[发明专利]蜂窝集束孔中空板式陶瓷整体膜元件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及固气和固液分离装置中使用的陶瓷整体膜元件的制造方法。

背景技术

目前市场上用于固气和固液分离的陶瓷膜主要是蜂窝（或多孔道）管式膜，价格非常高，在一定程度上限制了它的使用范围及领域；其次是少量的组装式中空蜂窝板式膜，而片状膜组合（装）体，在价格上和管式膜一样昂贵，且过滤通量小，产品笨重，过滤面积小，组装困难，也限制了它的发展。另申请号201220532115.1所申请的中空板式膜，其结构强度不高，且需要金属板框加强。，但不论是陶瓷改性膜，还是非对称膜成膜的膜层，目前国内外均采用浸渍提拉法、浇注法和真空蒸镀等工艺方法进行，其中真空蒸镀方法需要将成膜的物质在真空中加热进行蒸发或升华，使膜物质沉积在支撑体表面上，需要一套真空加热设备，成膜成本费用高。而浸渍提拉法和浇注法虽然成膜设备较简单，但它们都是完全依靠支撑体内的毛细管力来吸收膜浆，从而使膜浆中的颗粒截留在支撑体表面，经干燥，热处理而成，由于支撑体内毛细管很容易吸水饱和，造成吸力降低，每次只能形成很薄的膜层，成膜一般需要多次（三次以上）操作，流程太长、很难自动化，连续化生产，且厂地要求大、人力、物力消耗太多，成本极高。再是一旦支撑体失去毛细管吸力，膜很容易流痕迹和脱落，形成不均匀的膜层，甚至会出现局部无膜层和膜层断裂等现象，造成产品报废。

发明内容

针对上述现有技术中板式陶瓷膜在成膜中所存在的问题，本发明专利提供了一种不仅成膜设备工艺简单，操作方便，而且成膜膜层连续均匀，膜层厚度可控制，可适应自动规模化生产的陶瓷整体膜元件的制造方法。

本发明要解决的技术问题所采取的技术方案是：所述蜂窝集束孔中空板式陶瓷整体膜元件包括蜂窝中空板支撑体和其外表面上的膜层，制造方法步骤是：

1）、将蜂窝中空板支撑体上的集束孔两端密封，再将蜂窝中空板支撑体放置在装有膜浆的容器中，

2）、在蜂窝中空板支撑体一密封端上设置有与集束孔相通的出水管，通过外加压力使膜浆中的膜颗粒被拦截并吸附在蜂窝中空板支撑体外表面上形成膜层，同时使膜浆中的水通过蜂窝中空板支撑体内毛细孔流入集束孔并从出水管排出，

3）、再将已成膜的蜂窝中空板支撑体干燥定型，然后将已定型的蜂窝中空板支撑体膜置入窑炉中烧制而成。

所述外加压力为外等静压力并由压力装置带动位于膜浆上面的滑块或活塞向下运动而形成；或所述外加压力为抽吸力并由与出水管相连的抽水泵而形成。

所述压力装置为空气压缩机、液压机或其他电动机构。

本发明采用外等静压力和抽吸力的成膜方法，可解决陶瓷整体膜元件采用浸渍提拉法和浇注法成膜所存在的问题。本发明采用抽吸或外等静压式成膜工艺，根据膜层厚度要求可分一次，二次，最多三次成膜即可完成，控制抽吸压力（或外等静压力）和成膜时间，可有效控制膜层厚度，成膜时不受毛细管力的影响，成膜厚度只和抽吸压差和时间有关系，同时采用抽吸和外等静压式成膜工艺成膜，膜层更均匀致密，膜层收缩小、干燥快，烧成开裂几率小。而且抽吸和等静压成膜工艺可弥补支撑体的一些缺陷或有利于检验出不合格的支撑体，例如：支撑体壁厚变化或有裂纹，成膜时，则壁薄处由于阻力减少，成膜速度快，壁薄处膜较厚，直至膜壁两边压差和其他地方一样，从而弥补了支撑体上的一些缺陷，使膜更均匀，过滤精度更高，更一致。如支撑体存在肉眼不易见的裂纹，成膜时，裂纹处阻力小，裂纹处则易形成一条脊皱纹，很容易发现，从而提前发现不良品，还有就是浸渍提拉成膜法主要依靠毛细管力成膜，如支撑体在膜液中时间过长，毛细管力消失后，截留在支撑体表面上的预涂层（雏形膜），由于失去毛细管力的吸力，很容易脱落，从而造成不能成膜或形成缺陷或形成不均匀的膜，抽吸式成膜工艺则不存在这个问题，当达到要求厚度时，拉出膜液面还可以进一步抽吸，把多余液体抽干，从而大大减轻后续干燥的时间，也大大减少了膜层干燥和烧成（热处理）的开裂几率。根据膜亲疏的需要，所述膜浆中含有机硅氧烷和氟碳类有机物经干燥，热处理后制成疏水和超疏水的无机和有机复合膜。

所述抽吸力或外等静压力≤0.2MPa，当制作非对称膜时成膜颗粒、胶体颗粒或有机胶体体积应大于或等于支撑体孔径，膜厚可根据压差和时间来定。

本发明所述蜂窝集束孔中空板式陶瓷整体膜元件包括蜂窝中空板支撑体和其外表面上的膜层，蜂窝中空板支撑体由直通集束孔和间壁及外壁组成，集束孔横截面形状可以是正四方形、正六方形、长方形、圆形、椭圆形或跑道圆等；膜层为对称或改性后的对称膜结构，也可以是双层及多层非对称膜结构。