一种柴油机碳烟颗粒净化DPF用蜂窝陶瓷载体制造技术

本发明专利技术公开了一种柴油机碳烟颗粒净化DPF用蜂窝陶瓷载体，包括主体料、拼接料和封孔料；制备方法包括：制备主体泥料；将主体泥料挤压成型，干燥后切割成正方块体，经过真空感应炉烧结得到蜂窝单体；蜂窝陶瓷单体经过高度切割加工后用拼接泥料粘结成蜂窝陶瓷拼接体，微波干燥至拼接泥料完全干透，外圆加工后，在蜂窝陶瓷拼接体的侧壁上用拼接泥料覆盖形成外皮层，微波干燥至外皮层完全干透；用封孔泥料对蜂窝陶瓷端面进行交叉间隔封孔，微波干燥，经过600℃烘烤得到柴油机碳烟颗粒净化DPF用蜂窝陶瓷载体。本发明专利技术提供的柴油机碳烟颗粒净化DPF用蜂窝陶瓷载体具有显气孔率高，比表面积大，耐火温度高、机械强度强的优点。

A honeycomb ceramic carrier for DPF purification of soot particles in diesel engine

The invention discloses a honeycomb ceramic carrier for diesel engine soot particle purification DPF, which comprises a main material, a splicing material and a sealing material; a preparation method comprises: preparing the main body mud; extruding and molding the main body mud, cutting it into a square block after drying, and sintering the honeycomb ceramic monomer through a vacuum induction furnace; Honeycomb ceramic splices were bonded with spliced mud after high cutting, dried by microwave until the spliced mud was completely dry. After cylindrical processing, the outer layer was covered with spliced mud on the side wall of the honeycomb ceramic splices and dried by microwave until the outer layer was completely dry. The honeycomb ceramic carrier for DPF purification of diesel soot particles was obtained by sealing, microwave drying and baking at 600 C. The honeycomb ceramic carrier for purifying DPF by diesel soot particles has the advantages of high apparent porosity, large specific surface area, high refractory temperature and strong mechanical strength.

【技术实现步骤摘要】
一种柴油机碳烟颗粒净化DPF用蜂窝陶瓷载体
本专利技术涉及蜂窝陶瓷载体制备领域，尤其涉及一种柴油机碳烟颗粒净化DPF用蜂窝陶瓷载体。
技术介绍
柴油机排气的有害成分主要有CO，HC，NO和硫化物、颗粒物及臭味等。因为柴油机混合气较稀，平均空燃比大于理论空燃比，其CO．HC的排放明显低于其他类型车辆。但柴油机NO、颗粒物排放却很突出，特别是颗粒物的排放远高于其他类型车辆，有试验表明柴油机颗粒物的排放是汽油机的数十倍。颗粒物上凝聚和吸附了相当多的有机物和无机物，包括有毒重金属、酸性氧化物等，这些颗粒可在空气中漂浮多达几十天，有害物质随颗粒物进人人体肺部，并有可能透过肺泡进入血液，引起呼吸系统生病、损伤肺、致癌、使人视力下降等。随着能源危机和环境污染的日益严重，人们逐渐认识到提高柴油机技术水平是当今保持汽车大批量、低成本生产，解决环保与节能双重压力的最有效、最经济的手段之一。但柴油机颗粒物的排放较严重，颗粒过滤器是减少颗粒排放的最有效的装置。颗粒过滤器通常为圆筒形，直接串联在排气管路中。根据过滤器的结构不同，可将颗粒过滤器分为整体式及非整体式两大类。整体式过滤器的滤芯为整体蜂窝状，常用堇青石制成。两端面孔道的进、排气孔间隔地用陶瓷塞堵住。排气经过细微多孔的壁时，颗粒被截住。蜂窝陶瓷与一般陶瓷相比，具有比表面积大、低热膨胀性、耐热冲击、耐腐蚀等特性。其材质目前主要有堇青石，钛酸铝，莫来石，刚玉及复合型等。碳化硅陶瓷不仅具备多孔陶瓷的优良性能，还具有好的传热性及热稳定性、高强度、抗氧化和耐高温性等物化性能，蜂窝状碳化硅陶瓷载体可以应用在高温气体净化器、柴油机排放的固体颗粒过滤器、汽车尾气的催化剂载体等领域，在现代工业具有广阔的应用前景。多孔陶瓷大多采用有机物造孔或原位反应来造孔或发泡造孔，需加入大量的有机物，这虽然造孔效果理想，但许多造孔方法无法兼顾造孔与致密的关系，往往导致气孔率较高，但显气孔率即连通气孔的比例不高，且气孔率高的时候强度太低，无法满足应用对强度的要求。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种柴油机碳烟颗粒净化DPF用蜂窝陶瓷载体，本专利技术提供的柴油机碳烟颗粒净化DPF用蜂窝陶瓷载体显气孔率高，比表面积大，机械强度高。本专利技术提供了一种柴油机碳烟颗粒净化DPF用蜂窝陶瓷载体，包括主体料、拼接料和封孔料，将主体料混合，捏合、陈腐、真空练泥得到主体泥料；将拼接料、封孔料分别混合、练泥得到拼接泥料、封孔泥料；将主体泥料挤压成型，得到湿蜂窝单体，干燥后切割成正方块体，经过真空感应炉烧结得到蜂窝单体；烧结所得的蜂窝陶瓷单体经过高度切割加工后用拼接泥料将蜂窝单体粘结成蜂窝陶瓷拼接体，微波干燥至拼接泥料完全干透，然后进行外圆加工，加工后在蜂窝陶瓷拼接体的侧壁上，用拼接泥料覆盖形成外皮层，微波干燥至外皮层完全干透；用封孔泥料对蜂窝陶瓷端面进行交叉间隔封孔，微波干燥，最后经过600℃烘烤得到柴油机碳烟颗粒净化DPF用蜂窝陶瓷载体；所述主体料的原料按重量份包括：碳化硅粉50-60份、碳化硅细粉30-35份、碳化硼3-5份、二氧化硅1-2份、变性淀粉3-8份、甲基纤维素5-10份、聚乙烯吡咯烷酮2-3份、水70-80份；所述拼接料的原料按重量份包括：碳化硅细粉65-75份、二氧化硅3-5份、甲基纤维素8-12份、硅铝溶胶30-40份；所述封孔料的原料按重量份包括：碳化硅粉60-70份、二氧化硅2-3份、甲基纤维素3-6份、硅铝溶胶20-25份；其中碳化硅粉的粒径为140-160μm，碳化硅微粉的粒径为3-7μm，碳化硼的粒径为4-6μm，二氧化硅的粒径为4-6μm。优选地，变性淀粉的原料按重量份包括：玉米淀粉28-30份、六偏磷酸钠0.3-0.5份、次氯酸钠1-2份、N，N’-亚甲基双丙烯酰胺0.5-0.7份、质量分数为2%-3%的盐酸溶液30-35份。优选地，变性淀粉的制备方法包括以下步骤：步骤一：将玉米淀粉加入到质量分数为2%-3%的盐酸溶液中，将溶液温度升高至70-80℃，搅拌反应45-55分钟，得到溶液A；步骤二、将步骤一中得到的溶液A的温度降低至45-55℃，加入六偏磷酸钠、次氯酸钠，保持温度搅拌反应4-5小时，再加入N，N’-亚甲基双丙烯酰胺保持温度搅拌反应1.5-2小时，真空干燥至含水量为10%-13%，粉碎得到变性淀粉。优选地，变性淀粉的制备方法步骤一中，溶液温度升高的速度为8-10℃/min。优选地，变性淀粉的制备方法步骤二中，溶液A温度降低的降温速度为5-7℃/min。优选地，变性淀粉的制备方法步骤二中，真空干燥的温度为50-60℃。本专利技术还提供了该种柴油机碳烟颗粒净化DPF用蜂窝陶瓷载体的制备方法，包括以下步骤：S1、将主体料中碳化硅粉、碳化硅细粉、碳化硼、二氧化硅混合均匀，得到混合料；S2、将主体料中甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、变性淀粉加入到水中，搅拌均匀得到添加剂溶液；S3、将S1中得到的混合料与S2中得到的添加剂溶液混合，搅拌均匀后经过机械捏合、陈腐、真空练泥得到主体泥料；S4、将S3中得到的主体泥料挤压成型，得到湿蜂窝单体，将湿蜂窝单体微波干燥至含水量小于2%，切割成横断面为边长为30-40mm的正方形的块体，烧结得到蜂窝单体；S5、将拼接料中碳化硅细粉、二氧化硅、甲基纤维素、硅铝溶胶混合均匀，练泥得到拼接泥料；将封孔料中碳化硅粉、二氧化硅、甲基纤维素、硅铝溶胶混合均匀，练泥得到封孔泥料；S6、用S5中得到的拼接泥料将S4中得到的蜂窝单体粘结成蜂窝陶瓷拼接体，将蜂窝陶瓷拼接体微波干燥至拼接泥料完全干透；S7、对S6中微波干燥后的蜂窝陶瓷拼接体进行外圆加工，在外圆加工后的蜂窝陶瓷拼接体的侧壁上，用拼接泥料覆盖形成外皮层，微波干燥至外皮层完全干透；S8、用S5中得到的封孔泥料对蜂窝陶瓷端面进行交叉间隔封孔，微波干燥3-5分钟，得到柴油机碳烟颗粒净化DPF用蜂窝陶瓷载体。优选地，S3中陈腐的温度为15-25℃，时间为43-48h。优选地，S4中使用真空感应炉烧结，高纯氩气为保护气体，烧结温度为1800-2100℃，时间为6-8小时。优选地，S6中相邻蜂窝单体间拼接泥料的厚度为0.5-1.5mm。优选地，S7中外皮层的厚度为1-1.5mm。本专利技术提供的柴油机碳烟颗粒净化DPF用蜂窝陶瓷载体的主体材料以碳化硅为主，碳化硼、二氧化硅为助剂，甲基纤维素为粘结剂、变性淀粉为造孔剂，通过配料、机械捏合、陈腐、真空练泥、烧结等方法，生产出显气孔率高、耐高温性强、机械强度高的碳化硅蜂窝陶瓷，是汽车尾气净化载体、高温过滤、热交换理想的材料，尤其适宜作柴油机碳烟颗粒净化DPF用蜂窝陶瓷载体使用。本专利技术提供的柴油机碳烟颗粒净化DPF用蜂窝陶瓷载体的制备方法简单，采用变性淀粉为造孔剂，造孔效果理想，并且得到的蜂窝陶瓷载体机械强度高，可以达到20MPa以上；变性淀粉的制备方法简单，添加量较少，原料成本低；采用拼接技术可以制备不同尺寸和形状的蜂窝陶瓷载体。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1本专利技术提供了一种柴油机碳烟颗粒净化DPF用蜂窝陶瓷载体，包括主体料、拼接料和封孔料，将主体料混合，捏合、陈腐、真空练泥得到主体泥料；将拼接料、封孔料分别混合、练泥得到拼接泥料、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柴油机碳烟颗粒净化DPF用蜂窝陶瓷载体，其特征在于，包括主体料、拼接料和封孔料，将主体料混合，捏合、陈腐、真空练泥得到主体泥料；将拼接料、封孔料分别混合、练泥得到拼接泥料、封孔泥料；将主体泥料挤压成型，得到湿蜂窝单体，干燥后切割成正方块体，经过真空感应炉烧结得到蜂窝单体；烧结所得的蜂窝陶瓷单体经过高度切割加工后用拼接泥料将蜂窝单体粘结成蜂窝陶瓷拼接体，微波干燥至拼接泥料完全干透，然后进行外圆加工，加工后在蜂窝陶瓷拼接体的侧壁上，用拼接泥料覆盖形成外皮层，微波干燥至外皮层完全干透；用封孔泥料对蜂窝陶瓷端面进行交叉间隔封孔，微波干燥，最后经过600℃烘烤得到柴油机碳烟颗粒净化DPF用蜂窝陶瓷载体；所述主体料的原料按重量份包括：碳化硅粉50‑60份、碳化硅细粉30‑35份、碳化硼3‑5份、二氧化硅1‑2份、变性淀粉3‑8份、甲基纤维素5‑10份、聚乙烯吡咯烷酮2‑3份、水70‑80份；所述拼接料的原料按重量份包括：碳化硅细粉65‑75份、二氧化硅3‑5份、甲基纤维素8‑12份、硅铝溶胶30‑40份；所述封孔料的原料按重量份包括：碳化硅粉60‑70份、二氧化硅2‑3份、甲基纤维素3‑6份、硅铝溶胶20‑25份；其中碳化硅粉的粒径为140‑160μm，碳化硅微粉的粒径为3‑7μm，碳化硼的粒径为4‑6μm，二氧化硅的粒径为4‑6μm。...

【技术特征摘要】
1.一种柴油机碳烟颗粒净化DPF用蜂窝陶瓷载体，其特征在于，包括主体料、拼接料和封孔料，将主体料混合，捏合、陈腐、真空练泥得到主体泥料；将拼接料、封孔料分别混合、练泥得到拼接泥料、封孔泥料；将主体泥料挤压成型，得到湿蜂窝单体，干燥后切割成正方块体，经过真空感应炉烧结得到蜂窝单体；烧结所得的蜂窝陶瓷单体经过高度切割加工后用拼接泥料将蜂窝单体粘结成蜂窝陶瓷拼接体，微波干燥至拼接泥料完全干透，然后进行外圆加工，加工后在蜂窝陶瓷拼接体的侧壁上，用拼接泥料覆盖形成外皮层，微波干燥至外皮层完全干透；用封孔泥料对蜂窝陶瓷端面进行交叉间隔封孔，微波干燥，最后经过600℃烘烤得到柴油机碳烟颗粒净化DPF用蜂窝陶瓷载体；所述主体料的原料按重量份包括：碳化硅粉50-60份、碳化硅细粉30-35份、碳化硼3-5份、二氧化硅1-2份、变性淀粉3-8份、甲基纤维素5-10份、聚乙烯吡咯烷酮2-3份、水70-80份；所述拼接料的原料按重量份包括：碳化硅细粉65-75份、二氧化硅3-5份、甲基纤维素8-12份、硅铝溶胶30-40份；所述封孔料的原料按重量份包括：碳化硅粉60-70份、二氧化硅2-3份、甲基纤维素3-6份、硅铝溶胶20-25份；其中碳化硅粉的粒径为140-160μm，碳化硅微粉的粒径为3-7μm，碳化硼的粒径为4-6μm，二氧化硅的粒径为4-6μm。2.根据权利要求1所述的一种柴油机碳烟颗粒净化DPF用蜂窝陶瓷载体，其特征在于，所述变性淀粉的原料按重量份包括：玉米淀粉28-30份、六偏磷酸钠0.3-0.5份、次氯酸钠1-2份、N，N’-亚甲基双丙烯酰胺0.5-0.7份、质量分数为2%-3%的盐酸溶液30-35份。3.根据权利要求2所述的一种柴油机碳烟颗粒净化DPF用蜂窝陶瓷载体，其特征在于，所述变性淀粉的制备方法包括以下步骤：步骤一：将玉米淀粉加入到质量分数为2%-3%的盐酸溶液中，将溶液温度升高至70-80℃，搅拌反应45-55分钟，得到溶液A；步骤二、将步骤一中得到的溶液A的温度降低至45-55℃，加入六偏磷酸钠、次氯酸钠，保持温度搅拌反应4-5小时，再加入N，N’-亚甲基双丙烯酰胺保持温度搅拌反应1.5-2小时，真空干燥至含水量为10%-13%，粉碎得到变性淀粉。4.根据权利要求3所述的一种柴油机碳烟颗粒净化D...

【专利技术属性】
技术研发人员：李高升，于永启，张靖，
申请(专利权)人：安徽中都环宇新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34