[发明专利]柔性陶瓷膜及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种柔性陶瓷膜及其制备方法和应用，属于环保水处理技术领域。该柔性陶瓷膜由以下重量百分比的原料制备而成：5％‑10％的陶瓷膜颗粒，90％‑95％的聚四氟乙烯颗粒。该柔性陶瓷膜提高了膜材料的承压能力和化学稳定性，又由于陶瓷材料的亲水性好，提高了膜材料的抗污染能力，使得到的柔性陶瓷膜既具有有机膜材料的柔韧性，又具备无机陶瓷膜的刚性和抗压能力。

技术领域

本发明涉及环保水处理技术领域，特别是涉及一种柔性陶瓷膜及其制备方法和应用。

背景技术

在环保行业中进行水处理，通常采用有机膜材料进行过滤，但是在应用的过程中，经常由于传统有机膜承压能力较差，出现在高压下容易压扁变形且不易恢复的问题；并且传统有机膜的抗污能力弱，膜容易被堵塞；使用寿命短且不耐高温。

因此，也有采用无机陶瓷膜进行水过滤的方案，而无机陶瓷膜又存在脆性大，容易碎裂的问题，并且陶瓷膜的化学性质不稳定，容易与硅反应，导致膜孔被堵塞；造价成本高。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种柔性陶瓷膜及其制备方法和应用，该柔性陶瓷膜能保持良好的柔性，同时拥有很高的强度和韧性，在高压下膜丝都不会被压扁变形；具有良好的亲水性，能延缓膜污堵，延长使用寿命；并具有耐酸、耐碱、耐高温的稳定的化学性质，常温下不与任何物质发生反应；具成本低，通量大，能耗低的优点。

一种柔性陶瓷膜，由以下重量百分比的原料制备而成：

陶瓷膜颗粒 5％-10％

聚四氟乙烯颗粒 90％-95％。

上述柔性陶瓷膜通过将聚四氟乙烯颗粒包括在陶瓷膜颗粒周围，形成一定纳米级球状的复合材料，利用陶瓷膜颗粒刚性好的特性与聚四氟乙烯(PTFE)化学稳定性佳的特性相结合，提高了最终得到的膜材料的承压能力和化学稳定性，又由于陶瓷膜颗粒改变了聚四氟乙烯材料的亲水角，改善了膜材料的亲水性，提高了膜材料的抗污染能力，使得到的柔性陶瓷膜既具有有机膜材料的柔韧性，又具备无机陶瓷膜的刚性和抗压能力。

在其中一个实施例中，所述聚四氟乙烯颗粒的粒径为0.2-0.5μm，所述陶瓷膜颗粒的粒径为所述聚四氟乙烯颗粒粒径的5-100倍。通过上述材料的粒径配合，能够使聚四氟乙烯颗粒较好且均匀的包裹在陶瓷膜颗粒周围，形成均一性高、包裹效果佳的复合材料。

在其中一个实施例中，所述陶瓷膜颗粒选自：二氧化钛、刚玉、氧化铝、碳化硅中的至少一种。选用上述陶瓷膜颗粒，能够很好的与聚四氟乙烯融合、形成性能稳定且均一的复合材料。

本发明还公开了上述的柔性陶瓷膜的制备方法，包括以下步骤：

混料：取陶瓷膜颗粒和聚四氟乙烯颗粒，加入助溶剂，加热搅拌使聚四氟乙烯包裹于陶瓷膜颗粒周围，形成复合膜材料；

制料：将上述复合膜材料置于棒槽中充分搅拌后制成中空的管状棒料；

成型：将上述管状棒料利用挤塑机挤出成型为中空薄型管状材料；

脱除：在烘箱中加热脱除助溶剂；

拉伸定型：将上述中空薄型管状材料在烘箱中加热拉伸2～6倍定型，即得。

上述柔性陶瓷膜的制备方法，充分考虑了聚四氟乙烯与陶瓷材料的物理化学性质，使其在上述反应过程中能够很好的结合而形成复合材料，达到同时具备有机膜稳定性好和无机膜刚性的特点。具体的，在混料步骤中，先在助溶剂的帮助下，让聚四氟乙烯颗粒以陶瓷膜颗粒为核心形成纳米级的球状复合材料；随后在制料步骤中，使该球状复合材料进一步反应均一化，再形成可后续成型的管状棒料；成型步骤先将上述管状棒料初步成型，随后再于脱除步骤中进行助溶剂的脱除；最终，再进行拉伸定型，以得到稳定产品。拉伸的倍数即决定了最终得到柔性陶瓷膜产品的过滤孔径，拉伸倍数越高，则孔径越大。