增壓鍍膜的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鍍膜方法，具體的講是一種增壓鍍膜的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在包括高溫過濾在內(nèi)的許多工業(yè)中都需要通過過濾膜對氣體進(jìn)行過濾，過濾膜的一種常見結(jié)構(gòu)為金屬膜，其基材為金屬，膜材為金屬或金屬氧化物，且用于分離氣體和氣體中雜質(zhì)的多孔膜，其中膜材是由粉末顆粒構(gòu)成。其分離過程是利用膜材的粉末顆粒之間的空隙對氣體和雜質(zhì)進(jìn)行分離，粉末顆粒間的空隙尺寸一般為數(shù)百個納米。
[0003]根據(jù)多孔金屬膜的斷面結(jié)構(gòu)又分為對稱多孔金屬膜和非對稱多孔金屬膜。非對稱金屬膜隨著膜層厚度的增加，膜層孔徑或增大或減小。非對稱多孔金屬膜結(jié)構(gòu)分為兩部分:膜層支撐體和膜層。膜層支撐體為多孔金屬，膜層通常為金屬、合金或金屬氧化物等材料。
[0004]非對稱多孔金屬膜的主要特點(diǎn)是由一層依托在空隙較粗的多孔金屬膜層支撐體上的金屬或金屬氧化物的膜層構(gòu)成?？讖酱值亩嗫啄又误w能保證濾芯機(jī)械強(qiáng)度的同時，也保證過濾時壓力損失很小，分離功能則由和多孔膜層支撐體燒結(jié)在一起的金屬膜層承擔(dān)，分離精度可以到亞微米級。同時，和對稱結(jié)構(gòu)金屬多孔材料相比，具有不對稱結(jié)構(gòu)的金屬膜材料的透過量能夠成倍地提高。
[0005]非對稱多孔金屬膜的制備方法主要有懸浮粒子燒結(jié)法等。懸浮粒子燒結(jié)的原理是將粉末顆粒與適當(dāng)分散劑介質(zhì)混合分散形成穩(wěn)定的懸浮液，然后將懸浮液涂覆在膜層支撐體骨架層上，經(jīng)干燥后在一定溫度下燒結(jié)，燒結(jié)過程中粉體相互接觸的部分被燒結(jié)在一起，粉體間的空隙形成微孔。浮粒子燒結(jié)法的制備過程主要包括:1、配制膜層粉漿；2、膜層成形，即將膜層粉漿通過相應(yīng)的方式(如涂刷)附著在膜層支撐體表面并干燥；3、燒結(jié)，在燒結(jié)過程中，顆粒相互接觸部分被燒結(jié)在一起，粉體間的空隙形成微孔。燒結(jié)的大致的原理是，將涂覆有膜層的膜層支撐體放入爐中加熱至膜層的反應(yīng)溫度(熔點(diǎn)以下)，膜層的粉末顆粒反應(yīng)并與膜層支撐體結(jié)合形成一體。燒結(jié)過程中只是各粉末顆粒間，以及粉末顆粒與膜層支撐體間進(jìn)行反應(yīng)結(jié)合，粉末顆粒及膜層支撐體并不會熔化，各粉末顆粒之間的孔徑仍然存在。膜層之間的間隙稱為膜層孔徑，很明顯，膜層孔徑比膜層支撐體的孔徑小很多，從而達(dá)到了細(xì)化孔徑的目的。
[0006]上述制備過程的成形方式，目前有人工涂刷和機(jī)械噴涂等方式。人工涂刷的效率低下，膜層厚度不均，主要原因包括:1、噴槍噴出的膜液量不均勻；2、噴槍移動速度不均勻，噴嘴在一個位置停留時間越長，這個位置的噴涂量越大，噴涂厚度就越大，噴槍移動速度由手動控制，無法保證每個位置的噴涂量都是一致的；3、重復(fù)噴涂次數(shù)難以控制。手工噴涂時，一般需要對噴涂對象重復(fù)噴涂數(shù)次，在這個過程中，無法保證每個部位噴涂次數(shù)一樣，例如對某一個部位噴涂時，其周圍其它已噴涂的部位可能也要被噴涂到。而利用工具機(jī)械噴涂的效率雖然較高，但仍會存在噴出膜液兩不均勻、重復(fù)噴涂等問題，膜層厚度仍然不易控制。而膜層厚度對膜層的過濾精度和過濾效率都有直接影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種增壓鍍膜的方法，通過簡單可行的方法對膜層支撐體進(jìn)行均勻快速鍍膜，以提高膜層的成形質(zhì)量，使過濾效果穩(wěn)定。
[0008]本發(fā)明增壓鍍膜的方法，包括:
[0009]a.具有包含膜層支撐體的工裝，膜層支撐體的鍍膜面朝向開放空間，膜層支撐體的非鍍膜面位于與所述開放空間隔離的隔離空間中；
[0010]b.至少使工裝中膜層支撐體的鍍膜面全部置于粉漿中，并且膜層支撐體的非鍍膜面與粉漿隔離；
[0011 ] c.通過空氣增壓設(shè)備使粉漿中的壓力大于所述隔離空間中的壓力，粉漿中的粉末顆粒在壓力差的作用下附著在膜層支撐體的鍍膜面形成膜層；
[0012]d.將具有所述膜層且干燥的成形膜層支撐體燒結(jié)為多孔膜。
[0013]因為膜層支撐體為多孔金屬材料，因此非鍍膜面和鍍膜面之間是由大量孔徑為μπι級的細(xì)微小孔連通的?？諝庠鰤涸O(shè)備開啟后，粉漿中的壓力加大，使得膜層支撐體鍍膜面的壓強(qiáng)大于非鍍膜面的壓強(qiáng)，導(dǎo)致膜層支撐體上的小孔鍍膜面壓強(qiáng)增大，粉漿中的粉末顆粒在壓強(qiáng)差的作用下移向鍍膜面的孔口，并在孔口堆積，形成膜層。很明顯這種鍍膜方式不需要人工或機(jī)械進(jìn)行噴涂，是靠自然的壓強(qiáng)差使粉末顆粒附著在膜層支撐體上，因此在膜層支撐體的整個鍍膜面上粉末顆粒的分布是均勻的，而且膜層厚度可以通過壓強(qiáng)差和負(fù)壓時間進(jìn)行準(zhǔn)確控制。再通過常規(guī)的燒結(jié)工藝形成非對稱多孔金屬膜。本發(fā)明的方法不但簡單易行，而且大幅度了提高了鍍膜效率和鍍膜質(zhì)量。
[0014]為了保證膜層的透過性和孔徑的均勻性，可以將所述粉漿中的粉末顆粒的表面設(shè)置為平滑弧面，其中球形的粉末顆粒最為優(yōu)選。
[0015]進(jìn)一步的，粉漿中粉末顆粒為粒徑約為膜支撐體的孔徑的一半的粉末顆粒，這種比例大小的粉末顆粒更容易在膜層支撐體的孔內(nèi)堆積堵塞，從而形成膜層，膜層的孔徑為各粉末顆粒之間的間隙。如果膜層的粉末顆粒過大，則粉末顆粒不易在膜層支撐體的孔內(nèi)形成堆積，從而不容易形成膜層；如果粉末顆粒過小，則會直接穿過膜層支撐體的小孔，也不會形成膜層。因此通過大量的實驗測試，粉末顆粒的粒徑約為膜支撐體的孔徑的一半較為合適。
[0016]進(jìn)一步的，步驟c中隔離空間的初始?xì)鈮簽槌?，這樣能夠簡化工裝結(jié)構(gòu)，并且也更容易進(jìn)行增壓的控制。
[0017]在上述基礎(chǔ)上，粉漿中還可以包含有可使粉末顆粒均勻分散的分散劑。分散劑在現(xiàn)有鍍膜工藝中也常有使用，分散劑能夠使粉漿中的粉末顆粒分散均勻，在一定時間內(nèi)不發(fā)生局部團(tuán)聚、沉降、濃度不均勻等現(xiàn)象。針對不同材質(zhì)的粉末顆粒，需選用適合的分散劑以及分散劑的濃度，以保證粉漿的穩(wěn)定性。
[0018]本發(fā)明的增壓鍍膜的方法，非常簡單可行，并且極大的提高了對膜層支撐體進(jìn)行均勻快速鍍膜的效率，同時也非常明顯的提高了膜層的成形質(zhì)量，使多孔金屬膜過濾效果的穩(wěn)定性得到了大幅度的提升。
[0019]以下結(jié)合實施例的【具體實施方式】，對本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明增壓鍍膜的方法使用中的一種示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明增壓鍍膜的方法另一種使用中的示意圖。
【具體實施方式】
[0022]實施例1:
[0023]如圖1所示的本發(fā)明增壓鍍膜的方法，具有包含多孔板狀膜層支撐體I的工裝2，膜層支撐體I的鍍膜面朝向開放空間，膜層支撐體I的非鍍膜面位于與所述開放空間隔離的隔離空間中，隔離空間通過排氣管道4與外界連通，排氣管道4能夠保持非鍍膜面與外界大氣連通，使非鍍膜面所在的隔離空間的氣壓恒定為大氣壓，從而當(dāng)鍍膜面壓強(qiáng)增加時，保證鍍膜面與非鍍膜面存在穩(wěn)定的壓差。根據(jù)膜層的過濾要求按常規(guī)方式配置有粉漿3，粉漿3通過增壓管5與空氣增壓設(shè)備連接。粉漿3中的粉末顆粒為球形，能夠更好的保證膜層的透過性和孔徑的均勻性。同時，粉漿3中粉末顆粒的粒徑約為膜支撐體I上孔的孔徑一半，這種比例大小的粉末顆粒更容易在膜層支撐體I的孔內(nèi)堆積堵塞，從而形成膜層。在粉漿3中還包含有可使粉末顆粒均勻分散的分散劑，以使粉漿3中的粉末顆粒分散均勻，在一定時間內(nèi)不發(fā)生局部團(tuán)聚、沉降、濃度不均勻等現(xiàn)象。針對不同材質(zhì)的粉末顆粒，按照常規(guī)方式需選用適合的分散劑以及分散劑的濃度，以保證粉漿的穩(wěn)定性。
[0024]然后將工裝2和膜層支撐體I全部置于粉漿3中，并且膜層支撐體I的非鍍膜面在隔離空間中與粉漿3隔離。開啟空氣增壓設(shè)備后通過增壓管5使粉漿3中的壓力大于隔離空間中的壓力，粉漿3中的粉末顆粒在壓力差的作用下均勻的附著在膜層支撐體I的鍍膜面形成膜層。最后將具有所述膜層且干燥的成形膜層支撐體I按常規(guī)方法燒結(jié)后成為非對稱多孔膜。
[0025]實施例2:
[0026]在實施例1的基礎(chǔ)上，對多孔管狀的膜層支撐體I進(jìn)行覆膜。用橡膠密封套結(jié)構(gòu)的工裝2套住管狀膜層支撐體I的兩端，使其密封。然后在其中一端的密封套上開設(shè)通孔連接與外界大氣連通的排氣管道4，將管狀膜層支撐體I的內(nèi)腔作為隔離空間。將工裝2和膜層支撐體I整體置于粉漿3中，開啟空氣增壓設(shè)備后通過增壓管5對粉漿3加壓，使粉漿3中的壓力大雨管狀膜層支撐體I內(nèi)腔中的氣壓，粉漿3中的粉末顆粒在壓力差的作用下均勻的附著在膜層支撐體I的外側(cè)鍍膜面上形成膜層。最后將具有所述膜層且干燥的成形膜層支撐體I按常規(guī)方法燒結(jié)后成為非對稱多孔膜。
【主權(quán)項】
1.增壓鍍膜的方法，其特征包括: a.具有包含膜層支撐體的工裝，膜層支撐體的鍍膜面朝向開放空間，膜層支撐體的非鍍膜面位于與所述開放空間隔離的隔離空間中； b.至少使工裝中膜層支撐體的鍍膜面全部置于粉漿中，并且膜層支撐體的非鍍膜面與粉漿隔離； c.通過空氣增壓設(shè)備使粉漿中的壓力大于所述隔離空間中的壓力，粉漿中的粉末顆粒在壓力差的作用下附著在膜層支撐體的鍍膜面形成膜層； d.將具有所述膜層且干燥的成形膜層支撐體燒結(jié)為多孔膜。
2.如權(quán)利要求1所述的增壓鍍膜的方法，其特征為:所述粉漿中的粉末顆粒的表面為平滑弧面。
3.如權(quán)利要求2所述的增壓鍍膜的方法，其特征為:所述粉漿中的粉末顆粒為球形。
4.如權(quán)利要求1所述的增壓鍍膜的方法，其特征為:粉漿中粉末顆粒為粒徑約為膜支撐體的孔徑的一半的粉末顆粒。
5.如權(quán)利要求1所述的增壓鍍膜的方法，其特征為:步驟c中隔離空間的初始?xì)鈮簽槌骸?br>6.如權(quán)利要求1至5之一所述的增壓鍍膜的方法，其特征為:粉漿中包含有可使粉末顆粒均勻分散的分散劑。
【專利摘要】本發(fā)明涉及增壓鍍膜的方法，包括：a.具有包含膜層支撐體的工裝，膜層支撐體的鍍膜面朝向開放空間，膜層支撐體的非鍍膜面位于與所述開放空間隔離的隔離空間中；b.至少使工裝中膜層支撐體的鍍膜面全部置于粉漿中，并且膜層支撐體的非鍍膜面與粉漿隔離；c.通過空氣增壓設(shè)備使粉漿中的壓力大于所述隔離空間中的壓力，粉漿中的粉末顆粒在壓力差的作用下附著在膜層支撐體的鍍膜面形成膜層；d.將具有所述膜層且干燥的成形膜層支撐體燒結(jié)為多孔膜。本發(fā)明的增壓鍍膜的方法非常簡單可行，并且極大的提高了對膜層支撐體進(jìn)行均勻快速鍍膜的效率，同時也非常明顯的提高了膜層的成形質(zhì)量，使多孔金屬膜過濾效果的穩(wěn)定性得到了大幅度的提升。
【IPC分類】B01D69-10, B01D67-00
【公開號】CN104689722
【申請?zhí)枴緾N201510090779
【發(fā)明人】高麟, 汪濤, 高楚雄
【申請人】成都易態(tài)科技有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年2月28日