[发明专利]一种泡沫金属基微滤膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属过滤材料制备技术领域，具体涉及一种泡沫金属基微滤膜的制备方法。

背景技术

多孔金属膜的生产源于粉末冶金技术。因其具有高的机械强度、优良的热传导性能、良好的韧性，且容易密封成构件，克服了陶瓷膜脆且组件的高温密封和连接困难的缺点，被广泛应用于食品、饮料、化工、医疗、环保、水处理等工业领域。在过滤过程中，多孔金属膜对污物的吸附量大、支撑性好、过滤面积大、使用温度范围宽、容易清洗、寿命长，具有很高的应用价值。

多孔金属膜目前均采用梯度复合结构，基体是粉末多孔材料如多孔不锈钢、多孔镍、多孔钛、多孔Fe₃Al、多孔镍铬铝等，和纤维毡如不锈钢纤维毡、Fe₃Al纤维毡等，分离层一般选用膜层易于烧结的金属材料如不锈钢粉、钛粉、镍粉、Fe₃Al粉、镍基合金粉等。在过滤分离领域，要求过滤精度高、透过性能好。目前这类生产出的多孔金属膜孔隙率达50%，过滤精度为2μm～50μm，相对透气系数为15m³/(m²·h·KPa)～60m³/(m²·h·KPa)，远远满足不了大透过量的要求。并且现在工业中所用的多孔金属膜，在使用过程中，为了使过滤物通过，需要施加一定的压力，而过大的压力，降低了多孔金属膜的使用寿命，提高了设备的使用条件。在使用一定时间后还需对多孔金属膜进行反吹来保证其过滤性能，延长其使用寿命。要解决以上难题，采用外表面具有金属微滤膜的泡沫金属材料是首选方案。

制备金属膜采用的材质均为金属粉，且对金属粉的要求也较为严格。多孔基体和分离层制造工艺复杂，所以金属膜价格居高不下。要降低价格，需简化工艺。离心沉积制备的优点很多，主要包括操作步骤简便且生产成本低廉，可应用材料广泛、成型速度快等优点。在现有研究技术中，金属多孔膜管制备技术的相关报导很多，但用此法制备泡沫金属基过滤膜的工艺及理论研究，国内外暂无报导，也没有相关专利。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种制备方法简单、工艺流程短、生产成本低、可重复性强、适于大规模工业化生产的泡沫金属基微滤膜的制备方法。采用该方法制备的泡沫金属基微滤膜的厚度为80μm～200μm，孔径为1μm～10μm，过滤精度不小于3μm，相对透气系数不小于100m³/(m²·h·KPa)；该微滤膜牢固附着于泡沫金属基体的外表面，表面光滑，壁厚均匀，能够同时实现高过滤精度和大透过量，并且可以降低过滤物通过压力，明显提高过滤效率，显著延长设备使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将金属粉加入粘接剂中，搅拌均匀配制成悬浮液，然后将消泡剂加入所述悬浮液中并搅拌均匀，得到浆料；所述浆料中金属粉的浓度为0.1g/mL～0.3g/mL，所述浆料中消泡剂的质量百分含量为0.1%～0.5%；所述粘接剂由粘接性有机物与去离子水混合配制而成，所述粘接剂中粘接性有机物的质量百分含量为2%～6%；

步骤二、在离心筒体内表面紧密贴附一层塑料膜，将泡沫金属基体放入离心筒体中，再将步骤一中所述浆料倒入离心筒体中，直至泡沫金属基体完全被浆料浸没；然后将盛装有泡沫金属基体和浆料的离心筒体安装在离心机中，利用离心机对浆料进行离心分离，使浆料中的金属粉通过泡沫金属基体内的孔隙离心至泡沫金属基体外，并在塑料膜的阻隔作用下沉积于泡沫金属基体外表面，形成半成品膜；所述泡沫金属基体的形状为圆管状或圆柱状，所述泡沫金属基体的外径与离心筒体的内径相匹配；所述离心分离的转速为4000r/min～6000r/min，所述离心分离的时间为30min～300min；

步骤三、将步骤二中外表面沉积有半成品膜的泡沫金属基体连同离心筒体一起放入干燥箱中干燥，然后将干燥后的外表面沉积有半成品膜的泡沫金属基体从离心筒体中取出，置于烧结炉中进行烧结处理，最终在泡沫金属基体的外表面得到厚度为80μm～200μm，孔径为1μm～10μm的泡沫金属基微滤膜。

上述的一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，其特征在于，步骤一中所述金属粉为不锈钢粉、纯镍粉、镍合金粉、钛合金粉或Fe₃Al合金粉。

上述的一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，其特征在于，步骤一中所述金属粉的平均粒度不大于25μm。