[发明专利]中空平板陶瓷膜的制备方法

权利要求书

1.一种中空平板陶瓷膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(X)、制备铸膜浆料：将陶瓷粉体、粘结剂聚合物A及分散剂聚合物B加入有机溶剂，制备均匀分散的陶瓷粉体/聚合物/有机溶剂体系铸膜浆料；

(Y)、制备多通道中空平板陶瓷膜胚体：将步骤(X)中所得的铸膜浆料加入浆料罐，通过加压将浆料罐内的铸膜浆料从挤出模具挤出，铸膜浆料成型为多通道胚体并进入凝固浴，进而发生相转化，得到多通道中空平板陶瓷膜胚体；

(Z)、烧结多通道中空平板陶瓷膜：将步骤(Y)中所得的多通道中空平板陶瓷膜胚体从凝固浴中取出后放置在平板上摆平晾干，通过高温烧结最终获得多通道中空平板陶瓷膜；

所述步骤(Y)中挤出模具包括均匀且相互间隔布置的多个内管(13)，所述多个内管(13)与芯液连通，所述多个内管(13)的外周设置有腔体，所述腔体与所述浆料罐连通，铸膜浆料经所述腔体与所述多个内管(13)之间的间隙被挤出并经过相转化后形成多通道中空平板陶瓷膜胚体；

所述挤出模具包括上模(1)与下模(2)，所述下模(2)上开设有通孔(21)构成所述腔体，所述上模(1)内设置有与所述浆料罐及所述通孔(21)连通的流道一(11)，所述上模(1)内还设置有与芯液及所述内管(13)连通的流道二(12)，所述内管(13)顺延所述上模(1)的下端面向下延伸至所述通孔(21)内；

所述上模(1)的下端面延伸设置有圆台(14)，所述内管(13)顺延所述圆台(14)的下端面向下延伸布置，所述下模(2)上还开设有与所述通孔(21)同轴布置的安装孔(22)，所述安装孔(22)的直径大于所述通孔(21)，所述安装孔(22)至所述通孔(21)之间设置有过渡锥形孔(23)，所述圆台(14)与所述安装孔(22)构成密封配合，所述流道一(11)的出口处于所述圆台(14)的下端面；

所述圆台(14)的下端面设置有与所述流道二(12)连通的芯液集水管(15)，所述芯液集水管(15)自上向下截面面积逐渐减小，所述内管(13)顺延所述芯液集水管(15)的下端面向下延伸布置，所述流道一(11)的出口处于所述集水管(15)的周侧，所述集水管(15)的上端面和下端面对应处于所述安装孔(22)和所述过渡锥形孔(23)内，所述过渡锥形孔(23)至所述通孔(21)设置有台阶(24)，所述集水管(15)的外壁与所述过渡锥形孔(23)之间的围合区域自上而下呈收缩状。

2.根据权利要求1所述的中空平板陶瓷膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(X)中陶瓷粉体可为Al₂O₃、Zr₂O、TiO₂、莫来石及堇青石粉末中的一种或几种，粉体粒径为0.5～10微米，其添加量为铸膜浆料总质量的35～55％；

作为粘结剂的聚合物A可为聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、醋酸纤维素及聚偏氟乙烯中的一种或几种，其添加量为铸膜浆料总质量的5～15％；

作为分散剂的聚合物B可为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇及聚丙烯酰胺中的一种或几种，其添加量为铸膜浆料总质量的0.3～2％；

有机溶剂可为N-N二甲基甲酰胺、N-N二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮及二甲亚砜中的一种或几种，其添加量为铸膜浆料总质量的40～50％。

3.根据权利要求1所述的中空平板陶瓷膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(X)中将聚合物A和聚合物B加入有机溶剂中后，在40～70℃下电动搅拌直至聚合物A和聚合物B完全溶解，然后将陶瓷粉末加入该体系中并用球磨机研磨至体系均匀分散，最后在真空条件下对此混合体系进行脱泡直至其内无气泡可见，最终得到铸膜浆料。

4.根据权利要求1所述的中空平板陶瓷膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(Y)中多通道中空平板陶瓷膜胚体的制备中使用水或无水乙醇作为芯液和凝固浴液体，挤出压力为0.02～0.2MPa，铸膜浆料在挤出后经过10～20厘米的空气间隙后进入凝固浴，并在凝固浴中相转化24小时。