真空度不低于50%，泥料煉制5次，陳腐30h，得初料；
5)將初料擠出成型，得碳化硅陶瓷支撐體素坯；
所述擠出溫度為30°C，擠出速度為2.4m/min，擠出壓力不低于5Mpa ;
6)將碳化硅陶瓷支撐體素坯在80°C下，干燥固化40h，制得碳化硅陶瓷支撐體；
7)將碳化硅微粉I1、混合物B、羥甲基纖維素、聚二甲基硅氧烷、聚碳硅烷和去離子水按比例混合，球磨3h，真空保壓除氣，得分離層漿料；
8)將分離層漿料旋轉噴涂在碳化硅陶瓷支撐體上，分離層膜厚度0.8mm，40°C條件下干燥30h，使分離層膜干燥完全，得陶瓷膜素坯；
所述旋轉噴涂以空氣壓縮機提供氣源，噴槍距離碳化硅陶瓷支撐體15cm。
[0031]9)將陶瓷膜素坯在真空爐中排膠燒結，制得高強均孔碳化硅陶瓷膜。
[0032]所述的，碳化硅微粉1、去離子水、羥甲基丙烯酸銨、羥甲基纖維素、N，N—亞甲基雙丙烯酰胺、混合物A和過硫酸銨的質量比為100:50:18:3:2:5:0.5。
[0033]所述混合物A是由碳粉和硼粉以1:4的質量比混合得到的；
所述的，碳化硅微粉I1、混合物B、羥甲基纖維素、聚二甲基硅氧烷、聚碳硅烷和去離子水的質量比為 100:1.5:0.8:0.01:2.02:50。
[0034]所述混合物B是由碳粉和硼粉以1:2的質量比混合得到的
所述的，排膠燒結中，以5°C /min的升溫速率升溫至600°C，保溫3h ;以4°C /min的升溫速率分別升溫至1000°C、1500°C、2000°C，分別保溫0.8h ;繼續以1°C /min的升溫速率升溫至2150°C，保溫1.5h，自然冷卻至室溫。
[0035]所述的，碳化硅微粉I的粒徑10 μ m。
[0036]所述的，碳化硅微粉11的粒徑為0.3 μ m。
[0037]所得高強均孔碳化硅陶瓷膜的孔隙率為64%，抗壓強度32MPa，水通量為1.1m3/h.m2，碳化硅陶瓷支撐體孔徑為24 μ m，分離層膜孔徑為0.04 μ m，材料表面平整，孔徑分布均勻，缺陷少。
[0038]實施例4
一種高強均孔碳化硅陶瓷膜的制備方法，是由以下步驟制備的到的:
1)將甲基丙烯酰胺、聚乙烯醇、N，N—亞甲基雙丙烯酰胺溶于去離子水，攪拌18min，得預混液；
2)碳化硅微粉1、混合物A加至預混液中，球磨2h，得漿料；
3)將漿料真空除氣，60°C下加入過硫酸鉀進行原位聚合凝膠并排除多余的水分，制得泥料；
4)將泥料置入煉泥機中，相對真空度不低于50%，泥料煉制7次，陳腐20h，得初料；
5)將初料擠出成型，得碳化硅陶瓷支撐體素坯；
所述擠出溫度為20°C，擠出速度為3.2m/min，擠出壓力不低于5Mpa ;
6)將碳化硅陶瓷支撐體素坯在90°C下，干燥固化28h，制得碳化硅陶瓷支撐體；
7)將碳化硅微粉I1、碳化硼、聚丙烯酸鈉、聚氧丙烯甘油醚、聚硼硅烷和去離子水按比例混合，球磨4h，真空保壓除氣，得分離層漿料；
8)將分離層漿料旋轉噴涂在碳化硅陶瓷支撐體上，分離層膜厚度0.3mm，50°C條件下干燥20h，使分離層膜干燥完全，得陶瓷膜素坯；
所述旋轉噴涂以空氣壓縮機提供氣源，噴槍距離碳化硅陶瓷支撐體13cm。
[0039]9)將陶瓷膜素坯在真空爐中排膠燒結，制得高強均孔碳化硅陶瓷膜。
[0040]所述的，碳化硅微粉1、去離子水、甲基丙烯酰胺、聚乙烯醇、N，N—亞甲基雙丙烯酰胺、混合物A和過硫酸鉀的質量比為100:60:25:4:2.5:4:0.25。
[0041]所述混合物A是由碳粉和硼粉以1:2的質量比混合得到的
所述的，碳化硅微粉I1、碳化硼、聚丙烯酸鈉、聚氧丙烯甘油醚、聚硼硅烷和去離子水的質量比為 100:1.5:4:0.015:2.5:80。
[0042]所述的，排膠燒結中，以6°C /min的升溫速率升溫至600°C，保溫4h ;以3°C /min的升溫速率分別升溫至1000°C、1500°C、2000°C，分別保溫0.9h ;繼續以2°C /min的升溫速率升溫至2150°C，保溫1.7h，自然冷卻至室溫。
[0043]所述的，碳化娃微粉I的粒徑15 μ m。
[0044]所述的，碳化娃微粉II的粒徑為0.4 μ m。
[0045]所得高強均孔碳化硅陶瓷膜的孔隙率為71%，抗壓強度26MPa，水通量為1.6m3/h.m2，碳化硅陶瓷支撐體孔徑為41 μ m，分離層膜孔徑為0.13 μ m，材料表面平整，孔徑分布均勻，缺陷少。
[0046]實施例5
一種高強均孔碳化硅陶瓷膜的制備方法，是由以下步驟制備的到的:
1)將丙烯酰胺、酚醛樹脂、N,N—亞甲基雙丙烯酰胺溶于去離子水，攪拌20min，得預混液；
2)碳化硅微粉I和碳化硼加至預混液中，球磨lh，得漿料；
3)將漿料真空除氣，40°C下加入過硫酸鈉進行原位聚合凝膠并排除多余的水分，制得泥料；
4)將泥料置入煉泥機中，相對真空度不低于50%，泥料煉制8次，陳腐12h，得初料；
5)將初料擠出成型，得碳化硅陶瓷支撐體素坯；
所述擠出溫度為10°c，擠出速度為4m/min，擠出壓力不低于5Mpa ；
6)將碳化硅陶瓷支撐體素坯在100°C下，干燥固化12h，制得碳化硅陶瓷支撐體；
7)將碳化硅微粉I1、混合物B、聚丙烯酸、聚二甲基硅氧烷、聚碳硅烷和去離子水按比例混合，球磨5h，真空保壓除氣，得分離層漿料；
8)將分離層漿料旋轉噴涂在碳化硅陶瓷支撐體上，分離層膜厚度0.05mm，60°C條件下干燥12h，使分離層膜干燥完全，得陶瓷膜素坯；
所述旋轉噴涂以空氣壓縮機提供氣源，噴槍距離碳化硅陶瓷支撐體10cm。
[0047]9)將陶瓷膜素坯在真空爐中排膠燒結，制得高強均孔碳化硅陶瓷膜。
[0048]所述的，碳化硅微粉1、去離子水、丙烯酰胺、酚醛樹脂、N，N—亞甲基雙丙烯酰胺、碳化硼和過硫酸鈉的質量比為100:80:30:5:3:0.5:0.6。
[0049]所述的，碳化硅微粉I1、混合物B、聚丙烯酸、聚二甲基硅氧烷、聚碳硅烷和去離子水的質量比為100:2:5:0.03:3:50o
[0050]所述混合物B是由碳粉和硼粉以1:4的質量比混合得到的
所述的，排膠燒結中，以6°C /min的升溫速率升溫至600°C，保溫5h ;以3°C /min的升溫速率分別升溫至1000°C、1500°C、2000°C，分別保溫Ih ;繼續以1°C /min的升溫速率升溫至2200 °C，保溫2h，自然冷卻至室溫。
[0051 ] 所述的，碳化硅微粉I的粒徑20 μ m。
[0052]所述的，碳化硅微粉11的粒徑為0.2 μ m。
[0053]所得高強均孔碳化硅陶瓷膜的孔隙率為78%，抗壓強度21MPa，水通量為1.9m3/h.m2，碳化硅陶瓷支撐體孔徑為35 μ m，分離層膜孔徑為0.09 μ m，材料表面平整，孔徑分布均勻，缺陷少。
[0054]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種高強均孔碳化硅陶瓷膜的制備方法，其特征在于，是由以下步驟制備的到的:.1)將單體、分散劑A、交聯劑溶于去離子水，攪拌10_20min，得預混液；所述單體為丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羥甲基丙烯酸銨和丙烯酸的一種； 所述分散劑A為聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、羥甲基纖維素、聚乙烯醇和酚醛樹脂的一種； 所述交聯劑為N，N—亞甲基雙丙烯酰胺；.2)碳化硅微粉I和燒結助劑A加至預混液中，球磨l_5h，得漿料；所述燒結助劑A為碳化硼或混合物A ;所述混合物A是由碳粉和硼粉以1:2-4的質量比混合得到的； .3)將漿料真空除氣，40-100°C下加入引發劑進行原位聚合凝膠并排除多余的水分，制得泥料；所述引發劑為過硫酸鈉、過硫酸鉀或過硫酸銨；.4)將泥料置入煉泥機中，相對真空度不低于50%，泥料煉制1-8次，陳腐12-48h，得初料；.5)將初料擠出成型，得碳化硅陶瓷支撐體素坯；所述擠出溫度為10_50°C，擠出速度為0.2-4m/min，擠出壓力不低于5Mpa ;.6)將碳化硅陶瓷支撐體素坯在60-100°C下，干燥固化12-72h，制得碳化硅陶瓷支撐體； .7)將碳化硅微粉I1、燒結助劑B、分散劑B、消泡劑、有機硅聚合物和去離子水按比例混合，球磨l_5h，真空保壓除氣，得分離層漿料；所述燒結助劑B為碳化硼或混合物B ;所述混合物B是由碳粉和硼粉以1:2-4的質量比混合得到的； 所述分散劑B為聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、羥甲基纖維素、聚乙烯醇和酚醛樹脂的一種； 所述消泡劑為乳化硅油、聚氧丙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷的一種；所述有機硅聚合物為聚碳硅烷或聚硼硅烷； .8)將分離層漿料旋轉噴涂在碳化硅陶瓷支撐體上，分離層膜厚度0.05-1.5mm, 20-600C條件下干燥12_48h，得陶瓷膜素坯；.9)將陶瓷膜素坯在真空爐中排膠燒結，制得高強均孔碳化硅陶瓷膜。2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述碳化硅微粉1、去離子水、單體、分散劑A、交聯劑、燒結助劑A和引發劑的質量比為100:20-80:3-30:0.2-5:0.3-3:0.5-5:.0.03_0.6 ο3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述碳化硅微粉I1、燒結助劑B、分散劑B、消泡劑、有機硅聚合物和去離子水的質量比為100:0.5-2:0.2-5:0.01-0.03:1_3:.30-80 .4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述排膠燒結中，以5-6°C/min的升溫速率升溫至600°C，保溫l-5h ;以3-4°C /min的升溫速率分別升溫至1000°C、1500°C、.2000°C，分別保溫0.5-lh ;繼續以1_2°C /min的升溫速率升溫至2100-2200°C，保溫l_2h，自然冷卻至室溫。5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述碳化硅微粉I的粒徑.0.5-20 μ m。6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述碳化硅微粉II的粒徑為.0.01-0.5 μ m。
【專利摘要】本發明公開了一種高強均孔碳化硅陶瓷膜的制備方法，是將單體、分散劑A、交聯劑溶于去離子水，攪拌，得預混液；碳化硅微粉I和燒結助劑A加至預混液中，球磨，得漿料；將漿料真空除氣，加入引發劑進行原位聚合凝膠，得泥料；泥料煉制，陳腐，擠出成型，干燥固化，得碳化硅陶瓷支撐體；將碳化硅微粉II、燒結助劑B、分散劑B、消泡劑、有機硅聚合物和去離子水按比例混合，球磨，得分離層漿料，將其旋轉噴涂在碳化硅陶瓷支撐體上，真空爐中排膠燒結，制得高強均孔碳化硅陶瓷膜。本發明制備的碳化硅陶瓷膜孔徑均勻，強度高，滲透量大，大幅提升分離效率，制備方法工藝簡單，生產周期短，具有廣闊的應用前景。
【IPC分類】C04B35/565, C04B38/02
【公開號】CN105175005
【申請號】
【發明人】胡尊奎, 孟凡軍, 秦敏, 趙玉龍, 吳洽闊
【申請人】山東金德新材料有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年10月15日