[发明专利]一种卷式陶瓷膜支撑体的制备方法及其陶瓷膜制品

权利要求书

1.一种卷式陶瓷膜支撑体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1) 薄型坯片的制备

首先制备厚度为1.0～2.5mm的薄型坯片，其原料组成为平均粒径为5～50μm的陶瓷粉体、以及用量分别为该陶瓷粉体1～8wt%、2～6wt%、10～38wt%、2～4wt%、0.5～1.5wt%的造孔剂、粘结剂、水、润滑剂、增塑剂；

(2) 支撑体生坯组件的制备

将所述薄型坯片制成长条矩形膜面层(1)；使用冲压机将所述薄型坯片冲压成宽度与膜面层相等、由梳骨(2a)和梳齿(2b)构成的长条梳状支撑层(2)；

(3) 支撑体生坯组件的粘结、烧成

所述膜面层(1)和支撑层(2)以末端对齐、由下至上按照膜面层(1)-支撑层(2)-膜面层(1)-支撑层(2)顺序间隔叠放，且总层数为偶数；其中邻近的二个支撑层之间呈镜面对称设置，处于顶层的支撑层的长度小于其余的、长度相等的膜面层和支撑层；各层接触面之间使用粘结剂溶液进行粘结为整体后，所述长度相等的膜面层和支撑层的前端卷至顶层支撑层的前端(2b’)而形成内圆(3)，然后继续进行卷曲即形成圆柱状支撑体生坯，经干燥、煅烧，即得到呈竖直的、圆柱状的卷式陶瓷膜支撑体；其中，所述梳齿向上的支撑层(2)其梳齿(2b)与膜面层(1)之间构成渗透液通道(4)，梳齿向下的支撑层(2)其梳齿(2b)与膜面层(1)之间构成原料液通道；所述原料液通道的表面涂覆分离膜层浆料，以形成分离膜层；所述分离膜层浆料由平均粒径为0.5～1μm的陶瓷粉体、用量分别为该陶瓷粉体0.5～1.2wt%、1～4wt%、700～920wt%的分散剂、稳定剂、水组成，经搅拌混合形成悬浮液浆料。

2.根据权利要求1所述的卷式陶瓷膜支撑体的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中由支撑层(2)前端至末端，所述梳齿(2b)之间的间隔逐渐增大。

3.根据权利要求1或2所述的卷式陶瓷膜支撑体的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)的粘结剂溶液为浓度为0.05～3wt%的聚乙烯醇或羟丙基甲基纤维素的水溶液。

4.一种卷式陶瓷膜制品的制备方法，其特征在于：在权利要求1-3之一所述制备方法得到的卷式陶瓷膜支撑体的原料液通道的表面涂覆分离膜层浆料，以形成分离膜层，而得到卷式陶瓷膜制品。

5.根据权利要求4所述的卷式陶瓷膜制品的制备方法，其特征在于所述卷式陶瓷膜支撑体所用薄型坯片的制备如下：

首先将所述陶瓷粉体、造孔剂、粘结剂在混料机中混合成均匀的混合料，然后将所述混合料与水、润滑剂、增塑剂混合，在捏泥机中捏合成泥、陈腐后，使用辊轧机将泥料辊轧形成柔性的薄型坯片。

6.根据权利要求5所述的卷式陶瓷膜制品的制备方法，其特征在于：

所述陶瓷粉体为Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、SiO₂、SiC中的一种或其组合；

所述造孔剂为淀粉；

所述粘结剂为羧甲基纤维素、甲基纤维素、聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素中的一种或其组合；

所述润滑剂为甘油和/或油酸；

所述增塑剂为聚乙烯醇；

所述分散剂为聚丙烯酸、Dolapix系列分散剂、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或其组合，或聚乙烯亚胺，或聚乙烯亚胺与聚乙烯吡咯烷酮的组合；

所述稳定剂为聚丙烯酸或聚乙烯亚胺、聚丙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇中的一种或其组合。

7.根据权利要求5所述的卷式陶瓷膜制品的制备方法，其特征在于：所述卷式陶瓷膜支撑体的生坯在1500～1650℃温度下煅烧，保温时间为2～4h，得到卷式陶瓷膜支撑体。

8.根据权利要求4或5或6或7所述的卷式陶瓷膜制品的制备方法，其特征在于：将所述分离膜层浆料置于料斗内，将所述圆柱状的卷式陶瓷膜支撑体以下端浸入到分离膜层浆料中，分离膜层浆料的液面至上端梳骨的下边缘位置处，从而在所述原料液通道内形成湿膜，经过干燥、煅烧，得到平均孔径为0.1～0.5μm的分离膜层。