[发明专利]一种多通道对称结构纯质碳化硅膜及其制备的方法

权利要求书

1.一种多通道对称结构纯质碳化硅膜及其制备的方法，其特征在于：多通道对称结构碳化硅膜的组成为纯质碳化硅颗粒，膜材由10-200μm碳化硅颗粒反应烧结而成，具有三维空间的连通空隙结构，开孔率在35-65％，过滤表征孔径范围在1-20微米间；膜材为管状多通道结构，可以是圆管状或方管状或六边形管状，通道形状可以是圆形或方形或六边形。

所述的多通道对称结构碳化硅膜的制备方法，将10-200微米碳化硅颗粒作为主要材料，粘结剂、造孔剂、固化剂、分散剂作为辅助材料，加有机溶剂混合配成浆料，利用固定形状的模具挤出成型，经烧结得到多通道对称结构碳化硅膜，具体实施步骤如下：

(1)配料

将10-200μm碳化硅颗粒、粘结剂、造孔剂、固化剂、分散剂和溶剂按照质量百分比为(85wt％-55wt％)∶(20wt％-5wt％)∶(35wt％-10wt％)∶(1wt％-5wt％)∶(0.2wt％-0.8wt％)∶(10wt％-30wt％)混合，经混料机机械搅拌20-60min，然后再进入练泥机内挤压混炼20-60min，形成混合更加均匀并有良好塑性的浆料泥。

(2)挤出成型

根据设计要求加工一定形状的多通道模具，安装在挤出机机头处，将上述浆料加入挤出机料仓内，然后挤出设计形状的多通道膜胚体，挤出机出口处设置红外快速干燥器，使胚体快速定型得到预制多通道膜胚体，预制胚体再自然晾干或烘干进一步定型。

(3)烧结

将成型预制多通道膜胚体在真空、氮气、或惰性气体的保护气氛下，烧结，升温速率为3-10℃／min，首先升温至150-300℃，保温20-120min；然后再以3-10℃／min升温速率升温至900-1500摄氏度，保温20-180min；然后再以1-10℃／min的降温速率，温度降至300-500℃，保温30-60min，最后随炉自然冷却至室温；得到多通道对称结构纯质碳化硅膜。

碳化硅颗粒表征粒径在10-200μm间；粘结剂包括聚碳硅烷、聚硅氮烷、聚硅氧烷、硅油、聚二甲基硅烷的一种或一种以上；造孔剂为羧甲基纤维素、淀粉、酵母粉、有机聚合物微球的一种或一种以上；固化剂为羧烷基酰胺、酚醛树脂、环氧树脂、石油焦的一种或一种以上；分散剂为聚乙烯亚胺、四甲基氢氧化铵的一种或一种以上；溶剂主要为乙醇、甲苯或水。

2.根据权利要求1所述的一种多通道对称结构纯质碳化硅膜及其制备的方法，其特征在于：多通道对称结构纯质碳化硅膜是一种对称结构的碳化硅分离膜，过滤孔径可控至在1-20μm范围内，可直接过滤分离目标物质，或作为非对称结构的碳化硅膜支撑体。

3.根据权利要求1所述的一种多通道对称结构纯质碳化硅膜及其制备的方法，其特征在于：多通道对称结构纯质碳化硅膜为管状多通道结构，可以是圆管状或方管状或六边形管状，通道形状可以是圆形或方形或六边形，膜材外径在10-500mm，长度在100-2000mm，通道个数为7-3000个，壁厚在0.1-10mm。

4.根据权利要求1所述的一种多通道对称结构纯质碳化硅膜及其制备的方法，其特征在于：多通道对称结构纯质碳化硅膜碳化硅含量在99wt％以上，材料内部碳化硅晶体结合是通过粘结剂(聚碳硅烷、聚硅氮烷、聚硅氧烷、硅油、聚二甲基硅烷的一种或一种以上)作为碳化硅前驱体裂解反应形成新的碳化硅而烧结结合。

5.根据权利要求1所述的一种多通道对称结构纯质碳化硅膜及其制备的方法，其特征在于：多通道对称结构纯质碳化硅膜烧结炉烧结温度为900-1500摄氏度，时间20-180min；