快速均匀涂覆方法技术

本发明专利技术涉及一种制备废气催化剂的方法。具体地讲，该方法描述了一种涂覆基材的方式，所述方式最终导致涂覆时间的减少。

Rapid and uniform coating method

The invention relates to a method for preparing exhaust gas catalyst. Specifically, the method describes a method of coating a substrate that ultimately leads to a decrease in coating time.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】快速均匀涂覆方法说明书本专利技术涉及一种制备废气催化剂的方法。具体地讲，该方法描述了一种涂覆基材的方式，所述方式最终导致涂覆时间的减少。在内燃机领域中众所周知，燃料燃烧是不完全的，并会产生污染物排放，如未燃烧的碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)和颗粒物(PM)。为改善空气质量，制定了排放限制法规，以减少来自固定应用和移动源的污染物排放。就客车这样的移动源来说，已经采取的主要措施能够实现污染物排放的减少。例如，改进燃料-空气混合的主要措施已大幅减少了污染物排放。然而，由于这些年以来推行更为严格的法规，使用非均相催化剂作为辅助措施在所难免。生产这些非均相催化剂的一个重要方面是，考虑到例如涂覆长度、施涂的涂料量、涂层均匀度、涂覆长度一致性和沿纵轴的涂层梯度，精确地涂覆所使用的基材。为实现该目的，截至目前已采用了若干种涂覆策略，试图有利地在尽可能短的时间内提供良好涂覆的整块主体。涂覆基材的一种可能是使其一侧上的开口与涂覆介质接触，然后向基材的相对侧施加真空，由此牵引液体涂覆介质穿过基材的开口(例如，通道)。如果只打算在所述通道的部分长度上涂覆，则由于通道与通道之间不可避免地产生单独的流动剖面，所以会出现不同通道的涂覆长度不同的不利现象。如果涂覆介质被克服重力的压力压入通道，则在完全或均匀涂覆通道的情况下，随后需要检查(通常借助传感器)液体何时在顶部出现。然而，在这种情况下，也可能导致在整料的通道内的不均匀的涂层。如果建立了例如快速涂覆，则载体涂料(washcoat)有可能以相当层流的方式穿透通道，并且载体涂料速度在基材中心处比在基材周边中更大。在这种情况下，在基材中间的载体涂料将在顶部出现并且首先被检测到，这导致部分地被涂覆的基材。由于速度快，还可能使载体涂料从基材顶部溅落，传感器可能检测到这种溅落并发出信号，这也有可能导致仅部分被涂覆的基材。在DE102010007499A1中，公开了优选的涂覆设备和方法，其中，圆柱形基材涂覆有液体涂覆介质，所述圆柱形基材各自具有两个端面、一个圆周表面和轴向长度L，其还由多个通道自第一端面横穿至第二端面。所考虑的设备具有填充了液体的气缸并具有活塞，其中所述填充了液体的气缸与罐连通，在所述罐内部以这样的方式布置位移主体：即，在活塞移动时，所述位移主体在液体作用下成比例地移动。所述罐与基材的涂覆装置连通，因此所述位移主体作用于液体涂覆介质，从而引起所述涂覆装置中液体涂覆介质的液位成比例地改变(参见该申请的图1)。两个传感器布置在所述涂覆装置中的同一高度上，以便检查涂覆室中浆料表面的位置是否已达到某个液位。为了加速涂覆过程，一个关键因素是涂覆液体可被送入基材的速度。该速度被定义为载体涂料浆料或液体介质前端沿其纵轴穿透基材的速度。在EP1180398A2中，公开了涂覆基材整料的方法，其中在实例1中提到3000L/h的涂覆速度。除了在该方法中使用克服重力的经典涂覆方法(其中涂覆速度在整料的涂覆长度上不改变，而是当吹制浆料在顶面附近上升时停止)的这一事实外，所提到的涂覆速度对于具有118.4mm的直径和约90％的空表面(没有壁朝向涂覆液体)的普通整料产品而言，换算为0.08m/s的涂覆速度。已经发现，在均匀涂覆用于生产废气净化催化剂(尤其是机动车辆使用的废气净化催化剂)的基材的方法中，所述基材为圆柱形基材，并且每个具有两个端面、一个圆周表面和轴向长度L，并且由携带克服重力的液体涂覆介质的多个通道从第一端面横穿至第二端面，其中对将液体涂覆介质从下方引入到基材中以这样的方式进行控制，使得从部分轴向长度朝向基材端部的涂覆速度与将液体涂覆介质初始引入基材中的速度相比减小，从而可实现涂覆时间的大幅缩短，同时与恒定速度的常规涂覆相比实现更好的涂覆性能。例如，已经发现，可以在相当大的程度上降低有关沿着基材纵轴的涂层中梯度的均匀性。涂覆速度的降低可由技术人员实现。例如，沿着基材纵轴的某一部分从下方开始以高速度涂覆基材的通道，然后根据选自以下的减速曲线类型减小新的载体涂料/液体涂覆介质的引入速度：线性、双曲线、抛物线、指数和对数曲线。在优选的涂覆方法中，在基材的一半已经用液体涂覆介质润湿之后才开始降低涂覆速度。更优选地，在开始根据上述限定的形状降低速度之前，仍以高速涂覆基材的纵向轴向长度的至少75％、最优选至少80％、首选至少90％。涂覆速度的降低由将液体涂覆介质首先引入基材中的速度和在液体涂覆介质出现在基材顶部(即，涂覆介质的引入停止)之前不久的有效速度限定。在优选的实施方案中，如果95％、优选97％、最优选98％的基材已经被液体涂覆介质涂覆，则到达在液体涂覆介质出现在基材顶部之前不久的点。在本专利技术方法的另一个有利方面，将液体涂覆介质初始引入到基材中时的涂覆速度是液体涂覆介质出现在基材顶部之前不久(例如在基材的涂覆长度的95％处)时的涂覆速度的至少两倍、更优选至少三倍、更优选至少四倍大小。在本专利技术方法的另一个有利方面，将液体涂覆介质初始引入到基材中时的涂覆速度是液体涂覆介质出现在基材顶部之前不久(例如在基材的涂覆长度的97％处)时的涂覆速度的至少两倍、更优选至少三倍、更优选至少四倍大小。在本专利技术方法的又一个有利方面，将液体涂覆介质初始引入到基材中时的涂覆速度是液体涂覆介质出现在基材顶部之前不久(例如在基材的涂覆长度的98％处)时的涂覆速度的至少两倍、更优选至少三倍、更优选至少四倍大小。在开始引入液体涂覆介质时的高涂覆速度的绝对值取决于待涂覆基材的类型，但高于或等于0.1m/s，更好地为0.2m/s，甚至更优选地为0.3m/s。上限仅由所使用的设备和基材给出，但可能不会超过0.5m/s，优选地为0.4m/s。在另一个优选的方面，本专利技术的方法被设计成使得恰好在将涂覆室或装置中的载体涂料或液体涂覆介质引入基材之前检查所述载体涂料或液体涂覆介质的涂覆高度。这给出了根据本专利技术可从该点开始完成对基材的涂覆的精确起始点。就相当准确地到达必须开始对涂覆减速的点而言，该精确的起始点非常重要。涂覆高度可通过技术人员已知的手段来检查。通常，使用选自由电传感器、视觉传感器、电容传感器、IR传感器和振动传感器构成的组中的某些传感器来监测液体涂覆介质的高度。在本方法的更优选方式中，在液体涂覆介质进入基材之前，通过电导率传感器检查涂覆装置中的涂覆高度(在这方面，参见DE102010007499A1的图1)。在本专利技术的非常优选的实施例中，涂覆装置中的涂覆高度由EP14171938.5中提及的传感器系统监测。一旦传感器检测到液体涂覆介质，就将信号提供给中央处理单元以限定快速涂覆的起始点。如已经指出的，根据本专利技术的液体涂覆介质的引入在涂覆浆料或液体涂覆介质出现在基材顶部时结束。这可通过技术人员已知的某些类型的传感器再次检验。特别地，在这方面可以优选地选择光学或超声类型的传感器(http://www.baumer.com或http://www.sick.com)。它们优选放置在基材上方，这有助于监测在基材顶部的液体涂覆介质的出现。一旦液体涂覆介质到达基材的顶部，就将信号提供给中央处理单元。优选地可以执行本专利技术的装置还可以包括中央处理单元，该中央处理单元基于由相应的传感器发送的信号而自动地转向本专利技术的涂覆方本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于均匀涂覆生产废气净化催化剂，尤其是机动车辆使用的废气净化催化剂的基材(1)的方法，所述基材为圆柱形基材并且每个具有两个端面、一个圆周表面和轴向长度L，并且由携带克服重力的液体涂覆介质的多个通道从第一端面横穿至第二端面，其中对将所述液体涂覆介质(113)从下方(7)引入到所述基材中以这样的方式进行控制，使得从部分所述轴向长度朝向所述基材的所述端面的涂覆速度与将所述液体涂覆介质初始引入所述基材(1)中的速度相比减小，并且其中在所述液体涂覆介质(113)进入所述基材之前，通过电导率传感器(4)检查涂覆室中的涂覆高度，并且在开始引入所述液体涂覆介质时的涂覆速度高于或等于0.1m/s，并且在所述基材的一半已经用所述液体涂覆介质润湿之后才开始降低涂覆速度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.29 EP PCT/EP2014/0708131.用于均匀涂覆生产废气净化催化剂，尤其是机动车辆使用的废气净化催化剂的基材(1)的方法，所述基材为圆柱形基材并且每个具有两个端面、一个圆周表面和轴向长度L，并且由携带克服重力的液体涂覆介质的多个通道从第一端面横穿至第二端面，其中对将所述液体涂覆介质(113)从下方(7)引入到所述基材中以这样的方式进行控制，使得从部分所述轴向长度朝向所述基材的所述端面的涂覆速度与将所述液体涂覆介质初始引入所述基材(1)中的速度相比减小，并且其中在所述液体涂覆介质(113)进入所述基材之前，通过电导率传感器(4)检查涂覆室中的涂覆高度，并且在开始引入所述液体涂覆介质时的涂覆速度高于或等于0.1m/s，并且在所述基材的一半已经用所述液体涂覆介质润湿之后才开始降低涂覆速度。2.根据权利要求1所述的方法，其中在将所述液体涂覆介质初始引入到所述基材中时的涂覆速度是在所述液体涂覆介质出现在所述基材(1)的顶部之前不久的涂覆速度的至少两倍大小。3.根据权利要求2所述的方法，其中将在所述基材的95％的点处的涂覆速度视为所述液体涂覆...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·马松，C·马伦塔克，
申请(专利权)人：优美科股份公司及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE