一种窄孔径分布、大尺寸堇青石汽油颗粒过滤器及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种窄孔径分布、大尺寸堇青石汽油颗粒过滤器，堇青石汽油颗粒过滤器中的微孔孔径中，D

【技术实现步骤摘要】
一种窄孔径分布、大尺寸堇青石汽油颗粒过滤器及其制备方法


[0001]本专利技术属于汽油颗粒过滤器制备
，具体涉及一种窄孔径分布、大尺寸堇青石汽油颗粒过滤器及其制备方法。

技术介绍

[0002]多孔壁流式堇青石汽油车颗粒过滤器(GPF)作为蜂窝陶瓷的一种可用于汽油车辆尾气过滤，其结构为将网格状蜂窝陶瓷间隔堵孔，每个网格只堵一端，利用材料的多孔特点，使尾气穿过蜂窝壁，达到对尾气的过滤作用。堇青石汽油颗粒过滤器的一个重要特点就是孔隙率较高，达到60-70％，一般添加机造孔剂来提高材料的孔隙率。有机造孔剂一般采用天然的有机物或者石油化工合成的有机塑料之类。天然的有机物的粒度分布宽，造成汽油车颗粒物捕集器的孔分布宽，造成背压高(微孔中小孔占比例多)或者PN排放不达标(微孔中大孔占比例多)；石油化工合成的有机塑料物粒度可以控制到单分散(窄粒径分布)，满足背压和PN的要求，但单分散的石油化工合成的有机塑料物价格比较高，达到20万元/吨甚至40万元/吨，造成产品成本增高。孔径分布的问题是蜂窝陶瓷过滤器多年来一直存在的一个问题，目前的堇青石汽油颗粒过滤器的微孔分布比较宽，一般D
10
≤3微米，D
90
≥30μm，而且微孔分布系数K＝(D
90-D
10
)/D
50
≥2.0，中国专利技术专利CN101506123B中也谈到了上述问题。

技术实现思路

[0003]为了解决上述存在的问题，本专利技术提供一种窄孔径分布、大尺寸堇青石汽油颗粒过滤器及其制备方法，以有效解决目前高孔隙率堇青石汽油颗粒过滤器微孔分布宽，PN不容易达标或者需要进行载碳预处理后PN才能达标的问题。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案实现的。
[0005]一种窄孔径分布、大尺寸堇青石汽油颗粒过滤器，所述堇青石汽油颗粒过滤器的孔隙率为60-70％，堇青石汽油颗粒过滤器中的微孔孔径中，D
10
≥7微米，D
90
≤50μm，孔分布系数K＝(D
90-D
10
)/D
50
≤3.0，按质量分数计，所述堇青石汽油颗粒过滤器由50.5％-51.1％的空心二氧化硅微球、35.2％-35.8％的片状α氧化铝、13.4-14.0％的活性氧化镁的制成，所述空心二氧化硅微球为中空窍壳结构，壳壁厚度为0.2-1.0μm，其D
50
＝20-36μm，D
10
≥15μm，D
90
≤47μm，粒度分布系数P＝(D
90-D
10)
/D
50
≤1.3。
[0006]一种窄孔径分布、大尺寸堇青石汽油颗粒过滤器，优选地，所述堇青石汽油颗粒过滤器的孔隙率为60-70％，堇青石汽油颗粒过滤器中的微孔孔径中，D
10
≥8微米，D
90
≤48μm，孔分布系数K＝(D
90-D
10
)/D
50
≤2.5，按质量分数计，所述堇青石汽油颗粒过滤器由50.5％-51.1％的空心二氧化硅微球、35.2％-35.8％的片状α氧化铝、13.4-14.0％的活性氧化镁的制成，所述空心二氧化硅微球为中空窍壳结构，壳壁厚度为0.2-0.4μm，其D
50
＝25-32μm，D
10
≥17μm，D
90
≤44μm，粒度分布系数P＝(D
90-D
10)
/D
50
≤1.0。
[0007]一种窄孔径分布、大尺寸堇青石汽油颗粒过滤器，具体地，所述堇青石汽油颗粒过
滤器的孔隙率为60-70％，堇青石汽油颗粒过滤器中的微孔孔径中，D
10
≥11微米，D
90
≤30μm，孔分布系数K＝(D
90-D
10
)/D
50
≤2.5，按质量分数计，所述堇青石汽油颗粒过滤器由50.5％-51.1％的空心二氧化硅微球、35.2％-35.8％的片状α氧化铝、13.4-14.0％的活性氧化镁的制成，所述空心二氧化硅微球为中空窍壳结构，壳壁厚度为0.2-0.4μm，其D
50
＝25-32μm，D
10
≥18μm，D
90
≤41μm，粒度分布系数P＝(D
90-D
10)
/D
50
≤0.9。
[0008]本专利技术还提供一种窄孔径分布、大尺寸堇青石汽油颗粒过滤器的制备方法，包括以下操作步骤：
[0009](1)将活性氧化镁、片状α氧化铝、空心二氧化硅微球、粘结剂混合搅拌均匀后，制得具有紧密堆积的均匀混合物；
[0010](2)将均匀混合物置于捏合机器中，并加入水，捏合处理5-10min，再加入复合助压剂继续捏合处理8-12min，得到泥料；
[0011](3)将步骤(2)制得的泥料炼制成泥段；
[0012](4)将具有塑性的泥段挤出成蜂窝状结构，带外皮挤出，然后进行微波烘干，得到坯体；
[0013](5)烘干后的坯体切割成固定高度后进行烧结，烧成时间共42-69小时；
[0014](6)烧结后的坯体进行打孔、堵孔后入窑回烧。
[0015]具体地，上述步骤(1)中，粘结剂的添加量占活性氧化镁、片状α氧化铝、空心二氧化硅微球总质量的5.5％，所述粘结剂为纤维素类粘结剂，包括但不限于甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素。
[0016]具体地，上述步骤(2)中，水的添加量为均匀混合物质量的30％，复合助压剂的添加量为均匀混合物质量的30％，所述复合助压剂为合成基础油。
[0017]具体地，上述步骤(5)中，烧结的温度为1425-1445℃。
[0018]由以上的技术方案可知，本专利技术的有益效果是：
[0019]本专利技术提供的一种窄孔径分布、大尺寸堇青石汽油颗粒过滤器，满足不用预处理就满足PN排放的要求，其中，本专利技术自制的二氧化硅空心微球，具有以下有益效果：1、既能作为造孔剂达到造孔目的，也可以作为合成堇青石材料的硅源，且不会引入杂质；2、通过低熔点的滑石与二氧化硅空心微球反应，将表面壳反应掉，将内部孔洞释放，形成汽油车颗粒物捕集器的微孔，汽油车颗粒物捕集器的微孔大小、分布主要取决于二氧化硅空心微球的，容易控制微孔分布。
附图说明
[0020]附图1为有空心二氧化硅微球SEM图像。
[0021]附图2为本专利技术堇青石组合物的SEM200倍显微照片。
[0022]附图3为本专利技术堇青石组合物的SEM500倍显微照片。
[0023]附图4为本专利技术堇青石组合物的SEM棱上200倍显微照片。
[0024]附图5为本专利技术堇青石组合物的SEM棱上500倍显微照片。
[0025]附图6为空心二氧化硅微球粒度分布系数P和堇青石汽油车本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种窄孔径分布、大尺寸堇青石汽油颗粒过滤器，其特征在于，所述堇青石汽油颗粒过滤器的孔隙率为60-70％，堇青石汽油颗粒过滤器中的微孔孔径中，D
10
≥7微米，D
90
≤50μm，孔分布系数K＝(D
90-D
10
)/D
50
≤3.0，按质量分数计，所述堇青石汽油颗粒过滤器由50.5％-51.1％的空心二氧化硅微球、35.2％-35.8％的片状α氧化铝、13.4-14.0％的活性氧化镁的制成，所述空心二氧化硅微球为中空窍壳结构，壳壁厚度为0.2-1.0μm，其D
50
＝20-36μm，D
10
≥15μm，D
90
≤47μm，粒度分布系数P＝(D
90-D
10)
/D
50
≤1.3。2.根据权利要求1所述的一种窄孔径分布、大尺寸堇青石汽油颗粒过滤器，其特征在于，所述堇青石汽油颗粒过滤器的孔隙率为60-70％，堇青石汽油颗粒过滤器中的微孔孔径中，D
10
≥8微米，D
90
≤48μm，孔分布系数K＝(D
90-D
10
)/D
50
≤2.5，按质量分数计，所述堇青石汽油颗粒过滤器由50.5％-51.1％的空心二氧化硅微球、35.2％-35.8％的片状α氧化铝、13.4-14.0％的活性氧化镁的制成，所述空心二氧化硅微球为中空窍壳结构，壳壁厚度为0.2-0.4μm，其D
50
＝25-32μm，D
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≥17μm，D
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≤44μm，粒度分布系数P＝(D
90-D
10)
/D
50
≤1.0。3.根据权利要求1所述的一种窄孔径分布、大尺寸堇青石汽油颗粒过滤器，其特征在于，所述堇青石汽油颗粒过滤器的孔隙率为60-70％，堇青石汽油颗粒过滤器中的微孔孔径中，D
10<...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄妃慧，潘吉庆，刘洪月，张兆和，程国园，牛思浔，邢延岭，郝立苗，焦雪艳，
申请(专利权)人：重庆奥福精细陶瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：