[发明专利]一种平板陶瓷膜压制成型制备方法及其制得的产品

说明书

本发明公开了一种平板陶瓷膜压制成型制备方法，首先采用干压法制备出具有若干凸条的平板陶瓷膜支撑体，然后在陶瓷膜支撑体上制备中间过渡层和顶膜、或仅一层顶膜，之后采用胶接封装的方式，由凸条之间形成渗透通道，从而制得非对称平板陶瓷膜。此外，还公开了利用上述压制成型制备方法制得的产品。本发明制备方法工艺简单、成本低廉、操作条件易控、生产效率高，有效解决了现有技术膜件易变形、工艺复杂等问题，不仅有助于提高产品质量和应用，而且可制备出大尺寸平板陶瓷膜；所制得陶瓷膜产品抗折强度高、分离性能优良，可广泛应用于固‑液、液‑液等分离领域。本发明通用性强，有利于工业化批量生产，应用市场前景广阔。

技术领域

本发明涉及陶瓷膜材料技术领域，尤其涉及一种平板陶瓷膜的制备方法及其制得的产品。

背景技术

陶瓷膜是高性能膜材料的重要组成部分，因具有耐高温、耐化学侵蚀、机械强度好、抗微生物能力强、渗透通量大、可清洗性强、孔径分布窄、使用寿命长等优点，在医药、石油和化学工业、食品、环保、冶金等众多工业领域获得了广泛的应用，已成为膜领域发展最迅速、最具应用前景的膜材料之一。

按照陶瓷膜结构及生产工艺特点进行分类，陶瓷膜可分为管式陶瓷膜和平板陶瓷膜两种。平板陶瓷膜属于低压膜，因此比管式陶瓷膜更节能，并且平板陶瓷膜具有结构简单、分离效率高、操作方便、可组装性强、清洗方便等诸多优势，从而在水处理实际工程中获得广泛的应用，并取得了良好的运行效果。

目前，现有技术平板陶瓷膜的主要制备方法包括：挤出成型法、流延成型法、凝胶浇注法、溶胶-凝胶法等。虽然上述制备方法在一定范围内均得到了应用，但仍然普遍存在着膜件易变形、工艺较复杂、设备要求高、操作较复杂、成本偏高等技术缺陷，极大地阻碍了平板陶瓷膜制备及应用的进一步推广和发展。尤其是，目前作为平板陶瓷膜制备技术中普遍采用的挤出成型法，在膜件干燥和烧成过程中，膜件变形大的问题尤为突出，不仅严重影响了产品质量和应用，而且也导致膜板规格尺寸受限，不易制备出大尺寸平板陶瓷膜(目前常规平板陶瓷膜产品的最大尺寸是长1m×宽50cm)。因此，亟需研究开发新的平板陶瓷膜制备技术，以有效促进平板陶瓷膜制备及应用的进一步发展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、成本低廉、操作条件易控、生产效率高的非对称平板陶瓷膜压制成型制备方法，首先采用干压法制备具有若干凸条的平板陶瓷膜支撑体，然后通过涂膜烧成、结合组装，获得非对称平板陶瓷膜，以有效解决现有技术膜件易变形、工艺复杂等问题。本发明的另一目的在于提供利用上述平板陶瓷膜压制成型制备方法制得的产品。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种平板陶瓷膜压制成型制备方法，包括以下步骤：

(1)以大粒径陶瓷粉料为原料，加入用量为陶瓷粉料3～8wt％的水、0.5～1wt％的粘结剂、0～5wt％的造孔剂，经混匀、陈腐、造粒后，采用干压成型工艺，得到具有凸条的平板状陶瓷膜支撑体；所述凸条均布于陶瓷膜支撑体的下表面，与支撑体长度方向一致、且呈间隔并列排列；

(2)以小粒径陶瓷粉料为原料配制浆料作为涂膜料，在所述陶瓷膜支撑体的上表面制备顶膜、或过渡层和顶膜，经干燥、烧成，得到平板状非对称陶瓷膜元件；

(3)将二个所述非对称陶瓷膜元件以凸条相对接进行胶接封装，即制得非对称平板陶瓷膜。

本发明首先采用干压法制备出具有若干凸条的平板陶瓷膜支撑体，然后在陶瓷膜支撑体上制备中间过渡层和顶膜、或仅一层顶膜，之后采用胶接封装的方式，由凸条之间形成渗透通道，从而制得非对称平板陶瓷膜。

进一步地，本发明所述步骤(1)中陶瓷膜支撑体所采用陶瓷粉料的平均粒径为5～50μm；所述步骤(2)中过渡层、顶膜所采用陶瓷粉料的平均粒径分别为2～10μm、0.1～1μm。