涂层材料、外周涂层碳化硅系蜂窝结构体及对碳化硅系蜂窝结构体的外周进行涂覆的方法技术

本发明专利技术提供一种涂层材料、外周涂层碳化硅系蜂窝结构体及对碳化硅系蜂窝结构体的外周进行涂覆的方法，有效地抑制了干燥·热处理时在外周涂层发生开裂。该涂层材料是碳化硅系蜂窝结构体用涂层材料，其包含20～75质量％的陶瓷粉末(A)，该陶瓷粉末(A)作为化学成分包含55～95质量％的碳化硅、以及5～30质量％的二氧化硅。

Coating materials, external coating silicon carbide honeycomb structure and method of coating the external circumference of silicon carbide honeycomb structure

【技术实现步骤摘要】
涂层材料、外周涂层碳化硅系蜂窝结构体及对碳化硅系蜂窝结构体的外周进行涂覆的方法
本专利技术涉及涂层材料、外周涂层碳化硅系蜂窝结构体、以及对碳化硅系蜂窝结构体的外周进行涂覆的方法。特别涉及能够有效地抑制干燥·热处理时在外周涂层发生开裂的涂层材料、外周涂层碳化硅系蜂窝结构体、以及对碳化硅系蜂窝结构体的外周进行涂覆的方法。
技术介绍
作为用于对汽车的废气中的氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)等有害物质进行净化的催化剂的负载部件、以及用于对废气中的微粒进行捕集的过滤器，使用由耐热性陶瓷形成的蜂窝结构体。陶瓷蜂窝结构体由于隔壁薄，且具有高气孔率，所以机械强度小。因此，出于弥补强度并防止破损的目的，将包含陶瓷粉末的浆料(以下称为涂层材料)涂布于经磨削而具有恒定直径的蜂窝结构体(隔室结构体)的外周，进行干燥或烧成，设置外壁(例如参照专利文献1～2)。在将涂层材料涂布于蜂窝结构体的外周并进行干燥时，有时因涂层材料表面收缩与内部收缩的差异而发生开裂。外壁的开裂会导致陶瓷蜂窝结构体的强度降低，在将催化剂负载于外壁的情况下，构成催化剂液从裂纹漏出的原因。因此，在涂层材料的干燥工序中，通常监视涂层材料是否发生开裂等，并由人工进行修正作业(重新涂布)。针对该问题，专利文献3公开了如下内容：通过采用涂层材料中所包含的无机粒子的D90/D10为5～50、D10为50μm以下、D90为4μm以上的蜂窝结构体用涂层材料，抑制了制造工序中的缩孔(基材以条状或者小孔状暴露于涂层材料的现象)、以及漏涂。另外，专利文献4公开了如下内容：通过使用平均粒径为23～39μm、粒度分布宽度为15～33的陶瓷粉末骨料等，抑制了干燥工序中的干燥开裂。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平5-269388号公报专利文献2：日本特许第2604876号公报专利文献3：国际公开第2009/014200号专利文献4：日本特许第5345502号公报
技术实现思路
然而，专利文献3公开的方法中，作为涂层材料，大量(30质量％)地采用RCF(耐火性陶瓷纤维)，因此，存在成本高的问题，所以不适合大量生产。另外，该涂层材料与蜂窝结构体的热膨胀系数之差较大(根据测算，蜂窝结构体的热膨胀系数为4.6ppm/K，而涂层材料的热膨胀系数为3.2ppm/K。)，有可能对耐热冲击性造成影响。另外，专利文献4公开的方法中，虽然干燥温度为100℃，但是，在该温度下处于作为无机粘接材料而使用的胶体二氧化硅进行可逆的水吸附·脱附的状态，有可能对耐水性、耐化学性造成影响。另外，作为涂层材料，不含因激光而显色的显色成分(SiC、TiO2等)，因此，具有无法利用激光标记形成针对化学处理及热处理的耐受性优异的印字的问题。本专利技术是考虑上述问题而实施的，其课题在于，提供一种有效地抑制干燥·热处理时在外周涂层发生开裂的涂层材料、外周涂层碳化硅系蜂窝结构体、以及对碳化硅系蜂窝结构体的外周进行涂覆的方法。本专利技术的专利技术人进行了潜心研究，结果发现，通过作为碳化硅系蜂窝结构体用涂层材料使用具有特定组成的涂层材料，能够解决上述课题。即，如下确定本专利技术。(1)一种涂层材料，其是碳化硅系蜂窝结构体用涂层材料，所述涂层材料的特征在于，所述涂层材料包含20～75质量％的陶瓷粉末(A)，该陶瓷粉末(A)作为化学成分包含55～95质量％的碳化硅、以及5～30质量％的二氧化硅。(2)根据(1)所述的涂层材料，其特征在于，所述陶瓷粉末(A)的利用激光衍射·散射法进行的粒度分布测定中的体积基准D50为8～30μm。(3)根据(1)或(2)所述的涂层材料，其特征在于，所述陶瓷粉末(A)的利用激光衍射·散射法进行的粒度分布测定中的体积基准D10为1～4μm，D90为20～75μm(其中，D90＞D50。)。(4)根据(1)～(3)中的任意一项所述的涂层材料，其特征在于，所述陶瓷粉末(A)为所述碳化硅系蜂窝结构体的磨削屑或粉碎粉。(5)根据(1)～(4)中的任意一项所述的涂层材料，其特征在于，所述涂层材料还包含20～50质量％的白色或淡色的陶瓷粉末(B)。(6)根据(1)～(5)中的任意一项所述的涂层材料，其特征在于，所述陶瓷粉末(B)为从由堇青石、氮化硅、氧化铝、多铝红柱石、氧化锆、磷酸锆、二氧化钛以及钛酸铝构成的组中选择的至少一种。(7)根据(1)～(6)中的任意一项所述的涂层材料，其特征在于，所述陶瓷粉末(B)的利用激光衍射·散射法进行的粒度分布测定中的体积基准D50为1～40μm。(8)根据(1)～(7)中的任意一项所述的涂层材料，其特征在于，将所述涂层材料于600℃干燥30分钟后的热膨胀系数与所述碳化硅蜂窝结构体的热膨胀系数之比为0.8～1.1。(9)根据(1)～(8)中的任意一项所述的涂层材料，其特征在于，所述涂层材料还包含0.1～4质量％的含有有机物的中空粒子，所述中空粒子的利用激光衍射·散射法进行的粒度分布测定中的体积基准D50为35～55μm。(10)一种外周涂层碳化硅系蜂窝结构体，其具有：碳化硅系蜂窝结构体、以及将所述碳化硅系蜂窝结构体的外周覆盖的外周涂层，所述外周涂层碳化硅系蜂窝结构体的特征在于，所述外周涂层包含20～75质量％的陶瓷粉末(A)，该陶瓷粉末(A)作为化学成分包含55～95质量％的碳化硅、以及5～30质量％的二氧化硅。(11)根据(10)所述的外周涂层碳化硅系蜂窝结构体，其特征在于，所述陶瓷粉末(A)的组成与所述碳化硅系蜂窝结构体的组成相同。(12)根据(10)或(11)所述的外周涂层碳化硅系蜂窝结构体，其特征在于，所述外周涂层的热膨胀系数与所述碳化硅系蜂窝结构体的热膨胀系数之比为0.8～1.1。(13)一种方法，其是对碳化硅系蜂窝结构体的外周进行涂覆的方法，所述方法的特征在于，包括以下工序：将(1)～(9)中的任意一项所述的涂层材料涂布于所述碳化硅系蜂窝结构体的外周并使所涂布的所述涂层材料干燥而形成外周涂层的工序。根据本专利技术，能够有效地抑制干燥·热处理时在外周涂层发生开裂。附图说明图1是示出本专利技术中的蜂窝结构体的一个例子的图。符号说明100…蜂窝结构体、102…外周侧壁、104…第一底面、106…第二底面、108…第一隔室、110…第二隔室、112…隔壁。具体实施方式以下，参照附图，对本专利技术的涂层材料、外周涂层碳化硅系蜂窝结构体、以及对碳化硅系蜂窝结构体的外周进行涂覆的方法的实施方式进行说明，但是，本专利技术并不限定解释为该实施方式，只要不脱离本专利技术的范围，就可以基于本领域技术人员的知识，加以各种变更、修正、改良。(1.碳化硅系蜂窝结构体)图1中记载有示意性地示出本专利技术的一个实施方式的蜂窝结构体的立体图。图示的蜂窝结构体100具备：外周侧壁102；多个第一隔室108，它们配设于外周侧壁102的内侧，从第一底面104平行地延伸至第二底面106，且第一底面104呈开口而在第二底面106具有突出的封孔部；以及多个第二隔室110，它们配设于外周侧壁102的内侧，从第一底面104平行地延伸至第二底面106，且在第一底面104具有突出的封孔部而第二底面106呈开口。另外，图示的蜂窝结构体100中，具备区划形成第一隔室108以及第二隔室110的多孔质的隔壁112，第一隔室108以及第二隔室110隔着隔壁112而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂层材料，其是碳化硅系蜂窝结构体用涂层材料，所述涂层材料的特征在于，所述涂层材料包含20～75质量％的陶瓷粉末(A)，该陶瓷粉末(A)作为化学成分包含55～95质量％的碳化硅、以及5～30质量％的二氧化硅。

【技术特征摘要】
2018.03.30 JP 2018-0700131.一种涂层材料，其是碳化硅系蜂窝结构体用涂层材料，所述涂层材料的特征在于，所述涂层材料包含20～75质量％的陶瓷粉末(A)，该陶瓷粉末(A)作为化学成分包含55～95质量％的碳化硅、以及5～30质量％的二氧化硅。2.根据权利要求1所述的涂层材料，其特征在于，所述陶瓷粉末(A)的利用激光衍射·散射法进行的粒度分布测定中的体积基准D50为8～30μm。3.根据权利要求1或2所述的涂层材料，其特征在于，所述陶瓷粉末(A)的利用激光衍射·散射法进行的粒度分布测定中的体积基准D10为1～4μm，D90为20～75μm，其中，D90＞D50。4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的涂层材料，其特征在于，所述陶瓷粉末(A)为所述碳化硅系蜂窝结构体的磨削屑或粉碎粉。5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的涂层材料，其特征在于，所述涂层材料还包含20～50质量％的白色或淡色的陶瓷粉末(B)。6.根据权利要求5所述的涂层材料，其特征在于，所述陶瓷粉末(B)为从由堇青石、氮化硅、氧化铝、多铝红柱石、氧化锆、磷酸锆、二氧化钛以及钛酸铝构成的组中选择的至少一种。7.根据权利要求5或6所述的涂层材料，其特征在于，所述陶瓷粉末(B)的利用激光衍射·散射法进行的粒度分布测定中的体积基准D50为1～4...

【专利技术属性】
技术研发人员：儿玉优，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP