[发明专利]一种低温烧结氧化铝陶瓷膜的制备方法

说明书

本发明涉及多孔陶瓷材料技术领域，具体是一种低温烧结氧化铝陶瓷膜的制备方法。其主要特征在于创新性设计出一种能在1200～1300℃范围内烧成氧化铝陶瓷的烧结助剂，该烧结助剂的添加使得氧化铝多孔陶瓷材料的烧成温度明显降低，有效节约烧结能耗和时间，为用在环保领域的氧化铝陶瓷膜的制造提供一种低温烧结的基材和膜层。该制备方法具有烧结温度低、生产能耗低、工艺方法简单、设备要求低、生产成本和投资成本低、控制灵活、成型容易、适合工业定制、满足规模化生产的特点。该方法生产的氧化铝陶瓷陶瓷膜具有亲水性好，渗透通量超大，孔隙率高、成品率高，耐酸碱性好、使用寿命长的特点。

技术领域

本发明专利涉及无机陶瓷多孔材料技术领域，特别涉及无机陶瓷分离膜材料技术领域，具体为一种低温烧结氧化铝陶瓷膜的制备方法。

背景技术

分离膜材料是膜分离技术的核心，现有分离膜材料主要分为有机聚合物膜和无机陶瓷膜，相比于有机聚合物膜材料，无机陶瓷膜材料具有机械强度高、耐酸碱、耐高温、耐有机溶剂、耐生物腐蚀、耐氧化剂氧化、孔径分布窄、孔隙率高、孔集中度好、亲水性好、抗污染能力强、使用寿命长和应用范围广等优点。特别适用于海水淡化、废水处理与资源化、中水回用和饮用水净化等领域，是目前最具发展前景的分离材料。

然而，陶瓷膜除了具有上述诸多优点外，也存在着显著的缺点，那就是陶瓷膜制备工艺复杂，制造成本高。其造成陶瓷膜成本高的主要原因是工艺流程长、需要二次烧结或多次烧结、烧结温度高、升温和保温时间长、降温时间更长等，从而导致陶瓷膜生产周期长和膜产品产率低。专利(申请号201610329412.9)曾公开的一种氧化铝陶瓷烧结方法，其烧结温度高达1700℃；专利(申请号201710280509.X)曾公开一种用于污水处理的氧化铝陶瓷膜的制备方法，其烧结温度高达1400℃，并且还需要在无氧和惰性气氛保护环境下；专利(申请号201711351472.1)也同样报道一种氧化铝陶瓷膜烧结温度需要达到1400℃。根据如上各种氧化铝陶瓷膜的制备方法的报道，烧结氧化铝陶瓷膜所需要的温度高达1400℃以上，高温需要的燃料或电能都很大，升温需要的时间长，能量消耗很大，从而导致陶瓷膜制造成本大幅提高，使得陶瓷膜优良的分离性能失去高的信价比。因此，降低氧化铝陶瓷膜的烧结温度是氧化铝陶瓷行业所关心和必需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对当前氧化铝陶瓷膜烧结温度高，制造成本和投资成本高等问题。提供一种低温烧结氧化铝陶瓷膜的制备方法，其技术优势就是一种能在低温环境(1200～1250℃)和空气气氛下烧制具有高孔隙率和高机械强度的氧化铝多孔陶瓷膜材料；其技术核心就是适合氧化铝粉体在低温环境和空气气氛下结合在一起的烧结助剂。该烧结结合剂配方的热膨胀系数低，并且热膨胀系数与氧化铝粉体匹配，在低温下形成液相熔融剂使氧化铝颗粒接触点黏连在一起，未接触的地方形成孔隙，从而制备多孔的氧化铝陶瓷膜。该方法制造工艺简单、制造成本和投资成本低、烧结温度低、成品率高、渗透通量大、适合工业定制、满足规模化生产的制造方法。

为解决氧化铝陶瓷支撑体在制备过程中存在的高温烧结的问题，本发明技术方案如下：