改进修补基面涂层和罩面层的粘合性和涂层完整性制造技术

本发明专利技术涉及将羧酸，优选甲酸或乙酸加入修补基面涂层和／或罩面层浆液中，以改进所述浆液的性质，包括所述浆液与基材的粘合性。本发明专利技术为了减少氧化物固体损失，增加氧化物固体给料量而提供更有效的制备修补基面涂层和／或罩面层浆液的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过向包含氧化物固体的浆液中加入一种或多种羧酸、优选甲酸，来制 备催化剂体系(或者在制备催化剂体系的工艺中进行该加入)，从而改进修补基面涂层与基 材的粘合性和罩面层与修补基面涂层的粘合性。本专利技术还涉及改进修补基面涂层和/或罩面 层的完整性，对修补基面涂层和/或罩面层进行加强，以及使得层中产生较少的裂纹。
技术介绍
人们使用催化转化器中的催化剂减少各种来源的排气造成的污染，所述各种来源 是例如汽车，公用事业厂，加工厂和制造厂，飞机，火车，所有的陆地车辆，船只，采矿设备， 以及其他装有发动机的机器。这样使用的常用催化剂是三元催化剂(〃 TWC )。TWC通 过将一氧化碳、烃类和氮的氧化物转化为危害较小的化合物或污染物来发挥作用。具体来 说，TWC通过同时进行以下反应来发挥作用将氮的氧化物还原为氮气和氧气，将一氧化碳 氧化为危害较小的二氧化碳，以及将未燃烧的烃类氧化为二氧化碳和水。制造催化剂体系的一个主要问题是实现修补基面涂层与基材适当粘合以及/或 者修补基面涂层与罩面层适当粘合。影响修补基面涂层与基材粘合性和/或修补基面涂层 和罩面层粘合性的因素包括但不限于，基材孔密度，基材壁厚度，基材孔隙率，修补基面涂 层和罩面层的粒度和粒度分布，添加剂或掺杂剂的性质和用量，修补基面涂层和/或罩面 层的加载量(层厚度)，氧化铝与储氧材料(OSM)之比，以及处理条件。形成合适的修补基 面涂层和/或罩面层浆液的漫长的过程包括加入水或除去水，本专利技术可以尽可能减少或消 除该操作。目前，人们将氨用作流变助剂，用来形成合适的浆液。但是，通过本专利技术，减少或者 消除了用于流变调节的氨的需求，因为羧酸同时作为流变助剂和粘合助剂起作用。由此减 少了成本和氨储存的困难。在现有技术中，人们已使用氧化铝勃姆石粘合剂帮助修补基面涂层与基材粘合。 所述氧化铝勃姆石粘合剂具有大量的羟基共价粘合位点，有助于粘合。在某些配方中，它们 能够表现出一些效果，但是并未像本专利技术这样表现出改进和可重现的提高。粘合剂是一种 选择；但是本专利技术即使在不使用粘合剂的情况下，也提供了一种新的更好的提高修补基面 涂层和/或罩面层的粘合性的方法。本专利技术解决了涂层粘合性损失以及在基材上低氧化物固体粘合速率的问题。本发 明提供了一种更有效的制备用于催化剂制造的浆液的方法，因为，当加入一种或多种羧酸 的时候，可以以相同的浆液条件(例如固体百分含量，粘度和剂量质量，后者表示施加的浆 液的量(可以等于或大于沉积在基材上的固体的量))获得更高的固体给料量。另外，本发 明可以供具有良好催化活性的催化剂配制物用，但是不采用本专利技术，该催化剂配制物用其 它方法将具有很差的粘合性。
技术实现思路
本专利技术的一个实施方式涉及一种用来改进修补基面涂层与基材的粘合性的方法，所述方法包括向浆液中加入羧酸，其中加入的羧酸总量约为浆液的氧化物固体总含量的 0. 1-5% ；然后使得基材与该浆液接触。本专利技术的另一个实施方式涉及一种催化剂体系，所 述催化剂体系包括基材和修补基面涂层。所述修补基面涂层与所述基材连接，所述修补基 面涂层是通过包括以下步骤的所述方法形成的将羧酸加入包含氧化物固体的浆液中，然 后使得所述基材与所述浆液接触。另外，所述羧酸含量约为浆液中从氧化物固体总含量的 0. 1_5%。所述基材是本领域已知的以下说明书描述的任意适合用于TWC的基材，优选是堇 青石，但不限于此。本专利技术的另一个实施方式涉及一种用来在基材上沉积催化剂的浆液，该浆液包含 氧化物固体和羧酸，其中羧酸含量约为浆液中的氧化物固体总含量的0. 1-5%。本专利技术的另一个实施方式涉及一种改进罩面层与修补基面涂层的粘合性的方法， 该方法包括向修补基面涂层浆液加入羧酸，使得基材与所述修补基面涂层浆液接触。另外， 所述羧酸含量约为修补基面涂层浆液中的氧化物固体总含量的0. 1-5%。本专利技术的另一个实施方式涉及一种改进罩面层与修补基面涂层的粘合性的方法， 该方法包括向罩面层浆液加入羧酸，使得修补基面涂层与所述罩面层浆液接触。另外，所述 羧酸含量约为罩面层浆液中的氧化物固体总含量的0. 1-5%。另一个实施方式涉及一种改进罩面层与修补基面涂层之间粘合性的方法，该方法 包括向修补基面涂层浆液和/或罩面层浆液中加入羧酸，使得基材与所述修补基面涂层浆 液接触，然后使得修补基面涂层与所述罩面层浆液接触。另外，羧酸含量约为修补基面涂层 浆液中的氧化物固体总含量的0. 1-5%，优选约0. 1_3%，并且/或者约为罩面层浆液中的 氧化物固体总含量的大约0. 1-5%，优选约0. 1-3%。本专利技术的另一个实施方式涉及一种用来改进浆液与基材的粘合性的方法，该方法 包括向包含氧化物固体的浆液中加入羧酸，使得基材与所述浆液接触，其中羧酸的含量约 为所述浆液的氧化物固体总含量的0. 1_5%，浆液以大约120-180g/L的量施加于基材。根据一个实施方式，羧酸包括选自下组的一种或多种乙醇酸，乙醛酸，碳酸，草 酸，乙酸和甲酸，优选是乙酸或甲酸。加入的羧酸的总量可以约为所述修补基面涂层和/ 或罩面层的氧化物固体总含量的0. 1-5%。对于甲酸，优选加入的总量约为修补基面涂层 以及或者罩面层浆液的氧化物固体总含量的0. 1_3%，更优选约为氧化物固体总含量的 0. 8-1. 5%。对于乙酸，优选加入的总量约为修补基面涂层以及或者罩面层浆液的氧化物固 体总含量的0. 1_5%，更优选约为氧化物固体总含量的1-3%。附图简要说明附图说明图1显示了包含甲酸的修补基面涂层中形成气泡。定义提供下面的定义以阐明本专利技术。在本说明书中，术语羧酸定义为表示以下的一种或多种甲酸，乙醇酸，乙醛 酸，碳酸和草酸。在本说明书中，术语“催化剂”定义为表示用来减少氮的氧化物、烃类、一氧化碳和 /或硫的催化剂，其包含至少一种钼族金属和/或过渡金属。在本说明书中，术语修补基面涂层定义为表示包含与基材连接的一种或多种 氧化物固体的涂层。在本说明书中，术语罩面层定义为表示包含与基材和修补基面涂层连接的一 种或多种氧化物固体的涂层。在本说明书中，术语氧化物固体定义为表示选自下组的一种或多种载体材 料氧化物、催化剂、及其混合物。在本说明书中，术语载体材料氧化物定义为表示用来为至少一种催化剂提供 表面的材料，该材料包含选自下组的一种或多种材料储氧材料，氧化铝，掺杂氧化铝，尖晶 石，铜铁矿，钒铁铜矿(1 yonsite)，石榴石，钙钛矿，烧绿石，掺杂铈土，荧石，氧化锆，掺杂锆 氧土，氧化钛，氧化锡，二氧化硅，沸石，以及它们的混合物。在本说明书中，术语储氧材料定义为表示能够从富含氧气的进料流中吸收 氧，并向缺少氧气的进料流释放氧的材料。所述储氧材料包括选自下组的一种或多种氧化 物铈、锆、镧、钇、镧系元素、锕系元素、及它们的混合物。在本说明书中，术语浆液定义为表示包含水和至少一种氧化物固体的液体悬 浮体。在本说明书中，术语催化剂体系定义为表示基材、修补基面涂层和任选的罩面层。在本说明书中，术语基材定义为表示本领域已知的任意用来负载催化剂的材 料，基材可以具有任意的形状或外形，以便提供足够的表面积，用于沉积修补基面涂层和/ 或罩面层，包括但不限于蜂窝体、丸粒、珠粒。在本说明书中，术语钼族金属或PGM定义为表示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进修补基面涂层与基材的粘合性的方法，所述方法包括：向浆液加入羧酸，所述羧酸含量约为浆液中的氧化物固体总含量的０．１－５％；使得所述基材与所述浆液接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-9-26 12/286,118一种改进修补基面涂层与基材的粘合性的方法，所述方法包括向浆液加入羧酸，所述羧酸含量约为浆液中的氧化物固体总含量的0.1 5％；使得所述基材与所述浆液接触。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述羧酸包括选自下组的一种或多种乙醇 酸、乙醛酸、碳酸、草酸、乙酸和甲酸。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述羧酸是甲酸。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述羧酸是乙酸。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述羧酸含量约为浆液中的氧化物固体总 含量的0. 1-3%。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述羧酸含量约为浆液中的氧化物固体总 含量的0. 8-1. 5%。7.一种催化剂体系，其包括基材；以及修补基面涂层，其中所述修补基面涂层与所述基材连接，所述修补基面涂层是通过以下方法制备的所述方法包括将羧酸加入包含氧化物固体 的浆液中，使得所述基材与所述浆液接触，以及所述羧酸含量约为浆液中的氧化物固体总含量的0. 1-5%。8.如权利要求7所述的催化剂体系，其特征在于，所述羧酸包括选自下组的一种或多 种乙醇酸、乙醛酸、碳酸、草酸、乙酸和甲酸。9.如权利要求7所述的催化剂体系，其特征在于，所述羧酸是甲酸。10.如权利要求7所述的催化剂体系，其特征在于，所述羧酸是乙酸。11.如权利要求7所述的催化剂体系，其特征在于，所述基材是堇青石。12.如权利要求7所述的催化剂体系，其特征在于，所述氧化物固体包括选自下组的一 种或多种载体材料氧化物和催化剂。13.如权利要求12所述的催化剂体系，其中所述载体材料氧化物包含一种或多种选自 下组的材料储氧材料、氧化铝、掺杂氧化铝、尖晶石、铜铁矿、钒铁铜矿、石榴石、钙钛矿、烧 绿石、掺杂铈土、荧石、氧化锆、掺杂锆氧土、氧化钛、氧化锡、二氧化硅和沸石。14.如权利要求13所述的催化剂体系，其中所述储氧材料包括选自下组的一种或多种 氧化物铈、锆、镧、钇、镧系元素和锕系元素。15.如权利要求12所述的催化剂体系，其特征在于，所述催化剂包含选自下组的一种 或多种钼族金属和过渡金属。16.如权利要求15所述的催化剂体系，其特征在于，所述钼族金属包含选自下组的一 种或多种钼、钯、钌、铱、锇和铑。17.如权利要求15所述的催化剂体系，其特征在于，所述过渡金属包括选自下组的一 种或多种金属钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、锆、铌、钼、锝、钌、银、镉、铪、钽、钨、 铼、金、汞、韦卢、韦杜、年喜、幸波、韦黑、韦麦、110号元素，111号元素，112号元素和镓。18.如权利要求7所述的催化剂体系，其特征在于，所述羧酸含量约为浆液中的氧化物固体总含量的0. 1-3%。19.如权利要求7所述的催化剂体系，其特征在于，所述羧酸含量约为浆液中的氧化物 固体总含量的0. 8-1.5%。20.一种用来在基材上沉积催化剂的浆液，该浆液包含氧化物固体；羧酸，所述羧酸含量约为浆液中的氧化物固体总含量的0. 1-5%。21.如权利要求20所述的浆液，其特征在于，所述羧酸包括选自下组的一种或多种乙 醇酸、乙醛酸、碳酸、草酸、乙酸和甲酸。22.如权利要求20所述的浆液，其特征在于，所述羧酸是甲酸。23.如权利要求20所述的浆液，其特征在于，所述羧酸是乙酸。24.如权利要求20所述的浆液，其特征在于，所述羧酸含量约为浆液中的氧化物固体 总含量的0. 1-3%。25.如权利要求20所述的浆液，其特征在于，所述羧酸含量约为浆液中的氧化物固体 总含量的0. 8-1. 5%。26.如权利要求20所述的浆液，其特征在于，所述氧化物固体包括选自下组的一种或 多种载体材料氧化物和催化剂。27.如权利要求26所述的浆液，其特征在于，其中所述载体材料氧化物包含一种或多 种选自下组的材料储氧材料、氧化铝、掺杂氧化铝、尖晶石、铜铁矿、钒铁铜矿、石榴石、钙 钛矿、烧绿石、掺杂铈土、荧石、氧化锆、掺杂锆氧土、氧化钛、氧化锡、二氧化硅和沸石。28.如权利要求27所述的浆液，其特征在于，其中所述储氧材料包括选自下组的一种 或多种氧化物铈、锆、镧、钇、镧系元素和锕系元素。29.如权利要求26所述的浆液，其特征在于，所述催化剂包含选自下组的一种或多种 钼族金属和过渡金属。30.如权利要求29所述的浆液，其特征在于，所述钼族金属包含选自下组的一种或多 种钼、钯、钌、铱、锇和铑。31.如权利要求29所述的浆液，其特征在于，所述过渡金属包括选自下组的一种或多 种金属钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、锆、铌、钼、锝、钌、银、镉、铪、钽、钨、铼、金、 汞、韦卢、锅土、mM,...

【专利技术属性】
技术研发人员：A埃德加贝尔特伦，SJ戈尔登，M贾兰德，C乐，
申请(专利权)人：田中贵金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]