[发明专利]改性过滤材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性过滤材料，还涉及该改性过滤材料的制备方法。

背景技术

目前，刚性过滤材料如管状陶瓷和金属滤芯因为其高额成本限制使其主要应用于高温苛刻腐蚀环境，如温度一般≥400℃。因此，在＜300℃低温体系中，主要采用成本较低的有机多孔材料、金属纤维毡以及多层烧结网。有机多孔材料虽然具有成本低廉和透气度大的优点，但是，由于其由尼龙、聚丙烯等高分子材料编织而成，具有孔径大、过滤精度低的本征缺陷；同时在使用过程中容易出现烧袋，不仅操作繁琐，同时严重影响了正常化生产，生产效率低；金属纤维毡以及多层烧结网等过滤材料具有耐高温、耐腐蚀等优异性能，但是其存在过滤精度差的主要缺陷。目前，还未开发出一种兼具优良的耐高温性能及高过滤精度且具有低廉成本的新型过滤材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种兼具优良的高温性能及高过滤精度且具有低廉成本的新型过滤材料。本发明还要提供该过滤材料的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是改性过滤材料，所述改性过滤材料包含过滤材料本体，还包含与过滤材料本体化学连接的改性层，改性层的过滤精度高于过滤材料本体的过滤精度；所述改性层的厚度为20-300μm，最好是100-200μm，平均孔径为1-14μm，最好是3-10μm。

本体膜层过滤精度差的主要原因是平均孔径较大，通过在其表面增加改性层，利用改性层相对于过滤材料本体更小的孔径达到提升过滤精度的目的，过滤材料本体将待过滤物中的较大颗粒过滤之后，改性层再过滤待过滤物中的较小颗粒。改性层的厚度对改性过滤材料的性能有一定的影响，改性层较厚不仅会导致成本较高，而且改性层难被充分利用且不易清理，改性层较薄会导致清洗频繁，缩短使用寿命。通过化学键将过滤材料本体和改性层连接，使得过滤材料本体与改性层之间的相互作用力强，改性层不易脱落。

作为本发明的进一步改进，所述改性层通过中间层与过滤材料本体连接，所述中间层由喷涂于过滤材料本体表面的粉料与过滤材料本体反应得到；未与过滤材料本体反应的粉料转化为改性层。通过原位化学反应得到的中间层与过滤材料本体之间以及中间层与改性层之间相互作用力强，改性层不易脱落。

作为本发明的进一步改进，所述粉料包含第一粉体和第二粉体；所述中间层为固溶体和/或金属间化合物；所述改性层为金属合金多孔材料。粉料与过滤材料本体反应不仅生成具有连接作用的中间层，而且中间层具有一定的孔径，可作为待过滤物的流动通道；固溶体和/或金属间化合物的物化性质温度，具有较好的耐高温性，可以进一步提升改性过滤材料的性能。所述第一粉体/第二粉体为Ni粉/Cu粉、Fe粉/Al粉、Ti粉/Al粉、Cu粉/Zn粉、Fe粉/Cr粉、Mg粉/Cd粉、Ag粉/Au粉或Ti粉/Zr粉；当第一粉体/第二粉体为Ni粉/Cu粉时，所述改性层为Ni-Cu合金，中间层中的固溶体为Cu和Ni固溶于过滤材料本体的表面，金属间化合物为NiCu和/或NiCrFe。中间层的组成由粉料与过滤材料本体的组成决定。所述第二粉体占粉料总质量的1％-28％，最好是10％-20％。

所述粉料预先配置成浆料，然后喷涂到过滤材料本体表面，所述浆料按照每100mL醇类溶液含有1-5g热塑性树脂、50-90g粉料的配比配制。所配置的浆料需要使粉料分散均匀，浆料的粘度满足能够在过滤材料本体表面成膜即可。所述热塑性树脂包含PE、PVC、PVB、PS、PA、PC中的至少一种；所述醇类为甲醇、乙醇，正丙醇，异丙醇中的至少一种；所述热塑性树脂能够溶解于所述醇类并形成均匀的分散液。

作为本发明的进一步改进，所述过滤材料本体为烧结金属丝网或烧结金属纤维毡，其平均孔径为15-30μm、气通量为500-2000m³/m²·h·KPa，材质为合金钢。烧结金属纤维毡的厚度为0.6-2.5mm，优选为0.6-1.2mm；烧结金属丝网的厚度为0.5-3mm，优选为1-1.5mm。所述烧结金属丝网或烧结金属纤维毡的材质可以选用304型、316型或316L型合金钢，这类过滤材料具有耐高温、耐腐蚀等优异性能，但是其存在过滤精度差的主要缺陷，目前也没有一种提升这类材料过滤精度的方案。