[实用新型]过滤材料以及应用该过滤材料的过滤元件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种过滤材料以及应用该过滤材料的过滤元件。

背景技术

现有技术控制孔径的方法主要为通过改变粉末形貌、不同粒径粉末间的搭配使用实现对孔径的调控、调价轧制工艺、烧结制度等制备工艺参数进行调控。但改变粉末在改变孔径的同时对膜的通孔隙度有较大影响，整个孔结构形态及曲折因子等都将发生变化。通过烧结制度调节孔径，对温场的要求较高，孔径≤5μm的孔隙在温度较高的条件下极易闭合形成闭孔，对需要制备小孔径膜材料的要求不易满足，通孔率减少透气度下降；例如，以-400目的电解镍粉为原料制备的多孔金属箔，孔径为15-20μm，通量≥3000m³/m²·h·kpa；以5-10μm的电解镍粉为原料制备的多孔金属箔，孔径为5-10μm，通量约300m³/m²·h·kpa；以10-15μm的羰基镍粉为原料制备的多孔金属箔，孔径为14-18μm，通量约2000m³/m²·h·kpa，孔径在大幅降低的同时通量受限。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种过滤材料及其制备方法，该过滤材料的孔径较小，孔隙率高且制备方法简单。本实用新型还要提供应用该过滤材料的过滤元件。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为一种过滤材料，所述过滤材料包括多孔材料基材，在多孔材料基材的孔隙表面附着有热喷涂涂层，所述热喷涂涂层上分布有固体颗粒。当热喷涂涂层附着于多孔材料基材的孔隙表面时，可以在不改变孔的数量的前提下有效减小孔径，在保持较高的孔隙率的前提下提升过滤精度。固体颗粒在热喷涂涂层表面堆积，不仅形成二次孔隙，而且使过滤材料的比表面积显著提升；如果热喷涂涂层光滑且较厚，则涂层易脱落及导致堵塞孔隙，因此最终过滤材料的孔径难以达到纳米级。与光滑的涂层相比，含有固体颗粒的涂层可以使过滤材料的孔径达到纳米级且保持较高的孔隙率。

进一步，所述多孔材料基材为泡沫金属。进一步，所述泡沫金属为泡沫镍、泡沫镍合金、泡沫铜、泡沫铜合金、泡沫铝、泡沫铝合金中的任意一种。泡沫金属是一种具有超高孔隙率的三维网状材料，但是其较大的孔径限制了其应用。由于泡沫金属的孔径较大，因此多孔材料基材可进一步优选为压缩后的泡沫金属。进一步，所述多孔材料基材由至少两层泡沫金属叠加压缩而成。所述泡沫金属的平均孔径为0.01-0.5mm，孔隙率为60-95％。

进一步，所述压缩为轧制。当所述多孔材料基材由一层泡沫金属轧制而成时，通过轧制得到的多孔薄膜的孔径及厚度分布均匀。当所述多孔材料基材由至少两层泡沫金属叠加轧制而成时，通过轧制得到的多孔薄膜不仅孔径及厚度分布均匀，而且各层泡沫金属之间的结合力更强，不易剥离。进一步，所述轧制为热轧或冷轧。

进一步，所述轧制的压力为50-600T(1T等于133.322Pa)。轧制压力过大，可能导致最终过滤材料的孔隙过小，当过滤材料较厚时，过滤阻力显著增加。轧制压力过小，不仅孔径难以达到要求，而且相邻泡沫金属之间的结合力差。所述轧制的压力优选为200-400T。通过调节轧制压力的大小，可以制备出不同孔径的过滤材料，不同孔径的过滤材料可以进一步组成多级过滤元件。

进一步，所述多孔材料基材由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料所构成，其与公布号为CN104759629A的中国专利申请中记载的柔性多孔金属膜的制备方法相似或采用现有的其它类似方法制成。上述多孔材料因其制备工艺的限制，其孔径一般较大，当应用于室内空气净化时，过滤精度差，难以满足室内空气净化质量要求。采用上述方法，以所述多孔材料为基材，通过在基材的孔隙表面增加热喷涂涂层，可以有效减小基材的孔径，从而提升其过滤精度。进一步，所述多孔材料基材的平均孔径为5-100μm，孔隙率为25-70％。

进一步，所述涂层包含镍基合金、铁基合金、钴基合金中的任意一种。上述涂层材料的物化稳定性好，可以显著提升多孔材料基材的使用寿命和使用范围。