专利名称：一种泡沫金属基微滤膜的制备方法
技术领域：
本发明属于金属过滤材料制备技术领域，具体涉及一种泡沫金属基微滤膜的制备方法。
背景技术：
多孔金属膜的生产源于粉末冶金技术。因其具有高的机械强度、优良的热传导性能、良好的韧性，且容易密封成构件，克服了陶瓷膜脆且组件的高温密封和连接困难的缺点，被广泛应用于食品、饮料、化工、医疗、环保、水处理等工业领域。在过滤过程中，多孔金属膜对污物的吸附量大、支撑性好、过滤面积大、使用温度范围宽、容易清洗、寿命长，具有 很高的应用价值。多孔金属膜目前均采用梯度复合结构，基体是粉末多孔材料如多孔不锈钢、多孔镍、多孔钛、多孔Fe3Al、多孔镍铬铝等，和纤维毡如不锈钢纤维毡、Fe3Al纤维毡等，分离层一般选用膜层易于烧结的金属材料如不锈钢粉、钛粉、镍粉、Fe3Al粉、镍基合金粉等。在过滤分离领域，要求过滤精度高、透过性能好。目前这类生产出的多孔金属膜孔隙率达50%，过滤精度为2 μ m 50 μ m,相对透气系数为15m3/ (m2 · h · KPa) 60m3/ (m2 · h · KPa)，远远满足不了大透过量的要求。并且现在工业中所用的多孔金属膜，在使用过程中，为了使过滤物通过，需要施加一定的压力，而过大的压力，降低了多孔金属膜的使用寿命，提高了设备的使用条件。在使用一定时间后还需对多孔金属膜进行反吹来保证其过滤性能，延长其使用寿命。要解决以上难题，采用外表面具有金属微滤膜的泡沫金属材料是首选方案。制备金属膜采用的材质均为金属粉，且对金属粉的要求也较为严格。多孔基体和分离层制造工艺复杂，所以金属膜价格居高不下。要降低价格，需简化工艺。离心沉积制备的优点很多，主要包括操作步骤简便且生产成本低廉，可应用材料广泛、成型速度快等优点。在现有研究技术中，金属多孔膜管制备技术的相关报导很多，但用此法制备泡沫金属基过滤膜的工艺及理论研究，国内外暂无报导，也没有相关专利。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种制备方法简单、工艺流程短、生产成本低、可重复性强、适于大规模工业化生产的泡沫金属基微滤膜的制备方法。采用该方法制备的泡沫金属基微滤膜的厚度为80 μ m 200 μ m,孔径为Ιμπι ΙΟμπι,过滤精度不小于3 μ m,相对透气系数不小于IOOm3/ (m2 *h *KPa);该微滤膜牢固附着于泡沫金属基体的外表面，表面光滑，壁厚均匀，能够同时实现高过滤精度和大透过量，并且可以降低过滤物通过压力，明显提高过滤效率，显著延长设备使用寿命。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤步骤一、将金属粉加入粘接剂中，搅拌均匀配制成悬浮液，然后将消泡剂加入所述悬浮液中并搅拌均匀，得到浆料；所述浆料中金属粉的浓度为O. lg/mL O. 3g/mL，所述浆料中消泡剂的质量百分含量为O. 1% O. 5% ;所述粘接剂由粘接性有机物与去离子水混合配制而成，所述粘接剂中粘接性有机物的质量百分含量为2% 6% ；步骤二、在离心筒体内表面紧密贴附一层塑料膜，将泡沫金属基体放入离心筒体中，再将步骤一中所述浆料倒入离心筒体中，直至泡沫金属基体完全被浆料浸没；然后将盛装有泡沫金属基体和浆料的离心筒体安装在离心机中，利用离心机对浆料进行离心分离，使浆料中的金属粉通过泡沫金属基体内的孔隙离心至泡沫金属基体外，并在塑料膜的阻隔作用下沉积于泡沫金属基体外表面，形成半成品膜；所述泡沫金属基体的形状为圆管状或圆柱状，所述泡沫金属基体的外径与离心筒体的内径相匹配；所述离心分离的转速为4000r/min 6000r/min,所述离心分离的时间为30min 300min ；步骤三、将步骤二中外表面沉积有半成品膜的泡沫金属基体连同离心筒体一起放入干燥箱中干燥，然后将干燥后的外表面沉积有半成品膜的泡沫金属基体从离心筒体中取出，置于烧结炉中进行烧结处理，最终在泡沫金属基体的外表面得到厚度为80 μ m 200 μ m,孔径为I μ m 10 μ m的泡沫金属基微滤膜。·
上述的一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，其特征在于，步骤一中所述金属粉为不锈钢粉、纯镍粉、镍合金粉、钛合金粉或Fe3Al合金粉。上述的一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，其特征在于，步骤一中所述金属粉的平均粒度不大于25 μ m。上述的一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，其特征在于，步骤一中所述粘接性有机物为聚乙烯醇、聚乙二醇和羟甲基纤维素中的一种或几种。上述的一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，其特征在于，步骤一中所述消泡剂为正辛醇、磷酸三丁酯或聚醚类消泡剂。上述的一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，其特征在于，所述聚醚类消泡剂为GP型聚醚类消泡剂、GPE型聚醚类消泡剂或PPE型聚醚类消泡剂。上述的一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，其特征在于，步骤二中所述泡沫金属基体的孔径为40PPI 100PPI。上述的一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，其特征在于，步骤二中所述泡沫金属基体的材质与金属粉相同。上述的一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，其特征在于，步骤三中所述干燥的温度为60V 80°C，所述干燥的时间为4h 12h。上述的一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，其特征在于，步骤三中所述烧结处理采用四阶段烧结制度，具体为第一阶段烧结的温度为150°C 250°C，第一阶段烧结的时间为30min 90min;第二阶段烧结的温度为300°C 400°C，第二阶段烧结的时间为60min 120min ;第三阶段烧结的温度为450°C 550°C，第三阶段烧结的时间为30min 90min ;第四阶段烧结的温度T满足0. 5Tm彡T彡O. 9Tm，其中Tm为所述金属粉的熔点值，Tm的单位为。C，T的单位为。C，第四阶段烧结的时间为120min ISOmin ;烧结过程中升温的速率为 I0C /min 10°C /min。本发明与现有技术相比具有以下优点I、本发明制备方法简单，工艺流程短，生产成本低，可重复性强，适于大规模工业
化生产。
2、采用本发明制备的泡沫金属基微滤膜牢固附着于泡沫金属基体的外表面，该泡沫金属基微滤膜的厚度为80 μ m 200 μ m,孔径为I μ m 10 μ m,过滤精度不小于3 μ m,相对透气系数不小于IOOm3/(m2 · h · KPa)。3、本发明采用离心分离的方法使浆料中的金属粉通过泡沫金属内的孔隙并沉积于泡沫金属基体的外表面，最终得到泡沫金属基微滤膜，操作步骤简单，工艺流程短。4、本发明的泡沫金属基微滤膜的孔径可以通过调整金属粉的粒度来控制，泡沫金属基微滤膜的厚度可以通过调整浆料中金属粉的浓度来控制，可设计性强。5、采用本发明制备的泡沫金属基微滤膜的外表面光滑，壁厚均匀，与泡沫金属基体结合牢固，解决了采用传统方法制备的膜层起皮、与基体结合不牢固等问题。6、本发明适用范围广，可广泛适用于各种金属及合金材质的泡沫金属基微滤膜的制备，并且制备的滤膜表面光滑，壁厚均匀，性能优良。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图I为本发明实施例I泡沫金属基体与附着于泡沫金属基体外表面的泡沫金属基微滤膜的剖面示意图。图2为本发明实施例I盛装有泡沫金属基体和浆料的离心筒体的剖面示意图。图3为本发明实施例9泡沫金属基体与附着于泡沫金属基体外表面的泡沫金属基微滤膜的剖面示意图。图4为本发明实施例9盛装有泡沫金属基体和浆料的离心筒体的剖面示意图。附图标记说明I一泡沫金属基体； 2—泡沫金属基微滤膜； 3—衆料；4一塑料膜；5—尚心筒体。
具体实施例方式实施例I本实施例泡沫金属基微滤膜的制备方法包括以下步骤步骤一、将粒度为12 μ m，材质为316L不锈钢的金属粉加入粘接剂中，搅拌均匀配制成悬浮液，然后将消泡剂加入所述悬浮液中并搅拌均匀，得到浆料3 ;所述浆料3中金属粉的浓度为O. lg/mL，所述消泡剂为正辛醇，所述浆料3中消泡剂的质量百分含量为O. 1%，所述粘接剂由粘接性有机物与去离子水混合配制而成，所述粘接剂中粘接性有机物的质量百分含量为6%，所述粘接性有机物为聚乙烯醇；步骤二、在离心筒体5内表面紧密贴附一层塑料膜4，将泡沫金属基体I放入离心筒体5中，再将步骤一中所述浆料3倒入离心筒体5中，直至泡沫金属基体I完全被浆料3浸没；然后将盛装有泡沫金属基体I和浆料3的离心筒体5安装在离心机(陕西煤炭机械厂生产的GLX 680-5800型离心涂膜机)中，利用离心机对浆料3进行离心分离，使浆料3中的金属粉通过泡沫金属基体I内的孔隙离心至泡沫金属基体I外，并在塑料膜4的阻隔作用下沉积于泡沫金属基体I的外表面，形成半成品膜；所述离心分离的转速为4000r/min，所述离心分离的时间为30min ;所述泡沫金属基体I的孔径为40PPI (PPI是指每英寸泡沫金属基体内的孔数)，所述泡沫金属基体I的形状为圆管状，所述泡沫金属基体I的材质与金属粉相同，所述泡沫金属基体I的外径与离心筒体5的内径相匹配；步骤三、将步骤二中附着有半成品膜的泡沫金属基体I连同离心筒体5 —起放入干燥箱中干燥，干燥温度为60°C，干燥时间为4h，然后将干燥后的附着有半成品膜的泡沫金属基体I自离心筒体5中取出，置于烧结炉中采用四阶段烧结制度进行烧结，第一阶段烧结的温度为150°C，第一阶段烧结的时间为30min ;第二阶段烧结的温度为300°C，第二阶段烧结的时间为60min ;第三阶段烧结的温度为450°C，第三阶段烧结的时间为30min ;第四阶段烧结的温度为金属粉熔点的O. 9倍，第四阶段烧结的时间为120min ;烧结过程中升温的速率均为1°C /min ;最终在泡沫金属基体I的外表面得到泡沫金属基微滤膜2。本实施例泡沫金属基体与泡沫金属基微滤膜的剖面示意图如图I所示，本实施例盛装有泡沫金属基体和浆料的离心筒体的剖面示意图如图2所示。采用扫描电镜测得本实施例泡沫金属基微滤膜的厚度为100 μ m ;采用FBP-3I型多孔材料测试仪测得本实施例泡沫金属基微滤膜的最大孔径为4. 6 μ m,过滤精度为5 μ m,相对透气系数为150m3/(m2 · h · KPa)。·实施例2本实施例泡沫金属基微滤膜的制备方法与实施例I相同，其中不同在于步骤一中所述浆料3中金属粉的浓度为O. 2g/mL，所述浆料3中消泡剂的质量百分含量为O. 3%。采用扫描电镜测得本实施例泡沫金属基微滤膜的厚度为160 μ m ;采用FBP-3I型多孔材料测试仪测得本实施例泡沫金属基微滤膜的最大孔径为4. 4 μ m，过滤精度为4 μ m,相对透气系数为120m3/ (m2 · h · KPa)，实施例3本实施例泡沫金属基微滤膜的制备方法与实施例I相同，其中不同在于步骤一中所述浆料3中金属粉的浓度为O. 3g/mL,所述浆料3中消泡剂的质量百分含量为O. 5% ;所述粘接性有机物由聚乙烯醇与聚乙二醇按质量比I:I混合而成。采用扫描电镜测得本实施例泡沫金属基微滤膜的厚度为200 μ m,采用FBP-3I型多孔材料测试仪测得本实施例泡沫金属基微滤膜的最大孔径为4. O μ m，过滤精度为4 μ m,相对透气系数为IOOm3/ (m2 · h · KPa)。实施例4本实施例泡沫金属基微滤膜的制备方法与实施例I相同，其中不同在于步骤一中所述浆料3中金属粉的浓度为O. 2g/mL，所述消泡剂为磷酸三丁酯，所述浆料3中消泡剂的质量百分含量为O. 2%;所述粘接性有机物由聚乙二醇与羟甲基纤维素按质量比I : 4混合而成；所述粘接剂中粘接性有机物的质量百分含量为4% ;步骤二中所述泡沫金属基体I的孔径为50PPI，所述离心分离的转速为5000r/min，离心分离的时间为IOOmin ;步骤三中所述干燥的温度为60°C，干燥的时间8h。采用扫描电镜测得本实施例泡沫金属基微滤膜的厚度为140 μ m,采用FBP-3I型多孔材料测试仪测得本实施例泡沫金属基微滤膜的最大孔径为4. 4 μ m，过滤精度为4 μ m,相对透气系数为130m3/ (m2 · h · KPa)。实施例5本实施例泡沫金属基微滤膜的制备方法与实施例I相同，其中不同在于步骤一中所述浆料3中金属粉的浓度为O. 3g/mL，所述消泡剂为磷酸三丁酯，所述浆料3中消泡剂的质量百分含量为0.4%，所述粘接性有机物由聚乙烯醇与羟甲基纤维素按质量比3 I混合而成；所述粘接剂中粘接性有机物的质量百分含量为2% ;步骤二中所述泡沫金属基体I为孔径为60PPI的泡沫金属圆柱体，所述离心分离的转速为6000r/min，离心分离的时间为200min ;步骤三中所述干燥的温度为70°C，干燥的时间8h。采用扫描电镜测得本实施例泡沫金属基微滤膜的厚度为140 μ m，采用FBP-3I型多孔材料测试仪测得本实施例泡沫金属基微滤膜的最大孔径为4. 3 μ m，过滤精度为4 μ m,相对透气系数为130m3/ (m2 · h · KPa)。实施例6本实施例泡沫金属基微滤膜的制备方法与实施例I相同，其中不同在于步骤一中所述浆料3中金属粉的浓度为O. 3g/mL，所述消泡剂为磷酸三丁酯，所述浆料3中消泡剂的质量百分含量为O. 5%，所述粘接性有机物由聚乙烯醇、聚乙二醇与羟甲基纤维素按质量比I : I : 2混合而成；步骤二中所述泡沫金属基体I的孔径为60PPI，所述离心分离的转·速为6000r/min，离心分离的时间为300min ;步骤三中所述干燥的温度为80°C，干燥的时间12h。采用扫描电镜测得本实施例泡沫金属基微滤膜的厚度为140 μ m,采用FBP-3I型多孔材料测试仪测得本实施例泡沫金属基微滤膜的最大孔径为4. 4 μ m，过滤精度为5 μ m,相对透气系数为130m3/ (m2 · h · KPa)。实施例7本实施例泡沫金属基微滤膜的制备方法与实施例I相同，其中不同在于步骤一中所述金属粉的粒度为5 μ m,所述消泡剂为GPE型聚醚类消泡剂，所述浆料3中GPE型聚醚类消泡剂的质量百分含量为O. 2%，所述粘接性有机物为聚乙二醇，所述粘接剂中粘接性有机物的质量百分含量为2%。采用扫描电镜测得本实施例泡沫金属基微滤膜的厚度为100 μ m,采用FBP-3I型多孔材料测试仪测得本实施例泡沫金属基微滤膜的最大孔径为4. 6 μ m，过滤精度为5 μ m,相对透气系数为150m3/ (m2 · h · KPa)。实施例8本实施例泡沫金属基微滤膜的制备方法与实施例I相同，其中不同在于步骤一中所述金属粉的粒度为3 μ m,所述消泡剂为GP型聚醚类消泡剂，所述浆料3中GP型聚醚类消泡剂的质量百分含量为O. 3%，所述粘接性有机物由聚乙烯醇、聚乙二醇和羟甲基纤维素按质量比3 2 1混合而成，所述粘接剂中粘接性有机物的质量百分含量为2%。采用扫描电镜测得本实施例泡沫金属基微滤膜的厚度为100 μ m,采用FBP-3I型多孔材料测试仪测得本实施例泡沫金属基微滤膜的最大孔径为4. 7 μ m，过滤精度为5 μ m,相对透气系数为150m3/ (m2 · h · KPa)。实施例9本实施例泡沫金属基微滤膜的制备方法与实施例I相同，其中不同在于步骤一中所述浆料3中金属粉的浓度为O. 3g/mL，所述消泡剂为PPE型聚醚类消泡剂，所述浆料3中PPE型聚醚类消泡剂的质量百分含量为O. 5% ;步骤二中所述泡沫金属基体I的孔径为60PPI，所述的泡沫金属基体I的形状为圆柱状，所述离心分离的转速为6000r/min，离心分离的时间为300min ;所述干燥的温度为80°C，干燥的时间为12h。本实施例泡沫金属基体与泡沫金属基微滤膜的剖面示意图如图3所示，本实施例盛装有泡沫金属基体和浆料的离心筒体的剖面示意图如图4所示。采用扫描电镜测得本实施例泡沫金属基微滤膜的厚度为120 μ m ;采用FBP-3I型多孔材料测试仪测得本实施例泡沫金属基微滤膜的最大孔径为4. 5 μ m,过滤精度为5 μ m,相对透气系数为140m3/(m2 · h · KPa)。实施例10本实施例泡沫金属基微滤膜的制备方法与实施例I相同，其中不同在于步骤一中所述浆料3中金属粉的浓度为O. 3g/mL,所述浆料3中消泡剂的质量百分含量为O. 5% ;步骤二中所述泡沫金属基体I的孔径为60PPI，所述离心分离的转速为6000r/min，离心分离 的时间为300min ;所述干燥的温度为80°C，干燥时间为12h。采用扫描电镜测得本实施例泡沫金属基微滤膜的厚度为140 μ m,采用FBP-3I型多孔材料测试仪测得本实施例泡沫金属基微滤膜的最大孔径为4. 3 μ m，过滤精度为5 μ m,相对透气系数为130m3/ (m2 · h · KPa)。实施例11本实施例泡沫金属基微滤膜的制备方法与实施例I相同，其中不同在于步骤一中所述金属粉的粒度为25 μ m，步骤三中所述第一阶段烧结的温度为150°C，第一阶段烧结的时间为50min ;第二阶段烧结的温度为300°C，第二阶段烧结的时间为SOmin ;第三阶段烧结的温度为450°C，第三阶段烧结的时间为50min ;第四阶段烧结的温度为金属粉熔点的O. 5倍，第四阶段烧结的时间为120min ;烧结过程中升温的速率均为1°C /min。采用扫描电镜测得本实施例泡沫金属基微滤膜的厚度为100 μ m,采用FBP-3I型多孔材料测试仪测得本实施例泡沫金属基微滤膜的最大孔径为6. 4 μ m，过滤精度为8 μ m,相对透气系数为180m3/ (m2 · h · KPa)。实施例12本实施例泡沫金属基微滤膜的制备方法与实施例I相同，其中不同在于步骤一中所述金属粉的材质为纯镍，粒度为25 μ m ;步骤三中所述第一阶段烧结的温度为200°C，第一阶段烧结的时间为60min ;第二阶段烧结的温度为350°C，第二阶段烧结的时间为60min ;第三阶段烧结的温度为500°C，第三阶段烧结的时间为60min ;第四阶段烧结的温度为金属粉熔点的O. 8倍，第四阶段烧结的时间为150min;烧结过程中升温的速率均为10°C /min。采用扫描电镜测得本实施例泡沫金属基微滤膜的厚度为100 μ m,采用FBP-3I型多孔材料测试仪测得本实施例泡沫金属基微滤膜的最大孔径为7. 2 μ m，过滤精度为9 μ m,相对透气系数为180m3/ (m2 · h · KPa)。实施例13本实施例泡沫金属基微滤膜的制备方法与实施例I相同，其中不同在于步骤一中所述金属粉的材质为镍铬铝合金，粒度为25 μ m ;步骤三中所述第一阶段烧结的温度为150°C，第一阶段烧结的时间为90min ;第二阶段烧结的温度为300°C，第二阶段烧结的时间为120min ;第三阶段烧结的温度为450°C，第三阶段烧结的时间为90min ;第四阶段烧结的温度为金属粉熔点的O. 7倍，第四阶段烧结的时间为120min ;烧结过程中升温的速率均为5°C /min。采用扫描电镜测得本实施例泡沫金属基微滤膜的厚度为100 μ m,采用FBP-3I型多孔材料测试仪测得本实施例泡沫金属基微滤膜的最大孔径为6. 8 μ m，过滤精度为过滤精度为8 μ m,,相对透气系数为190m3/ (m2 · h · KPa)。实施例14本实施例泡沫金属基微滤膜的制备方法与实施例I相同，其中不同在于步骤一中所述金属粉的材质为镍铬铝合金，粒度为25 μ m ;步骤三中所述第一阶段烧结的温度为150°C，第一阶段烧结的时间为90min ;第二阶段烧结的温度为300°C，第二阶段烧结的时间为120min ;第三阶段烧结的温度为450°C，第三阶段烧结的时间为90min ;第四阶段烧结的温度为金属粉熔点的O. 9倍，第四阶段烧结的时间为ISOmin ;烧结过程中升温的速率均为I°C /min。 采用扫描电镜测得本实施例泡沫金属基微滤膜的厚度为100 μ m,采用FBP-3I型多孔材料测试仪测得本实施例泡沫金属基微滤膜的最大孔径为5. 8 μ m，过滤精度为7 μ m,相对透气系数为160m3/ (m2 · h · KPa)。实施例15本实施例泡沫金属基微滤膜的制备方法与实施例I相同，其中不同在于步骤一中所述金属粉的材质为Fe3Al合金，粒度为ΙΟμπι;步骤三中所述第一阶段烧结的温度为250°C，第一阶段烧结的时间为30min ;第二阶段烧结的温度为400°C，第二阶段烧结的时间为60min ;第三阶段烧结的温度为550°C，第三阶段烧结的时间为30min ;第四阶段烧结的温度为金属粉熔点的O. 8倍，第四阶段烧结的时间为ISOmin ;烧结过程中升温的速率均为10°C /min。采用扫描电镜测得本实施例泡沫金属基微滤膜的厚度为100 μ m，采用FBP-3I型多孔材料测试仪测得本实施例泡沫金属基微滤膜的最大孔径为6. 7 μ m，过滤精度为8 μ m,相对透气系数为180m3/ (m2 · h · KPa)。实施例16本实施例泡沫金属基微滤膜的制备方法与实施例I相同，其中不同在于步骤一中所述金属粉的材质为钛合金，粒度为20μπι;步骤三中所述第一阶段烧结的温度为150°C，第一阶段烧结的时间为90min ;第二阶段烧结的温度为300°C，第二阶段烧结的时间为120min ;第三阶段烧结的温度为450°C，第三阶段烧结的时间为90min ;第四阶段烧结的温度为金属粉熔点的O. 9倍，第四阶段烧结的时间为120min ;烧结过程中升温的速率均为I°C /min。采用扫描电镜测得本实施例泡沫金属基微滤膜的厚度为100 μ m,采用FBP-3I型多孔材料测试仪测得本实施例泡沫金属基微滤膜的最大孔径为6. I μ m，过滤精度为8 μ m,相对透气系数为170m3/ (m2 · h · KPa)。实施例17本实施例泡沫金属基微滤膜的制备方法与实施例I相同，其中不同在于步骤一中所述金属粉的材质为304L不锈钢，粒度为25 μ m ;步骤三中所述第一阶段烧结的温度为200°C，第一阶段烧结的时间为60min ;第二阶段烧结的温度为350°C，第二阶段烧结的时间为90min ;第三阶段烧结的温度为500°C，第三阶段烧结的时间为60min ;第四阶段烧结的温度为金属粉熔点的O. 5倍，第四阶段烧结的时间为ISOmin ;烧结过程中升温的速率均为5 °C /min0采用扫描电镜测得本实施例泡沫金属基微滤膜的厚度为100 μ m,采用FBP-3I型多孔材料测试仪测得本实施例泡沫金属基微滤膜的最大孔径为6. 7 μ m，过滤精度为8 μ m,相对透气系数为180m3/ (m2 · h · KPa)。实施例18本实施例泡沫金属基微滤膜的制备方法与实施例I相同，其中不同在于步骤一中所述金属粉的粒度为I μ m，浆料3中金属粉的浓度为O. 3g/mL，所述粘接剂中粘接性有机物的质量百分含量为2% ;步骤二中所述泡沫金属基体I为孔径为40PPI的泡沫金属圆柱体，所述离心分离的转速为6000r/min，离心分离的时间为300min ;所述干燥的温度为80°C，干燥的时间为12h。采用扫描电镜测得本实施例泡沫金属基微滤膜的厚度为200 μ m ;采用FBP-3I型·多孔材料测试仪测得本实施例泡沫金属基微滤膜的最大孔径为I μ m，过滤精度为3 μ m，相对透气系数为IOOm3/ (m2 · h · KPa)。实施例19本实施例泡沫金属基微滤膜的制备方法与实施例I相同，其中不同在于步骤一中所述金属粉的粒度为25 μ m，浆料3中金属粉的浓度为O. lg/mL，所述粘接剂中粘接性有机物的质量百分含量为6% ;步骤二中所述泡沫金属基体I为孔径为100PPI的泡沫金属圆柱体，所述离心分离的转速为4000r/min，离心分离的时间为30min ;所述干燥的温度为80°C，干燥的时间为12h。采用扫描电镜测得本实施例泡沫金属基微滤膜的厚度为80 μ m ;采用FBP-3I型多孔材料测试仪测得本实施例泡沫金属基微滤膜的最大孔径为10 μ m，过滤精度为 ομπι，相对透气系数为300m3/ (m2 · h · KPa)。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
权利要求
1.一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤 步骤一、将金属粉加入粘接剂中，搅拌均匀配制成悬浮液，然后将消泡剂加入所述悬浮液中并搅拌均匀，得到浆料(3);所述浆料(3)中金属粉的浓度为O. lg/mL O. 3g/mL，所述浆料(3)中消泡剂的质量百分含量为O. 1% O. 5% ;所述粘接剂由粘接性有机物与去离子水混合配制而成，所述粘接剂中粘接性有机物的质量百分含量为2% 6% ； 步骤二、在离心筒体(5)内表面紧密贴附一层塑料膜(4)，将泡沫金属基体(I)放入离心筒体(5)中，再将步骤一中所述浆料(3)倒入离心筒体(5)中，直至泡沫金属基体(I)完全被浆料(3 )浸没；然后将盛装有泡沫金属基体(I)和浆料(3 )的离心筒体(5 )安装在离心机中，利用离心机对浆料(3)进行离心分离，使浆料(3)中的金属粉通过泡沫金属基体(I)内的孔隙离心至泡沫金属基体(I)外，并在塑料膜(4)的阻隔作用下沉积于泡沫金属基体(I)外表面，形成半成品膜；所述泡沫金属基体(I)的形状为圆管状或圆柱状，所述泡沫金属基体(I)的外径与离心筒体(5)的内径相匹配；所述离心分离的转速为4000r/min 6000r/min,所述离心分离的时间为30min 300min ； 步骤三、将步骤二中外表面沉积有半成品膜的泡沫金属基体(I)连同离心筒体(5) —起放入干燥箱中干燥，然后将干燥后的外表面沉积有半成品膜的泡沫金属基体(I)从离心筒体(5)中取出，置于烧结炉中进行烧结处理，最终在泡沫金属基体(I)的外表面得到厚度为80 μ m 200 μ m,孔径为I μ m 10 μ m的泡沫金属基微滤膜(2)。
2.根据权利要求I所述的一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，其特征在于，步骤一中所述金属粉为不锈钢粉、纯镍粉、镍合金粉、钛合金粉或Fe3Al合金粉。
3.根据权利要求I所述的一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，其特征在于，步骤一中所述金属粉的平均粒度不大于25 μ m。
4.根据权利要求I所述的一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，其特征在于，步骤一中所述粘接性有机物为聚乙烯醇、聚乙二醇和羟甲基纤维素中的一种或几种。
5.根据权利要求I所述的一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，其特征在于，步骤一中所述消泡剂为正辛醇、磷酸三丁酯或聚醚类消泡剂。
6.根据权利要求5所述的一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，其特征在于，所述聚醚类消泡剂为GP型聚醚类消泡剂、GPE型聚醚类消泡剂或PPE型聚醚类消泡剂。
7.根据权利要求I所述的一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，其特征在于，步骤二中所述泡沫金属基体(I)的孔径为40PPI 100PPI。
8.根据权利要求I所述的一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，其特征在于，步骤二中所述泡沫金属基体(I)的材质与金属粉相同。
9.根据权利要求I所述的一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，其特征在于，步骤三中所述干燥的温度为60°C 80°C，所述干燥的时间为4h 12h。
10.根据权利要求I所述的一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，其特征在于，步骤三中所述烧结处理采用四阶段烧结制度，具体为第一阶段烧结的温度为150°C 250°C，第一阶段烧结的时间为30min 90min ;第二阶段烧结的温度为300°C 400°C，第二阶段烧结的时间为60min 120min ;第三阶段烧结的温度为450°C 550°C，第三阶段烧结的时间为30min 90min ;第四阶段烧结的温度T满足0. 5Tm彡T彡O. 9Tm，其中Tm为所述金属粉的熔点值，Tm的单位为。C，T的单位为。C，第四阶段烧结的时间为120min 180min ;烧结过程中升温的速率为l°c /min 10°C /min。
全文摘要
本发明提供了一种泡沫金属基微滤膜的制备方法，包括以下步骤一、将金属粉、粘接剂和消泡剂配制成浆料；二、将泡沫金属基体和浆料装入离心筒体中，在离心机上离心分离，使浆料中的金属粉沉积于泡沫金属基体的外表面，形成半成品膜；三、经干燥和烧结处理后得到泡沫金属基微滤膜。本发明设计合理，工艺简单，操作简便，生产成本低廉；采用本发明制备的泡沫金属基微滤膜表面光滑，壁厚均匀，与泡沫金属基体结合牢固；采用本发明制备的微滤膜能够同时实现高过滤精度和大透过量，并且可以降低过滤物通过压力，提高过滤效率，延长设备使用寿命。
文档编号B01D69/04GK102941022SQ20121054059
公开日2013年2月27日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者汤慧萍, 迟煜頔, 康新婷, 王建, 荆鹏, 王辉, 杨坤, 赵少阳 申请人:西北有色金属研究院