一种薄壁波纹式蜂窝体材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种薄壁波纹式蜂窝体材料的制备方法，包括以下步骤：1)取平板玻璃纤维毡，浸入成型液中，取出，干燥，经成型机成型得到波纹式玻璃纤维毡；2)取平板玻璃纤维毡，与步骤1)得到的波纹式玻璃纤维毡交替贴合，浸渍粘接剂后干燥得到薄壁波纹式蜂窝体材料。采用本发明专利技术制备方法制备的薄壁波纹式蜂窝体材料壁厚＜0.2mm，显著降低了材料的成本和使用时对气体流过的阻力。

A thin wall corrugated honeycomb material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种薄壁波纹式蜂窝体材料及其制备方法
本专利技术涉及材料领域，特别涉及一种薄壁波纹式蜂窝体材料及其制备方法。
技术介绍
蜂窝体材料应用广泛，如蜂窝陶瓷，蜂窝脱硝催化剂等。蜂窝体材料的物理参数中壁厚至关重要，既影响气体流过蜂窝体材料时的压降，也影响蜂窝体材料的成本。对于蜂窝体材料而言，在孔参数保持一致前提下，壁厚减少可降低蜂窝体材料的成本，也可以降低气体流过时的压力损失。依据制备方法，蜂窝体材料可分为两类，一类是一次性挤出式蜂窝体材料，技术水平最高的是美国的Cormetech公司，该公司的108孔燃气脱硝催化剂壁厚<0.2mm；另一类是波纹式蜂窝体材料，该类材料先将平板玻璃纤维毡材料压成波纹材料，然后将波纹材料和平板材料交替叠加，浸渍粘结剂后干燥得到蜂窝体，有关公司有丹麦的托普索公司等。然而目前波纹式蜂窝体材料的壁厚>0.3mm。波纹式蜂窝体由于采用玻璃纤维毡作为基材，相同体积条件下，其重量比挤出式蜂窝体材料显著减少，因此，若能进一步降低其壁厚，将在降低气体流过时的阻力损失和成本方面具有显著优势。此外，目前波纹式蜂窝体材料在成型过程中，需要使用挥发性强或者毒性强的有机试剂，如CN108404998A中使用了硅烷和甲醇，CN108619902A使用了甲醇，这不能满足当前的挥发性有机物控制环保背景的需要。因此，如何采用更环保的制备方法，获得壁厚<0.2mm的波纹式玻璃纤维蜂窝体，是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是针对现有技术的不足，提供一种薄壁波纹式蜂窝体材料，其壁厚＜0.2mm，可有效降低气体流过时的阻力损失，此外，加工成本降低。本专利技术的目的之二是提供一种薄壁波纹式蜂窝体材料的制备方法，该种制备方法简单、环保，可有效降低薄壁波纹式蜂窝体材料的制备成本，并提高其使用性能。本专利技术的技术方案是：一种薄壁波纹式蜂窝体材料的制备方法，包括以下步骤：1)取平板玻璃纤维毡，浸入成型液中，取出，干燥，经成型机成型得到波纹式玻璃纤维毡；2)取平板玻璃纤维毡，与步骤1)得到的波纹式玻璃纤维毡交替贴合，浸渍粘接剂后干燥得到薄壁波纹式蜂窝体材料。优选的，步骤1)、步骤2)所述平板玻璃纤维毡的规格为克重≤30g/m2。具体的，步骤1)所述成型液，包括10～30wt％的有机组分、10～40wt％的无机组分、0.1～0.5wt％的助剂，余量为水，所述有机组分为可溶性淀粉，所述无机组分为硅溶胶和/或铝溶胶，所述助剂为硅烷偶联剂。优选的，步骤1)所述干燥，温度为110～180℃，时间为2～5min。优选的，步骤1)所述成型机为瓦楞机，瓦楞机成型时瓦楞辊的温度为200～240℃。具体的，步骤2)所述粘接剂包括10～40wt％的硅溶胶、铝溶胶、硅铝溶胶、拟薄水铝石中的任一种或几种混合，余量为水。优选的，步骤2)所述干燥，先在50～80℃干燥10～24h，然后在105～120℃干燥4～8h。采用上述技术方案具有以下有益效果：1、本专利技术制备方法制备薄壁波纹式蜂窝体材料，使用的成型液及粘接剂均不含有挥发性有机物(成型液中的硅烷偶联剂用量少，且沸点高不易挥发)，可有效避免制备过程中或后续使用过程中挥发性有机物释放，满足环保要求。2、本专利技术制备方法使用的成型液，其中的可溶性淀粉用于受热变性固化玻璃纤维毡成型，可溶性淀粉的含量为10～30wt％，若含量过低，则会导致成型效果变差，若含量过高，则会导致成型液流动性变差，其中的硅溶胶或铝溶胶用于提高成型后的波纹强度，硅溶胶或铝溶胶的含量为10～40wt％，若含量过低，则会导致波纹强度降低，若含量过高，则会显著增加成本，其中的硅烷偶联剂介于无机和有机界面之间，形成有机基体和无机基体的结合层，可有效改善波纹式玻璃纤维毡的机械性能，硅烷偶联剂的含量为0.1～0.5wt％之间，若含量过低，则会使波纹易裂，若含量过高，对改善机械性能无影响，但会导致成本变高。3、本专利技术制备方法步骤1)干燥的温度为110～180℃，干燥时间为2～5min，瓦楞机成型时瓦楞辊的温度为200～240℃，若干燥的温度过低，则会出现波纹不能成型或参数达不到要求，若干燥的温度过高，则会出现玻璃纤维毡易裂；若干燥时间过短，则会出现波纹易变形，若干燥时间过长，则会影响生产效率；若成型时瓦楞辊的温度低于200℃，则会出现波纹参数达不到要求，若高于240℃，则会出现波纹易裂。步骤2)的干燥参数为先在50～80℃条件下干燥10～24h，然后在105～120℃条件下干燥4～8h，如此可使干燥时蜂窝体内外热传导较均匀而结构完整，若采用其他干燥参数，则会出现蜂窝体易裂等现象。4、经申请人试验验证，本专利技术制备的薄壁波纹式蜂窝体材料的壁厚＜0.2mm，可显著降低气流流过时的阻力，保证薄壁波纹式蜂窝体材料的使用性能，且显著降低了材料的加工成本。下面结合附图说明和具体实施例作进一步的说明。附图说明图1为本专利技术薄壁波纹式蜂窝体材料的结构示意图。具体实施方式本专利技术中，使用的玻璃纤维毡克重≤30g/m2(碱金属含量≤0.8％)，可溶性淀粉、硅溶胶、铝溶胶、硅铝溶胶和拟薄水铝石等均为工业级，且优选无碱金属含量。实施例一具体制备步骤如下：(1)玻璃纤维毡波纹成型：将30g/m2平板玻璃纤维毡浸入成型液中，成型液配方如下：有机成分为可溶性淀粉(10wt％)，无机成分为硅溶胶(40wt％)，助剂为硅烷偶联剂(0.1wt％)，余量为水。浸泡<1min，捞出，在温度为180℃条件下干燥2min，送入瓦楞机成型得到波纹式玻璃纤维毡，瓦楞机的瓦楞辊的温度为200～220℃。(2)蜂窝体组装成型：将步骤(1)得到的波纹式玻璃纤维毡和平板玻璃纤维毡(尺寸根据欲制备的蜂窝体大小灵活选择)交替叠加(其中，波纹式玻璃纤维毡的数量、平板玻璃纤维毡的数量根据欲制备的蜂窝体高度灵活选择)，浸渍粘结剂后干燥即得蜂窝体材料，使用的粘结剂为40wt％硅溶胶，干燥温度曲线为先在50℃下干燥24小时，然后在105℃下干燥8小时。实施例二具体制备步骤如下：(1)玻璃纤维毡波纹成型：将30g/m2平板玻璃纤维毡浸入成型液中，成型液配方如下：有机成分为可溶性淀粉(30wt％)，无机成分为硅溶胶(20wt％)，助剂为硅烷偶联剂(0.5wt％)，余量为水。浸泡<1min，捞出，在温度为110℃条件下干燥5min，送入瓦楞机成型得到波纹式玻璃纤维毡，瓦楞机的瓦楞辊的温度为200～220℃。(2)蜂窝体组装成型：波纹式玻璃纤维毡和平板玻璃纤维毡(尺寸根据欲制备的蜂窝体大小灵活选择)交替叠加(其中，波纹式玻璃纤维毡的数量、平板玻璃纤维毡的数量根据欲制备的蜂窝体高度灵活选择)，浸渍粘结剂后干燥即得蜂窝体材料，使用的粘结剂为20wt％硅溶胶，干燥温度曲线为先在70℃下干燥16小时，然后在120℃下干燥4小时。实施例三<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄壁波纹式蜂窝体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)取平板玻璃纤维毡，浸入成型液中，取出，干燥，经成型机成型得到波纹式玻璃纤维毡；/n2)取平板玻璃纤维毡，与步骤1)得到的波纹式玻璃纤维毡交替贴合，浸渍粘接剂后干燥得到薄壁波纹式蜂窝体材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种薄壁波纹式蜂窝体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)取平板玻璃纤维毡，浸入成型液中，取出，干燥，经成型机成型得到波纹式玻璃纤维毡；
2)取平板玻璃纤维毡，与步骤1)得到的波纹式玻璃纤维毡交替贴合，浸渍粘接剂后干燥得到薄壁波纹式蜂窝体材料。


2.根据权利要求1所述的薄壁波纹式蜂窝体材料的制备方法，其特征在于，步骤1)、步骤2)所述平板玻璃纤维毡的规格为克重≤30g/m2。


3.根据权利要求1所述的薄壁波纹式蜂窝体材料的制备方法，其特征在于，步骤1)所述成型液，包括10～30wt％的有机组分、10～40wt％的无机组分、0.1～0.5wt％的助剂，余量为水，所述有机组分为可溶性淀粉，所述无机组分为硅溶胶和/或铝溶胶，所述助剂为硅烷偶联剂。


4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云涛，郑润，李晓甜，亢选雄，刘洋，王厚林，
申请(专利权)人：重庆纽贝环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50