本發(fā)明涉及陶瓷加工技術(shù)領(lǐng)域,尤其是一種陶瓷支撐體泥料的制備方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù):
陶瓷支撐體廣泛用于超濾、納濾、反滲透、滲透汽化、氣體分離等各類陶瓷濾膜的制備。陶瓷支撐體結(jié)構(gòu)的均勻性對(duì)于陶瓷膜性能有著非常重要的影響。陶瓷支撐體的均勻性受配料、成型、干燥以及燒結(jié)各個(gè)階段的影響,其中配料的均勻性對(duì)支撐體結(jié)構(gòu)的均勻性有著非常重要的影響。目前,為得到較均勻的泥料,廣泛采用的方法是延長(zhǎng)粉料的混合時(shí)間、將添加劑配制成懸浮液或凝膠等方法加入,此類方法僅能在一定程度上緩解混料不均現(xiàn)象。
高能攪拌槳式在粉體混合領(lǐng)域多有應(yīng)用,但其僅關(guān)注于分散的均勻性,對(duì)于通過泥料加工成型工藝的陶瓷支撐體制備行業(yè)來說,必須形成塑性較高的泥料。為得到可塑性泥料,通常采用捏合機(jī)捏合,但目前的單一捏合方法,泥料成型需較長(zhǎng)時(shí)間,同時(shí)需較長(zhǎng)的陳腐時(shí)間。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是:克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足,提供一種分散均勻、快速成型的陶瓷支撐體泥料的制備方法,本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供陶瓷支撐體泥料的應(yīng)用。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種陶瓷支撐體泥料的制備方法,所述制備方法包括以下步驟:
(1)將制備陶瓷支撐體所需的各種骨料、造孔劑、粘結(jié)劑、增塑劑和潤(rùn)滑劑依次加入高能攪拌槳式混料機(jī),混合均勻,得到分散均勻的液體包裹的小顆粒散狀原料;
(2)將散狀原料投放到捏合機(jī)內(nèi),快速捏合成型,得到高塑性泥料;
(3)將泥料通過常規(guī)成型方法制備出坯體并經(jīng)燒結(jié)制得支撐體。
優(yōu)選的,所述高能攪拌槳式混料機(jī)內(nèi)安裝有帶有剪切分散作用的攪拌器,所述攪拌槳為帶有曲面形狀的葉片結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選的,所述高能攪拌槳式混料機(jī)采用風(fēng)冷或水冷作為冷卻方式。
優(yōu)選的,所述高能攪拌槳式混料機(jī)混合時(shí),先將粉體原料混合,混合時(shí)間為1-30min。
優(yōu)選的,所述混合時(shí)間為3-8min;后加入液體原料繼續(xù)混合,混合時(shí)間為5-10min。
優(yōu)選的,所述捏合時(shí)間為1-30min。
優(yōu)選的,所述捏合時(shí)間為3-10min。
優(yōu)選的,所述的常規(guī)成型方法包含擠出成型、壓制成型。
一種陶瓷支撐體泥料的應(yīng)用,所述陶瓷支撐體可用于超濾、納濾、反滲透、滲透汽化、氣體分離等各類陶瓷濾膜的制備。
采用本發(fā)明的技術(shù)方案的有益效果是:
通過高能攪拌槳式混料機(jī)可將制備陶瓷支撐體的粉料及各類添加劑混合均勻,得到液體包裹的分散較好的小顆粒,隨后通過捏合機(jī)捏合,可在較短時(shí)間內(nèi)形成泥料。同時(shí)由于液體對(duì)粉料的均勻包裹,不需要再進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間陳腐即可得到高可塑性泥料。本發(fā)明方法工藝簡(jiǎn)單、配料時(shí)間短,所得的支撐體適用于各類陶瓷濾膜的制備,適用范圍廣。
附圖說明
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1為本發(fā)明內(nèi)容中的陶瓷支撐體泥料的制備方法步驟。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖,僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu),因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
如圖1所示,本發(fā)明的制備方法如下,(1)將制備陶瓷支撐體所需的各種骨料、造孔劑、粘結(jié)劑、增塑劑和潤(rùn)滑劑依次加入高能攪拌槳式混料機(jī),混合均勻,得到分散均勻的液體包裹的小顆粒散狀原料;
(2)將散狀原料投放到捏合機(jī)內(nèi),快速捏合成型,得到高塑性泥料;
(3)將泥料通過常規(guī)成型方法制備出坯體并經(jīng)燒結(jié)制得支撐體。
實(shí)施例1
1)將5kg平均孔徑為6μm的α-Al2O3粉、5kg平均孔徑為6μm的莫來石精細(xì)粉以及500g粒徑小于6μm的活性炭、500g羥丙基甲基纖維素加入到高能攪拌槳式混料機(jī)中,混合5min;
2)將1kg聚乙二醇、1kg甘油加入到高能攪拌槳式混料機(jī)中,混合5min;
3)將步驟2)得到的混合料投放到捏合機(jī)中,捏合5min,得泥料;
4)將泥料經(jīng)真空練泥、擠出成型并高溫?zé)Y(jié),得到單管陶瓷支撐體。
實(shí)施例2
1)將6kg平均粒徑為15μm的白剛玉粉、450g粒徑小于3μm的淀粉、1kg聚乙烯醇加入到高能攪拌槳式混料機(jī)中,混合3min;
2)將500g石蠟、1kg桐油加入到高能攪拌槳式混料機(jī)中,混合8min;
3)將步驟2)得到的混合料投放到捏合機(jī)中,捏合6min,得泥料;
4)將泥料經(jīng)真空練泥、擠出成型并高溫?zé)Y(jié),得到四通道陶瓷支撐體。
實(shí)施例1-2中的陶瓷支撐體可用于超濾、納濾、反滲透、滲透汽化、氣體分離等各類陶瓷濾膜的制備。
對(duì)照例1
對(duì)照例采用傳統(tǒng)的粉料干混、捏合配料工藝。
1)將5kg平均孔徑為6μm的α-Al2O3粉、5kg平均孔徑為6μm的莫來石精細(xì)粉以及500g粒徑小于6μm的活性炭、500g羥丙基甲基纖維素加入到捏合機(jī)中,混合90min;
2)邊攪拌邊向步驟1)得到的混合粉體中加入1kg聚乙二醇、1kg甘油,捏合60min,陳腐12h制得泥料;
3)將泥料經(jīng)真空練泥、擠出成型并高溫?zé)Y(jié),得到單管陶瓷支撐體。
對(duì)照例2
對(duì)照例采用傳統(tǒng)的粉料干混、捏合配料工藝。
1)將6kg平均粒徑為15μm的白剛玉粉、450g粒徑小于3μm的淀粉、1kg聚乙烯醇加入到捏合機(jī)中,混合100min;
2)邊攪拌邊向步驟1)得到的混合粉體中加入500g石蠟、1kg桐油,捏合40min,陳腐12h制得泥料;
3)將泥料經(jīng)真空練泥、擠出成型并高溫?zé)Y(jié),得到四通道陶瓷支撐體。
表1和表2分別列出了實(shí)施例與對(duì)照例在制備時(shí)間周期及所制備的支撐體強(qiáng)度均勻性的對(duì)比。
表1 實(shí)施例與對(duì)照例泥料制備時(shí)間周期對(duì)比
表2實(shí)施例與對(duì)照例泥料制備的支撐體強(qiáng)度均勻性對(duì)比(將一支800mm長(zhǎng)的支撐體截成3段,分別測(cè)其三點(diǎn)抗折強(qiáng)度)
從表中可以看出,采用實(shí)施例方式可大大減少配料時(shí)間,同時(shí)制的泥料更加均勻,得到的支撐體整體強(qiáng)度分布均一。
以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示,通過上述的說明內(nèi)容,相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi),進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容,必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。