專利名稱：均勻塊狀多孔陶瓷材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及均勻塊狀多孔陶瓷材料，該材料具有可調(diào)節(jié)和控制的孔隙度和孔徑。本發(fā)明的陶瓷多孔體可用于液體過濾、氣體分離，或者用于催化反應(yīng)中的流體接觸，或者用于乳液制備以及其他使用陶瓷多孔材料的應(yīng)用。
已知有許多陶瓷膜。它們通常是通過在具有大孔的載體(大孔載體)上連續(xù)疊加許多層來制備的。載體給所述膜以必要的機(jī)械強(qiáng)度。層的疊加可逐漸地減小孔徑。這些層難以形成。過濾層的主要特性，即孔徑和孔隙度(或孔體積)，大部分上也隨該過濾層沉積于其上的層特的性而變化，而且不能在很大范圍內(nèi)變化。另外，它們的焙燒溫度必須低于下層的焙燒溫度。在某些情況下，這意味著低的焙燒溫度不足以使該層最佳地鍵合或結(jié)合在其下層上。
使用該技術(shù)時(shí)，過濾膜的制造是一個(gè)長而且花費(fèi)高的過程，其包括許多的步驟，而且并不見得能夠使膜特性適合于待過濾之流體。另一方面，大孔載體的孔隙度較低，以確保在使用該膜時(shí)具有足夠的強(qiáng)度。最后，小孔徑層的形成需要使用較低的焙燒溫度，但此等溫度不足以得到該材料的最佳性質(zhì)。
第4,446,024號(hào)美國專利公開了一種陶瓷纖維，其孔徑通常在十微米的數(shù)量級(jí)上，其孔隙度高于35％。但是，該專利中公開的材料具有兩個(gè)主要的缺陷大的閉口孔隙度對(duì)該多孔陶瓷材料的過濾量產(chǎn)生負(fù)面影響，而且泡點(diǎn)(bubble point)不與平均孔徑相一致，由此增強(qiáng)了其缺陷。
EP-A-0657403公開了一種具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的多孔陶瓷材料，其使用硅寡聚物作為粘合劑。不使用成孔劑。
DE-A-19609126公開了一種多孔陶瓷載體，其起始漿料包括一種名稱為“Porenbildner et Grunbinder”的試劑。該試劑是例如可溶于所選溶劑(水)中的纖維素或者黃蓍膠。其事實(shí)上是通常用于活性瞬時(shí)領(lǐng)域中的粘合劑。
EP-A-0778250公開了一種通過壓縮得到的多孔陶瓷載體，其中使用溶于所選溶劑(水)中的粘合劑。
WO-A-9423829公開了一種使用上述粘合劑的制造纖維的方法。
DE-A-19618920公開了一種包括碳膜的陶瓷纖維。所用的粘合劑與上述同類。
本發(fā)明的目的是提供一種均勻塊狀多孔陶瓷材料，該材料的平均孔徑D50低于4μm，其閉口孔隙度低于4％，優(yōu)選低于2％。D50是體積等效平均直徑，使得50％的孔隙的直徑低于D50。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，以體積表示的孔徑的分布為單分散系統(tǒng)的分布；在該實(shí)施方案中，以百分?jǐn)?shù)表示的體積等效平均直徑D50的標(biāo)準(zhǔn)誤差低于35％，優(yōu)選低于25％。通常情況下，根據(jù)本發(fā)明材料之以百分?jǐn)?shù)表示的標(biāo)準(zhǔn)誤差在10-25％體積等效平均直徑D50之間。在此范圍以下，我們認(rèn)為該孔徑分布曲線為Gaussian曲線，標(biāo)準(zhǔn)誤差則為曲線中半峰高處的寬度。

圖1和2分別顯示了實(shí)施例1和5之材料以體積表示的孔徑分布曲線。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，本發(fā)明的材料具有相應(yīng)于在所述材料中測得的孔徑的泡點(diǎn)。根據(jù)該實(shí)施方案，當(dāng)這兩個(gè)值相差低于10％時(shí)，即存在對(duì)應(yīng)關(guān)系。
本發(fā)明的第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，其提供了一個(gè)均勻的塊狀結(jié)構(gòu)，換言之，其在整個(gè)材料厚度上具有相同的孔徑。選擇術(shù)語“塊狀”是用于使本發(fā)明的材料區(qū)別于小厚度的層；本發(fā)明材料的特征尺寸是在毫米數(shù)量級(jí)上，也就是說，該材料為宏觀規(guī)模。術(shù)語“均勻”也是用于區(qū)別本發(fā)明的材料與連續(xù)疊加的層，后者有可能具有類似的特征尺寸。
本發(fā)明的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，可以簡單的方式調(diào)節(jié)膜結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵特征，即孔徑和孔隙度。這可以簡單和快速的方式進(jìn)行，而且可在寬的范圍內(nèi)變化，但不會(huì)失去機(jī)械強(qiáng)度。此等可調(diào)節(jié)性對(duì)于孔徑和孔隙度可單獨(dú)進(jìn)行；換言之，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可相互獨(dú)立地調(diào)節(jié)。該可調(diào)節(jié)性的獲得不必修改已得到部分的燒結(jié)溫度。
本發(fā)明的第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，可得到?jīng)]有任何結(jié)構(gòu)缺陷的多孔陶瓷膜。
本發(fā)明的第四個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，可簡化制造過程，其原因是第一，省略了中間層的制造；第二，省略了端部密封的需要。
本發(fā)明提供了一種具有均勻結(jié)構(gòu)的多孔體。其結(jié)構(gòu)的特征是孔徑和孔隙度，即孔體積。這些數(shù)值是通過水銀孔度計(jì)測得的。本發(fā)明材料的孔徑D50例如是低于2μm，而且通常在50nm-1.5μm之間。該直徑變化可通過擠出漿料的起始組成來控制。可能的變化范圍是非常寬的。
根據(jù)本發(fā)明之材料的孔體積或孔隙度使得閉口孔隙度低于4％，優(yōu)選低于2％，更有利的是低于1％。開口孔體積或者開口孔隙度通常在10-70％之間，而且本發(fā)明明顯地能夠得到非常高的開口孔隙度值，超過30％，例如在40％，甚至45％，和60％之間。開口孔隙度的變化可通過擠出漿料的起始組成來控制。
由此可得到平均孔徑在0.5-2μm之間、開口孔隙度在45-60％之間的多孔材料。
本發(fā)明可得到?jīng)]有任何缺陷的膜。其特性是通過泡點(diǎn)技術(shù)來測定的(參見T.H.Metzler等人的文章，Bulletin of the Parenteral DrugAssociation，第65(4)卷，1971，第165-174頁)。該技術(shù)可測定使氣泡從預(yù)先用潤濕液體飽和的膜中通過所需要的壓力。數(shù)學(xué)關(guān)系式(Jurin’s law)將氣體壓力、潤濕液體的表面張力和通過的孔徑連續(xù)在一起。本發(fā)明可得到相應(yīng)于在該膜上測得的孔徑的泡點(diǎn)(允許通過的孔徑)(10％)。
本發(fā)明還提供了以本發(fā)明材料為基礎(chǔ)的中空纖維以及包含此等纖維的過濾和/或反應(yīng)組件。
本發(fā)明還包括制造具有上述優(yōu)點(diǎn)之多孔陶瓷膜的方法以及用于所述材料的前體漿料。
本發(fā)明因此還包括用于制造均勻塊狀多孔陶瓷材料的方法，即制造本發(fā)明材料的方法，其包括以下主要步驟(i)制備包含無機(jī)物料或填料、有機(jī)粘合劑、成孔劑和溶劑的有機(jī)漿料，該漿料還可任選地包含抗絮凝劑和/或無機(jī)粘合劑和/或加工性能增強(qiáng)劑；(ii)將所述漿料成形；以及(iii)通過燒結(jié)固結(jié)該形狀。
用于本發(fā)明材料的前體漿料包括無機(jī)化合物或填料、有機(jī)粘合劑、成孔劑、溶劑、以及任選的無機(jī)粘合劑和/或適用于該金屬化合物的抗絮凝劑和/或加工性能增強(qiáng)劑(通常為擠壓劑)。
所述漿料的無機(jī)物料包括無機(jī)顆粒，優(yōu)選為金屬化合物，該化合物在燒結(jié)后將形成均勻多孔基體。該金屬化合物可以是非氧化物或者金屬氧化物。如果是非氧化物，可選擇硅或鋁的衍生物，優(yōu)選為碳化硅、氮化硅或氮化鋁。如果該金屬化合物是氧化物，則可從鋁、硅或IVA族(鈦?zhàn)?或VA族(釩族)金屬氧化物中選擇，并優(yōu)選是氧化鋁、氧化鋯或氧化鈦。例如，該金屬化合物的平均粒徑(以sedigraphy測定)在0.15-2μm之間，優(yōu)選在0.15-0.6μm。其在所述漿料中的含量為50-85重量％，優(yōu)選為65-80重量％。無機(jī)填料優(yōu)選由顆粒組成，該顆粒的直徑d90和d50使得d90/d50＜3，而且有利的是d90/d50＜2。
有機(jī)粘合劑使?jié){料具有擠出時(shí)所需要的必須的流變性質(zhì)以及在擠出后使產(chǎn)品產(chǎn)生良好粘結(jié)所必須的機(jī)械性質(zhì)。所述有機(jī)粘合劑優(yōu)選但不限于是水溶性的聚合物。該聚合物例如為2重量％溶液，在20℃時(shí)測得的粘度在4-10Pa/S之間。該聚合物可選自纖維素及其衍生物，特別是羥乙基纖維素和/或微晶纖維素，但也可以是聚丙烯酸或聚乙烯醇等。該漿料例如包含2-10重量％的有機(jī)粘合劑，優(yōu)選為3-8重量％。
溶劑的作用是分散無機(jī)物料和粘合劑。如果使用水溶性的聚合物，將選擇水作為該溶劑；如果聚合物不是水溶性的，則選擇醇例如乙醇作為溶劑。溶劑的濃度例如在8-40重量％之間，優(yōu)選在10-27重量％之間。
成孔劑具有低溫分解的特征，例如低于450℃，優(yōu)選低于250℃。其特征首先是構(gòu)成該成孔劑本身的顆粒的平均粒徑，該粒徑與金屬填料顆粒的粒徑相適應(yīng)。該粒徑例如在5-30μm之間，優(yōu)選在8-16μm之間。成孔劑基本上不溶于所選擇的溶劑。可使用天然的成孔劑，例如為堅(jiān)果殼的鋸末、面粉或碳黑，或者使用人造物質(zhì)，例如為低密度聚乙烯球，或者使用水/油乳劑，例如為Mobilcer(水包油乳劑)。
無機(jī)填料顆粒的粒徑和成孔劑顆粒的粒徑可在非常寬的范圍內(nèi)各自獨(dú)立地變化。
混合這些化合物，形成擠壓性通常為9-13bar、優(yōu)選為10-16bar的漿料。
溶于溶劑中的抗絮凝劑有助于金屬化合物顆粒的分散。該抗絮凝劑例如為聚丙烯酸、磷酸—有機(jī)酸或者烷基磺酸?？剐跄齽┑暮繛?.5-1重量％。
在某些情況下，可加入改善加工性的試劑，通常是擠壓增強(qiáng)劑，如聚乙二醇。擠壓增強(qiáng)劑的含量為0.5-1重量％。
通?？赏ㄟ^在漿料組分中引入無機(jī)粘合劑來改進(jìn)彎曲強(qiáng)度，該無機(jī)粘合劑將在焙燒過程中反應(yīng)，增加顆粒之間的粘合力。
本發(fā)明最后提供如上所述的前體漿料，即包含分散在溶劑中的無機(jī)物料或填料、有機(jī)粘合劑和成孔劑的漿料。
以常規(guī)方式例如并優(yōu)選通過擠壓使所述漿料成形。然后干燥產(chǎn)品，并在高溫下燒結(jié)，例如在1400-1750℃之間。
以下實(shí)施例將闡明本發(fā)明，但不是限制本發(fā)明。
在以下的實(shí)施例中，我們測量了實(shí)施例之陶瓷材料的泡點(diǎn)，其表明在纖維中存在最大的孔。使用無水乙醇(表面張力為24×10-3Nm)作為浸漬媒質(zhì)，在測量中可得到一個(gè)起泡壓力，該壓力是觀察到剛開始形成氣泡時(shí)的壓力。使用Jurin’s law，即可得到作為所側(cè)壓力之函數(shù)的最大孔的孔徑。實(shí)施例1混合平均粒徑為0.6μm的氧化鋁、作為有機(jī)粘合劑的微晶纖維素、作為溶劑的水和由低密度聚乙烯顆粒構(gòu)成的成孔劑，這些顆粒的平均粒徑為15μm，由此形成陶瓷漿料。所用粉末的d90/d50比為1.4。所述漿料的組成(以重量％計(jì))如下—氧化鋁 75—微晶纖維素 2—水 8—低密度聚乙烯 15所得漿料的擠壓性為10。由中空纖維用的機(jī)嘴中擠出所述漿料，以形成外徑為1.5mm、內(nèi)徑為0.8mm的管。如此所得的纖維在大氣中于1450℃燒制。所選的低密度聚乙烯的分解溫度是230℃，其在燒制纖維期間完全分解。
該纖維的特征以水銀孔度計(jì)測定。水銀滲透性僅表現(xiàn)出集中在0.6μm的單峰，這表明孔的單分散分布。曲線中的半高峰的寬度為0.08μm，該寬度相當(dāng)于孔徑分布的標(biāo)準(zhǔn)誤差，該誤差在此以百分?jǐn)?shù)表示為13％。圖1為表示孔徑之體積分布的曲線。
另外，其孔體積為60％。該纖維的密度為3.9。氧化鋁的絕對(duì)密度是3.94。不能用于過濾的閉口孔隙度最大為1％。
測量泡點(diǎn)得到1600mbar的壓力，等于0.6μm的孔徑，這與水銀孔度計(jì)測得的孔徑一致。該纖維因此是無缺陷的。實(shí)施例2混合平均粒徑為0.2μm的二氧化硅、作為有機(jī)粘合劑的聚乙烯醇、作為溶劑的水和由乙烯乙酸酯—乙烯共聚物顆粒構(gòu)成的成孔劑，這些顆粒的平均粒徑為30μm，由此形成陶瓷漿料。所用二氧化硅的d90/d50比為1.5。所述漿料的組成(以重量％計(jì))如下—二氧化硅 50—聚乙烯醇 2—水 40—乙烯乙酸酯—乙烯共聚物 8
所得漿料的擠壓性為9。使用該漿料形成側(cè)邊為5cm的多孔塊。該塊在大氣中于1530℃燒制。所選的乙烯乙酸酯—乙烯共聚物的分解溫度是180℃，其在燒制多孔塊期間完全分解。
該塊的特征以水銀孔度計(jì)測定。水銀滲透性僅表現(xiàn)出集中在0.4μm的單峰，這表明孔的單分散分布。曲線中的半高峰的寬度為0.1μm，該寬度相當(dāng)于孔徑分布的標(biāo)準(zhǔn)誤差，該誤差在此以百分?jǐn)?shù)表示為25％。
另外，其孔體積為10％。該塊的密度為2.3。二氧化硅的絕對(duì)密度是2.32。不能用于過濾的閉口孔隙度最大為0.9％。
測量泡點(diǎn)得到2400mbar的壓力，等于0.4μm的孔徑，這與水銀孔度計(jì)測得的孔徑一致。該塊因此是無缺陷的。實(shí)施例3混合平均粒徑為2μm的氧化鈦粉末、作為有機(jī)粘合劑的羥丙基纖維素(HPC)、作為溶劑的水、由平均粒徑為8μm的活性炭顆粒構(gòu)成的成孔劑、以及作為抗絮凝劑的聚甲基丙烯酸，由此形成陶瓷漿料。所用氧化鈦粉末的d90/d50比為1.7。所述漿料的組成(以重量％計(jì))如下—氧化鈦65-HPC3—水24—活性炭7
—聚甲基丙烯酸1所得漿料的擠壓性為19。使用該漿料形成外徑為1mm、內(nèi)徑為0.5mm的多孔纖維。該纖維在氬氣中于1400℃燒制?；钚蕴康姆纸鉁囟仁?20℃，其在燒制多孔纖維期間完全分解。
該纖維的特征以水銀孔度計(jì)測定。水銀滲透性僅表現(xiàn)出集中在1.2μm的單峰，這表明孔的單分散分布。曲線中的半高峰的寬度為0.1μm，該寬度相當(dāng)于孔徑分布的標(biāo)準(zhǔn)誤差，該誤差在此以百分?jǐn)?shù)表示為8％。
另外，其孔體積為55％。該纖維的密度為3.76。氧化鈦的絕對(duì)密度是3.8。不能用于過濾的閉口孔隙度最大為1％。
測量泡點(diǎn)得到800mbar的壓力，等于1.2μm的孔徑，這與水銀孔度計(jì)測得的孔徑一致。該纖維因此是無缺陷的。實(shí)施例4混合平均粒徑為0.25μm的氧化鋯粉末、作為有機(jī)粘合劑的微晶纖維素、作為溶劑的水、由平均粒徑為10μm的活性堅(jiān)果殼粉末構(gòu)成的成孔劑，由此形成陶瓷漿料。所用氧化鋯的d90/d50比為1.2。所述漿料的組成(以重量％計(jì))如下—氧化鋯 85—微晶纖維素 2—水 8
—堅(jiān)果殼粉末 5所得漿料的擠壓性為30。使用該漿料形成外徑為1mm、內(nèi)徑為0.3mm的多孔纖維。該纖維在大氣中于1700℃燒制。堅(jiān)果殼粉末的分解溫度是350℃，其在燒制多孔纖維期間完全分解。
該纖維的特征以水銀孔度計(jì)測定。水銀滲透性僅表現(xiàn)出集中在0.05μm的單峰，這表明孔的單分散分布。曲線中的半高峰的寬度為0.01μm，該寬度相當(dāng)于孔徑分布的標(biāo)準(zhǔn)誤差，該誤差在此以百分?jǐn)?shù)表示為20％。
另外，其孔體積為28％。該纖維的密度為5.56。氧化鋯的絕對(duì)密度是5.6。不能用于過濾的閉口孔隙度最大為0.4％。
測量泡點(diǎn)得到19200mbar的壓力，等于0.05μm的孔徑，這與水銀孔度計(jì)測得的孔徑一致。該纖維因此是無缺陷的。實(shí)施例5混合平均粒徑為2μm的氧化釩粉末、作為有機(jī)粘合劑的聚丙烯酸(PAA)、作為溶劑的水、作為擠壓劑的聚乙二醇、以及由脂肪在水中的乳劑構(gòu)成的成孔劑，所述脂肪顆粒的平均粒徑為26μm，由此形成陶瓷漿料。所用氧化釩粉末的d90/d50比為1.8。所述漿料的組成(以重量％計(jì))如下—氧化釩 62—PAA 8
—水 10—乳劑 19—聚乙二醇 1所得漿料的擠壓性為13。使用該漿料形成側(cè)邊為12cm的多孔塊。該塊在大氣中于1600℃燒制。所選乳劑的分解溫度是160℃，其在燒制多孔塊期間完全分解。
該塊的特征以水銀孔度計(jì)測定。水銀滲透性僅表現(xiàn)出集中在2μm的單峰，這表明孔的單分散分布。曲線中的半高峰的寬度為0.2μm，該寬度相當(dāng)于孔徑分布的標(biāo)準(zhǔn)誤差，該誤差在此以百分?jǐn)?shù)表示為10％。圖2顯示了孔徑的體積分布。
另外，其孔體積為47％。該塊的密度為4.86。氧化釩的絕對(duì)密度是4.87。不能用于過濾的閉口孔隙度為0。
測量泡點(diǎn)得到480mbar的壓力，等于2μm的孔徑，這與水銀孔度計(jì)測得的孔徑一致。該纖維因此是無缺陷的。實(shí)施例6混合平均粒徑為0.6μm的氮化硅粉末、作為有機(jī)粘合劑的乙基纖維素、作為溶劑的乙醇、由平均粒徑為5μm的低密度聚乙烯(LDPE)顆粒構(gòu)成的成孔劑，由此形成陶瓷漿料。所用氮化硅粉末的d90/d50比為1.5。所述漿料的組成(以重量％計(jì))如下
—氮化硅 80—乙基纖維素 3—乙醇 10-LDPE 7所得漿料的擠壓性為12。使用該漿料形成外徑為1mm、內(nèi)徑為0.5mm的多孔纖維。該纖維在氬氣中于1750℃燒制。LDPE的分解溫度是210℃，其在燒制多孔纖維期間完全分解。
該纖維的特征以水銀孔度計(jì)測定。水銀滲透性僅表現(xiàn)出集中在0.5μm的單峰，這表明孔的單分散分布。曲線中的半高峰的寬度為0.12μm，該寬度相當(dāng)于孔徑分布的標(biāo)準(zhǔn)誤差，該誤差在此以百分?jǐn)?shù)表示為24％。
另外，其孔體積為35％。該纖維的密度為3.15。氮化硅的絕對(duì)密度是3.18。不能用于過濾的閉口孔隙度最大為0.9％。
測量泡點(diǎn)得到1920mbar的壓力，等于0.5μm的孔徑，這與水銀孔度計(jì)測得的孔徑一致。該纖維因此是無缺陷的。實(shí)施例7混合平均粒徑為0.9μm的氧化鋁、平均粒徑為1.3μm的氧化鈦粉末、作為有機(jī)粘合劑的微晶纖維素、作為溶劑的水、以及由乙烯—乙烯乙酸酯共聚物顆粒構(gòu)成的成孔劑，所述共聚物顆粒的平均粒徑為12μm，由此形成陶瓷漿料。所用氧化物粉末之混合物的d90/d50比為1.8。所述漿料的組成(以重量％計(jì))如下—氧化氯50—氧化鈦20—微晶纖維素10—水8—乙烯—乙烯乙酸酯共聚物12所得漿料的擠壓性為9。使用該漿料形成側(cè)邊為5cm的多孔塊。該塊在大氣中于1500℃燒制。所選乙烯—乙烯乙酸酯共聚物的分解溫度是150℃，其在燒制多孔塊期間完全分解。
該塊的特征以水銀孔度計(jì)測定。水銀滲透性僅表現(xiàn)出集中在0.9μm的單峰，這表明孔的單分散分布。曲線中的半高峰的寬度為0.1μm，該寬度相當(dāng)于孔徑分布的標(biāo)準(zhǔn)誤差，該誤差在此以百分?jǐn)?shù)表示為11％。
另外，其孔體積為59％。該塊的密度為3.85。氧化鋁—氧化鈦混合物的絕對(duì)密度是3.87。不能用于過濾的閉口孔隙度最大為0.5％。
測量泡點(diǎn)得到1065mbar的壓力，等于0.9μm的孔徑，這與水銀孔度計(jì)測得的孔徑一致。該纖維因此是無缺陷的。實(shí)施例8混合平均粒徑為1.8μm的氧化鋁、作為有機(jī)粘合劑的羥乙基纖維素(HEC)、作為溶劑的水、以及由堅(jiān)果殼粉末構(gòu)成的成孔劑，所述堅(jiān)果殼粉末的平均粒徑為20μm，由此形成陶瓷漿料。所用氧化鋁粉末的d90/d50比為2。所述漿料的組成(以重量％計(jì))如下—氧化鋁 63-HEC 5—水 11—堅(jiān)果殼粉末 19所得漿料的擠壓性為14。使用該漿料形成長為15cm、側(cè)邊5cm的多孔板。該板在大氣中于1500℃燒制。堅(jiān)果殼粉末的分解溫度是450℃，因此其在燒制多孔板期間完全分解。
該板的特征以水銀孔度計(jì)測定。水銀滲透性僅表現(xiàn)出集中在1.5μm的單峰，這表明孔的單分散分布。曲線中的半高峰的寬度為0.3μm，該寬度相當(dāng)于孔徑分布的標(biāo)準(zhǔn)誤差，該誤差在此以百分?jǐn)?shù)表示為20％。
另外，其孔體積為52％。該板的密度為3.92。氧化鋁的絕對(duì)密度是3.94。不能用于過濾的閉口孔隙度最大為0.5％。
測量泡點(diǎn)得到640mbar的壓力，等于1.5μm的孔徑，這與水銀孔度計(jì)測得的孔徑一致。該纖維因此是無缺陷的。
本發(fā)明并不囿于上述實(shí)施方案中，而且有許多改進(jìn)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員也是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種均勻塊狀多孔陶瓷材料，該材料的平均孔徑D50低于4μm，其閉口孔隙度低于4％。
2.如權(quán)利要求1所述的材料，其中，以體積表示的孔徑分布為單分散性的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的材料，其中，泡點(diǎn)與在所述材料上測得的孔徑一致。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的材料，其中，所述孔徑低于2μm。
5.如權(quán)利要求4所述的材料，其中，所述孔徑在50nm-1.5μm之間。
6.如權(quán)利要求1-5之一所述的材料，其中，開口孔隙度在10-70％之間。
7.如權(quán)利要求6所述的材料，其中，所述開口孔隙度在40-60％之間。
8.如權(quán)利要求1-7之一所述的材料，其中，所述平均孔徑在0.5-2μm之間，所述開口孔隙度在45-60％之間。
9.如權(quán)利要求1-8之一所述的材料，其中，所述材料是金屬氧化物。
10.一種基于如權(quán)利要求1-9之一所述的材料的中空纖維。
11.一種包括如權(quán)利要求10所述之纖維的過濾和/或反應(yīng)組件。
12.一種制備均勻塊狀多孔陶瓷材料的方法，其包括以下主要步驟(i)制備包含無機(jī)物料或填料、有機(jī)粘合劑、成孔劑和溶劑的無機(jī)漿料，該漿料還任選地包含抗絮凝劑和/或無機(jī)粘合劑和/或加工性能增強(qiáng)劑；(ii)將所述漿料成形；以及(iii)通過燒結(jié)固結(jié)該形狀。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其用于制備如權(quán)利要求1-9之一所述的材料。
14.一種用于均勻塊狀多孔陶瓷材料的前體漿料，其包括分散在溶劑中的無機(jī)物料或填料、有機(jī)粘合劑和成孔劑。
15.如權(quán)利要求14所述的漿料，其中，d90/d50＜3。
16.如權(quán)利要求15所述的漿料，其中，所述無機(jī)填料的粒徑為d90/d50＜2。
17.如權(quán)利要求14-16之一所述的漿料，其中，所述無機(jī)填料的粒徑在0.15-2μm之間。
18.如權(quán)利要求17所述的漿料，其中，所述無機(jī)填料的粒徑在0.15-0.6μm之間。
19.如權(quán)利要求14-18之一所述的漿料，其中，所述成孔劑的粒徑在5-30μm之間。
20.如權(quán)利要求19所述的漿料，其中，所述成孔劑的粒徑在8-16μm之間。
21.如權(quán)利要求14-20之一所述的漿料，其為用于制備如權(quán)利要求1-9之一所述的材料的前體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種均勻塊狀多孔陶瓷材料,該材料的平均孔徑D50低于4μm,其閉口孔隙度低于4%,而且其泡點(diǎn)與在該材料上測得的孔徑相匹配。本發(fā)明還提供基于該材料的中空纖維、使用該纖維的組件、以及形成所述材料之前體并包含成孔劑的漿料。
文檔編號(hào)C04B38/00GK1229770SQ9910309
公開日1999年9月29日 申請日期1999年3月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月20日
發(fā)明者雷蒙·索里亞, 讓－克洛德·福隆, 讓－米歇爾·凱雷 申請人:陶瓷技術(shù)公司