一種多孔金屬粉網復合膜的制備方法技術

本發明專利技術提出一種多孔金屬粉網復合膜的制備方法，其包括：S1，向漿液中加入金屬粉末，獲得漿料；S2，通過流延法處理漿料，獲得坯膜；S3，將坯膜平鋪置于金屬絲網的上下兩側并進行加壓冷軋處理，獲得復合坯膜；以及，S4，將復合坯膜進行脫脂和燒結，獲得金屬粉網復合膜。上述方案中粉體膜層坯料成型方法采用流延法，與噴涂或者拉漿工藝相比，流延法制備的坯膜厚度均勻，膜層粉末顆粒分布均勻連續，能夠更加精準地控制膜料的孔徑分布和過濾精度；通過流延法獨立制備坯膜再與絲網復合，可以獨立控制不同層面的膜料厚度和膜料粉末粒度，通過匹配不同粒度和厚度的膜層復合，可以實現具有工況針對性的材料過濾性能設計。性的材料過濾性能設計。性的材料過濾性能設計。

【技術實現步驟摘要】
一種多孔金屬粉網復合膜的制備方法


[0001]本專利技術屬于膜材料
，尤其涉及一種多孔金屬粉網復合膜的制備方法。

技術介紹

[0002]金屬燒結多孔材料廣泛應用于化工、環保等領域的高溫兩相過濾分離系統中，相比于傳統的粉末燒結、多層絲網燒結以及燒結纖維氈材料，粉網復合燒結材料具有過濾阻力小、過濾精度高、成本低等優勢。當前市場上制備粉網復合燒結多孔膜材料的工藝主要有機械涂敷法、濕法噴涂法、拉漿法等。
[0003]濕法噴涂法是將所需卷料絲網和PET材質基帶在長度方向上的端部貼合后進行同步開卷，在伺服送料機的驅動下在傳送帶上前進，預先配制好由金屬粉末、高分子粘接劑、乙醇、去離子水等所組成的的漿液，經儲料罐氣動輸送至噴槍，噴槍在絲網寬度方向上進行往復運動，漿液經噴槍霧化后沉積在絲網表面、網孔內部和基帶上表面，覆漿后的絲網在送料機和傳送帶的牽引下進入烘道進行熱風干燥，干燥后在傳送帶尾部進行收卷制成膜坯料，最后，將膜坯料裝入氣氛燒結爐或者隧道連續燒結爐內進行脫脂和高溫燒結，制成所需的多孔金屬膜料。濕法噴涂
?
燒結法存在的問題包括，其一，采用濕法噴涂制備的膜料，在成型階段由于噴涂過程中漿液攜帶大量空氣沉積絲網表面，在毛細作用下滲入絲網的網孔中，空氣在網孔內部漿液的表面張力作用下會在膜坯表面和內部形成氣泡，進而形成大量貫穿的針孔，形成缺陷；其二，噴涂過程中由于漿液霧化形成細小液滴，液滴飛行過程中由于液體表面張力的所用會收縮成球并且加速揮發和粘結劑固化，進而導致粉體在絲網表面或內部團聚，不利于粉體的均勻分散，導致燒結后膜料的孔徑分布較寬，過濾精度無法準確控制；其三，濕法噴涂成膜需要絲網作為基材，因此膜坯料厚度需要以絲網厚度為基準，因此無法通過分別改變絲網的規格和膜層厚度來調控膜料的通量和強度；其四，噴涂過程中由于高速氣流的作用，漿液飛濺無法避免，進而造成粉料的利用率較低、對設備污染嚴重；雖然可以通過清理設備內部的殘留物料進行回收利用，但需要對粉末進行脫脂處理，因此回收廢料所需的成本較大。
[0004]拉漿法是用適當粒度的金屬粉末與如纖維素類等高粘度增稠劑、水或乙醇等分散介質混合配制成具有高粘度的金屬粉料懸浮漿料，在單層絲網表面涂敷浸潤劑后輸送進漿料內后拉出后并將表面刮平，再通過干燥后制成粉網復合膜坯料，再經過脫脂燒結后，制成粉網復合多孔燒結膜料。拉漿法存在的問題包括，其一，與濕法噴涂工藝類似，在拉漿過程中粉末漿料在毛細作用下滲入絲網孔隙內部容易在表面形成氣泡，燒結后形成大孔，膜料孔徑分布寬，過濾精度難以控制；其二，由于拉漿法漿料粘度大，粉末流動性和鋪平性差，在拉漿和刮平過程中容易形成粉末團聚再表面分散不均勻，造成燒結后膜料表面粗糙度大，增強膜料表面濾餅結合力，降低再生能力；其三，粉末的成型需要以絲網為基布，所以膜料厚度不能獨立控制，無法解決過濾精度和過濾通量之間的矛盾。
[0005]綜上，現有技術中，濕法噴涂和拉漿法在成型過程中由于漿液與網孔的毛細作用容易在膜料表現形成針孔，同時粉體在絲網表面容易團聚，從而使得膜料孔徑分布區間較
寬，膜層厚度可調范圍較窄，降低了工藝對膜料過濾精度和通量的控制能力；而機械涂敷法生產效率低，對人工依賴性強，難以實現大批量自動化生產。

技術實現思路

[0006]針對上述問題，本專利技術提出一種多孔金屬粉網復合膜的制備方法，其包括以下步驟：
[0007]S1，向漿液中加入金屬粉末，獲得漿料；
[0008]S2，通過流延法處理漿料，獲得坯膜；
[0009]S3，將坯膜平鋪置于金屬絲網的上下兩側并進行加壓冷軋處理，獲得復合坯膜；
[0010]以及，
[0011]S4，將復合坯膜進行脫脂和燒結，獲得金屬粉網復合膜。
[0012]上述多孔金屬粉網復合膜的制備方案中，粉體膜層坯料成型方法采用流延法，并通過冷軋的方式將坯膜與金屬絲網進行加壓復合，復合后經過中低溫脫脂、高溫燒結制成金屬粉網復合多孔膜料，與噴涂或者拉漿工藝相比，流延法制備的坯膜厚度均勻，燒結后能夠使膜料各項性能指標的一致性得到大幅度提升；流延法制備的膜層粉末顆粒分布更加均勻連續，燒結后不會出現由于毛細作用以及氣泡產生的針孔等缺陷，能夠更加精準地控制膜料的孔徑分布和過濾精度；通過流延法獨立制備坯膜再與絲網復合的工藝過程設計，可以獨立控制不同層面的膜料厚度和膜料粉末粒度，通過匹配不同粒度和厚度的膜層復合，實現具有工況針對性的材料過濾性能設計。
[0013]優選地，S1金屬粉末包括不銹鋼、鐵基合金、鎳基合金或鈦合金，金屬粉末的質量百分比為20
?
80wt％。
[0014]優選地，S1金屬粉末的D50粒度為0.5
?
25μm。
[0015]對金屬粉末性質的選擇，尤其是對金屬粉末粒度控制，使其所制得的漿料更滿足后續流延法處理的需要。
[0016]優選地，S1漿液中包括3
?
10wt％的粘結劑，粘結劑包括聚乙烯醇PVA、聚乙烯醇縮丁醛PVB或聚乙烯吡咯烷酮PVP。
[0017]優選地，在環境溫度下，S1中漿液的粘度為240
?
260厘泊，使其所制得的漿料更滿足后續流延法處理的需要。
[0018]優選地，S2具體包括，將漿料通過流延機的刀口形成膜層，經過多段烘道加熱形成坯膜。
[0019]進一步地，多段烘道的總長為10
?
20m，包括10
?
20段溫度獨立控制的烘道，相鄰烘道的升溫幅度為1
?
8℃。
[0020]進一步地，漿液的溶劑為乙醇，刀口高度為200
?
400μm，漿料在流延機的料槽中的液面高度為3
?
10mm，流延速度為2
?
4m/min；烘道的起始端溫度為20
?
40℃，末端溫度為60
?
80℃。
[0021]進一步地，漿液的溶劑為去離子水，刀口高度為300
?
600μm，漿料在流延機的料槽中的液面高度為8
?
17mm，流延速度為1
?
3m/min；烘道的起始端溫度為30
?
60℃，末端溫度為70
?
95℃。
[0022]優選地，S4脫脂的過程中溫度為150
?
500℃，升溫速率為1
?
3℃/min，脫脂保溫時間
為1
?
3h。
[0023]優選地，S4燒結的過程中溫度為950
?
1200℃，升溫速率為4
?
5℃/min，燒結保溫時間為2
?
3h。
[0024]本專利技術提出了一種適用于大批量自動化連續生產的、能夠精確控制膜孔尺寸分布的多孔金屬粉網復合膜制備新工藝，其通過采用流延法制備金屬粉體坯膜，現有技術中，流延法常用于制備陶瓷類材料，流延法處理的前提是制備顆粒能夠形成穩定懸浮、本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種多孔金屬粉網復合膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：S1，向漿液中加入金屬粉末，獲得漿料；S2，通過流延法處理所述漿料，獲得坯膜；S3，將所述坯膜平鋪于金屬絲網的上下兩側并進行加壓冷軋處理，獲得復合坯膜；以及，S4，將所述復合坯膜進行脫脂和燒結，獲得金屬粉網復合膜。2.根據權利要求1所述的一種多孔金屬粉網復合膜的制備方法，其特征在于，S1所述金屬粉末包括不銹鋼、鐵基合金、鎳基合金或鈦合金，所述金屬粉末的質量百分比為20
?
80wt％。3.根據權利要求1所述的一種多孔金屬粉網復合膜的制備方法，其特征在于，S1所述金屬粉末的D50粒度為0.5
?
25μm。4.根據權利要求1所述的一種多孔金屬粉網復合膜的制備方法，其特征在于，S1所述漿液中包括3
?
10wt％的粘結劑，所述粘結劑包括聚乙烯醇PVA、聚乙烯醇縮丁醛PVB或聚乙烯吡咯烷酮PVP。5.根據權利要求1所述的一種多孔金屬粉網復合膜的制備方法，其特征在于，在環境溫度下，S1中漿液的粘度為240
?
260厘泊。6.根據權利要求1所述的一種多孔金屬粉網復合膜的制備方法，其特征在于，S2具體包括，將所述漿料通過流延機的刀口形成膜層，經過多段烘道加熱形成坯膜。7.根據權利要求6所述的一種多孔金屬粉網復合膜的制備方法，其特征在于，所述多段烘道的總長為10
?
20m，包括10
?
20段溫度獨立控...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張曉晗，盛小洋，徐龍，羅祥波，
申請(專利權)人：遠青廈門節能新材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：