[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

说明书

本发明公开了一种卷式陶瓷膜支撑体的制备方法，通过分别制备膜面层、以及呈梳状的支撑层，并进行叠放粘贴后卷成圆筒状而获得卷式陶瓷膜支撑体。此外还公开了一种卷式陶瓷膜制品。本发明实现了新型陶瓷膜结构的制备，所获得的卷式陶瓷膜结构极大地提高了单位填充体积内的膜面积，从而具有很高的渗透通量。

技术领域

本发明涉及陶瓷膜分离技术领域，尤其涉及一种陶瓷膜支撑体的制备方法及其陶瓷膜制品。

背景技术

无机陶瓷膜具有耐高温、耐溶剂、耐酸碱腐蚀、高机械强度以及易清洗可再生等优点，在化工、食品、制药等领域有着独特的技术优势。然而，由于陶瓷材料的刚性，使得陶瓷膜只能制备成管状、多通道和平板状，单位体积内的膜面积相对较小。为解决这一问题，研发者对现有的陶瓷膜进行了改进，例如，通过降低蜂窝陶瓷膜的膜孔道直径以提高单位体积的膜面积，但是这种方式处于中心的膜表面产生的渗透液需要通过较长的距离才能渗透出来，实际的膜渗透通量并没有明显增加；又如，开发了一种在蜂窝陶瓷膜内填充中空纤维无机膜的构型，在有效提高无机膜的膜面积/体积比的同时，有效解决中空纤维无机膜的构型与其过滤模式之间的矛盾，然而这种构型的端口密封相对比较复杂。

对柔性有机膜而言，可通过缠绕制备成卷式膜元件。它是平板膜的另一种型式，其构造是在两张平板膜片之间插入透过液隔网(材质是聚丙烯或Vexar)，两张平板膜的三个边缘用环氧或聚氨酯胶黏结密封，第四个未黏结的边固定在开孔的中心管上。这样，两张平板膜片和一张透过液隔网形成一边开口、三边密封的“膜袋”。“膜袋”的开口正对中心管的孔，透过膜的透过液就可以被收集到中心管内。膜的正面，即料液流经的那面，衬上料液隔网，料液隔网与“膜袋”绕中心管卷绕成螺旋卷状，因此，此构型具有较高的单位体积膜面积。

目前，尚未见到有卷式陶瓷膜元件的报道，其技术瓶颈在于因陶瓷泥料的特点而导致的难以形成产品的形状规则性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种卷式陶瓷膜支撑体的制备方法，通过分别制备膜面层、以及呈梳状的支撑层，并进行叠放粘贴，然后卷成圆筒状，以获得卷式陶瓷膜支撑体。本发明的另一目的在于提供一种卷式陶瓷膜制品。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种卷式陶瓷膜支撑体的制备方法，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；

(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；使用冲压机将所述薄型坯片冲压成宽度与膜面层相等、由梳骨和梳齿构成的长条梳状支撑层；

(3)支撑体生坯组件的粘结、烧成

所述膜面层和支撑层以末端对齐、由下至上按照膜面层-支撑层-膜面层-支撑层顺序间隔叠放，且总层数为偶数；其中所述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而形成内圆，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其梳齿与膜面层之间构成渗透液通道，梳齿向下的支撑层其梳齿与膜面层之间构成原料液通道。

上述方案中，本发明所述步骤(2)中由支撑层前端至末端，所述梳齿之间的间隔逐渐增大。

进一步地，本发明所述步骤(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。

本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现：