一種復(fù)合陶瓷膜及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種復(fù)合陶瓷膜及其制備方法，所述復(fù)合陶瓷膜包括具有流體通道的支撐體，進(jìn)一步包括：加強(qiáng)層，所述加強(qiáng)層套在所述支撐體的外部，并在所述加強(qiáng)層和支撐體之間形成有滲透?jìng)?cè)通道。本發(fā)明具有強(qiáng)度高、低成本等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種復(fù)合陶瓷膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及陶瓷膜，特別涉及復(fù)合陶瓷膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]陶瓷膜耐酸、耐堿、耐有機(jī)溶劑，機(jī)械強(qiáng)度大，可反向沖洗，抗微生物能力強(qiáng)，耐高溫，分離效率高等特點(diǎn)，在食品工業(yè)、生物工程、環(huán)境工程、化學(xué)工業(yè)、石油化工、治金工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]多通道陶瓷膜支撐體制備過(guò)程中，徑向斷面上各處厚度不同，擠出成型時(shí)各處受力不可能完全均勻，得到的生坯各處密度會(huì)有不同。在燒結(jié)過(guò)程中，溫度高于一定溫度時(shí)，支撐體會(huì)處于流動(dòng)狀態(tài)，產(chǎn)生粘滯流動(dòng)，促使固體顆粒間相對(duì)移動(dòng)，形成緊密堆積，從而引起體積收縮和致密化。同時(shí)受重力影響，必然會(huì)造成支撐體在擠出、干燥和燒結(jié)過(guò)程中發(fā)生變形，導(dǎo)致相鄰?fù)ǖ篱g以及最外側(cè)通道與支撐體外緣之間支撐層的厚度不均勻。
[0004]因此，受制造工藝的影響，陶瓷膜成品的中間相鄰?fù)ǖ乐g支撐層的最薄處的厚度以及外層各通道與支撐體外緣支撐層的厚度都無(wú)法保證是完全相同的。中間相鄰各通道之間支撐層厚度不均一般不會(huì)對(duì)陶瓷膜的使用造成影響，因?yàn)樵谔沾赡は到y(tǒng)工作運(yùn)行過(guò)程中，各通道內(nèi)壁在同一徑向界面上受力基本相同，支撐層各方向受力抵消，不會(huì)造成各通道孔間支撐層損壞。而對(duì)于最外層各通道與支撐體外緣壁之間的支撐層則不同，支撐體外物料的工作壓力低于各通道內(nèi)物料的壓力，也就是說(shuō)在陶瓷膜運(yùn)行過(guò)程中，最外層通道靠近支撐體外緣的支撐層是受力的，其受力方向沿通道徑向朝外。如果最外層通道與外緣壁支撐層厚度各不相同，就必然存在一個(gè)最薄弱的地方，在陶瓷膜使用過(guò)程中，比較容易發(fā)生破裂。
[0005]在應(yīng)用中，無(wú)論是進(jìn)口還是國(guó)產(chǎn)陶瓷膜，均多次發(fā)生陶瓷膜最外側(cè)通道與支撐體外緣之間的支撐體局部剝落，造成產(chǎn)水不合格、系統(tǒng)停機(jī)，影響生產(chǎn)正常運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案中的不足，本發(fā)明提供了一種強(qiáng)度高、低成本的復(fù)合陶瓷膜。
[0007]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種復(fù)合陶瓷膜，所述復(fù)合陶瓷膜包括具有流體通道的支撐體，所述復(fù)合陶瓷膜進(jìn)一步包括:
加強(qiáng)層，所述加強(qiáng)層套在所述支撐體的外部，并在所述加強(qiáng)層和支撐體之間形成有滲透?jìng)?cè)通道。
[0008]根據(jù)上述的復(fù)合陶瓷膜，優(yōu)選地，所述加強(qiáng)層的內(nèi)壁具有自上而下的槽，所述滲透?jìng)?cè)通道形成在所述槽與支撐體外緣之間的空間。
[0009]根據(jù)上述的復(fù)合陶瓷膜，可選地，所述復(fù)合陶瓷膜進(jìn)一步包括:
支撐件，所述支撐件設(shè)置在所述支撐體和加強(qiáng)層之間； 所述滲透?jìng)?cè)通道形成在所述支撐體、支撐件和加強(qiáng)層之間的空間。
[0010]根據(jù)上述的復(fù)合陶瓷膜，所述支撐件材料采用高分子聚合物和金屬中的一種，或高分子聚合物與金屬的復(fù)合物。
[0011]根據(jù)上述的復(fù)合陶瓷膜，所述支撐件為網(wǎng)格形或螺旋形。
[0012]根據(jù)上述的復(fù)合陶瓷膜，優(yōu)選地，所述支撐件為螺旋形。
[0013]根據(jù)上述的復(fù)合陶瓷膜，優(yōu)選地，所述加強(qiáng)層的材料采用合成橡膠、合成塑料中的至少一種，或合成橡膠、合成塑料中的至少一種與合成纖維或金屬的復(fù)合物。
[0014]根據(jù)上述的復(fù)合陶瓷膜，優(yōu)選地，所述合成橡膠、合成塑料及合成纖維是由一種以上含有雙鍵的化合物單體;或可開(kāi)環(huán)進(jìn)行聚合的環(huán)狀化合物單體通過(guò)加聚反應(yīng)形成的高分子聚合物，或由含有相同或不同官能團(tuán)的一種以上單體物質(zhì)通過(guò)縮聚反應(yīng)形成的高分子聚合物。
[0015]本發(fā)明的目的還在于提供一種方法簡(jiǎn)單的復(fù)合陶瓷膜的制備方法，該發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn):
一種復(fù)合陶瓷膜的制備方法，所述復(fù)合陶瓷膜的制備方法包括以下步驟:
(Al)制備支撐體；
(A2)將加強(qiáng)層套在支撐體上，在所述加強(qiáng)層和支撐體之間形成有滲透?jìng)?cè)通道。
[0016]根據(jù)上述的復(fù)合陶瓷膜的制備方法，可選地，所述制備方法進(jìn)一步包括步驟:
(BI)支撐件設(shè)置在所述支撐體的外緣;所述滲透?jìng)?cè)通道形成在所述支撐體、支撐件和加強(qiáng)層之間的空間；
步驟(BI)處于步驟(Al)、(A2)之間。
[0017]根據(jù)上述的復(fù)合陶瓷膜的制備方法，可選地，所述制備方法進(jìn)一步包括步驟:
(A3)加熱所述加強(qiáng)層，收縮的加強(qiáng)層箍在支撐體和支撐件外側(cè)。
[0018]根據(jù)上述的復(fù)合陶瓷膜的制備方法，優(yōu)選地，所述加強(qiáng)層的內(nèi)壁具有自上而下的槽，所述滲透?jìng)?cè)通道形成在所述槽與支撐體外緣之間的空間。
[0019]為了更好地貼合支撐體，優(yōu)選地，所述加強(qiáng)層的材料采用合成橡膠、合成塑料中的至少一種，或合成橡膠、合成塑料中的至少一種與合成纖維或金屬的復(fù)合物;所述合成橡膠、合成塑料及合成纖維是由一種以上含有雙鍵的化合物單體;或可開(kāi)環(huán)進(jìn)行聚合的環(huán)狀化合物單體通過(guò)加聚反應(yīng)形成的高分子聚合物，或由含有相同或不同官能團(tuán)的一種以上單體物質(zhì)通過(guò)縮聚反應(yīng)形成的高分子聚合物。故而，所述合成橡膠包括丁苯橡膠(SBR)、異戊橡膠、順丁橡膠(BR)、硅橡膠、氟橡膠、聚硫橡膠、氯醇橡膠、丁腈橡膠、聚丙烯酸酯橡膠、聚氨酯橡膠、丁基橡膠等;所述合成塑料包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯(PB)、聚氯乙烯(PVC)、聚氟乙烯(PVF)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯一全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)、全氟(乙烯-丙烯)塑料(FEP)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物(ABA)、丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物(AES)、丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯共聚物(AMMA)、丙烯腈/苯乙烯/丙烯酸酯共聚物(ASA)、聚苯醚(PPO)、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBTP)、聚芳香酯(ARP)、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙稀/甲基丙稀酸共聚物(EMA)、乙稀-丙稀-二稀三元共聚物(EF1D)、乙稀-丙稀共聚物(EPM)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVAL)、聚丙烯腈(PAN)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜(PES)、聚甲醛(POM)、聚砜(PSU)、熱塑性彈性體(TPE)、熱塑性聚氨酯(TPU)、有機(jī)硅塑料、醚酯型熱塑彈性體、聚烯烴熱塑彈性體、苯乙烯熱塑性彈性體、熱塑性聚酯、熱塑性聚氨酯等;所述合成纖維包括聚丙烯纖維、聚氯乙烯纖維、聚丙烯腈纖維、聚酰胺纖維、聚酯纖維、聚乙烯醇縮甲醛纖維等，形態(tài)為單絲、多絲、由單絲或多絲編織而成的纖維繩或纖維網(wǎng)。
[0020]本發(fā)明的目的還在于提供一種方法簡(jiǎn)單的復(fù)合陶瓷膜的制備方法，該發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn):
一種復(fù)合陶瓷膜的制備方法，所述復(fù)合陶瓷膜的制備方法包括以下步驟:
(Al)制備陶瓷膜支撐體；
(A2)將加強(qiáng)層套在支撐體上，所述加強(qiáng)層的內(nèi)壁具有自上而下的槽，所述槽與支撐體外緣之間的空間形成為滲透?jìng)?cè)通道。
[0021 ]為了使加強(qiáng)層更緊地套在支撐體上，可選地，所述制備方法進(jìn)一步包括步驟:
(A3)加熱所述加強(qiáng)層，收縮的加強(qiáng)層箍在支撐體和支撐件外側(cè)。
[0022]本發(fā)明的目的還在于提供一種方法簡(jiǎn)單的復(fù)合陶瓷膜的制備方法，該發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn):
一種復(fù)合陶瓷膜的制備方法，所述復(fù)合陶瓷膜的制備方法包括以下步驟:
(Al)制備陶瓷膜支撐體；
(BI)支撐件設(shè)置在所述支撐體的外緣；
(A2)將加強(qiáng)層套在支撐體和支撐件上，所述支撐體、支撐件和加強(qiáng)層之間的空間形成為滲透?jìng)?cè)通道；
(A3)加熱所述加強(qiáng)層，收縮的加強(qiáng)層箍在支撐體和支撐件外側(cè)。
[0023]為了更好地形成滲透?jìng)?cè)通道，所述支撐件為網(wǎng)格形或螺旋形。
[0024]為了更好地形成滲透?jìng)?cè)通道，優(yōu)選地，所述支撐件為螺旋形。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為:
1.加強(qiáng)層緊密地貼合在陶瓷膜支撐體外側(cè)，給支撐體施加一定的壓力，在陶瓷膜運(yùn)行中，有效地平衡支撐體外壁所承受的液體壓力，防止陶瓷膜的破裂，減少生產(chǎn)損失；
2.加強(qiáng)層可以起到膜殼的作用，減少膜殼投資；同時(shí)，大大減少了滲透?jìng)?cè)的死體積。
【附圖說(shuō)明】
[0026]參照附圖，本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容將變得更易理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是:這些附圖僅僅用于舉例說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非意在對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。圖中:
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的復(fù)合陶瓷膜的剖視結(jié)構(gòu)圖；
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的復(fù)合陶瓷膜的剖視結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]圖1-2和以下說(shuō)明描述了本發(fā)明的可選實(shí)施方式以教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實(shí)施和再現(xiàn)本發(fā)明。為了教導(dǎo)本發(fā)明技術(shù)方案，已簡(jiǎn)化或省略了一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解源自這些實(shí)施方式的變型或替換將在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本發(fā)明的多個(gè)變型。由此，本發(fā)明并不局限于下述可選實(shí)施方式，而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。
[0028]實(shí)施例1:
圖1示意性地給出了本發(fā)明實(shí)施例1的復(fù)合陶瓷膜的剖視結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，所述復(fù)合陶瓷膜包括:
具有流體通道5的呈蜂窩狀的陶瓷膜支撐體I及陶瓷膜2，陶瓷膜及其支撐體是本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述；
加強(qiáng)層3，所述加強(qiáng)層套在所述支撐體的外部，所述加強(qiáng)層的內(nèi)壁具有自上而下排列的槽4，所述槽與支撐體外緣之間的空間形成為滲透?jìng)?cè)通道，所述滲透?jìng)?cè)通道形成在所述槽與支撐體外緣之間的空間。
[0029]實(shí)施例2:
圖2示意性地給出了本發(fā)明實(shí)施例2的復(fù)合陶瓷膜的結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示，所述復(fù)合陶瓷膜包括:
具有流體通道5的陶瓷膜支撐體I及陶瓷膜2，陶瓷膜及其支撐體是本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述；
加強(qiáng)層3，所述加強(qiáng)層套在所述支撐體的外部；
支撐件8，所述支撐件設(shè)置在所述支撐體和加強(qiáng)層之間；滲透?jìng)?cè)通道6形成在所述支撐體、支撐件和加強(qiáng)層之間的空間，滲透?jìng)?cè)通道6連通出口7。
[0030]實(shí)施例3:
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的陶瓷膜的應(yīng)用例。
[0031 ]在該應(yīng)用例中，幾何尺寸:陶瓷膜膜管支撐體外徑4Imm，通道直徑6mm，通道數(shù)量19，長(zhǎng)度1000mm。加強(qiáng)層材質(zhì)為PFA塑料，其中PFA管厚度為2mm，內(nèi)徑為41mm，PFA管緊密地套在陶瓷膜支撐體上。在PFA管的內(nèi)壁設(shè)置有螺旋的自上而下的三角形溝槽，溝槽深度為
0.5mm,形成陶瓷膜滲透?jìng)?cè)流體通道。
[0032]實(shí)施例4:
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的陶瓷膜的應(yīng)用例。
[0033]在該應(yīng)用例中，幾何尺寸:陶瓷膜膜管支撐體外徑41mm，通道直徑6mm，通道數(shù)量19，長(zhǎng)度1000mm。加強(qiáng)層材質(zhì)為PFA塑料，其中PFA管厚度為2mm，內(nèi)徑為45mm，PFA管側(cè)面帶兩個(gè)滲透?jìng)?cè)出口支管。支撐件采用螺旋形不銹鋼絲，不銹鋼鋼絲外徑為2mm。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種復(fù)合陶瓷膜，所述復(fù)合陶瓷膜包括具有流體通道的支撐體，其特征在于:所述復(fù)合陶瓷膜進(jìn)一步包括加強(qiáng)層，且所述加強(qiáng)層套在所述支撐體的外部，并在所述加強(qiáng)層和支撐體之間形成滲透?jìng)?cè)通道。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合陶瓷膜，其特征在于:所述加強(qiáng)層的內(nèi)壁具有自上而下排列的槽，所述滲透?jìng)?cè)通道形成在所述槽與支撐體外緣之間的空間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合陶瓷膜，其特征在于:所述復(fù)合陶瓷膜進(jìn)一步包括: 支撐件，所述支撐件設(shè)置在所述支撐體和加強(qiáng)層之間； 所述滲透?jìng)?cè)通道形成在所述支撐體、支撐件和加強(qiáng)層之間的空間。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合陶瓷膜，其特征在于:所述支撐件材料采用高分子聚合物和金屬中的一種，或高分子聚合物與金屬的復(fù)合物。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合陶瓷膜，其特征在于:所述支撐件為網(wǎng)格形或螺旋形。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合陶瓷膜，其特征在于:所述加強(qiáng)層的材料采用合成橡膠、合成塑料中的至少一種，或合成橡膠、合成塑料中的至少一種與合成纖維或金屬的復(fù)合物。7.—種復(fù)合陶瓷膜的制備方法，所述復(fù)合陶瓷膜的制備方法包括以下步驟: (Al)制備支撐體； (A2)將加強(qiáng)層套在支撐體上，在所述加強(qiáng)層和支撐體之間形成滲透?jìng)?cè)通道。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合陶瓷膜的制備方法，其特征在于:所述制備方法進(jìn)一步包括步驟: (BI)支撐件設(shè)置在所述支撐體的外緣;所述滲透?jìng)?cè)通道形成在所述支撐體、支撐件和加強(qiáng)層之間的空間； 步驟(BI)處于步驟(Al)、(A2)之間。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的復(fù)合陶瓷膜的制備方法，其特征在于:所述制備方法進(jìn)一步包括步驟: (A3 )加熱所述加強(qiáng)層，收縮的加強(qiáng)層箍在支撐體和支撐件外側(cè)。
【文檔編號(hào)】B01D67/00GK105921032SQ201610318470
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月16日
【發(fā)明人】李君占
【申請(qǐng)人】北京鑫佰利科技發(fā)展有限公司