[发明专利]一种低温烧结耐酸碱多孔碳化硅陶瓷支撑体的制备方法

说明书

本发明涉及多孔陶瓷材料及膜分离技术领域，具体是一种低温烧结耐酸碱多孔碳化硅陶瓷支撑体及其制备的方法。本发明依次包括以下步骤：泥料制备；挤出成型；低温烘干；高温烧结；其中，泥料制备中使用的原料为碳化硅粉、烧结助剂、成型机、造孔剂、润滑剂和溶剂；主要特征在于利用一种能耐酸碱的烧结助剂在1400℃以下就可以烧制机械强度高、空隙率高、耐酸碱的多孔碳化硅陶瓷支撑体。本发明的优点是具有烧结温度低、生产能耗低、工艺方法简单、设备要求低、生产成本和投资成本低、控制灵活、成型容易、适合工业定制、满足规模化生产的特点。

技术领域

本发明专利涉及无机多孔材料技术领域，特别涉及无机膜分离材料技术领域，具体为一种低温烧结耐酸碱多孔碳化硅陶瓷支撑体及其制备的方法。

背景技术

多孔碳化硅陶瓷作为过滤材料被广泛应用于污水处理、高温气体除尘等环保领域，具有化学稳定性好、耐高温、抗微生物侵蚀、机械度高、可反向冲洗、膜孔不变形、分离效率高、抗污染能力强，操作简便，易清洗等诸多优势，将成为环保领域中膜分离技术的关键组成材料与发展趋势。

专利CN102389719A公开了一种碳化硅陶瓷膜支撑体的制备方法。该方法利用蒸发凝聚的原理，须有不同粒径的颗粒参与，粗颗粒在蒸发凝聚过程起一个骨架作用，细颗粒作为烧结颈的物质源，促进烧结颈的发育达到烧结的作用。因此在烧结过程中需要在高温下(2200～2450℃)，保护气氛下(高纯氮气或者氦气)小颗粒碳化硅蒸发再凝聚，并且烧结窑炉昂贵，烧结工艺复杂和烧成材料机械强度差等缺点。

专利CN101913872A公开了一种用氧化硅作为高温烧结助剂液相烧结法生产碳化硅过滤管方法。该方法借助烧结助剂在一定温度下与碳化硅颗粒形成多元液相从而将碳化硅颗粒连接在一起的过程，该烧结方法温度低(1400℃以下)，不需要保护气氛，窑炉结构简单。但是由于氧化硅耐酸不耐碱，所以该方法生产的碳化硅过滤管不能在强碱性条件下使用，并且当过滤管堵塞，不能用碱性溶液洗涤使得过滤管通量恢复。

因此，针对现有技术中存在的温度高、设备价格高、能耗大、成本高的问题以及耐热震性差、耐碱性差的缺点。如何提供一种烧结温度低、生产能耗低、工艺方法简单、设备要求低、生产成本和投资成本低、控制灵活、成型容易、适合工业定制、满足规模化生产的制备方法以及提供一种耐热震性能好，耐酸碱腐蚀好、烧成品在烧结过程不开裂和不弯曲、烧成品的孔隙率高、机械强度大、通量大、使用寿命长的低温烧结耐酸碱多孔碳化硅陶瓷支撑体是本发明要解决技术问题。

发明内容

为解决多孔碳化硅膜陶瓷材料制备过程中存在的技术问题，本发明提供一种烧结温度在1100～1400℃、原料易得、配制简单、成型容易、生产成本低、适合工业定制、满足规模化生产的耐酸碱多孔碳化硅陶瓷材料的制备方法。本发明技术方案如下：

一种低温烧结耐酸碱多孔碳化硅陶瓷支撑体的制备方法，其特征在于：依次包括以下步骤：(1)泥料制备；(2)挤出成型；(3)低温烘干；(4)高温烧结；其中，步骤(1)中使用的原料为碳化硅粉、烧结助剂、成型机、造孔剂、润滑剂和溶剂；

其中，烧结助剂是由锆英石，高硼硅，钾长石，石英砂，苏州土，烧滑石，白垩，萤石构成；

成型剂是由甲基纤维、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种以上构成；造孔剂为石墨粉、淀粉、活性炭、竹粉中的一种以上构成；

润滑剂由甘油、油酸、桐油中的一种以上构成；

溶剂是由水、乙醇或水和乙醇形成的混合物中的一种以上构成。