本發(fā)明涉及陶瓷材料生產(chǎn)領(lǐng)域,具體是一種微孔微調(diào)陶瓷膜制備方法。
背景技術(shù):
微孔陶瓷是通過高溫燒成,在材料成形與燒結(jié)過程中材料體內(nèi)形成大量彼此相通或閉合氣孔的新型陶瓷材料。它的發(fā)展始于十九世紀七十年代,初期僅作為細菌過濾材料使用,隨著控制材料的細孔結(jié)構(gòu)水平的不斷提高以及各種新材質(zhì)高性能多孔陶瓷材料的不斷出現(xiàn),其應(yīng)用領(lǐng)域和范圍也在不斷擴大。而且由于多孔陶瓷的共價鍵和復(fù)雜離子鍵的鍵合以及復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)而具有耐高溫、耐腐蝕及熱穩(wěn)定性好的特點,當流體流經(jīng)孔隙時,內(nèi)外表面會產(chǎn)生各種各樣的物理效應(yīng)(如毛細虹吸效應(yīng)等)。因而,多孔陶瓷材料可被用于固液分離、液體的過濾凈化、氣體的凈化以及化學反應(yīng)的催化劑載體等。目前,其應(yīng)用在國內(nèi)外已遍及環(huán)保、化工、冶金、醫(yī)藥及生物醫(yī)學等領(lǐng)域。
微孔陶瓷具有熱導(dǎo)率低、介電常數(shù)低、體積密度小、比表面積高及耐高溫、化學穩(wěn)定性好、強度高等獨特的物理化學性能,在氣液體過濾、凈化分離、化工催化載體、吸聲減震、高級保溫材料、生物植入材料、特種墻體材料及傳感器材料等多方面得到廣泛地應(yīng)用。多孔陶瓷材料因其優(yōu)良的物理和力學性能在環(huán)境治理和除污防毒工程中得到了廣泛應(yīng)用和推廣,成為關(guān)注的熱點,是一種很有發(fā)展前景的生態(tài)環(huán)境材料。
微孔陶瓷的研究始于20世紀40年代,20世紀80年代初期成功地在法國的奶業(yè)和飲料(葡萄酒、啤酒、蘋果酒)業(yè)推廣應(yīng)用后,開始應(yīng)用于污水處理以及其他相應(yīng)領(lǐng)域。2004年世界多孔陶瓷的市場銷售額約超過100億美元,由于微孔陶瓷在精密過濾分離中的成功應(yīng)用,其市場銷售額以35%的年增長率發(fā)展。
目前,許多國家和地區(qū),尤其是歐、美、日在微孔陶瓷材料的研究和應(yīng)用方面投入了巨大的人力物力。我國也越來越重視微孔陶瓷材料的開發(fā)與應(yīng)用。相信隨著各應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ξ⒖滋沾尚枨蟮牟粩鄶U大及對高性能微孔陶瓷的迫切需要,特別是本世紀發(fā)展生物技術(shù)及控制和改善環(huán)境的呼聲不斷高漲,將會促進多孔陶瓷技術(shù)飛速發(fā)展,為微孔陶瓷的應(yīng)用開創(chuàng)更廣闊的前景。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種微孔微調(diào)陶瓷膜制備方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
一種微孔微調(diào)陶瓷膜制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
(1)將N-羥甲基丙烯酰胺和交聯(lián)劑MBAM以重量比20-24:1加入去離子水,配置成有機物預(yù)混液,再加入分散劑檸檬酸三銨和碳化硅,攪拌得漿料;
(2)向漿料中加入陶瓷載體聚氮硅烷,聚氮硅烷的加入量是漿料總量的10-15%,攪拌5-10min,注入玻璃模具中,在80-100℃溫度下干燥16-24h;
(3)將步驟(2)干燥產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到高溫燒結(jié)爐中,升溫至1000-1300℃,保溫1-2h進行高溫裂解,得到微孔微調(diào)陶瓷膜。
優(yōu)選的,所述步驟(1)檸檬酸三銨和碳化硅的加入量分別為N-羥甲基丙烯酰胺的1-1.2%、20-25%。
優(yōu)選的,所述步驟(2)攪拌速度為300-500r/min。
優(yōu)選的,所述步驟(3)高溫燒結(jié)程序是:2℃/min的速度升溫至600℃,保溫2-3h,然后以5℃/min的速度升溫至所需燒結(jié)溫度,保溫1-2h。
本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明先制備含碳化硅的陶瓷漿料,再加入陶瓷載體聚氮硅烷,干燥、燒結(jié),得到的微孔陶瓷膜過濾精度高,具有良好的抗熱震性能與截留性能;本發(fā)明干燥過程簡單,避免有機溶劑的揮發(fā)造成的環(huán)境污染。
具體實施方式
下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例1
一種微孔微調(diào)陶瓷膜制備方法,包括以下步驟:
(1)將N-羥甲基丙烯酰胺和交聯(lián)劑MBAM以重量比20:1加入去離子水,配置成有機物預(yù)混液,再加入分散劑檸檬酸三銨和碳化硅,攪拌得漿料,其中,檸檬酸三銨和碳化硅的加入量分別為N-羥甲基丙烯酰胺的1%、25%;
(2)向漿料中加入陶瓷載體聚氮硅烷,聚氮硅烷的加入量是漿料總量的12%,攪拌10min,攪拌速度為400r/min,注入玻璃模具中,在90℃溫度下干燥20h;
(3)將步驟(2)干燥產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到高溫燒結(jié)爐中,2℃/min的速度升溫至600℃,保溫2h,然后以5℃/min的速度升溫至1000℃,保溫2h進行高溫裂解,得到微孔微調(diào)陶瓷膜。
實施例2
一種微孔微調(diào)陶瓷膜制備方法,包括以下步驟:
(1)將N-羥甲基丙烯酰胺和交聯(lián)劑MBAM以重量比24:1加入去離子水,配置成有機物預(yù)混液,再加入分散劑檸檬酸三銨和碳化硅,攪拌得漿料,其中,檸檬酸三銨和碳化硅的加入量分別為N-羥甲基丙烯酰胺的1.1%、20%;
(2)向漿料中加入陶瓷載體聚氮硅烷,聚氮硅烷的加入量是漿料總量的10%,攪拌5min,攪拌速度為300r/min,注入玻璃模具中,在80℃溫度下干燥24h;
(3)將步驟(2)干燥產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到高溫燒結(jié)爐中,2℃/min的速度升溫至600℃,保溫3h,然后以5℃/min的速度升溫至1150℃,保溫1.5h進行高溫裂解,得到微孔微調(diào)陶瓷膜。
實施例3
一種微孔微調(diào)陶瓷膜制備方法,包括以下步驟:
(1)將N-羥甲基丙烯酰胺和交聯(lián)劑MBAM以重量比22:1加入去離子水,配置成有機物預(yù)混液,再加入分散劑檸檬酸三銨和碳化硅,攪拌得漿料,其中,檸檬酸三銨和碳化硅的加入量分別為N-羥甲基丙烯酰胺的1.2%、22.5%;
(2)向漿料中加入陶瓷載體聚氮硅烷,聚氮硅烷的加入量是漿料總量的15%,攪拌8min,攪拌速度為500r/min,注入玻璃模具中,在100℃溫度下干燥16h;
(3)將步驟(2)干燥產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到高溫燒結(jié)爐中,2℃/min的速度升溫至600℃,保溫2.5h,然后以5℃/min的速度升溫至1300℃,保溫1h進行高溫裂解,得到微孔微調(diào)陶瓷膜。
上述的對實施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對實施案例做出各種修改,并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此,本發(fā)明不限于這里的實施案例,本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示,不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。