[发明专利]一种中空纤维316L不锈钢膜的制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种中空纤维316L不锈钢膜的制备方法，具体地说涉及一种采用干-湿法(NIPS)纺丝装置制备中空纤维316L不锈钢基膜前驱体，再采用程序升温法进行烧结，获得一种中空纤维316L不锈钢膜。

【背景技术】

金属膜具有高的机械强度、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，广泛应用于机械、电于、化学、原于能、医药卫生生物等领域，其研究与开发具有十分诱人的发展前景。

人们对金属膜的研究始于20世纪40年代，用金属镍膜分离铀同位素，但由于它的热稳定性差，未能实现大规模工业应用。随后几十年里，金属膜的发展进入了瓶颈期，国内外对多孔金属膜鲜有报道。直到20世纪90年代，由美国Graver公司研制成功出一种以不锈钢为基体，TiO₂陶瓷为膜层材料的Scepter金属膜(Young-Beom Kim，Kisay Lee，Jung-Hoon Chung.Optimumcleaning-in-place condition for stainless steel microfiltration membrane fouled byterephthalic acid solids[J].Journal ofMembrane Science，2002，209(1)：233-240；John J.Poter，Regina S.Poter.Filtration studies of selected anionic dyes usingasymmetric titanum dioxide membranes on porous stainless-steel tubes[J].Journalof Membrane Science，1995，101(1)：67-81)，开创了多孔金属膜研究的新篇章。它主要用来进行液固分离、气固分离、固固分离，但分离精度仍属于微滤范畴，可达到0.1μm。目前国内还没有哪个厂家能够生产出这种精度的不锈钢膜。2002年，上海凯能公司生产出了Scepter系列不锈钢膜，但其核心部件不锈钢管依然从美国进口，其制备技术是美国专利，属于商业机密。德国的GKN公司和韩国也对金属膜进行了大量的研究，韩国主要是在多孔不锈钢基体上制备钯膜用以分离H₂和N₂。

国内对于不锈钢膜的报道很少，多数研究是在商业化的不锈钢基体上进行涂层。西北有色金属研究院、北京钢铁研究总院在金属材料烧结方面做了大量研究(黄国涛，左孝青，孙彦琳，等.多孔金属过滤材料研究进展[J].材料导报，2010，24(16)：448-456)，但仍处于实验室研究阶段。英国石油有限公司与大连化学物理研究所联合起来对金属钯复合膜或合金钯复合膜进行了大量的研究，也申请了很多专利(英国石油有限公司，大连化学物理研究所，金属钯复合膜或合金钯复合膜以及它们的制备方法，公开号：1929900)，但都没有对不锈钢中空纤维膜基体进行研究。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种中空纤维316L不锈钢膜的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种中空纤维316L不锈钢膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在有机溶剂中由316L不锈钢粉末、聚合物粘合剂和(或)增粘剂或分散剂来配制悬浮铸膜液；

所述的悬浮铸膜液具有的粘度为1400～34000mPa·s。

所述的聚合物粘合剂是一种不溶于水的化合物，为聚丙烯腈(PAN)、聚醚砜(PES)、聚砜(PSF)、聚氯乙烯(PVC)和聚偏氟乙烯(PVDF)等的一种或几种混合物；

所述的增粘剂或分散剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP，K90)等；

所述的有机溶剂为N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等；

所述悬浮铸膜液通过混合以下成分组成：

(a)至少一种316L不锈钢粉末，占该悬浮铸膜液总质量的30～60％；

(b)至少一种聚合物粘合剂，占该悬浮铸膜液总质量的5～20％；

(c)至少一种增粘剂或分散剂，占该悬浮铸膜液总质量的0.1～2％；

(d)有机溶剂，为余量；

在任何情况下，上述316L不锈钢粉末、聚合物粘合剂、增粘剂或分散剂以及有机溶剂的质量总和为100％；