本发明涉及陶瓷加工技术领域,尤其是一种陶瓷支撑体泥料的制备方法及其应用。
背景技术:
陶瓷支撑体广泛用于超滤、纳滤、反渗透、渗透汽化、气体分离等各类陶瓷滤膜的制备。陶瓷支撑体结构的均匀性对于陶瓷膜性能有着非常重要的影响。陶瓷支撑体的均匀性受配料、成型、干燥以及烧结各个阶段的影响,其中配料的均匀性对支撑体结构的均匀性有着非常重要的影响。目前,为得到较均匀的泥料,广泛采用的方法是延长粉料的混合时间、将添加剂配制成悬浮液或凝胶等方法加入,此类方法仅能在一定程度上缓解混料不均现象。
高能搅拌桨式在粉体混合领域多有应用,但其仅关注于分散的均匀性,对于通过泥料加工成型工艺的陶瓷支撑体制备行业来说,必须形成塑性较高的泥料。为得到可塑性泥料,通常采用捏合机捏合,但目前的单一捏合方法,泥料成型需较长时间,同时需较长的陈腐时间。
技术实现要素:
本发明的目的是:克服现有技术中的不足,提供一种分散均匀、快速成型的陶瓷支撑体泥料的制备方法,本发明的另一个目的是提供陶瓷支撑体泥料的应用。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种陶瓷支撑体泥料的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
(1)将制备陶瓷支撑体所需的各种骨料、造孔剂、粘结剂、增塑剂和润滑剂依次加入高能搅拌桨式混料机,混合均匀,得到分散均匀的液体包裹的小颗粒散状原料;
(2)将散状原料投放到捏合机内,快速捏合成型,得到高塑性泥料;
(3)将泥料通过常规成型方法制备出坯体并经烧结制得支撑体。
优选的,所述高能搅拌桨式混料机内安装有带有剪切分散作用的搅拌器,所述搅拌桨为带有曲面形状的叶片结构。
优选的,所述高能搅拌桨式混料机采用风冷或水冷作为冷却方式。
优选的,所述高能搅拌桨式混料机混合时,先将粉体原料混合,混合时间为1-30min。
优选的,所述混合时间为3-8min;后加入液体原料继续混合,混合时间为5-10min。
优选的,所述捏合时间为1-30min。
优选的,所述捏合时间为3-10min。
优选的,所述的常规成型方法包含挤出成型、压制成型。
一种陶瓷支撑体泥料的应用,所述陶瓷支撑体可用于超滤、纳滤、反渗透、渗透汽化、气体分离等各类陶瓷滤膜的制备。
采用本发明的技术方案的有益效果是:
通过高能搅拌桨式混料机可将制备陶瓷支撑体的粉料及各类添加剂混合均匀,得到液体包裹的分散较好的小颗粒,随后通过捏合机捏合,可在较短时间内形成泥料。同时由于液体对粉料的均匀包裹,不需要再进行长时间陈腐即可得到高可塑性泥料。本发明方法工艺简单、配料时间短,所得的支撑体适用于各类陶瓷滤膜的制备,适用范围广。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明内容中的陶瓷支撑体泥料的制备方法步骤。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示,本发明的制备方法如下,(1)将制备陶瓷支撑体所需的各种骨料、造孔剂、粘结剂、增塑剂和润滑剂依次加入高能搅拌桨式混料机,混合均匀,得到分散均匀的液体包裹的小颗粒散状原料;
(2)将散状原料投放到捏合机内,快速捏合成型,得到高塑性泥料;
(3)将泥料通过常规成型方法制备出坯体并经烧结制得支撑体。
实施例1
1)将5kg平均孔径为6μm的α-Al2O3粉、5kg平均孔径为6μm的莫来石精细粉以及500g粒径小于6μm的活性炭、500g羟丙基甲基纤维素加入到高能搅拌桨式混料机中,混合5min;
2)将1kg聚乙二醇、1kg甘油加入到高能搅拌桨式混料机中,混合5min;
3)将步骤2)得到的混合料投放到捏合机中,捏合5min,得泥料;
4)将泥料经真空练泥、挤出成型并高温烧结,得到单管陶瓷支撑体。
实施例2
1)将6kg平均粒径为15μm的白刚玉粉、450g粒径小于3μm的淀粉、1kg聚乙烯醇加入到高能搅拌桨式混料机中,混合3min;
2)将500g石蜡、1kg桐油加入到高能搅拌桨式混料机中,混合8min;
3)将步骤2)得到的混合料投放到捏合机中,捏合6min,得泥料;
4)将泥料经真空练泥、挤出成型并高温烧结,得到四通道陶瓷支撑体。
实施例1-2中的陶瓷支撑体可用于超滤、纳滤、反渗透、渗透汽化、气体分离等各类陶瓷滤膜的制备。
对照例1
对照例采用传统的粉料干混、捏合配料工艺。
1)将5kg平均孔径为6μm的α-Al2O3粉、5kg平均孔径为6μm的莫来石精细粉以及500g粒径小于6μm的活性炭、500g羟丙基甲基纤维素加入到捏合机中,混合90min;
2)边搅拌边向步骤1)得到的混合粉体中加入1kg聚乙二醇、1kg甘油,捏合60min,陈腐12h制得泥料;
3)将泥料经真空练泥、挤出成型并高温烧结,得到单管陶瓷支撑体。
对照例2
对照例采用传统的粉料干混、捏合配料工艺。
1)将6kg平均粒径为15μm的白刚玉粉、450g粒径小于3μm的淀粉、1kg聚乙烯醇加入到捏合机中,混合100min;
2)边搅拌边向步骤1)得到的混合粉体中加入500g石蜡、1kg桐油,捏合40min,陈腐12h制得泥料;
3)将泥料经真空练泥、挤出成型并高温烧结,得到四通道陶瓷支撑体。
表1和表2分别列出了实施例与对照例在制备时间周期及所制备的支撑体强度均匀性的对比。
表1 实施例与对照例泥料制备时间周期对比
表2实施例与对照例泥料制备的支撑体强度均匀性对比(将一支800mm长的支撑体截成3段,分别测其三点抗折强度)
从表中可以看出,采用实施例方式可大大减少配料时间,同时制的泥料更加均匀,得到的支撑体整体强度分布均一。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。