成形制品及其制备方法技术

技术编号:12020438 阅读:63 留言:0更新日期:2015-09-09 17:53
一种用于分离设备的成形制品可通过下述来制备:形成包括填料材料、纤维材料和无机粘合剂的批料混合物,以及将该批料混合物成形为成形的结构。纤维材料的D50可大于或等于约4微米。填料材料和纤维材料合计每100重量份计,该批料混合物可分别包括大于或等于约60重量份且小于或等于约98重量份的填料材料,大于或等于约2重量份且小于或等于约40重量份的纤维材料,和大于或等于约10重量份且小于或等于约50重量份无机粘合剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 背景 本申请根据35U.S.C. § 119要求2012年12月28日提交的美国临时申请系列第 61/746649号的优先权,本文以该申请的内容为基础并通过引用纳入其全文。
本专利技术总体涉及成形制品,具体来说,涉及用于分离设备的成形制品。
技术介绍
各种分离应用使用设备来过滤加工气流。这些分离设备可具有使用活性材料涂覆 的成形基材,该活性材料可吸附、催化加工气流中包含的物质或与之反应。例如,有些CO 2 捕集应用使用由吸附材料形成蜂窝体、丸或整体件制品来降低气流中的CO2浓度。这些制 品中有些可通过烧结过程来制备,烧结温度通常至少约1200°c。但是,在这些温度下烧结 需要过量的能量,且可能需要特殊设备。此外,烧结的制品必须由通常非常昂贵的耐火材料 形成。 因此,本领域需要可在较低温度下制备的用于分离设备的成形制品。 概述 本文所述的实施方式涉及用于分离设备的成形制品。根据一种实施方式,用于分 离设备的成形制品可通过下述方法来制备,所述方法可包括形成批料混合物,该批料混合 物可包括填料材料、纤维材料和无机粘合剂的,以及将该批料混合物成形为成形的结构。 纤维材料的D 5tl可大于或等于约4微米,且平均长径比大于或等于约2:1且小于或等于约 20:1。填料材料和纤维材料合计每100重量份计,该批料混合物可包括大于或等于约60重 量份且小于或等于约98重量份填料材料。填料材料和纤维材料合计每100重量份计,该批 料混合物可包括大于或等于约2重量份且小于或等于约40重量份纤维材料。填料材料和 纤维材料合计每100重量份计,该批料混合物可包括大于或等于约10重量份和小于或等于 约50重量份无机粘合剂。 在另一种实施方式中,用于分离设备的蜂窝体制品可通过下述方法制备,所述方 法可包括形成批料混合物,该批料混合物可包括填料材料、纤维材料、无机粘合剂和有机粘 合剂,把该批料混合物成形为蜂窝体结构。纤维材料的D 5tl可大于或等于约4微米,且平均 长径比大于或等于约2:1且小于或等于约20:1。填料材料和纤维材料合计每100重量份 计,该批料混合物可包括大于或等于约60重量份和小于或等于约98重量份填料材料。填 料材料和纤维材料合计每100重量份计,该批料混合物可包括大于或等于约2重量份且小 于或等于约40重量份纤维材料。填料材料和纤维材料合计每100重量份计,该批料混合物 可包括大于或等于约10重量份且小于或等于约50重量份无机粘合剂。填料材料和纤维材 料合计每100重量份计,该批料混合物可包括大于或等于约1重量份且小于或等于约12重 量份有机粘合剂。 还在另一种实施方式中,成形制品可包括成形制品,其可包括填料材料、纤维材料 和无机粘合剂,其中:所述成形制品可用于分离设备。纤维材料的D5tl可大于或等于约4 微米,且平均长径比大于或等于约2:1且小于或等于约20:1。填料材料和纤维材料合计每 100重量份计,该成形制品可包括大于或等于约60重量份且小于或等于约98重量份填料材 料。填料材料和纤维材料合计每100重量份计,该成形制品可包括大于或等于约2重量份 且小于或等于约40重量份纤维材料。填料材料和纤维材料合计每100重量份计,该成形制 品可包括大于或等于约10重量份且小于或等于约50重量份无机粘合剂。 在以下的详细描述中提出了本专利技术实施方式的其他特征和优点,其中的部分特征 和优点是本领域的技术人员根据所作描述能显见,或者通过实施本文描述的实施方式能认 识到的,这些描述包括下文的详细描述、权利要求书以及附图。 应理解,前面的一般性描述和以下的详细描述介绍了各种实施方式,这些用来提 供理解要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各种实施方 式的进一步的理解,附图被纳入本说明书中并构成说明书的一部分。附图以图示形式说明 了本文所述的各种实施方式,并与说明书一起用来解释要求保护的主题的原理和操作。 附图简要说明 图1示意性地显示根据本文所示和所述的一种或多种实施方式的蜂窝体制品的 结构; 图2图形化显示根据本文所示和所述的一种或更多种实施方式的填料材料的粒 度分布; 图3图形化显示根据本文所示和所述的一种或更多种实施方式的纤维材料的粒 度分布; 图4图形化显示根据本文所示和所述的一种或更多种实施方式制备的多种样品 的断裂模量; 图5图形化显示根据本文所示和所述的一种或更多种实施方式制备的多种样品 的比表面积;和 图6图形化显示根据本文所示和所述的一种或更多种实施方式制备的多种样品 的断裂模量。 详细描述 下面详细述及用于分离设备的成形制品的各种实施方式,这些实施方式的例子在 附图中示出。在有可能时,在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。 在一种实施方式中,如本文所述,通常可通过形成批料混合物并使所述批料混合物成形, 例如通过挤出,来制备成形制品。批料混合物可通过把填料材料、纤维材料和无机粘合剂与 可塑剂例如水混合来形成。可挤出批料混合物,且在挤出之后可任选地在非烧结温度例如 等于或低于约1000°c下加热该成形制品。或者,成形制品可适于应用,而不用加热成形制 品。成形制品可用于分离设备,用于从流体流分离一种或更多种化学物质。例如,蜂窝体 制品可用作基材,并可用活性材料涂覆,该活性材料对于加工气流中接触的物质而言是化 学反应性的、催化性的或吸附性的。或者,蜂窝体制品的填料材料可包括活性材料,从而 活性材料是成形基材的一部分。下面将结合附图更详细地描述成形制品以及用于制备成形 制品的方法。 成形制品可成形为任意合适的形状,包括但不限于:整体件(monolithic)、蜂 窝、螺旋缠绕、球体、丸状、圆柱形、三叶形(trilobe)、车轮(wagonwheel)、环状、迷你件 (minilith)、泡沫、板(平、弯、波纹)和/或组合。在一种实施方式中,成形制品可具有蜂 窝体结构。例如,现在参考图1,示意性地显示由本文所述的组合物形成的蜂窝体制品100。 蜂窝体制品100通常包含蜂窝体,所述蜂窝体具有在第一端102和第二端104之间延伸的 多条孔通道101。所述制品100的蜂窝体结构可包括多条基本平行的孔通道101,所述孔通 道由在所述第一端102和第二端104之间延伸的交叉的孔道壁106形成,并且至少部分地 由该孔道壁限定。所述蜂窝体制品100还可以包括外皮,所述外皮围绕所述多条孔通道形 成,并包围所述多条孔通道。所述外皮可以在形成孔道壁106的过程中挤出形成,或者可以 在之后的加工过程中作为后施加的外皮而形成,例如通过将外皮粘结剂施加于孔道的周边 部分而形成。 在一个实施方式中,所述多条平行的孔通道101的截面通常分别是正方形的。但 是,在其他实施方式中,制品中的多条平行的孔通道可具有其它截面构型,包括矩形、圆形、 椭圆形、三角形、八边形、六边形和/或它们的组合。 尽管图1描述了蜂窝体制品100,其中部分或全部通道是被堵塞的,但是应理解, 在替代实施方式中,蜂窝体制品的所有通道可以是未被堵塞的,例如当将所述多孔陶瓷蜂 窝体制品用作催化流通型基材时。 成形制品可通常通过形成批料混合物和把该批料混合物成形为成形的结构来制 备。在各种实施方式中,批料混合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备用于分离设备的成形制品的方法,所述方法包括:形成包括填料材料、纤维材料和无机粘合剂的批料混合物;和将该批料混合物成形为成形的结构,其中:纤维材料的D50大于或等于约4微米,平均长径比大于或等于约2:1且小于或等于约20:1;填料材料和纤维材料合计每100重量份计,该批料混合物包括大于或等于约60重量份且小于或等于约98重量份填料材料;填料材料和纤维材料合计每100重量份计,该批料混合物包括大于或等于约2重量份且小于或等于约40重量份纤维材料;和填料材料和纤维材料合计每100重量份计,该批料混合物包括大于或等于约10重量份且小于或等于约50重量份无机粘合剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:S·B·奥冈伍米H·K·萨尔马E·M·惠勒
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

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