專(zhuān)利名稱(chēng)：用于油煙分離及油汽分離的過(guò)濾材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過(guò)濾材料，特別涉及一種用于油煙分離及油汽分離的過(guò)濾材料。
背景技術(shù)：
目前在廚房油煙分離凈化及工業(yè)油汽分離用過(guò)濾器中的過(guò)濾材料基本采用多孔陶瓷材料及金屬纖維氈，多孔陶瓷及金屬纖維氈等材料存在重量大，安裝拆卸不方便；捕集效率低，風(fēng)阻大；特別陶瓷過(guò)濾材料耐沖擊須性能差，使用或拆卸清洗過(guò)程中因碰撞或跌落易導(dǎo)致破損失效。而日本專(zhuān)利3303395B2提出將泡沫鎳金屬材料應(yīng)用于廚房油煙凈化，要求比重為0. 2 0. 7，該專(zhuān)利所提出的產(chǎn)品可有效提高油煙的凈化效率，降低產(chǎn)品的重量及失效風(fēng)險(xiǎn)。但其僅限于多孔金屬鎳，而且為了保持材料的機(jī)械強(qiáng)度，要求產(chǎn)品密度較高，且這種材料的骨架肋條表面光滑，粗糙度不夠，油煙的捕集效率仍較低，為提高捕集效率需加后泡沫金屬過(guò)濾層的厚度，從而導(dǎo)致金屬使用量增加，使得過(guò)濾器的成本升高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種可保證機(jī)械強(qiáng)度的情況下具有較低比重、耐高溫耐腐蝕性能良好、成本低廉的油煙分離及油汽分離用過(guò)濾器中的過(guò)濾材料。本發(fā)明通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)用于油煙分離及油汽分離的過(guò)濾材料，呈三維網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)，以鐵、鎳、銅或其合金金屬構(gòu)成骨架基材，在基材骨架的網(wǎng)格肋條上有枝狀結(jié)晶凸起；過(guò)濾材料的孔隙率為 95% 99%，孔徑為10 120PPI，并且0. 1彡過(guò)濾材料的密度< 0. 2g/cm3。為提高油煙的捕集效率，基材骨架的網(wǎng)格肋條上的枝狀結(jié)晶凸起的化學(xué)成分為 SiC、Al203或BN，占過(guò)濾材料總質(zhì)量的5 30%。上述過(guò)濾材料可采用現(xiàn)有的普通多孔金屬材料，采用復(fù)合電度技術(shù)來(lái)制備得到， 具體方法如下以多孔鐵、多孔鎳、多孔銅及其合金金屬構(gòu)成骨架基材，將其作為電鍍陰極，電鍍陽(yáng)極則采用導(dǎo)電石墨板，電鍍液為在瓦特電鍍鎳溶液中加入粒徑為0. 2 100微米的SiC、 Al2O3或BN粉末，加入量為20 150g/L，其它條件基本與瓦特電鍍鎳的條件相同，工藝參數(shù)為密度3. 5 5A/dm2、溫度40 50°C、pH = 4. 2 5. 0、攪拌，并依據(jù)根據(jù)密度需要選擇電鍍時(shí)間；復(fù)合電鍍后的半成品再進(jìn)行真空熱處理方式或采用通有還原氣氛\(chéng)惰性氣氛保護(hù)的熱處理方式，熱處理溫度為800 1100°C，處理時(shí)間0. 5 2h。與現(xiàn)有油煙分離及油汽分離用過(guò)濾材料相比，本發(fā)明的過(guò)濾材料在確保機(jī)械強(qiáng)度的條件下，其密度可以更低，即在密度相當(dāng)?shù)那闆r下，本發(fā)明的材料機(jī)械強(qiáng)度將更高，因此一方面既可減少過(guò)濾器重量，另一方面也可以降低材料成本；并且本發(fā)明的過(guò)濾材料的凈化效率也有明顯提高。


圖1 本發(fā)明實(shí)施例1的多孔材料顯微鏡像圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1采用孔徑為40PPI、面密度1500克/m2、厚度為10毫米的多孔泡沫鐵作為基材，將其作為電鍍陰極，電鍍陽(yáng)極則采用導(dǎo)電石墨板，采用復(fù)合鍍工藝在基材上電沉積復(fù)合鍍層， 復(fù)合電鍍鍍液的組成為250g/L的硫酸鎳(NiSO4 -6H20)45g/L的氯化鎳(NiCl2 -6H20)30g/ L的硼酸(H3BO4),并在上述電鍍液中加入粒徑為40微米的SiC粉末，其加入量為100g/L; 其它電鍍工藝參數(shù)為電流密度5A/dm2、溫度40°C、pH = 4. 5、板泵攪拌，電鍍時(shí)間80min。 之后對(duì)復(fù)合鍍后的半成品在真空熱處理爐中進(jìn)行熱處理，真空度0. 133Pa，熱處理溫度 850-950°C，每平米產(chǎn)品的處理時(shí)間為1小時(shí)，使其進(jìn)行分子固溶熱擴(kuò)散及彌散強(qiáng)化，從而得到鐵鎳碳化硅復(fù)合產(chǎn)品。經(jīng)上述工序所得產(chǎn)品呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以鐵鎳合金金屬構(gòu)成骨架基材，經(jīng)檢測(cè)，產(chǎn)品的密度0. 2g/cm3。材料在顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，如圖1所示，在構(gòu)成基材骨架的網(wǎng)格肋條上有樹(shù)枝狀結(jié)晶凸起，并經(jīng)分析，所述結(jié)晶凸起的化學(xué)成分為SiC，其占材料總質(zhì)量的7. 5%。分別將上述實(shí)施例的多孔鐵鎳碳化硅復(fù)合材料和現(xiàn)有的相同孔徑、密度為0. 2g/ cm3的多孔鐵鎳材料(對(duì)比例1)在的壓力下保持5分鐘時(shí)間，之后分別測(cè)量材料的被壓縮變形量，檢測(cè)結(jié)果為上述實(shí)施例的本發(fā)明材料為1%，而對(duì)比例1的材料則有3%。由此可表明在相同材料密度的條件下，上述多孔鐵鎳碳化硅復(fù)合產(chǎn)品材料機(jī)械強(qiáng)度明顯好于現(xiàn)有的多孔鐵鎳產(chǎn)品。分別將上述實(shí)施例的本發(fā)明材料和對(duì)比例1材料按HJ/T62-2001試驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)，本發(fā)明的多孔鐵鎳碳化硅復(fù)合產(chǎn)品油煙去除效率為88%，風(fēng)速1. 5m/s，壓損彡IOPa ；而對(duì)比例1材料的去除效率為86%，風(fēng)速1. 5m/s，壓損彡9. 2Pa。實(shí)施例2采用孔徑為55PPI、面密度800克/m2、厚度為12. 5毫米的多孔泡沫銅作為基材，將其作為電鍍陰極，電鍍陽(yáng)極則采用導(dǎo)電石墨板，采用復(fù)合鍍工藝在基材上電沉積復(fù)合鍍層， 復(fù)合電鍍鍍液的組成為250g/L的硫酸鎳(NiSO4 -6H20)45g/L的氯化鎳(NiCl2 -6H20)30g/ L的硼酸(H3BO4)，并在上述電鍍液中加入粒徑為5微米的其Al2O3粉末，其加入量為50g/L ； 其它電鍍工藝參數(shù)為電流密度3. 5A/dm2、溫度40°C、pH = 4. 5、循環(huán)加超聲波攪拌，循環(huán)速度10次/h，電鍍時(shí)間250min。之后對(duì)復(fù)合鍍后的半成品在氬氣保護(hù)氣氛熱處理爐中進(jìn)行熱處理，熱處理溫度800-900°C，每平米產(chǎn)品的處理時(shí)間為0. 5小時(shí)，使其進(jìn)行分子固溶熱擴(kuò)散及彌散強(qiáng)化，從而得到銅鎳氧化鋁復(fù)合材料。經(jīng)上述工序所得的材料呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以銅鎳合金金屬構(gòu)成骨架基材，產(chǎn)品密度0. 19g/cm3，材料在顯微鏡下觀察也發(fā)現(xiàn)在構(gòu)成基材骨架的網(wǎng)格肋條上有樹(shù)枝狀結(jié)晶凸起，并經(jīng)分析，所述結(jié)晶凸起的化學(xué)成分為Al2O3，其占材料總質(zhì)量的15%。分別將上述多孔銅鎳氧化鋁復(fù)合材料和現(xiàn)有的相同孔徑且密度為0. 19g/cm3的多孔銅鎳(對(duì)比例2、在5MPa的壓力下保持5分鐘時(shí)間，之后分別測(cè)量?jī)煞N材料的被壓縮變形量，檢測(cè)結(jié)果為上述實(shí)施例2的本發(fā)明的材料為2%，而對(duì)比例2的材料則有5%。由此可表明在相同密度下，本發(fā)明的上述多孔銅鎳氧化鋁復(fù)合產(chǎn)品材料機(jī)械強(qiáng)度明顯好于現(xiàn)有的多孔銅鎳產(chǎn)品。分別將上述實(shí)施例的本發(fā)明材料和對(duì)比例2的材料按HJ/T62-2001試驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)，上述實(shí)施例的本發(fā)明材料油煙去除效率為92%，風(fēng)速1. 5m/s，壓損彡35Pa。對(duì)比例2 的材料油煙去除效率為91%，風(fēng)速1. 5m/s，壓損彡33Pa。實(shí)施例3采用孔徑為120PPI、厚度為2. 5毫米、面密度為100g/m2的多孔鎳作為基材， 將其作為電鍍陰極，電鍍陽(yáng)極則采用導(dǎo)電石墨板，然后采用復(fù)合鍍工藝在基材上電沉積復(fù)合鍍層，復(fù)合電鍍鍍液的組成為250g/L的硫酸鎳(NiSO4 · 6H20)45g/L的氯化鎳 (NiC12 -6H20)30g/L的硼酸(H3BO4)，并在上述電鍍液中加入粒徑為20微米的BN粉末，加入量為30g/L ；其它電鍍工藝參數(shù)為總電流3300A、走速0. 4m/min、溫度50°C、pH = 4. 5、循環(huán)攪拌，循環(huán)速度10次/h。之后對(duì)復(fù)合鍍后的半成品在包含氨分解氣氛爐中進(jìn)行熱處理， 熱處理溫度1000-1100°C，每平米產(chǎn)品的處理時(shí)間為2小時(shí)，使其進(jìn)行分子熱擴(kuò)散及彌散強(qiáng)化，從而得到鎳氮化硼復(fù)合材料。經(jīng)上述工序所得產(chǎn)品呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以鎳金屬構(gòu)成骨架基材，材料的密度0. Ig/ cm3。上述材料在顯微鏡下觀察也發(fā)現(xiàn)在構(gòu)成基材骨架的網(wǎng)格肋條上有樹(shù)枝狀結(jié)晶凸起，并經(jīng)分析，所述結(jié)晶凸起的化學(xué)成分為BN，其占材料總質(zhì)量的15 %。分別將上述多孔鎳氮化硼復(fù)合材料和現(xiàn)有的相同孔徑、密度為0. lg/cm3的泡沫鎳材料(對(duì)比例幻在5MPa的壓力下保持5分鐘時(shí)間，之后分別測(cè)量?jī)煞N材料的被壓縮變形量，檢測(cè)結(jié)果為上述實(shí)施例3的本發(fā)明的材料為15%，而對(duì)比例3材料則已斷裂。由此可表明上述多孔鎳氮化硼復(fù)合產(chǎn)品材料機(jī)械強(qiáng)度明顯好于現(xiàn)有的泡沫鎳產(chǎn)品。分別將上述實(shí)施例的本發(fā)明材料和對(duì)比例3的材料兩層疊加按HJ/T62-2001試驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)，上述實(shí)施例的本發(fā)明材料油煙去除效率為93%，風(fēng)速1. 5m/s，壓損彡40Pa。 對(duì)比例3的材料油煙去除效率為88%，風(fēng)速1. 5m/s，壓損彡351^。
權(quán)利要求
1.一種用于油煙分離及油汽分離的過(guò)濾材料，其特征在于呈三維網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)，以鐵、鎳、銅或其合金金屬構(gòu)成骨架基材，在基材骨架的網(wǎng)格肋條上有枝狀結(jié)晶凸起；過(guò)濾材料的孔隙率為95% 99%，孔徑為10 120PPI，并且0. 1≤過(guò)濾材料的密度< 0. 2g/cm3。
2.如權(quán)利要求1所述的用于油煙分離及油汽分離的過(guò)濾材料，其特征在于基材骨架的網(wǎng)格肋條上的枝狀結(jié)晶凸起的化學(xué)成分為SiC、A1203或BN，占過(guò)濾材料總質(zhì)量的5 30%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于油煙分離及油汽分離的過(guò)濾材料，呈三維網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)，以鐵、鎳、銅或其合金金屬構(gòu)成骨架基材，在基材骨架的網(wǎng)格肋條上有枝狀結(jié)晶凸起；過(guò)濾材料的孔隙率為95％～99％，孔徑為10～120PPI，并且0.1≤過(guò)濾材料的密度＜0.2g/cm3。本發(fā)明的過(guò)濾材料在確保機(jī)械強(qiáng)度的條件下，其密度可以更低，一方面既可減少過(guò)濾器重量，另一方面也可以降低材料成本；并且本發(fā)明的過(guò)濾材料的凈化效率也有明顯提高。
文檔編號(hào)B01D39/20GK102151439SQ20111004608
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者俞鈞, 馮金橋, 周小平, 朱濟(jì)群, 李秀琴, 洪志剛, 肖鑫, 蔣素斌, 謝紅雨, 譚水發(fā), 鄒超, 陽(yáng)保國(guó) 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙力元新材料有限責(zé)任公司