一種復合陶瓷膜及其制備方法
【專利摘要】本發明提供了一種復合陶瓷膜及其制備方法，所述復合陶瓷膜包括具有流體通道的支撐體，進一步包括：加強層，所述加強層套在所述支撐體的外部，并在所述加強層和支撐體之間形成有滲透側通道。本發明具有強度高、低成本等優點。
【專利說明】
一種復合陶瓷膜及其制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及陶瓷膜，特別涉及復合陶瓷膜及其制備方法。
【背景技術】
[0002]陶瓷膜耐酸、耐堿、耐有機溶劑，機械強度大，可反向沖洗，抗微生物能力強，耐高溫，分離效率高等特點，在食品工業、生物工程、環境工程、化學工業、石油化工、治金工業等領域得到了廣泛的應用。
[0003]多通道陶瓷膜支撐體制備過程中，徑向斷面上各處厚度不同，擠出成型時各處受力不可能完全均勻，得到的生坯各處密度會有不同。在燒結過程中，溫度高于一定溫度時，支撐體會處于流動狀態，產生粘滯流動，促使固體顆粒間相對移動，形成緊密堆積，從而引起體積收縮和致密化。同時受重力影響，必然會造成支撐體在擠出、干燥和燒結過程中發生變形，導致相鄰通道間以及最外側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通道之間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對陶瓷膜的使用造成影響，因為在陶瓷膜系統工作運行過程中，各通道內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，不會造成各通道孔間支撐層損壞。而對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物料的壓力，也就是說在陶瓷膜運行過程中，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，就必然存在一個最薄弱的地方，在陶瓷膜使用過程中，比較容易發生破裂。
[0005]在應用中，無論是進口還是國產陶瓷膜，均多次發生陶瓷膜最外側通道與支撐體外緣之間的支撐體局部剝落，造成產水不合格、系統停機，影響生產正常運行。
【發明內容】
[0006]為了解決上述現有技術方案中的不足，本發明提供了一種強度高、低成本的復合陶瓷膜。
[0007]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
一種復合陶瓷膜，所述復合陶瓷膜包括具有流體通道的支撐體，所述復合陶瓷膜進一步包括:
加強層，所述加強層套在所述支撐體的外部，并在所述加強層和支撐體之間形成有滲透側通道。
[0008]根據上述的復合陶瓷膜，優選地，所述加強層的內壁具有自上而下的槽，所述滲透側通道形成在所述槽與支撐體外緣之間的空間。
[0009]根據上述的復合陶瓷膜，可選地，所述復合陶瓷膜進一步包括:
支撐件，所述支撐件設置在所述支撐體和加強層之間； 所述滲透側通道形成在所述支撐體、支撐件和加強層之間的空間。
[0010]根據上述的復合陶瓷膜，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合物。
[0011]根據上述的復合陶瓷膜，所述支撐件為網格形或螺旋形。
[0012]根據上述的復合陶瓷膜，優選地，所述支撐件為螺旋形。
[0013]根據上述的復合陶瓷膜，優選地，所述加強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合物。
[0014]根據上述的復合陶瓷膜，優選地，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;或可開環進行聚合的環狀化合物單體通過加聚反應形成的高分子聚合物，或由含有相同或不同官能團的一種以上單體物質通過縮聚反應形成的高分子聚合物。
[0015]本發明的目的還在于提供一種方法簡單的復合陶瓷膜的制備方法，該發明目的通過以下技術方案得以實現:
一種復合陶瓷膜的制備方法，所述復合陶瓷膜的制備方法包括以下步驟:
(Al)制備支撐體；
(A2)將加強層套在支撐體上，在所述加強層和支撐體之間形成有滲透側通道。
[0016]根據上述的復合陶瓷膜的制備方法，可選地，所述制備方法進一步包括步驟:
(BI)支撐件設置在所述支撐體的外緣;所述滲透側通道形成在所述支撐體、支撐件和加強層之間的空間；
步驟(BI)處于步驟(Al)、(A2)之間。
[0017]根據上述的復合陶瓷膜的制備方法，可選地，所述制備方法進一步包括步驟:
(A3)加熱所述加強層，收縮的加強層箍在支撐體和支撐件外側。
[0018]根據上述的復合陶瓷膜的制備方法，優選地，所述加強層的內壁具有自上而下的槽，所述滲透側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，優選地，所述加強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;或可開環進行聚合的環狀化合物單體通過加聚反應形成的高分子聚合物，或由含有相同或不同官能團的一種以上單體物質通過縮聚反應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，形態為單絲、多絲、由單絲或多絲編織而成的纖維繩或纖維網。
[0020]本發明的目的還在于提供一種方法簡單的復合陶瓷膜的制備方法，該發明目的通過以下技術方案得以實現:
一種復合陶瓷膜的制備方法，所述復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)將加強層套在支撐體上，所述加強層的內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側通道。
[0021 ]為了使加強層更緊地套在支撐體上，可選地，所述制備方法進一步包括步驟:
(A3)加熱所述加強層，收縮的加強層箍在支撐體和支撐件外側。
[0022]本發明的目的還在于提供一種方法簡單的復合陶瓷膜的制備方法，該發明目的通過以下技術方案得以實現:
一種復合陶瓷膜的制備方法，所述復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)支撐件設置在所述支撐體的外緣；
(A2)將加強層套在支撐體和支撐件上，所述支撐體、支撐件和加強層之間的空間形成為滲透側通道；
(A3)加熱所述加強層，收縮的加強層箍在支撐體和支撐件外側。
[0023]為了更好地形成滲透側通道，所述支撐件為網格形或螺旋形。
[0024]為了更好地形成滲透側通道，優選地，所述支撐件為螺旋形。
[0025]與現有技術相比，本發明具有的有益效果為:
1.加強層緊密地貼合在陶瓷膜支撐體外側，給支撐體施加一定的壓力，在陶瓷膜運行中，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，減少生產損失；
2.加強層可以起到膜殼的作用，減少膜殼投資；同時，大大減少了滲透側的死體積。
【附圖說明】
[0026]參照附圖，本發明的公開內容將變得更易理解。本領域技術人員容易理解的是:這些附圖僅僅用于舉例說明本發明的技術方案，而并非意在對本發明的保護范圍構成限制。圖中:
圖1是根據本發明實施例1的復合陶瓷膜的剖視結構圖；
圖2是根據本發明實施例2的復合陶瓷膜的剖視結構圖。
【具體實施方式】
[0027]圖1-2和以下說明描述了本發明的可選實施方式以教導本領域技術人員如何實施和再現本發明。為了教導本發明技術方案，已簡化或省略了一些常規方面。本領域技術人員應該理解源自這些實施方式的變型或替換將在本發明的范圍內。本領域技術人員應該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本發明的多個變型。由此，本發明并不局限于下述可選實施方式，而僅由權利要求和它們的等同物限定。
[0028]實施例1:
圖1示意性地給出了本發明實施例1的復合陶瓷膜的剖視結構圖，如圖1所示，所述復合陶瓷膜包括:
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域的現有技術，在此不再贅述；
加強層3，所述加強層套在所述支撐體的外部，所述加強層的內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側通道，所述滲透側通道形成在所述槽與支撐體外緣之間的空間。
[0029]實施例2:
圖2示意性地給出了本發明實施例2的復合陶瓷膜的結構圖，如圖2所示，所述復合陶瓷膜包括:
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域的現有技術，在此不再贅述；
加強層3，所述加強層套在所述支撐體的外部；
支撐件8，所述支撐件設置在所述支撐體和加強層之間；滲透側通道6形成在所述支撐體、支撐件和加強層之間的空間，滲透側通道6連通出口7。
[0030]實施例3:
根據本發明實施例1的陶瓷膜的應用例。
[0031 ]在該應用例中，幾何尺寸:陶瓷膜膜管支撐體外徑4Imm，通道直徑6mm，通道數量19，長度1000mm。加強層材質為PFA塑料，其中PFA管厚度為2mm，內徑為41mm，PFA管緊密地套在陶瓷膜支撐體上。在PFA管的內壁設置有螺旋的自上而下的三角形溝槽，溝槽深度為
0.5mm,形成陶瓷膜滲透側流體通道。
[0032]實施例4:
根據本發明實施例2的陶瓷膜的應用例。
[0033]在該應用例中，幾何尺寸:陶瓷膜膜管支撐體外徑41mm，通道直徑6mm，通道數量19，長度1000mm。加強層材質為PFA塑料，其中PFA管厚度為2mm，內徑為45mm，PFA管側面帶兩個滲透側出口支管。支撐件采用螺旋形不銹鋼絲，不銹鋼鋼絲外徑為2mm。
【主權項】
1.一種復合陶瓷膜，所述復合陶瓷膜包括具有流體通道的支撐體，其特征在于:所述復合陶瓷膜進一步包括加強層，且所述加強層套在所述支撐體的外部，并在所述加強層和支撐體之間形成滲透側通道。2.根據權利要求1所述的復合陶瓷膜，其特征在于:所述加強層的內壁具有自上而下排列的槽，所述滲透側通道形成在所述槽與支撐體外緣之間的空間。3.根據權利要求1所述的復合陶瓷膜，其特征在于:所述復合陶瓷膜進一步包括: 支撐件，所述支撐件設置在所述支撐體和加強層之間； 所述滲透側通道形成在所述支撐體、支撐件和加強層之間的空間。4.根據權利要求3所述的復合陶瓷膜，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合物。5.根據權利要求3所述的復合陶瓷膜，其特征在于:所述支撐件為網格形或螺旋形。6.根據權利要求1所述的復合陶瓷膜，其特征在于:所述加強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合物。7.—種復合陶瓷膜的制備方法，所述復合陶瓷膜的制備方法包括以下步驟: (Al)制備支撐體； (A2)將加強層套在支撐體上，在所述加強層和支撐體之間形成滲透側通道。8.根據權利要求7所述的復合陶瓷膜的制備方法，其特征在于:所述制備方法進一步包括步驟: (BI)支撐件設置在所述支撐體的外緣;所述滲透側通道形成在所述支撐體、支撐件和加強層之間的空間； 步驟(BI)處于步驟(Al)、(A2)之間。9.根據權利要求8所述的復合陶瓷膜的制備方法，其特征在于:所述制備方法進一步包括步驟: (A3 )加熱所述加強層，收縮的加強層箍在支撐體和支撐件外側。
【文檔編號】B01D67/00GK105921032SQ201610318470
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月16日
【發明人】李君占
【申請人】北京鑫佰利科技發展有限公司