蜂窝陶瓷载体生坯回坯料制备蜂窝陶瓷载体的方法及载体技术

本发明专利技术属于蜂窝陶瓷材料技术领域，具体涉及一种利用蜂窝陶瓷载体生坯回坯料制备蜂窝陶瓷载体的方法及得到的蜂窝陶瓷载体。该包括以下步骤：1）获取生坯回坯料；2）进行低温煅烧，煅烧温度为400

【技术实现步骤摘要】
蜂窝陶瓷载体生坯回坯料制备蜂窝陶瓷载体的方法及载体


[0001]本专利技术属于蜂窝陶瓷材料
，具体涉及蜂窝陶瓷载体生坯回坯料制备蜂窝陶瓷载体的方法及载体。

技术介绍

[0002]随着国家机动车排放法规升级，为满足污染物排放的标准，机动车一般采用尾气后处理系统利用具有氧化、还原能力的催化剂把发动机排气中的污染物一氧化碳CO、碳氢化合物HC和氮氧化物NOx、PN转化成无害的二氧化碳CO2、氮气N2和水H2O，使尾气符合国家排放标准。
[0003]现有技术中，内燃机后处理系统多使用蜂窝陶瓷材料承载催化剂（催化剂载体）进行污染物的处理，如选择性催化还原SCR催化剂载体、氧化催化转化DOC催化剂载体、柴油车颗粒捕集器催化剂载体（DPF）、汽油车三元催化器TWC催化剂载体等。
[0004]现行的蜂窝陶瓷生产过程会进行成型模具调试、生坯切割，这些过程会产生20
‑
40%的回坯料，为了降低生产成本和避免浪费，将生坯回坯料粉碎、筛分、重新添加到配比中。一般只能回用0
‑
10%，超过10%，回用后会造成产品热膨胀系数增大，特别是当回用超过10%以上，产品热膨胀系数会迅速增大，达到≥1.25
×
10
‑6/℃，不能满足现阶段后处理系统对蜂窝陶瓷载体热膨胀系数的要求（≤1.0
×
10
‑6/℃）。现有粉碎、筛分、回用生坯回坯料的技术存在不能完全回用，回用率低，粉碎、筛分处理费用高。
[0005]本专利技术研究发现，生坯回坯回用造成热膨胀系数增大的原因是：1、粉碎、筛分加工过程中容易将片状的滑石、生高岭土、氧化铝颗粒粉碎，而且会引入杂质如氧化硅、氧化铝等；2、粉碎、筛分的过程，由于生坯中粘结剂依然存在，无法将已经定向排列（图1）的片状滑石、生高岭土、片状氧化铝重新打乱，依然是排列好的聚集状态（无规则形状），无法达到和新料一样杂乱无章的状态。挤出成型时，定向排列好的无规则形状生坯回坯料无法与新料一起定向排列，堇青石无法定向结晶，热膨胀系数大。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种利用蜂窝陶瓷载体生坯回坯料制备蜂窝陶瓷载体的方法及得到的蜂窝陶瓷载体。专利技术针对生坯回坯回用造成热膨胀系数增大的原因，采用低温煅烧的方法，将生坯中粘结剂分解，这样定向排列好的片状滑石、生高岭土、片状氧化铝之间没有结合力，容易打散。同时采用低温煅烧的方法不会引入杂质，成本比较低，而且能将蜂窝陶瓷生产过程产生的所有回坯料都回用到配料中。最终可解决利用生坯回坯制备蜂窝陶瓷载体产生的热膨胀系数大以及不能回用超过10%的问题。
[0007]本专利技术所提供的技术方案如下：一种利用蜂窝陶瓷载体生坯回坯料制备蜂窝陶瓷载体的方法，包括以下步骤：1）获取生坯回坯料；2）将步骤1）得到的生坯回坯料进行低温煅烧，煅烧温度为400
‑
500℃，保温时间为
1
‑
8小时，得到分解掉粘结剂的生坯回坯料；3）将步骤2）得到的所述分解掉粘结剂的生坯回坯料与原生坯原料按照任意比例混合，并添加粘结剂，然后将混合料作为起始原料，制备蜂窝陶瓷载体。
[0008]采用低温煅烧生坯回坯的处理方法，需要回坯料中的粘结剂完全分解，但温度不能超过生高岭土分解温度（550℃），需要保留高岭土片状结构。上述技术方案采用400
‑
500℃低温煅烧温度，这样可分解掉粘结剂，使定向排列好的片状滑石、生高岭土、片状氧化铝之间没有结合力，容易打散。同时，采用低温煅烧的方法不会引入杂质，成本比较低，而且能将蜂窝陶瓷生产过程产生的所有回坯料都回用到配料中。
[0009]并且，通过低温煅烧处理得到的分解掉粘结剂的生坯回坯料的添加量可以为任意比例，解决了现有的处理方式中不能回用超过10%的问题。
[0010]具体的，步骤1）中的所述生坯回坯料包括但不限于DOC载体、DPF载体、SCR载体、ASC载体、TWC载体或GPF载体的生坯回坯料。
[0011]优选的，当步骤2）中所述的煅烧温度为400℃、保温时间为2小时，步骤3）中所述原生坯原料的用量可以为零。
[0012]基于上述技术方案，可实现全由处理后的生坯回坯料来制备蜂窝陶瓷载体。
[0013]具体的，步骤3）中，所添加的粘结剂的用量为6
‑
10%。
[0014]具体的，步骤3）中，所制备得到的蜂窝陶瓷载体的蜂窝格子的形状包括但不限于：三角形、四角形或六角形的单一孔形，或者是四角形、六角形或非对称形。
[0015]本专利技术还提供了上述方法制备得到的蜂窝陶瓷载体。
[0016]具体的，其热膨胀系数小于或等于1.0
×
10
‑6/℃。
[0017]通过本专利技术的方法，生坯回坯料的添加比例在远超10%的情况下，仍可完全满足蜂窝陶瓷载体热膨胀系数要求。
[0018]具体的，其烧成径向收缩率小于或等于2.80%由原生坯原料制备得到的蜂窝陶瓷载体的烧成径向收缩率。
[0019]通过本专利技术的方法，生坯回坯料的添加比例在远超10%的情况下，仍可完全满足蜂窝陶瓷载体烧成径向收缩率要求。
附图说明
[0020]图1生坯中片状原料定向排列SEM图。
[0021]图2生坯回坯料煅烧温度和热膨胀系数关系图。
[0022]图3气流粉碎处理的回坯用量和热膨胀系数的关系。
[0023]图4球磨粉碎处理的回坯用量和热膨胀系数的关系。
[0024]图5实施例14堇青石定向结晶SEM图。
具体实施方式
[0025]以下对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0026]针对不同低温煅烧温度、不同生坯回用比例设计了不同实施例，实施例材料的检测结果如表一所示。
[0027]原材料说明：1、蜂窝陶瓷载体原始配方料，所述的蜂窝陶瓷组分包括无机组分和有机组分，其中无机组分包含滑石、高岭土、氧化铝、氢氧化铝、二氧化硅等；有机组分包含石墨烯前驱体有机造孔剂和一种或者多种甲基纤维素（MC）、羟丙基甲基纤维素（HPMC）、羧甲基纤维素（CMC）、羟乙基纤维素（HEC）、聚乙烯醇（PVA）、聚乙烯吡咯烷酮粘结剂。
[0028]具体的，原始配方料中包括：40份的滑石，26.4份的高岭土，16.6份的氧化铝，8份的氢氧化铝，9份的二氧化硅；另外还包括其用量为生坯回坯料和原生坯原料所用总量1
‑
15%石墨烯前驱体有机造孔剂，6
‑
10份的粘结剂。按表1或表2中各实施例或对比例中各比例添加生坯回坯粉料后，还加入有机造孔剂、粘结剂、润滑剂和水。粘结剂为聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone)，其用量为生坯回坯料和原生坯原料所用总量的6
‑
10wt%。水的用量为生坯回坯料和原生坯原料所用总量的30
‑
40wt%。润滑剂为脂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用蜂窝陶瓷载体生坯回坯料制备蜂窝陶瓷载体的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）获取生坯回坯料；2）将步骤1）得到的生坯回坯料进行低温煅烧，煅烧温度为400
‑
500℃，保温时间为1
‑
8小时，得到分解掉粘结剂的生坯回坯料；3）将步骤2）得到的所述分解掉粘结剂的生坯回坯料与原生坯原料按照任意比例混合，并添加粘结剂，然后将混合料作为起始原料，制备蜂窝陶瓷载体。2.根据权利要求1所述的利用蜂窝陶瓷载体生坯回坯料制备蜂窝陶瓷载体的方法，其特征在于：步骤1）中的所述生坯回坯料包括但不限于DOC载体、DPF载体、SCR载体、ASC载体、TWC载体或GPF载体的生坯回坯料。3.根据权利要求1所述的利用蜂窝陶瓷载体生坯回坯料制备蜂窝陶瓷载体的方法，其特征在于：当步骤2）中所述的煅烧温度为400℃、保温时间为2小时，步骤3）中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄妃慧，潘吉庆，武雄晖，刘洪月，江涛，张兆合，程国园，郝立苗，邢延岭，关洋，
申请(专利权)人：山东奥福环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：