制造多孔陶瓷制品的方法技术

揭示了制造陶瓷制品的方法，以及降低制造陶瓷制品过程期间的挤出压力的方法。方法包括：混合陶瓷批料组合物，所述陶瓷批料组合物包含的直链淀粉与支链淀粉的直链淀粉：支链淀粉比例是约30:70至约95:5，以及将陶瓷批料组合物挤出通过挤出模头以形成经挤出的生坯陶瓷制品。

A method of making porous ceramic products

A method for manufacturing ceramic products and a method for reducing extrusion pressure during manufacturing ceramic products are disclosed. The methods include: mixed ceramic batch composition, the amylose and amylopectin amylose containing amylose and amylopectin in the ceramic batch composition: the proportion of amylopectin is about 30:70 to about 95:5, and the ceramic batch composition is extruded through the extrusion die to form the extruded green ceramic products.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造多孔陶瓷制品的方法相关申请的交叉引用本申请要求2015年11月30日提交的美国临时申请系列第62/261119号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。技术背景
多孔陶瓷制品用于促进气体和流体的过滤以去除不合乎希望的组分。例如，已知多孔陶瓷蜂窝制品从发动机过滤废气，之后从经过过滤的废气释放到大气中。此外，陶瓷制品可用作基材和支撑催化剂。在形成陶瓷制品，诸如碳化硅、堇青石、多铝红柱石、氧化铝或钛酸铝制品时，通过混合各种无机和有机组分来制备陶瓷批料组合物。为了形成陶瓷制品，在混合了陶瓷批料组分之后，可以将陶瓷批料组合物进料通过挤出模头。
技术实现思路
在一个方面中，形成陶瓷的混合物(或者“陶瓷批料组合物”，这两个术语在本文中都表示会包含陶瓷的组分和/或形成陶瓷的组分的混合物，它们可以形成为生坯物品并在烧制之后经过烧结或反应性烧结以得到陶瓷物品或产品)包括一种或多种淀粉，所述淀粉的总平均直链淀粉含量大于或等于淀粉总重量的35％，以及制造生坯物品和多孔陶瓷体的方法。在另一个方面中，本文揭示了制造陶瓷制品的方法，包括：混合陶瓷批料组合物，所述陶瓷批料组合物包含直链淀粉和支链淀粉，其中，所述陶瓷批料的直链淀粉：支链淀粉之比是约5:95至约95:5；将陶瓷批料组合物挤出通过挤出模头，以形成经挤出的生坯陶瓷制品；以及对经挤出的生坯陶瓷制品进行干燥。在各种实施方式中，直链淀粉：支链淀粉之比是约20:80至约80:20。在其他实施方式中，陶瓷批料组合物包括至少一种淀粉，其包括的直链淀粉与支链淀粉之比是约5:95至约95:5，例如约20:80至约80:20。在其他实施方式中，所述至少一种淀粉选自：天然淀粉、经交联的淀粉和轻度交联淀粉，例如玉米、大米或土豆淀粉。所述至少一种淀粉存在的量可以最高至约20重量％，相对于陶瓷批料的总重计，作为超添加。在其他实施方式中，该方法还包括测量将陶瓷批料挤出通过挤出模头所需的压力量。在其他实施方式中，该方法还包括在测量了压力之后，调节陶瓷批料的直链淀粉：支链淀粉之比。在各种实施方式中，本公开还涉及降低制造陶瓷制品过程中的挤出压力的方法，其包括：混合陶瓷批料组合物，所述陶瓷批料组合物包含直链淀粉和支链淀粉，其中，所述陶瓷批料的直链淀粉：支链淀粉之比是约35:65至约95:5；将陶瓷批料组合物挤出通过挤出模头，以形成经挤出的生坯陶瓷制品；测量挤出步骤的挤出压力；以及调节陶瓷批料组合物中的直链淀粉：支链淀粉之比。所述至少一种淀粉存在的量可以最高至约20重量％，相对于陶瓷批料的总重计，作为超添加。在其他实施方式中，该方法包括用压力传感器测量压力量。在其他实施方式中，该方法还包括在测量了压力之后，通过至少具有不同直链淀粉：支链淀粉之比的至少一种淀粉，来调节陶瓷批料的直链淀粉：支链淀粉之比。在以下的详细描述中提出了所要求保护的本专利技术的附加特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言根据所作描述即容易理解，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的所要求保护的本专利技术而被认识。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都表示本文的各种实施方式，用来提供对于权利要求的性质和特性的总体理解或框架性理解。包括的附图提供了对本文的进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图以图示形式说明了本文的各种实施方式，并与说明书一起用来解释本文的原理和操作。附图说明包含附图用来帮助进一步理解本专利技术，结合在本说明书中并构成本说明书的一部分，附图与说明书一起用来解释本专利技术的原理。图1表示各种淀粉的直链淀粉含量对于壁阻响应(walldragresponse)的影响图。图2表示各种淀粉品种和它们对应的壁阻响应图。图3表示各种淀粉品种和它们对应的粒度图。具体实施方式本文揭示了形成陶瓷的混合物(或者“陶瓷批料组合物”，这两个术语在本文中都表示会包含陶瓷的组分和/或形成陶瓷的组分的混合物，它们可以形成为生坯物品并在烧制之后经过烧结或反应性烧结以得到陶瓷物品或产品)，其包括一种或多种淀粉，所述淀粉的总平均直链淀粉含量大于或等于淀粉总重量的35％，还揭示了从此类形成陶瓷的混合物制造生坯物品和多孔陶瓷体的方法。此类形成陶瓷的混合物可以在方法中实践用于降低挤出陶瓷批料组合物所需的压力量，以及实践用于制造多孔陶瓷制品的方法。可用于根据本公开的示例性方法的陶瓷批料组合物包括一种或多种淀粉，其具有大于或等于35％的总平均直链淀粉含量，以淀粉的总重量计。因此，在一些实施方式中，形成陶瓷的混合物可以含有单一淀粉(或淀粉类型)或者两种或更多种淀粉的组合物，它们使得淀粉的总直链淀粉含量(总平均值)大于或等于35重量％，在一些实施方式中大于或等于50重量％，在一些实施方式中大于或等于70重量％，以及在一些实施方式中大于或等于80重量％，以总淀粉含量的重量计。在一些实施方式中，淀粉中的至少一种(或者如果仅有一种的话，淀粉)的中值粒度小于15.0微米，以及在一些实施方式中小于10.0微米，以及在一些实施方式中5.0-15.0微米，以及在一些实施方式中，5.0-10.0微米。在一些实施方式中，所述一种或多种淀粉选自：玉米淀粉、大米淀粉、土豆淀粉，及其组合。因此，在一些实施方式中，形成陶瓷的混合物可以包括单一淀粉(例如，玉米淀粉)或者多种淀粉(例如，多种玉米淀粉或者例如玉米淀粉和大米淀粉)。在一些实施方式中，可以通过如下方式实现淀粉的高的总直链淀粉含量：一种或多种高直链淀粉含量的淀粉，或者一种或多种高直链淀粉含量的淀粉与一种或多种低直链淀粉含量的淀粉的组合。如本文所用，高直链淀粉含量玉米是对于该特定淀粉，直链淀粉含量大于或等于35％(余下主要是支链淀粉(如果不是全部都是支链淀粉的话))，以及低直链淀粉含量玉米是对于该特定淀粉，直链淀粉含量小于35％。因此，可以通过如下方式调节形成陶瓷的混合物的总平均直链淀粉含量：选择较多或较少量的一种或多种分别具有某一单独直链淀粉含量的淀粉，从而增加或降低批料的总直链淀粉含量。在一些示例性实施方式中，形成陶瓷的混合物中的一种或多种淀粉(例如，一种或多种高直链淀粉淀粉)可以经过交联的和/或经过疏水性处理以及非交联的(其可以经过或者未经过疏水性处理)。将陶瓷批料组合物进料通过挤出机所需的压力量以及可以使得组合物被推动通过模头的速率(“进料速率”)受到各种参数的限制，例如，组合物的粘度和当组合物移动通过挤出模头时遭受到的“壁阻”。可以从各种组分选择成孔剂，当它们在烧制被烧掉时，留下空穴或“孔”，在陶瓷制品中形成孔，从而提供具有高孔隙度的陶瓷制品。使用淀粉是因为它们是成本有效的，并且能够实现调节基材/过滤器设计以符合各种要求。具有特定直链淀粉与支链淀粉之比的淀粉可以提供具有如下流变学性质的陶瓷批料组合物，该流变学性质能够实现降低挤出陶瓷批料组合物所需的压力量，和实现降低陶瓷批料组合物通过挤出模头的壁阻，从而可以增加能够挤出陶瓷批料组合物的进料速率。根据各种实施方式，具有较高直链淀粉含量的淀粉可以提供挤出过程中陶瓷批料组合物的壁阻下降。如本文所用，术语“较高直链淀粉含量”和“较高直链淀粉”等旨在表示直链淀粉含量相对于支链淀粉含量的相对增加。例如，这可以表示淀粉的直链淀粉：支链本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造陶瓷制品的方法，所述方法包括：混合陶瓷批料组合物，所述陶瓷批料组合物包含直链淀粉和支链淀粉，其中，所述陶瓷批料组合物的直链淀粉：支链淀粉之比是约35:65至约95:5；将陶瓷批料组合物挤出通过挤出模头，以形成经挤出的生坯陶瓷制品；以及对经挤出的生坯陶瓷制品进行干燥。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.30 US 62/261,1191.一种制造陶瓷制品的方法，所述方法包括：混合陶瓷批料组合物，所述陶瓷批料组合物包含直链淀粉和支链淀粉，其中，所述陶瓷批料组合物的直链淀粉：支链淀粉之比是约35:65至约95:5；将陶瓷批料组合物挤出通过挤出模头，以形成经挤出的生坯陶瓷制品；以及对经挤出的生坯陶瓷制品进行干燥。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，陶瓷批料组合物的直链淀粉：支链淀粉之比是约40:60至约80:20。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，陶瓷批料组合物包括至少一种淀粉，所述至少一种淀粉包含直链淀粉和支链淀粉，且直链淀粉：支链淀粉之比是约40:60至约80:20。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少一种淀粉选自玉米淀粉、大米淀粉或土豆淀粉。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少一种淀粉选自天然淀粉。6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少一种淀粉选自经过交联的淀粉。7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少一种淀粉存在的量最高至约20重量％，相对于陶瓷批料组合物的总重计，作为超添加。8.如权利要求1所述的方法，该方法还包括测量将陶瓷批料挤出通过挤出模头所需的压力量。9.如权利要求8所述的方法，该方法还包括在测量了压力之后，调节陶瓷批料组合物的直链淀粉：支链淀粉之比。10.一种降低制造陶瓷制品的过程期间的挤出压力的方法，所述方法包括：混合第一陶瓷批料组合物，所述陶瓷批料组合物包含直链淀粉和支链淀粉，且直链淀粉：支链淀粉之...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·J·布郎芬布伦纳，M·J·拉曼，M·A·路易斯，P·J·穆雷，D·L·杉利，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US