CN105080216A - 一种金属蚀刻网和金属纤维网复合滤网的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种金属蚀刻网和金属纤维网复合滤网的制备方法，包括以下步骤：在蚀刻机中加入蚀刻液，将金属基材放入蚀刻机中进行喷淋蚀刻，蚀刻液的温度为35-45℃，喷淋压力为25-35kg/cm2；蚀刻后的金属网先用碱溶液中和清洗，中和多余的酸性蚀刻液，再用自来水清洗，洗净残留化学药剂；将蚀刻金属网和金属纤维网叠放在一起后用二辊扎机中压制，并放入真空度为1.0x10-2Pa、温度1000~1250℃条件下进行真空烧结6~10小时，烧结后用氮气快速冷却至室温得到复合滤网；检查上述复合滤网的孔径，发现不符合产品要求的进行二次加工。与现有技术相比，本发明制备的复合滤网过滤精度高，过滤精度可以达到0.2um；耐高温、耐腐蚀、抗热震、耐低温、性能优异，使用温度可以达到900摄氏度。

Description

一种金属蚀刻网和金属纤维网复合滤网的制备方法
技术领域
本发明涉及一种金属蚀刻网和金属纤维网复合滤网的制备方法，用于化工、冶金等过程的过滤用的金属蚀刻网与金属纤维毡复合材料的制备。
背景技术
自20世纪20年代以来，高分子科学与技术的发展极为迅猛，高分子材料、特别是合成高分子材料由于其具有的优异性能，已经在信息、生命等新技术领域中发挥着重要的作用。现在高分子材料以大量取代了金属、木材、陶瓷、等材料，人类应用高分子材料的比重正在逐年上升。
膜分离技术以其高效、节能及无污染等特点，已经广泛有效的应用于石油化工、生物制药、医疗卫生、食品加工等高分子净化领域，在短短的时间内快速发展起来，形成了独立的新兴技术产业。据不完全统计，目前世界上膜分离技术市场规模超过百亿美元，并以每年14~30%的速度迅速增长。
从材质上分，膜可以有机膜和无机膜。无机膜通常采用陶瓷或者金属材料制作。陶瓷膜和金属膜的共同特点是耐高温、高压、耐腐蚀，在很多领域发挥了不可替代的作用。例如，在石油化工的催化裂化过程中使用金属膜或者陶瓷膜回收昂贵的催化剂；核电发电厂从高温气体中回收核废料颗粒也用到金属膜或者陶瓷膜。有机高分子膜的使用寿命相对较短，频繁的更换无疑会增加个人的劳动强度和生产成本，在高分子材料过滤领域中，金属膜和陶瓷膜都是首选的过滤材料，其他材料难以取代。陶瓷膜的缺点是作为高温过滤领域时，它的封装比较困难。金属膜的封装可以通过焊接轻而易举的解决，金属膜韧性好，不容易发生突然破裂。金属膜的厚度可以做的更薄一些，有效的节约成本，提高过滤精度。
目前传统的金属膜的过滤精度大多在微米级的范围，很难制作分离精度达到亚微米级，且容易堵塞过滤孔，不易清洗；另外耐高温性能最好的有机高分子膜（PTFE）的极限温度最多达到250摄氏度，不适合一些特殊工作环境。
发明内容
本发明的目的是要提供一种金属蚀刻网和金属纤维网复合滤网的制备方法。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
一种金属蚀刻网和金属纤维网复合滤网的制备方法，包括以下步骤：
1）在蚀刻机中加入蚀刻液，将金属基材放入蚀刻机中进行喷淋蚀刻，蚀刻液的温度为35-45℃，喷淋压力为25-35kg/cm2；
2）蚀刻后的金属网先用碱溶液中和清洗，中和多余的酸性蚀刻液，再用自来水清洗，洗净残留化学药剂；
3）将蚀刻金属网和金属纤维网叠放在一起后用二辊扎机中压制，并放入真空度为1.0x10-2Pa、温度1000~1250℃条件下进行真空烧结6~10小时，烧结后用氮气快速冷却至室温得到复合滤网；
4）检查上述复合滤网的孔径，发现不符合产品要求的进行二次加工。
作为优选，所述的步骤1）中的金属基材为不锈钢、铝和铜中的一种或多种组合的合金。
作为优选，所述的步骤1）中的蚀刻液由氯化铁、盐酸、磷酸、硝酸、缓蚀剂和表面活性剂组成，所述缓蚀剂为六次甲基四胺、乙二胺、三乙醇胺和十七酰胺中的至少一种；表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和十二烷基醇酰胺中的一种或两种。
作为优选，所述蚀刻液的配方为：氯化铁的含量为325-912g/L，盐酸的含量为80-180mL/L，磷酸的含量为80-220mL/L，硝酸的含量为75-150mL/L，缓蚀剂的含量为50-800mg/L，表面活性剂的含量为1-200mg/L。
与现有技术相比，本发明有益效果：
1.本发明制备的复合滤网的金属微孔孔径与孔隙易于控制,用于过滤时的过滤精度高。本产品过滤精度可以达到0.2um。
2.本发明制备的复合滤网耐高温、耐腐蚀、抗热震、耐低温、性能优异，适宜在较高或超低的工作温度和耐热冲击环境下长期工作。金属膜的使用温度可以达到900摄氏度，甚至超过1000摄氏度。
3.本发明制备的复合滤网的金属微孔孔径、空隙度、渗透性能可通过反吹、高温热处理、化学溶剂、燃烧和超声波振动等多种途径的清洗再生方式,洗涤性能好,从而延长了使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
一种金属蚀刻网和金属纤维网复合滤网的制备方法，包括以下步骤：
1）在蚀刻机中加入蚀刻液，将金属基材放入蚀刻机中进行喷淋蚀刻，蚀刻液的温度为35-45℃，喷淋压力为25-35kg/cm2；蚀刻液由氯化铁、盐酸、磷酸、硝酸、缓蚀剂和表面活性剂组成，所述缓蚀剂为六次甲基四胺、乙二胺、三乙醇胺和十七酰胺中的至少一种；表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和十二烷基醇酰胺中的一种或两种，蚀刻液的配方为：氯化铁的含量为325-912g/L，盐酸的含量为80-180mL/L，磷酸的含量为80-220mL/L，硝酸的含量为75-150mL/L，缓蚀剂的含量为50-800mg/L，表面活性剂的含量为1-200mg/L。
蚀刻原理：
金属为不锈钢，金属蚀刻液与不锈钢的蚀刻原理为：
2Fe3++Fe＝＝3Fe2+，
4Fe+10HNO3＝＝4Fe(NO3)2+N2O+5H2O，
Fe+2HCl＝＝FeCl2+2H2↑，
3Fe+2H3PO4＝＝Fe3(PO4)2+3H2↑。
Fe在盐酸和硝酸中极易被腐蚀，为保证腐蚀后得到较好的底面效果，需要适当添加H3PO4和缓蚀剂以改善蚀刻后的底部效果；H3PO4作为重要的辅助腐蚀材料用于调节腐蚀速度和降低金属的表面粗糙度。
金属为铝合金，金属化学蚀刻液与铝合金的蚀刻原理为：
Fe3++3Al+6H+＝＝Fe+3Al3++3H2↑，
2Al+6HCl＝＝2AlCl3+3H2↑，
2Al+6HNO3＝＝2Al(NO3)3+3H2↑，
2Al+2H3PO4＝＝2AlPO4+3H2↑。
由于盐酸中Cl-的强活化作用加上Fe3+的强氧化性，药液对铝合金的腐蚀很快，为了得到更好的底面效果，需要在盐酸中添加H3PO4和缓蚀剂。H3PO4作为重要的辅助腐蚀材料用于调节腐蚀速度和降低金属的表面粗糙度。添加少量的HNO3能够提高药液对于铝材的蚀刻速率。
2）蚀刻后的金属网先用碱溶液中和清洗，中和多余的酸性蚀刻液，再用自来水清洗，洗净残留化学药剂；
3）将蚀刻金属网和金属纤维网叠放在一起后用二辊扎机中压制，并放入真空度为1.0x10-2Pa、温度1000~1250℃条件下进行真空烧结6~10小时，烧结后用氮气快速冷却至室温得到复合滤网；烧结得到的复合滤网由不同孔径层形成孔梯度，可控制得到极高的过滤精度和更大的纳污量。具有三维网状，多孔结构，孔隙率高，表面积大，孔径大小分布均匀等特点，能连续保持过滤网布的过滤作用。由于以上结构和特性，使得复合膜能够有效地弥补金属网易堵、易损的弱点，能够弥补粉末过滤产品易碎、流量小的不足，具有普通滤纸、滤布不能相媲美的耐温、耐压的特点，因而生产的复合膜是理想的耐高温、耐腐蚀、高精度的过滤材料。
4）检查上述复合滤网的孔径，发现不符合产品要求的进行二次加工。。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种金属蚀刻网和金属纤维网复合滤网的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在蚀刻机中加入蚀刻液，将金属基材放入蚀刻机中进行喷淋蚀刻，蚀刻液的温度为35-45℃，喷淋压力为25-35kg/cm2；
蚀刻后的金属网先用碱溶液中和清洗，中和多余的酸性蚀刻液，再用自来水清洗，洗净残留化学药剂；
将蚀刻金属网和金属纤维网叠放在一起后用二辊扎机中压制，并放入真空度为1.0x10-2Pa、温度1000~1250℃条件下进行真空烧结6~10小时，烧结后用氮气快速冷却至室温得到复合滤网；
检查上述复合滤网的孔径，发现不符合产品要求的进行二次加工。
2.根据权利要求1所述的金属蚀刻网和金属纤维网复合滤网的制备方法，其特征在于：所述的步骤1）中的金属基材为不锈钢、铝和铜中的一种或多种组合的合金。
3.根据权利要求1所述的金属蚀刻网和金属纤维网复合滤网的制备方法，其特征在于：所述的步骤1）中的蚀刻液由氯化铁、盐酸、磷酸、硝酸、缓蚀剂和表面活性剂组成，所述缓蚀剂为六次甲基四胺、乙二胺、三乙醇胺和十七酰胺中的至少一种；表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和十二烷基醇酰胺中的一种或两种。
4.根据权利要求3所述的金属蚀刻网和金属纤维网复合滤网的制备方法，其特征在于，所述蚀刻液的配方为：氯化铁的含量为325-912g/L，盐酸的含量为80-180mL/L，磷酸的含量为80-220mL/L，硝酸的含量为75-150mL/L，缓蚀剂的含量为50-800mg/L，表面活性剂的含量为1-200mg/L。
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