三、经干燥和烧结处理后得到泡沫金属基微滤膜。本发明专利技术设计合理，工艺简单，操作简便，生产成本低廉；采用本发明专利技术制备的泡沫金属基微滤膜表面光滑，壁厚均匀，与泡沫金属基体结合牢固；采用本发明专利技术制备的微滤膜能够同时实现高过滤精度和大透过量，并且可以降低过滤物通过压力，提高过滤效率，延长设备使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属过滤材料制备
，具体涉及。
技术介绍
多孔金属膜的生产源于粉末冶金技术。因其具有高的机械强度、优良的热传导性能、良好的韧性，且容易密封成构件，克服了陶瓷膜脆且组件的高温密封和连接困难的缺点，被广泛应用于食品、饮料、化工、医疗、环保、水处理等工业领域。在过滤过程中，多孔金属膜对污物的吸附量大、支撑性好、过滤面积大、使用温度范围宽、容易清洗、寿命长，具有 很高的应用价值。多孔金属膜目前均采用梯度复合结构，基体是粉末多孔材料如多孔不锈钢、多孔镍、多孔钛、多孔Fe3Al、多孔镍铬铝等，和纤维毡如不锈钢纤维毡、Fe3Al纤维毡等，分离层一般选用膜层易于烧结的金属材料如不锈钢粉、钛粉、镍粉、Fe3Al粉、镍基合金粉等。在过滤分离领域，要求过滤精度高、透过性能好。目前这类生产出的多孔金属膜孔隙率达50%，过滤精度为2 μ m 50 μ m,相对透气系数为15m3/ (m2 · h · KPa) 60m3/ (m2 · h · KPa)，远远满足不了大透过量的要求。并且现在工业中所用的多孔金属膜，在使用过程中，为了使过滤物通过，需要施加一定的压力，而过大的压力，降低了多孔金属膜的使用寿命，提高了设备的使用条件。在使用一定时间后还需对多孔金属膜进行反吹来保证其过滤性能，延长其使用寿命。要解决以上难题，采用外表面具有金属微滤膜的泡沫金属材料是首选方案。制备金属膜采用的材质均为金属粉，且对金属粉的要求也较为严格。多孔基体和分离层制造工艺复杂，所以金属膜价格居高不下。要降低价格，需简化工艺。离心沉积制备的优点很多，主要包括操作步骤简便且生产成本低廉，可应用材料广泛、成型速度快等优点。在现有研究技术中，金属多孔膜管制备技术的相关报导很多，但用此法制备泡沫金属基过滤膜的工艺及理论研究，国内外暂无报导，也没有相关专利。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种制备方法简单、工艺流程短、生产成本低、可重复性强、适于大规模工业化生产的泡沫金属基微滤膜的制备方法。采用该方法制备的泡沫金属基微滤膜的厚度为80 μ m 200 μ m,孔径为Ιμπι ΙΟμπι,过滤精度不小于3 μ m,相对透气系数不小于IOOm3/ (m2 *h *KPa);该微滤膜牢固附着于泡沫金属基体的外表面，表面光滑，壁厚均匀，能够同时实现高过滤精度和大透过量，并且可以降低过滤物通过压力，明显提高过滤效率，显著延长设备使用寿命。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是，其特征在于，该方法包括以下步骤步骤一、将金属粉加入粘接剂中，搅拌均匀配制成悬浮液，然后将消泡剂加入所述悬浮液中并搅拌均匀，得到浆料；所述浆料中金属粉的浓度为O. lg/mL O. 3g/mL，所述浆料中消泡剂的质量百分含量为O. 1% O. 5% ;所述粘接剂由粘接性有机物与去离子水混合配制而成，所述粘接剂中粘接性有机物的质量百分含量为2% 6% ；步骤二、在离心筒体内表面紧密贴附一层塑料膜，将泡沫金属基体放入离心筒体中，再将步骤一中所述浆料倒入离心筒体中，直至泡沫金属基体完全被浆料浸没；然后将盛装有泡沫金属基体和浆料的离心筒体安装在离心机中，利用离心机对浆料进行离心分离，使浆料中的金属粉通过泡沫金属基体内的孔隙离心至泡沫金属基体外，并在塑料膜的阻隔作用下沉积于泡沫金属基体外表面，形成半成品膜；所述泡沫金属基体的形状为圆管状或圆柱状，所述泡沫金属基体的外径与离心筒体的内径相匹配；所述离心分离的转速为4000r/min 6000r/min,所述离心分离的时间为30min 300min ；步骤三、将步骤二中外表面沉积有半成品膜的泡沫金属基体连同离心筒体一起放入干燥箱中干燥，然后将干燥后的外表面沉积有半成品膜的泡沫金属基体从离心筒体中取出，置于烧结炉中进行烧结处理，最终在泡沫金属基体的外表面得到厚度为80 μ m 200 μ m,孔径为I μ m 10 μ m的泡沫金属基微滤膜。·上述的，其特征在于，步骤一中所述金属粉为不锈钢粉、纯镍粉、镍合金粉、钛合金粉或Fe3Al合金粉。上述的，其特征在于，步骤一中所述金属粉的平均粒度不大于25 μ m。上述的，其特征在于，步骤一中所述粘接性有机物为聚乙烯醇、聚乙二醇和羟甲基纤维素中的一种或几种。上述的，其特征在于，步骤一中所述消泡剂为正辛醇、磷酸三丁酯或聚醚类消泡剂。上述的，其特征在于，所述聚醚类消泡剂为GP型聚醚类消泡剂、GPE型聚醚类消泡剂或PPE型聚醚类消泡剂。上述的，其特征在于，步骤二中所述泡沫金属基体的孔径为40PPI 100PPI。上述的，其特征在于，步骤二中所述泡沫金属基体的材质与金属粉相同。上述的，其特征在于，步骤三中所述干燥的温度为60V 80°C，所述干燥的时间为4h 12h。上述的，其特征在于，步骤三中所述烧结处理采用四阶段烧结制度，具体为第一阶段烧结的温度为150°C 250°C，第一阶段烧结的时间为30min 90min;第二阶段烧结的温度为300°C 400°C，第二阶段烧结的时间为60min 120min ;第三阶段烧结的温度为450°C 550°C，第三阶段烧结的时间为30min 90min ;第四阶段烧结的温度T满足0. 5Tm彡T彡O. 9Tm，其中Tm为所述金属粉的熔点值，Tm的单位为。C，T的单位为。C，第四阶段烧结的时间为120min ISOmin ;烧结过程中升温的速率为 I0C /min 10°C /min。本专利技术与现有技术相比具有以下优点I、本专利技术制备方法简单，工艺流程短，生产成本低，可重复性强，适于大规模工业化生产。2、采用本专利技术制备的泡沫金属基微滤膜牢固附着于泡沫金属基体的外表面，该泡沫金属基微滤膜的厚度为80 μ m 200 μ m,孔径为I μ m 10 μ m,过滤精度不小于3 μ m,相对透气系数不小于IOOm3/(m2 · h · KPa)。3、本专利技术采用离心分离的方法使浆料中的金属粉通过泡沫金属内的孔隙并沉积于泡沫金属基体的外表面，最终得到泡沫金属基微滤膜，操作步骤简单，工艺流程短。4、本专利技术的泡沫金属基微滤膜的孔径可以通过调整金属粉的粒度来控制，泡沫金属基微滤膜的厚度可以通过调整浆料中金属粉的浓度来控制，可设计性强。5、采用本专利技术制备的泡沫金属基微滤膜的外表面光滑，壁厚均匀，与泡沫金属基体结合牢固，解决了采用传统方法制备的膜层起皮、与基体结合不牢固等问题。6、本专利技术适用范围广，可广泛适用于各种金属及合金材质的泡沫金属基微滤膜的制备，并且制备的滤膜表面光滑，壁厚均匀，性能优良。 下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。附图说明图I为本专利技术实施例I泡沫金属基体与附着于泡沫金属基体外表面的泡沫金属基微滤膜的剖面示意图。图2为本专利技术实施例I盛装有泡沫金属基体和浆料的离心筒体的剖面示意图。图3为本专利技术实施例9泡沫金属基体与附着于泡沫金属基体外表面的泡沫金属基微滤膜的剖面示意图。图4为本专利技术实施例9盛装有泡沫金属基体和浆料的离心筒体的剖面示意图。附图标记说明I一泡沫金属基体； 2—泡沫金属基微滤膜； 3—衆料；4一塑料膜；5—尚心筒体。具体实施例方式实施例I本实施例泡沫金属基微滤膜的制备方法包括以下步骤步骤一、将粒度为12 μ m，材质为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将金属粉加入粘接剂中，搅拌均匀配制成悬浮液，然后将消泡剂加入所述悬浮液中并搅拌均匀，得到浆料（3）；所述浆料（3）中金属粉的浓度为0.1g/mL～0.3g/mL，所述浆料（3）中消泡剂的质量百分含量为0.1%～0.5%；所述粘接剂由粘接性有机物与去离子水混合配制而成，所述粘接剂中粘接性有机物的质量百分含量为2%～6%；步骤二、在离心筒体（5）内表面紧密贴附一层塑料膜（4），将泡沫金属基体（1）放入离心筒体（5）中，再将步骤一中所述浆料（3）倒入离心筒体（5）中，直至泡沫金属基体（1）完全被浆料（3）浸没；然后将盛装有泡沫金属基体（1）和浆料（3）的离心筒体（5）安装在离心机中，利用离心机对浆料（3）进行离心分离，使浆料（3）中的金属粉通过泡沫金属基体（1）内的孔隙离心至泡沫金属基体（1）外，并在塑料膜（4）的阻隔作用下沉积于泡沫金属基体（1）外表面，形成半成品膜；所述泡沫金属基体（1）的形状为圆管状或圆柱状，所述泡沫金属基体（1）的外径与离心筒体（5）的内径相匹配；所述离心分离的转速为4000r/min～6000r/min，所述离心分离的时间为30min～300min；步骤三、将步骤二中外表面沉积有半成品膜的泡沫金属基体（1）连同离心筒体（5）一起放入干燥箱中干燥，然后将干燥后的外表面沉积有半成品膜的泡沫金属基体（1）从离心筒体（5）中取出，置于烧结炉中进行烧结处理，最终在泡沫金属基体（1）的外表面得到厚度为80μm～200μm，孔径为1μm～10μm的泡沫金属基微滤膜（2）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汤慧萍，迟煜頔，康新婷，王建，荆鹏，王辉，杨坤，赵少阳，
申请(专利权)人：西北有色金属研究院，
类型：发明
国别省市：