CN104689722A - 增压镀膜的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及增压镀膜的方法，包括：a.具有包含膜层支撑体的工装，膜层支撑体的镀膜面朝向开放空间，膜层支撑体的非镀膜面位于与所述开放空间隔离的隔离空间中；b.至少使工装中膜层支撑体的镀膜面全部置于粉浆中，并且膜层支撑体的非镀膜面与粉浆隔离；c.通过空气增压设备使粉浆中的压力大于所述隔离空间中的压力，粉浆中的粉末颗粒在压力差的作用下附着在膜层支撑体的镀膜面形成膜层；d.将具有所述膜层且干燥的成形膜层支撑体烧结为多孔膜。本发明的增压镀膜的方法非常简单可行，并且极大的提高了对膜层支撑体进行均匀快速镀膜的效率，同时也非常明显的提高了膜层的成形质量，使多孔金属膜过滤效果的稳定性得到了大幅度的提升。

Description

增压镀膜的方法

技术领域

本发明涉及镀膜方法，具体的讲是一种增压镀膜的方法。

背景技术

在包括高温过滤在内的许多工业中都需要通过过滤膜对气体进行过滤，过滤膜的一种常见结构为金属膜，其基材为金属，膜材为金属或金属氧化物，且用于分离气体和气体中杂质的多孔膜，其中膜材是由粉末颗粒构成。其分离过程是利用膜材的粉末颗粒之间的空隙对气体和杂质进行分离，粉末颗粒间的空隙尺寸一般为数百个纳米。

根据多孔金属膜的断面结构又分为对称多孔金属膜和非对称多孔金属膜。非对称金属膜随着膜层厚度的增加，膜层孔径或增大或减小。非对称多孔金属膜结构分为两部分：膜层支撑体和膜层。膜层支撑体为多孔金属，膜层通常为金属、合金或金属氧化物等材料。

非对称多孔金属膜的主要特点是由一层依托在空隙较粗的多孔金属膜层支撑体上的金属或金属氧化物的膜层构成。孔径粗的多孔膜层支撑体能保证滤芯机械强度的同时，也保证过滤时压力损失很小，分离功能则由和多孔膜层支撑体烧结在一起的金属膜层承担，分离精度可以到亚微米级。同时，和对称结构金属多孔材料相比，具有不对称结构的金属膜材料的透过量能够成倍地提高。

非对称多孔金属膜的制备方法主要有悬浮粒子烧结法等。悬浮粒子烧结的原理是将粉末颗粒与适当分散剂介质混合分散形成稳定的悬浮液，然后将悬浮液涂覆在膜层支撑体骨架层上，经干燥后在一定温度下烧结，烧结过程中粉体相互接触的部分被烧结在一起，粉体间的空隙形成微孔。浮粒子烧结法的制备过程主要包括：1、配制膜层粉浆；2、膜层成形，即将膜层粉浆通过相应的方式(如涂刷)附着在膜层支撑体表面并干燥；3、烧结，在烧结过程中，颗粒相互接触部分被烧结在一起，粉体间的空隙形成微孔。烧结的大致的原理是，将涂覆有膜层的膜层支撑体放入炉中加热至膜层的反应温度(熔点以下)，膜层的粉末颗粒反应并与膜层支撑体结合形成一体。烧结过程中只是各粉末颗粒间，以及粉末颗粒与膜层支撑体间进行反应结合，粉末颗粒及膜层支撑体并不会熔化，各粉末颗粒之间的孔径仍然存在。膜层之间的间隙称为膜层孔径，很明显，膜层孔径比膜层支撑体的孔径小很多，从而达到了细化孔径的目的。

上述制备过程的成形方式，目前有人工涂刷和机械喷涂等方式。人工涂刷的效率低下，膜层厚度不均，主要原因包括：1、喷枪喷出的膜液量不均匀；2、喷枪移动速度不均匀，喷嘴在一个位置停留时间越长，这个位置的喷涂量越大，喷涂厚度就越大，喷枪移动速度由手动控制，无法保证每个位置的喷涂量都是一致的；3、重复喷涂次数难以控制。手工喷涂时，一般需要对喷涂对象重复喷涂数次，在这个过程中，无法保证每个部位喷涂次数一样，例如对某一个部位喷涂时，其周围其它已喷涂的部位可能也要被喷涂到。而利用工具机械喷涂的效率虽然较高，但仍会存在喷出膜液两不均匀、重复喷涂等问题，膜层厚度仍然不易控制。而膜层厚度对膜层的过滤精度和过滤效率都有直接影响。

发明内容

本发明提供了一种增压镀膜的方法，通过简单可行的方法对膜层支撑体进行均匀快速镀膜，以提高膜层的成形质量，使过滤效果稳定。

本发明增压镀膜的方法，包括：

a.具有包含膜层支撑体的工装，膜层支撑体的镀膜面朝向开放空间，膜层支撑体的非镀膜面位于与所述开放空间隔离的隔离空间中；

b.至少使工装中膜层支撑体的镀膜面全部置于粉浆中，并且膜层支撑体的非镀膜面与粉浆隔离；

c.通过空气增压设备使粉浆中的压力大于所述隔离空间中的压力，粉浆中的粉末颗粒在压力差的作用下附着在膜层支撑体的镀膜面形成膜层；

d.将具有所述膜层且干燥的成形膜层支撑体烧结为多孔膜。

因为膜层支撑体为多孔金属材料，因此非镀膜面和镀膜面之间是由大量孔径为μm级的细微小孔连通的。空气增压设备开启后，粉浆中的压力加大，使得膜层支撑体镀膜面的压强大于非镀膜面的压强，导致膜层支撑体上的小孔镀膜面压强增大，粉浆中的粉末颗粒在压强差的作用下移向镀膜面的孔口，并在孔口堆积，形成膜层。很明显这种镀膜方式不需要人工或机械进行喷涂，是靠自然的压强差使粉末颗粒附着在膜层支撑体上，因此在膜层支撑体的整个镀膜面上粉末颗粒的分布是均匀的，而且膜层厚度可以通过压强差和负压时间进行准确控制。再通过常规的烧结工艺形成非对称多孔金属膜。本发明的方法不但简单易行，而且大幅度了提高了镀膜效率和镀膜质量。

为了保证膜层的透过性和孔径的均匀性，可以将所述粉浆中的粉末颗粒的表面设置为平滑弧面，其中球形的粉末颗粒最为优选。

进一步的，粉浆中粉末颗粒为粒径约为膜支撑体的孔径的一半的粉末颗粒，这种比例大小的粉末颗粒更容易在膜层支撑体的孔内堆积堵塞，从而形成膜层，膜层的孔径为各粉末颗粒之间的间隙。如果膜层的粉末颗粒过大，则粉末颗粒不易在膜层支撑体的孔内形成堆积，从而不容易形成膜层；如果粉末颗粒过小，则会直接穿过膜层支撑体的小孔，也不会形成膜层。因此通过大量的实验测试，粉末颗粒的粒径约为膜支撑体的孔径的一半较为合适。

进一步的，步骤c中隔离空间的初始气压为常压，这样能够简化工装结构，并且也更容易进行增压的控制。

在上述基础上，粉浆中还可以包含有可使粉末颗粒均匀分散的分散剂。分散剂在现有镀膜工艺中也常有使用，分散剂能够使粉浆中的粉末颗粒分散均匀，在一定时间内不发生局部团聚、沉降、浓度不均匀等现象。针对不同材质的粉末颗粒，需选用适合的分散剂以及分散剂的浓度，以保证粉浆的稳定性。

本发明的增压镀膜的方法，非常简单可行，并且极大的提高了对膜层支撑体进行均匀快速镀膜的效率，同时也非常明显的提高了膜层的成形质量，使多孔金属膜过滤效果的稳定性得到了大幅度的提升。

以下结合实施例的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。

附图说明

图1为本发明增压镀膜的方法使用中的一种示意图。

图2为本发明增压镀膜的方法另一种使用中的示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示的本发明增压镀膜的方法，具有包含多孔板状膜层支撑体1的工装2，膜层支撑体1的镀膜面朝向开放空间，膜层支撑体1的非镀膜面位于与所述开放空间隔离的隔离空间中，隔离空间通过排气管道4与外界连通，排气管道4能够保持非镀膜面与外界大气连通，使非镀膜面所在的隔离空间的气压恒定为大气压，从而当镀膜面压强增加时，保证镀膜面与非镀膜面存在稳定的压差。根据膜层的过滤要求按常规方式配置有粉浆3，粉浆3通过增压管5与空气增压设备连接。粉浆3中的粉末颗粒为球形，能够更好的保证膜层的透过性和孔径的均匀性。同时，粉浆3中粉末颗粒的粒径约为膜支撑体1上孔的孔径一半，这种比例大小的粉末颗粒更容易在膜层支撑体1的孔内堆积堵塞，从而形成膜层。在粉浆3中还包含有可使粉末颗粒均匀分散的分散剂，以使粉浆3中的粉末颗粒分散均匀，在一定时间内不发生局部团聚、沉降、浓度不均匀等现象。针对不同材质的粉末颗粒，按照常规方式需选用适合的分散剂以及分散剂的浓度，以保证粉浆的稳定性。

然后将工装2和膜层支撑体1全部置于粉浆3中，并且膜层支撑体1的非镀膜面在隔离空间中与粉浆3隔离。开启空气增压设备后通过增压管5使粉浆3中的压力大于隔离空间中的压力，粉浆3中的粉末颗粒在压力差的作用下均匀的附着在膜层支撑体1的镀膜面形成膜层。最后将具有所述膜层且干燥的成形膜层支撑体1按常规方法烧结后成为非对称多孔膜。

实施例2：

在实施例1的基础上，对多孔管状的膜层支撑体1进行覆膜。用橡胶密封套结构的工装2套住管状膜层支撑体1的两端，使其密封。然后在其中一端的密封套上开设通孔连接与外界大气连通的排气管道4，将管状膜层支撑体1的内腔作为隔离空间。将工装2和膜层支撑体1整体置于粉浆3中，开启空气增压设备后通过增压管5对粉浆3加压，使粉浆3中的压力大雨管状膜层支撑体1内腔中的气压，粉浆3中的粉末颗粒在压力差的作用下均匀的附着在膜层支撑体1的外侧镀膜面上形成膜层。最后将具有所述膜层且干燥的成形膜层支撑体1按常规方法烧结后成为非对称多孔膜。

Claims (6)

1.增压镀膜的方法，其特征包括：

a.具有包含膜层支撑体的工装，膜层支撑体的镀膜面朝向开放空间，膜层支撑体的非镀膜面位于与所述开放空间隔离的隔离空间中；

b.至少使工装中膜层支撑体的镀膜面全部置于粉浆中，并且膜层支撑体的非镀膜面与粉浆隔离；

c.通过空气增压设备使粉浆中的压力大于所述隔离空间中的压力，粉浆中的粉末颗粒在压力差的作用下附着在膜层支撑体的镀膜面形成膜层；

d.将具有所述膜层且干燥的成形膜层支撑体烧结为多孔膜。

2.如权利要求1所述的增压镀膜的方法，其特征为：所述粉浆中的粉末颗粒的表面为平滑弧面。

3.如权利要求2所述的增压镀膜的方法，其特征为：所述粉浆中的粉末颗粒为球形。

4.如权利要求1所述的增压镀膜的方法，其特征为：粉浆中粉末颗粒为粒径约为膜支撑体的孔径的一半的粉末颗粒。

5.如权利要求1所述的增压镀膜的方法，其特征为：步骤c中隔离空间的初始气压为常压。

6.如权利要求1至5之一所述的增压镀膜的方法，其特征为：粉浆中包含有可使粉末颗粒均匀分散的分散剂。