CN110652875B - 一种耐磨损陶瓷微滤膜的制备方法 - Google Patents

一种耐磨损陶瓷微滤膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐磨损陶瓷微滤膜的制备方法，本发明在涂膜液中引入超细纳米粒子作为烧结活性助剂，增加烧结活化能。在同样的烧结制度下，膜层颗粒与颗粒间的连接深度更大，膜层强度增加，进而增加膜层的耐磨损性，提高其使用寿命。

Description

一种耐磨损陶瓷微滤膜的制备方法
技术领域
本发明属于陶瓷微滤膜制备技术领域，具体涉及一种耐磨损陶瓷微滤膜的制备方法。
背景技术
陶瓷微滤膜一般是由支撑体层、过渡层和膜层组成的非对称结构，具有化学稳定性好、机械强度大、耐酸碱腐蚀性能优异、易净化和再生能力强等优点。其中，支撑体层为膜层提供必要的机械强度，过渡层有效阻挡膜层颗粒吸入支撑体内部而阻塞通道增加过滤阻力。在使用过程中，膜层不断磨损、减薄至截留效率偏低，使用寿命远小于支撑体层和过渡层。现有技术中，为了节约成本，需要对膜层磨损后的膜管进行高温烧结净化后，再重新涂膜、烘干、烧结，让膜管继续使用，直至支撑体层和过渡层的寿命终点。根据膜管所应用的过滤领域的不同，每根膜管需重涂膜层至少2-5次，大大增加了工作量及成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种耐磨损陶瓷微滤膜的制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种耐磨损陶瓷微滤膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)将10-30重量份的粒径为20-40nm的超细纳米无机氧化物粒子加入70-90重量份的水中，并加入0.5-5重量份的分散剂，7500-8500rpm剪切10-30min得到超细纳米无机氧化物粒子分散液；
(2)将10-30重量份的粒径为200-400nm的无机成膜粉体和0.5-5重量份的超细纳米无机氧化物粒子分散液同时加入60-85重量份的水中，并添加硝酸调节pH至3-6，7500-8500rpm剪切10-30min，加入0.1-15重量份成膜剂和0.05-0.2重量份的消泡剂，搅拌1.5-2.5h制得涂膜液；
(3)将该涂膜液涂于多孔陶瓷膜支撑体上，经过干燥和烧结得到所述耐磨损陶瓷微滤膜；
上述干燥具体为：以3-5℃/min的速度升温至58-62℃，接着以2-3℃/min的速度升温至75-82℃，然后以1-2℃/min的速度升温至95-100℃，保温2-5h后自然降温；
上述烧结具体为：以1-4℃/min的速度升温至1150-1250℃，保温烧结2-5h后自然降温。
在本发明的一个优选实施方案中，所述超细纳米无机氧化物粒子为超细纳米氧化铝、超细纳米氧化钛、超细纳米氧化锆和超细纳米氧化硅中的至少一种。
在本发明的一个优选实施方案中，所述分散剂为高分子型分散剂、阳离子型分散剂和阴离子型分散剂中的至少一种。
在本发明的一个优选实施方案中，所述无机成膜粉体为氧化铝、氧化硅、氧化锆或氧化钛。
在本发明的一个优选实施方案中，所述成膜剂为聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素或乙基纤维素。
在本发明的一个优选实施方案中，所述消泡剂为改性有机硅消泡剂。
在本发明的一个优选实施方案中，所述多孔陶瓷膜支撑体的平均孔径为280-310nm。
本发明的有益效果是：本发明在涂膜液中引入超细纳米粒子作为烧结活性助剂，增加烧结活化能。在同样的烧结制度下，膜层颗粒与颗粒间的连接深度更大，膜层强度增加，进而增加膜层的耐磨损性，膜层的使用寿命提高了2-4倍。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
实施例1
(1)将20重量份的粒径为20-40nm的超细纳米氧化锆加入79重量份的水中，并加入1重量份的disper750w，8000rpm转速剪切15min得到超细纳米氧化锆分散液；
(2)分别称取15重量份粒径为200-400nm的氧化铝粉体和1重量份的上述超细纳米氧化锆分散液，同时加入83.3重量份的水中，并添加硝酸调节PH至3.5，8000rpm转速剪切10min，然后加入0.6重量份的羟丙基甲基纤维素(I型，粘度400mPa.s，阿拉丁)和0.1重量份的改性有机硅消泡剂(DC65，道康宁)，搅拌2h得到涂膜液；
(3)将上述涂膜液涂于多孔陶瓷膜支撑体上，以4℃/min的速度升温至60℃，接着以3℃/min的速度升温至80℃，然后以2℃/min的速度升温至100℃，恒温4h后自然降温；最后以4℃/min的速度升温至1200℃，保温烧结3h后自然降温得到所述耐磨损陶瓷微滤膜。
采用加速膜层磨损测试设备对膜层的相对使用寿命进行测试。引入本实施例的超细纳米氧化锆分散液的膜层，耐磨损时间为50min，而不引入本实施例的超细纳米氧化锆分散液的膜层，耐磨损时间为25min，引入本实施例的超细纳米氧化锆分散液后，膜层的使用寿命增加了2倍。
实施例2
(1)将20重量份的粒径为20-40nm的超细纳米氧化锆中加入79重量份的水中，并加入1重量份的disper750w，8000rpm转速剪切15min得到超细纳米氧化锆分散液；
(2)分别称取15重量份粒径为200-400nm的氧化铝粉体和3重量份的上述超细纳米氧化锆分散液，同时加入81.3重量份的水中，并添加硝酸调节PH至3.5，8000rpm转速剪切10min，然后加入0.6重量份的羟丙基甲基纤维素(I型，粘度400mPa.s，阿拉丁)和0.1重量份的改性有机硅消泡剂(DC65，道康宁)，搅拌2h得到涂膜液；
(3)将上述涂膜液涂于多孔陶瓷膜支撑体上，以4℃/min的速度升温至60℃，接着以3℃/min的速度升温至80℃，然后以2℃/min的速度升温至100℃，恒温4h后自然降温；最后以4℃/min的速度升温至1200℃，保温烧结3h后自然降温得到所述耐磨损陶瓷微滤膜。
采用加速膜层磨损测试设备对膜层的相对使用寿命进行测试。引入本实施例的超细纳米氧化锆分散液的膜层，耐磨损时间为75min，而不引入本实施例的超细纳米氧化锆分散液的膜层，耐磨损时间为25min，引入本实施例的超细纳米氧化锆分散液后，膜层的使用寿命增加了3倍。
实施例3
(1)将20重量份的粒径为20-40nm的超细纳米氧化锆中加入79重量份的水中，并加入1重量份的disper750w，8000rpm转速剪切15min得到超细纳米氧化锆分散液；
(2)分别称取15重量份粒径为200-400nm的氧化铝粉体和5重量份上述超细纳米氧化锆分散液，同时加入79.3重量份的水中，并添加硝酸调节PH至3.5，8000rpm转速剪切10min，然后加入0.6重量份的羟丙基甲基纤维素(I型，粘度400mPa.s，阿拉丁)和0.1重量份的改性有机硅消泡剂(DC65，道康宁)，搅拌2h得到涂膜液；
(3)将上述涂膜液涂于多孔陶瓷膜支撑体上，以4℃/min的速度升温至60℃，接着以3℃/min的速度升温至80℃，然后以2℃/min的速度升温至100℃，恒温4h后自然降温；最后以4℃/min的速度升温至1200℃，保温烧结3h后自然降温得到所述耐磨损陶瓷微滤膜。
采用加速膜层磨损测试设备对膜层的相对使用寿命进行测试。引入本实施例的超细纳米氧化锆分散液的膜层，耐磨损时间为90min，而不引入本实施例的超细纳米氧化锆分散液的膜层，耐磨损时间为25min，引入本实施例的超细纳米氧化锆分散液后，膜层的使用寿命增加了3.6倍，大大提高了膜层的耐磨损性能。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (5)

1.一种耐磨损陶瓷微滤膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将10-30重量份的粒径为20-40nm的超细纳米无机氧化物粒子加入70-90重量份的水中，并加入0.5-5重量份的分散剂，7500-8500rpm剪切10-30min得到超细纳米无机氧化物粒子分散液；
(2)将10-30重量份的粒径为200-400nm的无机成膜粉体和0.5-5重量份的超细纳米无机氧化物粒子分散液同时加入60-85重量份的水中，并添加硝酸调节pH至3-6，7500-8500rpm剪切10-30min，加入0.1-15重量份成膜剂和0.05-0.2重量份的消泡剂，搅拌1.5-2.5h制得涂膜液，其中，消泡剂为改性有机硅消泡剂；
(3)将该涂膜液涂于多孔陶瓷膜支撑体上，该多孔陶瓷膜支撑体的平均孔径为280-310nm，经过干燥和烧结得到所述耐磨损陶瓷微滤膜；
上述干燥具体为：以3-5℃/min的速度升温至58-62℃，接着以2-3℃/min的速度升温至75-82℃，然后以1-2℃/min的速度升温至95-100℃，保温2-5h后自然降温；
上述烧结具体为：以1-4℃/min的速度升温至1150-1250℃，保温烧结2-5h后自然降温。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述超细纳米无机氧化物粒子为超细纳米氧化铝、超细纳米氧化钛、超细纳米氧化锆和超细纳米氧化硅中的至少一种。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述分散剂为高分子型分散剂、阳离子型分散剂和阴离子型分散剂中的至少一种。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述无机成膜粉体为氧化铝、氧化硅、氧化锆或氧化钛。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述成膜剂为聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素或乙基纤维素。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115364670B (zh) * 2021-05-21 2024-04-19 三达膜科技（厦门）有限公司 一种油水分离改性球形氧化铝陶瓷微滤膜的制备方法
CN115364695B (zh) * 2021-05-21 2024-03-19 三达膜科技（厦门）有限公司 一种油水分离球形氧化铝陶瓷微滤膜的制备方法
CN115364677B (zh) * 2021-05-21 2024-03-19 三达膜科技（厦门）有限公司 一种热稳定性改性球形氧化铝陶瓷微滤膜的制备方法
CN114345137B (zh) * 2021-12-31 2022-11-25 浙江工业大学 一种黑滑石作为无机成膜粉体的陶瓷微滤膜及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5089299A (en) * 1987-11-19 1992-02-18 Hoogovens Groep Bv Composite ceramic micropermeable membrane, process and apparatus for producing such membrane
CN107998905A (zh) * 2017-12-20 2018-05-08 宋永秀 一种表面完整性好的小孔径陶瓷膜的制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58199775A (ja) * 1982-05-18 1983-11-21 株式会社明電舎 半透膜セラミクスおよびその製造方法
CN101920142B (zh) * 2010-09-30 2012-07-25 中材高新材料股份有限公司 碳化硅高温陶瓷过滤管及其制备方法
CN104437112B (zh) * 2014-10-11 2016-08-31 南京工业大学 一种基于静电诱导纳米颗粒包覆制备多孔金属担载陶瓷膜的方法
CN105796478B (zh) * 2016-03-22 2019-01-22 深圳华诺生物科技有限公司 由纳米胶体颗粒组装的、高强度、自修复、可注射复合胶体凝胶材料及其制备方法和应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5089299A (en) * 1987-11-19 1992-02-18 Hoogovens Groep Bv Composite ceramic micropermeable membrane, process and apparatus for producing such membrane
CN107998905A (zh) * 2017-12-20 2018-05-08 宋永秀 一种表面完整性好的小孔径陶瓷膜的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
多孔陶瓷膜制备技术研究进展;范益群 等;《化工学报》;20130131;第64卷(第1期);第107-115页 *

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