CN108325397B - 一种无机微滤膜的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种无机微滤膜的制造方法，膜材的主体材料是玻璃纤维布和电镀金属，玻璃纤维布是电子行业所用到的基本原材料，采用电镀金属的方式把玻璃纤维丝固定住，并选择性的在需要过滤的位置对金属层进行开口。

Description

一种无机微滤膜的制造方法
技术领域
本发明涉及水处理工艺的环保材料领域，具体涉及到一种环保无机微滤膜的制造方法。
背景技术
微滤（Microfiltration，MF）又称微孔过滤，它属于精密过滤，一般精度范围为0.1微米以上，能够过滤微米（micron）级的微粒和细菌，截留溶液中的沙砾、淤泥、黏土等颗粒和贾第虫、隐孢子虫、藻类和一些细菌等，而溶剂、小分子及大分子溶质都能透过的膜的分离过程。
与传统水处理工艺相比，微滤具有很多优势：占地面积小，膜面积大，有效过滤面积高；制作工艺成熟，精度高，0.1微米-100微米范围内，微滤膜都能满足处理要求；抗性高，纳污能力强，部分材质膜抗酸碱、抗氧化能力强，能适用各种恶劣水质，如PVDF（聚偏氟乙烯）性能稳定，寿命长抗酸碱高温等；成本低，部分无机膜清洗方便，可重复使用。
工业废水在采用微滤膜处理过程中，不需加混凝剂、絮凝剂，污泥量减少至常规量的1/10。
采用微滤膜的MBR（膜生物反应器）中，高浓度活性污泥可以降解废水中的COD、BOD，同时活性污泥被截留浓缩在MBR系统中，进行自我消化，可以达到有机污泥的近零排放。
微滤膜按膜材料分为：有机膜（PP、PVC、PVDF等）、无机膜（陶瓷膜、氧化铝膜）。
有机膜制备工艺简单、方便，膜产品易变形，膜组件的装填密度高，受热不稳定，不耐高温，在液体中易溶胀，强度低，再生复杂，使用寿命短；有机膜对料液性质和环境条件有严格要求。
无机膜具有膜不易变形，耐高温，耐有机溶剂，抗微生物腐蚀，刚性及机械强度好，再生性好，不老化，使用寿命长等特点，因而对料液性质和环境条件无过多的要求。
无机微滤膜（主要是陶瓷膜）一般采用烧结法制备，陶瓷膜过滤器是对工业生产使用过程中的废水、使用的原水、废液进行处理的一种设备，陶瓷膜过滤器的核心部件 - 陶瓷膜过滤管，它是以耐酸的陶瓷颗粒或石英、刚玉砂等为主要原料、添加少量无机粘结剂及氧化锆增强剂等多种原料进行科学配方，经素烧、粉碎、分级、成型、制膜等工序加工而成。
陶瓷微滤膜具有机械强度高、耐酸、耐碱、耐高温，再生能力强等特点，其结构特点是孔径规格多，可适应各种水处理要求（最小孔径可达 0.1μm）、机械强度高、过滤阻力小。
如果能够制作出非陶瓷的无机微滤膜，不仅具有无机陶瓷膜的优点，而且还具有成本低、通量高、任意裁切等优点，对于水处理行业乃至环境保护行业都是非常有意义的。
发明内容
本发明的目的是提供一种无机微滤膜的制造方法，膜材的主体材料是玻璃纤维布和电镀金属。
玻璃纤维布是电子行业所用到的基本原材料，材料易得；但是玻璃纤维布直接用来作为过滤材料时，又存在太柔软、经纬纱之间易移动、经纬纱之间的空隙太大等问题，所以本发明又采用电镀金属的方式，并选择性的在需要的位置进行开口，避免了空隙大等问题的产生。
本发明按照以下步骤实现：
步骤A、在玻璃纤维布上沉积导电层，导电层可以是化学铜、有机导电膜或者其他导电膜。
步骤B 、对沉积了导电层的玻璃纤维布进行电镀金属，电镀的目的是为了封堵住玻璃纤维经纬纱之间的空隙，并且固定经纬纱不发生移动，保持了微滤空隙的稳定。
步骤C、把电镀之后的材料表面涂覆一薄层耐酸性树脂，并对树脂进行固化。
步骤D 、对涂覆树脂之后的材料进行研磨，因为经纬纱交叉处是突起的，所以只磨除了经纬纱相交处的树脂，露出下面的金属层。
步骤E、把研磨后的材料进行蚀刻，蚀刻掉金属层露出下面的玻璃纤维，见附图1、附图2、附图3。
完成了以上步骤之后，还可以退除树脂，继续电镀保护金属层，制造耐高温、耐腐蚀的微滤膜。
经过以上方法就完成了微滤膜的制造，这种制造方法可以很方便地实现批量生产。
这种材料的孔隙宽度为0.1-0.5微米（见附图4、附图5、附图6），可以用来作为水处理行业的微滤膜，也可以用来过滤含有烟尘、油雾的气体。
附图说明
附图1是成品微滤膜材料表面的50倍电子显微镜图像。
附图2是微滤膜材料表面的100倍电子显微镜图像，金属层开窗露出下面的玻璃纤维。
附图3是微滤膜材料表面的1000倍电子显微镜图像，玻璃纤维纱两端被金属层固定，玻璃纤维之间存在很小的缝隙。
附图4是微滤膜材料截面的100倍电子显微镜图像，金属层开口位置只出现在玻璃纤维纱重叠的地方。
附图5是微滤膜材料截面玻璃纤维束的2200倍电子显微镜图像，测量玻璃纤维丝直径为7.4-8.17um。
附图6是微滤膜材料截面玻璃纤维束的9500倍电子显微镜图像，孔隙为0.219um-0.379um。
具体实施方式
具体实施方式1：采用线路板制造行业的物料和设备制造
步骤A、 在电子级玻璃纤维布7628上沉积化学铜层，化学铜层很薄只有0.2um-0.4um的厚度。
步骤B 、对沉积了化学铜层的玻璃纤维布进行电镀铜，电镀铜的厚度为33um，电镀的目的是为了封堵住玻璃纤维经纬纱之间的空隙。
步骤C、把电镀之后的玻璃纤维布表面采用滚轮涂覆一薄层树脂，并对树脂进行固化，固化后树脂厚度为10um。
步骤D 、对涂覆树脂之后的材料采用砂带磨板机进行研磨，砂带的目数为600#，压力为0.4kg/平方厘米，研磨速度3m/min，磨除经纬纱相交处的树脂，露出下面的铜层。
步骤E、把研磨后的材料进行酸性蚀刻，采用线路板行业的酸性蚀刻药水，蚀刻掉铜层露出下面的玻璃纤维。
经过以上步骤就完成了常规微滤膜的制造，这种微滤膜可用于一般工业废水的处理。
具体实施方式2：耐高温耐腐蚀微滤膜
步骤A、 在电子级玻璃纤维布2116上沉积一层有机导电膜，有机导电膜的材料是PEDOT:PSS。
步骤B 、对沉积了导电层的玻璃纤维布进行电镀铜。
步骤C、把电镀之后的玻璃纤维布表面涂覆一薄层耐酸性树脂，并对树脂进行固化。
步骤D 、对涂覆树脂之后的材料进行研磨，磨除经纬纱相交处的树脂，露出下面的铜层。
步骤E、把研磨后的材料进行蚀刻，蚀刻掉铜层露出下面的玻璃纤维。
步骤E、退除铜层上的树脂，在铜面上电镀一层抗氧化、耐腐蚀、耐高温的镍层。
经过以上方法就完成了耐高温耐腐蚀微滤膜的制造，这种微滤膜可用来滤除有机物，当空隙发生被有机物堵塞后，可以在500℃的高温下进行焚烧，去除有机物，实现微滤膜的再生。
本发明采用玻璃纤维布作为基础过滤层，利用玻璃纤维之间的微小缝隙作为微滤膜的空隙。
本发明采用电镀金属与玻璃纤维咬合的方法，保证了玻璃纤维不发生移动，过滤空隙保持稳定。
本发明采用在电镀金属层上相应位置开口的方法，堵住了经纬纱之间的大孔隙，只保留经纬纱相交处的双层玻璃纤维的空隙，实现了过滤空隙的微小化和一致性。
本发明只是一种无机微滤膜的制造方法描述，可以按照本发明进行其他微滤膜的制造；在微滤膜制造领域，本发明在具体的实施方式和应用范围上会有改变之处，所以本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种无机微滤膜的制造方法，其特征在于，采用以下步骤实现：
步骤A、在玻璃纤维布上沉积导电层；
步骤B、对沉积了导电层的玻璃纤维布进行电镀一层金属层；
步骤C、在电镀之后的材料表面涂覆一层耐酸性树脂，并对树脂进行固化；
步骤D、对涂覆树脂之后的材料进行研磨，以磨除玻璃纤维布中经纬纱相交处的树脂，露出下面的金属层；
步骤E、把研磨后的材料进行蚀刻，蚀刻掉露出的金属层，以露出下面的玻璃纤维，制得无机微滤膜。
2.根据权利要求1所述的无机微滤膜的制造方法，其特征在于，步骤A中，采用电子级的玻璃纤维布，沉积的导电层为化学铜或有机导电膜。
3.根据权利要求1所述的无机微滤膜的制造方法，其特征在于，步骤B中，电镀的金属层为铜层。
4.根据权利要求3所述的无机微滤膜的制造方法，其特征在于，步骤E之后还包括以下步骤：
步骤F、退除铜层上的树脂，在铜面上电镀一层抗氧化、耐腐蚀、耐高温的镍层，制得耐高温耐腐蚀的无机微滤膜。
5.根据权利要求1所述的无机微滤膜的制造方法，其特征在于，步骤C中，固化后的树脂厚度为10μm。
6.根据权利要求1所述的无机微滤膜的制造方法，其特征在于，步骤D中，研磨采用机械研磨的方式。
7.根据权利要求1所述的无机微滤膜的制造方法，其特征在于，步骤D中，研磨时的压力为0.4kg/cm2，研磨速度为3m/min。
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