[发明专利]一种中空平板全陶瓷过滤膜元件及其制备工艺方法

权利要求书

1.一种中空平板全陶瓷过滤膜元件，它由中空平板陶瓷膜支撑体涂敷陶瓷膜液后制成的平板陶瓷膜陶瓷堵头及膜和陶瓷堵头之间的无机胶组成，其特征在于：所述中空平板全陶瓷过滤膜元件按下述方法步骤制备并组合而成：

步骤一、先按以下子步骤制成中空平板陶瓷膜支撑体：

a、按如下比例称取原料：平均粒径为0.1-50μm、90~98wt%的氧化铝、熔融刚玉、碳化硅、堇青石或莫来石中的至少一种、1-8 wt %的粘结剂和1-8 wt %的增塑剂预混，再加入不超过预混料8 wt %的造孔剂和10-30 wt %的去离子水混合均匀，再加入预混料1-8 wt %的润滑剂再次混合，倒入真空练泥机中进行练泥，然后陈腐1-2天制成泥段，

b、将泥段用挤出成型机挤制成型为坯体，

c、将坯体进行干燥0.1-12h，干燥温度为25-70℃，

d、将干燥好后的坯体在1200℃-1600℃的温度下烧制，检测切割，获得中空平板陶瓷膜支撑体，且支撑体吸水率≤25%，抗压强度≥30MPa；

步骤二、按以下子步骤制造平板陶瓷膜：

e、将径距小于1.4粒径均为20~500nm之间的氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化硅、碳化硅、其中的至少一种、表面活性剂、助烧剂和粘结剂混合均匀制备成膜液，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、六偏磷酸钠、多聚磷酸钠聚丙烯酸纳、聚丙烯酰胺的其中至少一种，所述助烧剂为高岭土、黏土、钾钠长石、滑石粉、锂瓷石，锂长石其中的至少一种，所述粘结剂为硅溶胶、铝溶胶、水玻璃、磷酸盐、硅酸盐、聚乙烯醇、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素聚丙烯酸树脂其中的至少一种，

f、将步骤一中制得的中空平板陶瓷膜支撑体上涂敷陶瓷膜液，

g、将已涂敷陶瓷膜液的中空平板陶瓷膜支撑体干燥制成带膜坯体，

h、将干燥好的带膜坯体在400℃-1300℃的温度下烧制，使多孔膜层和载体结合成一个整体，获得中空平板陶瓷膜；

步骤三、按以下子步骤制造陶瓷堵头：

i、称取原料：平均粒径为0.1-50μm的α-氧化铝、氧化钛、氧化硅、莫来石、堇青石、镁橄榄石或镁铝尖晶石，日用瓷瓷粉中的至少一种、增塑剂、助烧剂、粘结剂进行混合均匀，所述增塑剂为高岭土、瓷土、膨润土其中的至少一种，助烧剂为石英粉、石灰石、氧化锌、氧化钛、钾钠长石、滑石粉、锂瓷石、锂长石其中的至少一种，

j、在混合好的原料中加入占原料重量10-25%的熔化石蜡，再搅拌混合均匀制成料浆，

k、料浆经热压铸机注模成堵头蜡坯，

l、脱膜修坯，将堵头蜡坯埋入Al₂O₃粉中并在1000-1200℃之间吸附排蜡得到陶瓷堵头素坯，将堵头素坯清理干净并在1100-1450℃的高温下烧制，获得陶瓷堵头陶瓷堵头吸水率≤20%，抗压强度≥30MPa；

步骤四、按以下子步骤制得无机胶：

m、取高纯氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化钛、莫来石、碳化硅和日用瓷粉中的至少一种，助烧剂为玻璃粉、石英粉、钾钠长石、滑石粉、锂瓷石、锂长石其中的至少一种，增塑剂高岭土或者膨润土、球土、瓷土中的至少一种；

n、在上述充分混合好的原料中，加入硅溶胶、铝溶胶、水玻璃、磷酸盐或硅酸盐，充分搅拌混合成均匀的粘稠水性浆料—水溶性无机胶；

步骤五、按以下子步骤制得中空平板全陶瓷过滤膜元件：

o、用无机胶将陶瓷堵头和平板陶瓷膜粘合制成整体构件，

p、将上述整体构件在25℃-100℃下干燥，在温度为200℃-1200℃下保温烧成，制得中空平板全陶瓷过滤膜元件。

2.根据权利要求1所述的一种中空平板全陶瓷过滤膜元件，其特征在于：在涂膜前先将中空平板陶瓷膜支撑体在干燥室干燥1~3h，去除中空平板陶瓷膜支撑体表面的水分，在中空平板陶瓷膜支撑体上涂敷陶瓷膜液，涂敷在平板陶瓷膜支撑体上的方式为浸渍、瀑淋、喷涂、喷淋其中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种中空平板全陶瓷过滤膜元件，其特征在于：所述步骤三—k中制备好的料浆采用热压铸注模或浇注成型，成型温度为20-85℃。