[发明专利]陶瓷质微孔膜过滤材料及其制造方法

说明书

本发明涉及一种过滤材料，特别是一种陶瓷质微孔膜过滤材料及其制造方法。

现有的过滤材料主要有金属丝网、有机织物、无纺滤布、石英砂、硅藻土微孔过滤材料和有机高分子材料离子膜。上述四种材料中，第1、2、4种均不耐强碱强酸，第3种微孔孔径难以达到0.2微米，机械强度不高，第4种容易老化，使用寿命短。

本发明旨在提供一种过滤孔径适应范围广、耐强酸强碱、机械强度高、使用寿命长的陶瓷质微孔膜过滤材料及其制造方法。

本发明所述陶瓷质微孔膜过滤材料包括三氧化二铝、二氧化硅、氧化锆、烧失成孔剂、成型粘结剂和烧成成孔粘结剂，其特点是上述原料的配比按重量份依次为：

三氧化二铝    10—90；   二氧化硅        10—90；

氧化锆        2—10；    烧失成孔剂      5—15；

成型粘结剂    5—20；    烧成成孔粘结剂  5—15。

本发明所述制造方法是将三氧化二铝、二氧化硅、氧化锆、烧失成孔剂、成型粘结剂、烧成成孔粘结剂按配比要求搅拌混合，成腐，配制成坯料；将坯料挤压成型，将成型坯干燥后，进窑烧结24小时至30小时，烧成温度控制在1450摄氏度以内。

本发明由于其微孔孔径可以人为控制，甚至其过滤分离效果能达到分子级，所以适应过滤的范围广，此外，本发明所述陶瓷质微孔膜过滤材料具有耐高温、高压、强酸、强碱、机械强度高、使用寿命长的优点。

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

一、本发明所述陶瓷质微孔膜过滤材料的配方原理：

1、成孔原理

首先要选择脊性材料，要求该材料在高温环境下，能够化学性能和物理性能相对稳定，其颗粒可以加工到所需目数，颗粒堆积能产生十字桥链的微孔。本发明采用三氧化二铝，二氧化硅和氧化锆为主要成分的材料作为脊性材料。

其次要选择成孔材料，要求该材料在制品成型阶段起到粘结、增塑剂的作用，同时要求该材料在烧成时烧失，本发明采用松香，石蜡或石墨为成孔材料，以玻璃水，羟甲基纤维素或水为成型粘结剂。

2、脊性材料颗粒烧成粘结

能够使脊性材料堆积形成的孔隙极大部分保留，又能形成一种高强度陶瓷质的制品，需要选择一种烧成成孔粘结剂，当陶瓷微孔材料在烧结时，该烧成成孔粘结剂能熔溶成液相，同时能与三氧化二铝、二氧化硅、氧化锆等脊性材料相溶，使三氧化二铝、二氧化硅、氧化锆的脊性材料颗粒表面在烧成温度内能包膜一层熔溶的成孔粘结剂，控制温度，使温度急剧冷却，使成孔粘结剂与脊性材料一起形成坚硬带孔的复合固体材料，在该烧成过程中，有一个很重要的原理：熔溶液相物质在高温下同样具有表面张力作用，加上分子之间的范德华力作用，在温度急冷的情况下，液膜扯破再次成孔。

二、本发明所述陶瓷质微孔膜过滤材料的制作工艺：

1、制配所需目数的脊性材料：

a、将三氧化二铝粉碎到所需目数，吸铁，除杂即可。

b、把天然石英砂(二氧化硅)高温煅烧，使其失去结晶水，杂质排除，粉碎到所需目数，除铁，分选即可。

c、氧化锆粉末一般有专门的超细粉厂制造，购买所需目数产品即可。

d、把普通陶瓷粉碎到一定目数(主要成分为三氧化二铝和二氧化硅)，除杂，吸铁，即可。

上述脊性材料的目数为100—2000目。

2、把制得的脊性材料与松香、石蜡、石墨等烧失成孔剂，玻璃水，羟甲基纤维素和水等成型粘结剂和烧成成孔剂按配比要求搅拌混合，成腐，配制成坯料。

3、把坯料挤压成型到所需产品的坯，干燥后，进窑烧结，温度(烧成温度)控制在1450摄氏度以内，从进窑到降温冷却所需时间在24小时到30小时之间。

三、下面给出三个具体配方(按重量份)作为本发明的实施例

配方1

三氧化二铝    10    二氧化硅          90

氧化锆        5     烧失成孔剂        5

成型粘结剂    10    烧成成孔粘结剂    5

配方2

三氧化二铝    45    氧化硅            50

氧化锆        2     烧失成孔剂        10

成型粘结剂    5     烧成成孔粘结剂    10

配方3

三氧化二铝    90    二氧化硅          10

氧化锆        10    烧失成孔剂        15

成型粘结剂    20    烧成成孔粘结剂    15