利用催化剂组分涂覆衬底的方法技术

一种利用包括催化剂组分的液体涂覆衬底的方法，所述衬底包括多个通道，其中，所述方法包括：(a)竖向地保持所述衬底；(b)通过所述衬底的下端处的通道的开口端将所述液体引入所述衬底；以及(c)在所述衬底的下端已被部分地填充有所述液体之后，向所述衬底的上端处的通道的开口端施加真空，同时将所述液体引入所述衬底。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用催化剂组分涂覆衬底的方法
本专利技术涉及利用包括催化剂组分的液体涂覆衬底的方法。经涂覆的衬底用于排放控制装置，排放控制装置处理或从内燃机产生的废气中去除污染物。本专利技术还涉及利用包括催化剂组分的液体涂覆衬底的设备。
技术介绍
用于处理活动和静止应用中的内燃机废气的排放控制装置(例如，催化器，诸如三元催化器或柴油机氧化催化器)通常包括经包括催化剂组分的液体涂覆的衬底(例如，蜂窝状整体式衬底)。在涂覆过程中可出现问题，这可取决于待涂覆衬底的特性(例如，通道尺寸、构成衬底的材料及其多孔性)和用于形成涂层的液体的特性(例如，流变能力)。排放控制装置的制造商已经研制了解决这些问题的各种方法和设备。WO99/47260描述了一种涂覆整体式支撑件的方法，包括步骤：(a)将容纳装置放置在支撑件之上，(b)将预定量的液体组分配给到所述容纳装置中，以先(a)后(b)的顺序执行或以先(b)后(a)的顺序执行，(c)通过施加压力或真空，将所述液体组分抽吸到支撑件的至少一部分中，并且使几乎所有所述量都保留在所述支撑件内。WO2011/080525描述了一种利用包括催化剂组分的液体涂覆包括多个通道的蜂窝状整体式衬底的方法，所述方法包括步骤：(i)大体竖向地保持蜂窝状整体式衬底；(ii)经由衬底下端处的通道的开口端将预定量的液体引入衬底中；(iii)将引入的液体密封地保留在衬底内；(iv)颠倒包含保留的液体的衬底；以及(v)在衬底的颠倒的下端处向衬底的通道的开口端施加真空，以沿衬底的通道抽吸液体。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人研制出了利用包括催化剂组分的液体自动地精确涂覆衬底的方法和设备。具体地，所述方法和设备可利用液体将衬底的通道壁均匀地涂覆至预定长度，并且最小化通道的涂覆长度之间的变化。本专利技术的方法还容许优异的分布控制和对剂量长度的控制。所述方法和设备可用于应用具有较宽浓度范围的液体。通常，现有技术中用于涂覆衬底的方法仅当与粘度在特定范围内的液体一起使用时才能给出良好的结果，该范围通常是较窄的粘度范围(这通常被称作“载体涂料处理窗口”)。因此，需要修改特定方法中使用的载体涂料的配方，从而使得它将具有落在该方法的“载体涂料处理窗口”内的粘度。所述方法和设备可在较宽的载体涂料处理窗口上提供良好的结果。它容许在不修改载体涂料配方的情况下将较宽浓度范围的载体涂料涂覆到衬底上。本专利技术提供一种利用包括催化剂组分的液体涂覆衬底的方法，所述衬底包括多个通道，其中，所述方法包括：(a)竖向地保持所述衬底；(b)经由或通过所述衬底的下端处的通道的开口端将所述液体引入所述衬底；以及(c)在所述衬底的下端已被部分地填充有所述液体时或之后，向所述衬底的上端处的通道的开口端施加真空，同时将所述液体引入所述衬底。本专利技术还提供用于执行所述方法的设备。本专利技术的一个方面涉及一种利用包括催化剂组分的液体涂覆衬底的设备，所述衬底包括多个通道，其中，所述设备包括：(a)用于竖向地保持所述衬底的装置；(b)用于经由或通过所述衬底的下端处的通道的开口端将所述液体引入所述衬底的装置；(c)在所述衬底的下端已被部分地填充有所述液体时用于触发真空的装置；以及(d)用于向所述衬底的上端处的所述通道的开口端施加真空的装置。本专利技术的另一方面涉及利用包括催化剂组分的液体涂覆衬底的设备的使用方法。附图说明图1示出用于执行本专利技术的方法的设备的剖面。图2包含(A)X射线图像和(B)已经利用根据本专利技术的方法涂覆的壁流式过滤衬底的视图。图3包含(A)X射线图像和(B)已经利用一种方法涂覆的壁流式过滤衬底的视图，其中，(i)液体已被引入衬底下端，并且(ii)在引入液体之后，向衬底上端施加真空之前，存在短的停顿。具体实施方式用于处理或去除内燃机产生的废气中的污染物的排放控制装置在本领域中是周知的。这类装置通常包括利用催化剂组分涂覆的衬底。本专利技术用于制备这类装置。本专利技术涉及利用包括催化剂组分的液体涂覆衬底。应该理解，“催化剂组分”不限于在涉及废气的污染物组分(例如，CO、HC或NOx)的反应中具有催化活性的化学化合物或材料。用语“催化剂组分”包含通常应用于催化器或排放控制装置所包括的载体涂料中的任何组分。例如，催化剂组分可涉及能够存储或吸收NOx或碳氢化合物的材料。但是，“催化剂组分”优选本身具有催化活性。包括催化剂组分的液体为本领域技术人员已知并且包括：铂族金属化合物(诸如铂、钯、铑化合物)的水溶液、用于沉积吸收衬底上的NOx的化合物的碱金属和碱土金属的水溶液及其他组分，诸如过渡金属(例如，铁、铜、钒、铈)的化合物和过渡金属催化促进剂化合物；包括颗粒催化剂支撑材料(诸如，氧化铝、二氧化铈、二氧化钛、氧化锆、氧化硅-氧化铝和沸石)并可选地支撑上述铂族金属或过渡金属中的一个或多个的载体涂料浆料；以及包含被支撑的金属化合物的结合体和上述金属化合物的水溶液的载体涂料浆料。这类液体还可包括相关的酸、有机化合物增稠剂等，以提高配制材料的催化活性化学性质从而符合所得催化剂的计划目标，和/或提高液体的粘度和流变能力。液体可以是溶液或悬浮液，但通常液体是悬浮液。通过本专利技术，已经可以成功地利用粘度为约100cP至1000cP以上(在20℃下在BrookfieldRVDVII+ExtraPro粘度计上利用SC4-27锭子以50rpm锭子速率测量的)的液体涂覆衬底。本专利技术的方法和设备可用于涂覆衬底，其中，液体仅覆盖通道长度的一部分(即，小于通道的轴向长度)。在实践中，通常反复执行本专利技术的方法，诸如通过利用自动化设备，如本专利技术的设备。通常，方法的步骤(a)包括利用用于保持衬底的装置竖向地保持衬底。在本专利技术的方法或设备中，“用于保持衬底的装置”也可指“衬底托架”。一般地，方法的步骤(a)包括大体竖向地保持衬底。本专利技术的设备通常包括用于大体竖向地保持衬底的装置。用于保持衬底的装置可支撑外表面，诸如衬底的一端或一侧的外表面(即，当衬底定向为使得通道的开口端处于下端和/或上端处时)。优选地，用于保持衬底的装置支撑衬底一侧的外表面。通常，用于保持衬底的装置包括用于接纳衬底下端的外壳。并非所有衬底都具有常规的圆形剖面，并且一些具有椭圆形或跑道形、斜椭圆或其他不对称剖面。无论衬底具有何种剖面，都可利用常规方法或技术采用合适塑形的外壳来接纳衬底。可手动地或自动地将衬底插入用于保持衬底的装置(例如，衬底托架)。优选地，自动地将衬底插入用于保持衬底的装置。本专利技术的设备可包括用于将衬底插入(例如，自动地插入)用于保持衬底的装置的“拾放”装置(例如，机器人“拾放”装置)。在本专利技术的方法中，步骤(a)包括(a1)拾取衬底(例如，利用“拾放”装置)和(a3)竖向地保持衬底(例如，利用用于保持衬底的装置或衬底托架)。优选地，步骤(a)包括(a1)拾取衬底，(a2)将衬底插入用于保持衬底的装置，以及之后的(a3)利用用于保持衬底的装置竖向地保持衬底。更优选地，步骤(a)包括(a1)拾取衬底，(a2)将衬底插入用于接纳衬底下端的外壳，以及之后的(a3)利用用于保持衬底的装置(诸如，可充气箍)竖向地保持衬底。一般地，用于保持衬底的装置包括用于与衬底的外表面接触和/或接合的至少一个可充气箍。每个可充气箍可在衬底周围形成液密或气密密封。在本专利技术的方法中，步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用包括催化剂组分的液体涂覆衬底的方法，所述衬底包括多个通道，其中，所述方法包括：(a)竖向地保持所述衬底；(b)通过所述衬底的下端处的通道的开口端将所述液体引入所述衬底；以及(c)在所述衬底的下端已被部分地填充有所述液体之后，向所述衬底的上端处的通道的开口端施加真空，同时将所述液体引入所述衬底。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.28 GB 1311615.7;2013.06.03 US 61/830,2331.一种利用包括催化剂组分的液体涂覆衬底的方法，所述衬底包括多个通道，其中，所述方法包括：(a)竖向地保持所述衬底；(b)通过利用活塞将所述液体推动或注射通过所述衬底的下端处的通道的开口端而将所述液体连续引入所述衬底；以及(c)在所述衬底的下端已被部分地填充有所述液体之后，向所述衬底的上端处的通道的开口端施加真空，同时在步骤(b)中将所述液体连续引入所述衬底。2.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(b)包括通过所述衬底的下端处的所述通道的开口端将预定量的所述液体引入所述衬底。3.如权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(b)包括：(b2’)通过所述衬底的下端处的所述通道的开口端将所述液体引入所述衬底，直到所述衬底的下端被部分地填充有所述液体为止；以及(b2”)通过所述通道的开口端将所述液体引入所述衬底，直到预定量的所述液体已被引入所述衬底为止。4.如权利要求3所述的方法，其中，步骤(b)包括通过利用活塞推动或注射所述液体使其通过所述衬底的下端处的所述通道的开口端来将所述液体引入所述衬底，而不向所述衬底的上端处的所述通道的开口端施加真空，直到所述衬底的下端部分地填充有所述液体为止。5.如权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(b)包括利用往复运动的活塞通过所述衬底的下端处的所述通道的开口端来将所述液体推动或注射到所述衬底中，其中，所述往复运动的活塞在从(i)所述活塞收回的第一位置移动到(ii)所述活塞毗邻所述衬底的下端的第二位置时将所述液体推动或注射到所述衬底中。6.如权利要求5所述的方法，其中，所述往复运动的活塞是在外壳内的往复运动活塞，并且在所述第一位置，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·M·博茨，R·B·福特纳，D·A·罗伯茨，R·P·罗斯，D·L·特罗兰，
申请(专利权)人：庄信万丰股份有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB