得到陶瓷膜管。
[0030]請(qǐng)參閱圖1所示，一種無(wú)機(jī)多孔陶瓷膜管相轉(zhuǎn)化澆注成型裝置，包括模具、動(dòng)力裝置3和液體槽4，模具置于液體槽上面，模具包括外管I和其內(nèi)的活塞2，外管和活塞之間形成鑄膜液腔體6，活塞2在外管I的底端開(kāi)口處設(shè)有密封圈以密封前述鑄膜液腔體，所述活塞2與動(dòng)力裝置3連接以提供脫模推動(dòng)力及速度控制，在液體槽4內(nèi)設(shè)有凝固浴8，前述的外管I底端開(kāi)口浸入到凝固浴8中。動(dòng)力裝置3可以是伺服電機(jī)、油缸、氣缸或其他動(dòng)力源，成型模具的外管和活塞材料為金屬材料或玻璃材料，且在外管內(nèi)壁和活塞表面涂覆硅油，以保持良好的脫模性質(zhì)完成勻速脫模。
[0031]請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明相轉(zhuǎn)化澆注制備陶瓷膜管的工藝流程，A:漿料注入裝置腔體；B:凝固浴中脫模成型；C:凝固浴中完成固化；D:脫去活塞得到陶瓷管膜。
[0032]本發(fā)明公開(kāi)了低成本實(shí)用型多孔陶瓷膜管的相轉(zhuǎn)化澆注制備工藝及成型裝置，屬陶瓷膜制備技術(shù)領(lǐng)域。該制備工藝包括制備陶瓷鑄膜液、相轉(zhuǎn)化成膜和全面固化三個(gè)步驟。首先將陶瓷粉體、N-甲基吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮和聚醚砜按比例均勻混合得到鑄膜液；隨后將鑄膜液脫泡并注入成型裝置，凝固浴中實(shí)現(xiàn)脫模成型；最后凝固浴中完全固化得到陶瓷膜生坯。其最大工藝特征在于，相轉(zhuǎn)化過(guò)程與澆注成型工藝相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)陶瓷膜管制備，通過(guò)相轉(zhuǎn)化澆注制備工藝可制得多孔對(duì)稱結(jié)構(gòu)陶瓷膜管或非對(duì)稱孔梯度陶瓷膜管，其中，控制膜管壁厚和漿料配比可以有效控制陶瓷膜管的微觀結(jié)構(gòu)，使之形成對(duì)稱結(jié)構(gòu)或非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，圖7為本發(fā)明一種無(wú)機(jī)多孔陶瓷膜管內(nèi)、外表面及斷面的微觀圖。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):相較于傳統(tǒng)擠出成型和澆注工藝，該工藝成本低廉，操作簡(jiǎn)單；該工藝滿足制備多孔管、非對(duì)稱孔梯度結(jié)構(gòu)管、異型管或多通道管的技術(shù)要求。
[0033]實(shí)施案例2:非對(duì)稱孔梯度管狀膜制備
配置鑄膜液:稱取聚醚砜(PESF)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液，球磨混合半小時(shí)得到均一溶液；將陶瓷粉體分次加入上述溶液，在此期間以300轉(zhuǎn)/分的速度在行星球磨機(jī)上球磨；最后，將含陶瓷粉體的料液球磨48小時(shí)，得到所需適宜粘度的鑄膜液。按照實(shí)施例1流程對(duì)上述鑄膜液進(jìn)行操作，要求控制成型模具腔體厚度小于2_，得到陶瓷膜管坯體，再經(jīng)高溫?zé)Y(jié)過(guò)程得到如圖3所示結(jié)構(gòu)的陶瓷膜管，其中的圖3中左側(cè)圖例為膜管內(nèi)層為小孔層Cl、膜管外層為大孔層C2的非對(duì)稱孔梯度構(gòu)造，而圖3中右側(cè)圖例則與左側(cè)圖例相反布置的非對(duì)稱孔梯度管狀膜。
[0034]實(shí)施案例3:對(duì)稱孔結(jié)構(gòu)陶瓷膜管制備
配置鑄膜液:稱取聚醚砜(PESF)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液，球磨混合半小時(shí)得到均一溶液；將陶瓷粉體(或陶瓷粉體和造孔劑)分次加入上述溶液，最后在鑄膜液中加入少量絮凝劑，如水，在此期間以300轉(zhuǎn)/分的速度在行星球磨機(jī)上球磨；最后，將料液球磨48小時(shí)，得到所需鑄膜液，要求鑄膜液粘度高于非對(duì)稱梯度管鑄膜液。按照實(shí)施案例I流程對(duì)上述鑄膜液進(jìn)行操作，得到陶瓷膜管坯體，再經(jīng)高溫?zé)Y(jié)過(guò)程得到如圖4所示結(jié)構(gòu)的陶瓷膜管。
[0035]實(shí)施案例4:異型孔結(jié)構(gòu)陶瓷膜管制備
同實(shí)施案例2或3配置鑄膜液。將成型模具中的活塞部分，改為三角形，星形或者多邊形，同實(shí)施案例I對(duì)鑄膜液進(jìn)行操作，得到陶瓷膜管坯體，再經(jīng)高溫?zé)Y(jié)過(guò)程得到如圖5所示的陶瓷異型多孔管膜，圖5A為三角形陶瓷多孔管膜，圖5B為多邊形陶瓷多孔管膜。圖5C為星形陶瓷多孔管膜。
[0036]實(shí)施案例5:多通道陶瓷膜管制備
同實(shí)施案例2或3配置鑄膜液，將成型模具中的活塞部分，改為多根柱狀活塞，同實(shí)施案例I對(duì)鑄膜液進(jìn)行操作，得到陶瓷膜管坯體，再經(jīng)高溫?zé)Y(jié)過(guò)程得到如圖6所示的陶瓷多通道多孔管膜，圖6A為立體示意，圖6B為其側(cè)視圖。
[0037]以上所記載，僅為利用本創(chuàng)作技術(shù)內(nèi)容的實(shí)施例，任何熟悉本項(xiàng)技藝者運(yùn)用本創(chuàng)作所做的修飾、變化，皆屬本創(chuàng)作主張的專利范圍，而不限于實(shí)施例所揭示者。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無(wú)機(jī)多孔陶瓷膜管相轉(zhuǎn)化澆注制備工藝，其特征在于包括如下步驟: (1)制備鑄膜液，并在真空條件下脫泡至完全； (2)相轉(zhuǎn)化成膜 將鑄膜液注滿成型裝置的模腔，采用密封塞密封開(kāi)口端，將模具安放在液體槽之上，啟動(dòng)動(dòng)力裝置，在凝固浴中脫模，脫膜過(guò)程伴隨相轉(zhuǎn)化過(guò)程，初步固化成型； (3)全面固化 成型樣品在凝固浴中放置24-48小時(shí)，脫掉活塞，得到管狀陶瓷膜坯體；最后對(duì)管狀坯體進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，得到多孔陶瓷膜管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)多孔陶瓷膜管相轉(zhuǎn)化澆注制備工藝，其特征在于:步驟Cl)中，鑄膜液按質(zhì)量比稱40-70%的陶瓷粉體、4-8%的聚醚砜、20-35%的N-甲基吡咯烷酮和0.5-1.5%的聚乙烯吡咯烷酮，球磨混合24-48小時(shí)制成性質(zhì)均一的鑄膜液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)多孔陶瓷膜管相轉(zhuǎn)化澆注制備工藝，其特征在于:步驟(2)中，整個(gè)脫模過(guò)程在凝固浴中進(jìn)行，脫模瞬間伴隨相轉(zhuǎn)化過(guò)程，脫模過(guò)程是以一定速度勻速脫模，脫模速度大小要求保證壁厚均一，表面光滑，無(wú)褶皺；成型模具的腔體壁與鑄膜液間保持較差浸潤(rùn)性和良好的物理、化學(xué)相容性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)多孔陶瓷膜管相轉(zhuǎn)化澆注制備工藝，其特征在于:步驟(3)中，凝固浴為水或者酒精有機(jī)溶劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的無(wú)機(jī)多孔陶瓷膜管相轉(zhuǎn)化澆注制備工藝可制得多孔對(duì)稱結(jié)構(gòu)陶瓷膜管或非對(duì)稱孔梯度陶瓷膜管，其中，控制膜管壁厚和漿料配比可以有效控制陶瓷膜管的微觀結(jié)構(gòu)，使之形成對(duì)稱結(jié)構(gòu)或非對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
6.一種無(wú)機(jī)多孔陶瓷膜管相轉(zhuǎn)化澆注成型裝置，其特征在于:包括模具、動(dòng)力裝置和液體槽，模具置于液體槽上面，模具包括外管和其內(nèi)的活塞，外管和活塞之間形成鑄膜液腔體，活塞在外管的底端開(kāi)口處設(shè)有密封圈以密封前述鑄膜液腔體，所述活塞與動(dòng)力裝置連接以提供脫模推動(dòng)力及速度控制，在液體槽內(nèi)設(shè)有凝固浴，前述的外管底端開(kāi)口浸入到凝固浴中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)機(jī)多孔陶瓷膜管相轉(zhuǎn)化澆注成型裝置，其特征在于:所述成型模具的外管和活塞材料為金屬材料或玻璃材料，且在外管內(nèi)壁和活塞表面涂覆硅油，以保持良好的脫模性質(zhì)完成勻速脫模。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的無(wú)機(jī)多孔陶瓷膜管相轉(zhuǎn)化澆注成型裝置，其特征在于:所述活塞為異型活塞或多柱狀活塞用于制備異型陶瓷膜管或多通道陶瓷膜管。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無(wú)機(jī)多孔陶瓷膜管相轉(zhuǎn)化澆注成型裝置，其特征在于:所述異型活塞為三角形或星形或者多邊形活塞。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種無(wú)機(jī)多孔陶瓷膜管相轉(zhuǎn)化澆注制備工藝及成型裝置，其制備工藝包括制備陶瓷鑄膜液、相轉(zhuǎn)化成膜和全面固化三個(gè)工藝步驟，首先將陶瓷粉體、N-甲基吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮和聚醚砜按比例均勻混合得到鑄膜液；隨后將鑄膜液脫泡并注入成型裝置，凝固浴中實(shí)現(xiàn)脫模成型；最后在凝固浴中完全固化得到陶瓷膜生坯。本發(fā)明最大工藝特點(diǎn)是，相轉(zhuǎn)化過(guò)程與澆注成型工藝相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)陶瓷膜管制備。本發(fā)明相較于傳統(tǒng)擠出成型和澆注工藝，該工藝成本低廉，操作過(guò)程簡(jiǎn)單，可滿足制備多孔管、非對(duì)稱孔梯度結(jié)構(gòu)管、異型管或多通道管的技術(shù)要求。
【IPC分類】B01D71-02, B01D69-04, B01D67-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104707489
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510132336
【發(fā)明人】朱志文, 董應(yīng)超, 馮緒勇, 肖進(jìn)
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所
【公開(kāi)日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年3月25日