利用气相二氧化硅制备汽油车颗粒捕集器的方法技术

本发明专利技术涉及汽油车排气污染物后处理技术领域，具体涉及一种利用气相二氧化硅制备低压降、低膨胀系数堇青石质汽油车排气颗粒捕集器的方法。本发明专利技术的方法，包括下述的步骤：(1)干法混合无机原料，加入粘结剂；(2)捏合；(3)练制；(4)挤出，微波、烘干；(5)切割、烧结；(6)打孔、堵孔后入窑回烧。采用气相二氧化硅材料为原料捕集器，造孔效果显著，微孔连通性较好，因此能够降低捕集器的压降和热膨胀系数；同时气相二氧化硅可以替代普通二氧化硅，既达到了作为无机组分的作用，又起到了造孔效果，能够减少有机造孔剂的添加量；气相二氧化硅的使用不仅能够满足使用需求，同时降低了生产成本，提高了生产效率。

Preparation of Particle Catcher for Gasoline Vehicle by Gas-phase Silica

The invention relates to the technical field of aftertreatment of gasoline vehicle exhaust pollutants, in particular to a method for preparing cordierite gasoline vehicle exhaust particle trap with low pressure drop and low expansion coefficient by using gaseous silica. The method of the invention comprises the following steps: (1) dry mixing inorganic raw materials, adding binder; (2) kneading; (3) scouring; (4) extrusion, microwave and drying; (5) cutting and sintering; (6) burning back after drilling and blocking. The gas-phase silica material is used as the raw material for the trap, which has remarkable pore-forming effect and good micro-pore connectivity, so it can reduce the pressure drop and thermal expansion coefficient of the trap. At the same time, the gas-phase silica can replace the ordinary silica, which not only achieves the role as an inorganic component, but also plays a pore-forming effect, and can reduce the use of the organic pore-forming agent. It can not only meet the demand of use, but also reduce the production cost and improve the production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
利用气相二氧化硅制备汽油车颗粒捕集器的方法
本专利技术涉及汽油车排气污染物后处理
，具体涉及一种低压降、低膨胀系数堇青石材质汽油车排气颗粒捕集器的制备方法，尤其涉及利用气相二氧化硅制备低压降、低膨胀系数堇青石质汽油车排气颗粒捕集器的方法。
技术介绍
汽车数量的增加导致颗粒物排放数量的增加，灰霾天气日益严重。缸内直喷汽油机(GDI)因其较好的动力性、燃油经济性、驾驶性及排放等优点，得到越来越广泛的使用，但GDI内燃机气缸内混合气的浓度分布不均匀，直接引起颗粒物的大量形成和排放。随着环保法规的日益严格，汽油机颗粒物捕集器(GPF)是解决这一问题的最有效、最可靠的技术手段。汽油颗粒捕集器与柴油颗粒捕集器在结构上非常相似，这类捕集器一般设计成壁流式结构，孔道的进气端为开口模式，出气端通常用陶瓷堵塞水泥堵塞，使端面形成棋盘模式的堵塞格局，在废气通过捕集器进气道与相邻的出气道的多孔陶瓷壁时，将烟灰捕集在蜂窝状过滤体的多孔通道壁上，从而将烟灰从汽油机废气流中分离。这类捕集器对压降和过滤效率要求较高，而较低的压降是实现较高过滤效率的基础。捕集器中压降的来源主要为入口压力损失、流过孔道的摩擦损失、流过壁的压力损失、出口扩张压力损失四部分，流过壁的压力损失为主要压力损失。降低流过壁的压力损失就要求材料不仅具有多孔性，而且微孔连通性较好。因此，高孔隙率是GPF的一个非常关键的技术指标，一般在60％以上，这也是捕集器的开发生产上一个非常重要的技术难点。这是因为高孔隙率就意味着要添加更多的有机造孔剂，有机造孔剂的添加量是影响产品烧成合格率的一个非常重要因素。本申请人在改进并获得本专利技术的技术方案之前是使用普通二氧化硅作为原材料，通过添加有机造孔剂进行造孔。为了保证产品具有较低的压降，有机造孔剂添加量较多，而且有机造孔剂的分解温度较为集中，会导致坯体在烧成过程中容易着火，造成产品开裂。因此，为了改进上述的不足，即避免出现坯体在烧成过程中容易着火，造成产品开裂的现象，需要专利技术一种低压降和低热膨胀系数的捕集器。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种汽车尾气净化用蜂窝陶瓷基材，尤其涉及汽油车尾气中颗粒物净化用堇青石汽油颗粒捕集器制品，解决目前捕集器存在的高压降、高热膨胀系数的问题，同时解决制备捕集器过程中合格率较低的问题，显著降低了生产成本，提高了生产效率。本专利技术是通过下述的技术方案来实现的：利用气相二氧化硅制备汽油车颗粒捕集器，该捕集器是由以下的原料为主料制备所获得的：滑石；氧化铝，水合氧化铝，气相二氧化硅和/或二氧化硅中的至少一种、石墨、淀粉，粘结剂。本专利技术最大的特点是，上述的配方中，采用了气相二氧化硅，其优点是：气相二氧化硅是一种纯度高、比表面积大、耐高温、无毒无污染的绿色环保新材料，该材料因其疏松多孔的结构具有较为优异的造孔效果，同时该材料中二氧化硅的含量较高，二氧化硅也是组成堇青石材料的一种成份，所以，气相二氧化硅作为一种无机造孔剂，它的使用既达到了造孔目的，同时减少了造孔剂的用量，最重要的是显著提高了产品的烧成合格率，大大降低了生产成本，提高了生产效率。本专利技术人通过多次实验以及创造性劳动，将气相二氧化硅应用于本专利技术的捕集器的生产中，实现了一种材料两种功用，并且使所获得的捕集器产品具有低压降和低热膨胀系数的特点。具体的，上述的捕集器中，各原料用量的重量份数如下：滑石35～45份，高岭土a0～15份，高岭土b0～15份；高岭土a是：生高岭土；高岭土b是：煅烧高岭土；氧化铝10～35份；水合氧化铝0～25份；气相二氧化硅0～25份，二氧化硅0～25份；石墨5～15份，淀粉15～35份，粘结剂5～10份；气相二氧化硅和二氧化硅中，必定有一种存在，即气相二氧化硅和二氧化硅，两者的重量份数不能同时为0。上述的捕集器的孔隙率为60～70％。上述的利用气相二氧化硅制备汽油车颗粒捕集器的方法，包括以下的步骤：(1)干法混合滑石，氧化铝，水合氧化铝，气相二氧化硅，二氧化硅、石墨、淀粉，加入粘结剂；(2)捏合；(3)练制捏合的泥料成泥段；(4)带外皮挤出泥段，然后微波处理、烘干；(5)切割、烧结；(6)打孔、堵孔后入窑回烧；上述的利用气相二氧化硅制备汽油车颗粒捕集器的方法，包括以下的步骤：(1)干法混合滑石，高岭土a，高岭土b，氧化铝，水合氧化铝，气相二氧化硅，二氧化硅、石墨、淀粉，加入粘结剂；(2)捏合；(3)练制捏合的泥料成泥段；(4)带外皮挤出泥段，然后微波、烘干；(5)切割、烧结；(6)打孔、堵孔后入窑回烧。优选的，上述的步骤(1)采用干法混合如下的无机组分：35.0～45.0重量份的滑石，12～26重量份的氧化铝，6～18重量份的水合氧化铝，5～25重量份的气相二氧化硅，6～25重量份的二氧化硅；再取占无机组分总重量13～15％石墨、24～26％淀粉，加入到上述的无机组分中，得混合物料；最后加入粘结剂，粘结剂的加入量占混合物料总重量的8％；或者是在原料中加入高岭土，具体如下：(1)采用干法混合如下的无机组分：35.0～45.0重量份的滑石，12～26重量份的氧化铝，6～18重量份的水合氧化铝，5～25重量份的气相二氧化硅，6～25重量份的二氧化硅，0～15.0重量份的高岭土a，0～15.0重量份的高岭土b(高岭土a和高岭土b二者不同时为0)；再取占无机组分总重量13～15％的石墨、24～26％的淀粉，加入到上述的无机组分中，得混合物料；最后加入粘结剂，粘结剂的加入量占混合物料总重量的8％；(2)将混合完毕的原料置于捏合机器中加入总原料的28～32％重量水进行捏合6～8分钟，加入总原料0.8～1.2％重量的添加剂捏合8～12分钟。(3)练制步骤(2)中捏合的泥料成泥段。(4)将具有塑性的泥段挤出成蜂窝状结构，带外皮挤出，然后进行微波、烘干；(5)烘干后的坯体切割成固定高度后在1425～1445℃的高温中进行烧结；(6)烧结后的坯体进行打孔、堵孔后入窑回烧。作为一个优选的方案，本专利技术中利用气相二氧化硅制备汽油车颗粒捕集器的方法，包括下述的步骤：(1)采用干法混合如下的无机组分：40.47重量份的滑石，8重量份的高岭土a，18.93重量份的氧化铝，15重量份的水合氧化铝，9.6重量份的二氧化硅，8重量份的气相二氧化硅；再取占无机组分总重量14％石墨、25％淀粉，加入到上述的无机组分中，得混合物料；最后加入粘结剂，粘结剂的加入量占混合物料总重量的8％；(2)将混合完毕的原料置于捏合机器中加入总原料的30％重量水进行捏合7分钟，加入总原料1％重量的添加剂捏合10分钟；(3)练制步骤(2)中捏合的泥料成泥段；(4)将具有塑性的泥段挤出成蜂窝状结构，带外皮挤出，然后进行微波、烘干；(5)烘干后的坯体切割成固定高度后在1425～1445℃的高温中进行烧结；(6)烧结后的坯体进行打孔、堵孔后入窑回烧。作为另一个优选的方案，利用气相二氧化硅制备汽油车颗粒捕集器的方法，包括下述的步骤：(1)采用干法混合如下的无机组分：40.99重量份的滑石，22.38重量份的氧化铝，15重量份的水合氧化铝，15.63重量份的二氧化硅，6重量份的气相二氧化硅；再取占无机组分总重量14％石墨、25％淀粉，加入到上述的无机组分中，得混合物料；最后加入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用气相二氧化硅制备汽油车颗粒捕集器，其特征在于，该捕集器是由以下的原料为主料制备所获得的：滑石；氧化铝，水合氧化铝，气相二氧化硅和/或二氧化硅中的至少一种、石墨、淀粉，粘结剂。

【技术特征摘要】
1.利用气相二氧化硅制备汽油车颗粒捕集器，其特征在于，该捕集器是由以下的原料为主料制备所获得的：滑石；氧化铝，水合氧化铝，气相二氧化硅和/或二氧化硅中的至少一种、石墨、淀粉，粘结剂。2.如权利要求1所述的利用气相二氧化硅制备汽油车颗粒捕集器，其特征在于，各原料用量的重量份数如下：滑石35～45份，高岭土a0～15份，高岭土b0～15份；高岭土a是：生高岭土；高岭土b是：煅烧高岭土；氧化铝10～35份；水合氧化铝0～25份；气相二氧化硅0～25份，二氧化硅0～25份；石墨5～15份，淀粉15～35份，粘结剂5～10份；气相二氧化硅和二氧化硅中，必定有一种存在。3.如权利要求1所述的利用气相二氧化硅制备汽油车颗粒捕集器，其特征在于，该捕集器的孔隙率为60～70％。4.如权利要求1所述的利用气相二氧化硅制备汽油车颗粒捕集器的方法，包括以下的步骤：(1)干法混合滑石，氧化铝，水合氧化铝，气相二氧化硅，二氧化硅、石墨、淀粉，加入粘结剂；(2)捏合；(3)练制捏合的泥料成泥段；(4)带外皮挤出泥段，然后微波处理、烘干；(5)切割、烧结；(6)打孔、堵孔后入窑回烧；或者是：(1)干法混合滑石，高岭土a，高岭土b，氧化铝，水合氧化铝，气相二氧化硅，二氧化硅、石墨、淀粉，加入粘结剂；(2)捏合；(3)练制捏合的泥料成泥段；(4)带外皮挤出泥段，然后微波处理、烘干；(5)切割、烧结；(6)打孔、堵孔后入窑回烧。5.如权利要求4所述的利用气相二氧化硅制备汽油车颗粒捕集器的方法，其特征在于：(1)采用干法混合如下的无机组分：35.0～45.0重量份的滑石，12～26重量份的氧化铝，6～18重量份的水合氧化铝，5～25重量份的气相二氧化硅，6～25重量份的二氧化硅；再取占无机组分总重量13～15％的石墨、24～26％的淀粉，加入到上述的无机组分中，得混合物料；最后加入粘结剂，粘结剂的加入量占混合物料总重量的8％；或者是：(1)采用干法混合如下的无机组分：35.0～45.0重量份的滑石，12～26重量份的氧化铝，6～18重量份的水合氧化铝，5～25重量份的气相二氧化硅，6～25重量份的二氧化硅，0～15.0重量份的高岭土a，0～15.0重量份的高岭土b；再取占无机组分总重量13～15％的石墨、24～26％的淀粉，加入到上述的无机组分中，得混合物料；最后加入粘结剂，粘结剂的加入量占混合物料总重量的8％。6.如权利要求4所述的利用气相二氧化硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：程国园，潘吉庆，张兆合，刘洪月，黄妃慧，王勇伟，
申请(专利权)人：重庆奥福精细陶瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50