[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

说明书

本发明公开了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，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：先按以下子步骤制成中空平板陶瓷膜支撑体，再制备膜液和制造平板陶瓷膜以及陶瓷堵头，用无机胶将陶瓷堵头和平板陶瓷膜粘合制成整体构件，将上述整体构件高温烧成，制得中空平板全陶瓷过滤膜元件。发挥了陶瓷材料稳定性好，强度高，平板陶瓷膜耐高温、耐腐蚀性、耐有机溶剂强，方便高压反冲洗等优点，能够很好的用于处理各种有机溶剂、高温、强酸碱等特殊水质，大大拓宽了平板陶瓷膜的使用范围。

技术领域

本发明涉及陶瓷元件，尤其是涉及中空平板全陶瓷过滤膜元件及制备工艺。

背景技术

当前在污水过滤行业中，使用较多的膜多是有机膜，而有机膜抗氧化能力、耐酸碱能力、耐高温能力及化学稳定性等通常比较差，因而限制了有机膜的使用领域。而相对于有机膜，近来出现的无机平板陶瓷膜作为过滤元件由于具有耐酸碱腐蚀，耐高温，耐有机溶剂，高机械强度等优点，因而大大增加了使用范围，且无机平板陶瓷膜还具有易冲洗、不容易被污染等优点，因而大大增加了使用寿命。但由于现有平板陶瓷膜堵头本身和堵头与无机陶瓷膜之间的粘合剂均是有机材质，如陶瓷膜堵头常用ABS、PPS、PPR等，粘合剂常用环氧树脂粘合剂、聚氨酯粘合剂、丙烯酸树脂粘合剂或者是它们的复合及改性粘合剂，这些含有有机材质的堵头和粘合剂，在高温、特别是含有中强酸碱以及腐蚀性有机溶剂如苯、二甲苯及含有苯酚等的水质中使用时，会因为陶瓷膜元件中的有机材质容易被腐蚀或被溶解或溶胀而限制了其使用范围，缩短了其使用寿命。

发明内容

针对上述现有技术中空中平板陶瓷膜在水处理过程中所存在的问题，本发明提供了一种全部采用的无机材质制成的中空平板全陶瓷过滤膜元件，就是为了解决目前水处理过程中出现的这些问题。

本发明要解决的技术问题所采取的技术方案是：所述中空平板全陶瓷过滤元件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和陶瓷堵头及膜和堵头之间的高温无机胶合剂，并按下述方法步骤制备组合而成：

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、92~98wt%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，再加入不大于预混料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，检测获得中空平板陶瓷膜支撑体；

步骤二、按以下子步骤制造平板陶瓷膜：

e、将粒径均为20~500nm且径距小于1.4nm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、羟乙基甲基纤维素其中的至少一种，

f、将陶瓷膜液均匀涂敷在中空平板陶瓷膜支撑体；

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；