本发明专利技术揭示了具有较高孔隙率和受控的孔径的堇青石主体。多孔堇青石主体通常包含本文所述的主要的堇青石陶瓷相。本发明专利技术还揭示了所述堇青石主体的制造和使用方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及多孔堇青石主体以及用于制造该多孔堇青石主体的方法和组合物。更具体来说，本专利技术涉及多孔堇青石陶瓷，其可以用于催化转化器和微粒过滤器，例如用于发动机排气后处理。专利技术概述本专利技术提供了具有较高总孔隙率、受控的中值孔径以及改进的强度的堇青石主体，使得这些堇青石主体成为催化转化器基材或微粒过滤器(例如柴油机微粒过滤器 (DPF))的极佳的选择。本专利技术还提供了可以用来制造催化转化器基材和柴油机微粒过滤器的批料组合物。在一些实施方式中，所述多孔堇青石陶瓷蜂窝主体的总孔隙率(％P)至少为 25%，例如约为25%至56%，25%至40%，30%至55%，或者约为40%至56%。在一些实施方式中，所述多孔堇青石陶瓷主体的中值孔径d5(l可以约为2-10微米，600个孔/平方英寸并且壁板厚度为3密耳(约75微米)的堇青石主体的断裂强度模量(MOR)至少为220 磅/平方英寸(1. 52MPa)，例如约大于300磅/平方英寸(2. 07MPa)。在各种实施方式提供的一些优点中包括，在特定的孔隙率、孔径、孔径分布和热质量条件下，多孔蜂窝主体的强度高于常规的堇青石陶瓷的强度，使得多孔蜂窝主体非常适合用于需要高强度和高孔隙率基材的应用。所揭示的组合物还提供了灵活的孔结构设计， 这可以通过向本文所揭示和所述的批料组合物中弓I入成孔剂来实现。根据本专利技术的其它的实施方式，提供了用来形成多孔陶瓷蜂窝主体的批料组合物。所述批料组合物通常包含堇青石形成无机批料混合物，该混合物包含氧化镁源；二氧化硅源；以及铝源。所述批料组合物还包含任选的成孔剂、无机粘合剂、有机粘合剂和液体载剂。更进一步，在本专利技术的其他实施方式中，提供了用来形成本文所揭示的多孔堇青石陶瓷蜂窝主体的方法。所述方法通常包括将无机原料、有机粘合剂和液体载剂混合起来，形成塑化的批料，由所述塑化的批料形成生坯体，干燥所述生坯体，对所述生坯体进行烧制，提供所述堇青石陶瓷结构。在以下详细描述和任意权利要求中部分地提出了揭示内容的另外一些实施方式， 它们或者可以通过实施本专利技术来了解。以上的概述和以下的详述仅仅是示例和说明性的， 不构成限制。附图简要说明附图显示了本专利技术的某些实施方式。附图说明图1是多孔蜂窝基材的等角图。图2是多孔蜂窝过滤器的等角图。图3是用于微粒柴油机过滤器和汽车基材挤出工艺的工艺流程图。图4是用于薄壁产品的包含成孔剂的批料组合物的孔径分布曲线。图5A和5B是具有42. 5%的孔隙率和2. 5微米的mps的示例性批料组合物的内部的SEM图象。图5B是具有42. 5%的孔隙率和2. 5微米的mps的批料组合物的表面的SEM 图象。图6是(使用糊料条件下)本专利技术的组合物以及比较组合物的拉伸性能图。图7是本专利技术的堇青石糊料的峰值负荷的应变容差-杨氏模量图。图8A和8B是蜂窝体的SEM图象，其中杨氏模量Enrod = 2.53MPa。图8B是蜂窝体的SEM图象，其中杨氏模量Emod = 1. 7MPa。图9是柴油机过滤器和汽车基材的烧制曲线图。专利技术详述参考附图(如果有的话)详细描述本专利技术的各种实施方式。对各种实施方式的谈到的内容不限制本专利技术的范围，本专利技术范围仅受所附权利要求书的范围的限制。此外，在本说明书中列出的任何实施例都不是限制性的，且仅列出要求保护的本专利技术的诸多可能实施方式中的一些实施方式。揭示了可用于所揭示的方法和组合物、可结合所揭示的方法和组合物使用、可用于所揭示的方法和组合物的制备或者是所揭示的方法和组合物的产物的材料、化合物、组合物以及组分。在本文中揭示了这些和其它的材料，当揭示了这些材料的组合、子集、相互作用、组，等等而未明确地揭示每个不同的单独的和集合的组合的具体参考以及这些化合物的排列时，在本文中具体设想和描述了它们中的每一个。因此，如果公开了一类取代物A、 B、和C并且还公开了一类取代物D、E、和F和组合的实施方式A-D的实例，则可单独地和共同地设想每一个。因此，在本例中，具体设想了以下组合A-E，A-F, B-D, B-E, B-F, C-D, C-E 和C-F中的每一个，应认为以上这些都是从A，B和C ；D，E和F ；以及实例组合A-D的内容揭示的。同样，也具体设想并揭示了上述的任何子集或这些子集的组合。因此，例如，具体设想了 A-E，B-F和C-E的亚组，并应认为它们是从A，B禾Π C ；D, E禾Π F ；以及实例组合A-D的内容揭示的。这种概念适用于本
技术实现思路
的所有方面，包括组合物的任何组分以及所揭示组合物的制备方法和使用方法中的各步骤。因此，如果存在可进行的多个附加步骤，则可通过所公开方法的任一特定实施方式或实施方式的组合来进行这些附加步骤中的每一个，而且可具体设想每一个这样的组合且应当认为它是公开的。在本文中，“包括”、“包含”或类似术语表示包括但不限于。单数形式的“一个”，“一种”和“该”包括复数的被提到的事物，除非文本中有另外的明确表示。因此，例如，提到一种“组分”时，包括具有两种或更多种这类组分的实施方式， 除非文中另有明确说明。术语“任选的”或“任选地”表示随后描述的事件或情形会或不会发生，而且该描述包括事件或情形发生的实例和事件或情形不发生的实例。例如，词语“任选的组分”表示该组分可以存在或者不存在，并且该揭示内容包括包含和排除所述组分的两种实施方式。在本文中，范围可以表示为从“约”一个具体值、到“约”另一个具体值、或“约”这两个具体值。当表示这样的一个范围时，另一个实施方式包括从一个具体值、到另一个具体值、或这两个具体值。类似地，当使用先行词“约”表示数值为近似值时，该具体数值形成另5一个实施方式。每个范围的端点值在与另一个端点值有关和与另一个端点值无关时，都是有意义的。除非有具体的相反表示，否则，例如关于组分的“重量％”或“重量百分数”或“按重量的百分数”表示以百分数表示的组分的重量对于包含该组分的组合物的总重量的比值。多孔堇青石陶瓷蜂窝结构可以用于污染控制器件，例如催化转化器基材、SCR基材和壁流式微粒过滤器，例如柴油机微粒过滤器(DPF)。在低质量堇青石蜂窝体中实现高强度仍然存在挑战，这是因为其中存在微裂纹，存在微裂纹有利于获得极低热膨胀系数(CTE)， 但是这也会使陶瓷主体的总体强度显著减小。制造污染控制器件的另一个挑战与对不同用途提供堇青石主体的孔结构有关。例如，较粗的粉末通常用来制造具有较高孔隙率和大孔径的柴油机微粒过滤器。与之相反，较细的粉末通常用来制造汽车基材，以形成薄壁板，特别是用于超薄壁产品。因此，本专利技术的实施方式提供了具有以下性质的堇青石主体所需水平的孔隙率， 受控的孔径分布，以及所需的强度，该主体可以用于污染控制器件，例如催化转化器基材， SCR基材和微粒过滤器。另外，本专利技术的实施方式还提供了一些批料组合物，适用于由该同一种批料组合物制造微粒过滤器和催化转化器基材。在一些实施方式中，通过水银孔隙率检测法测得，本专利技术的多孔陶瓷主体显示较高的总孔隙率水平。例如，本专利技术的陶瓷主体可以具有总孔隙率％ P ^ 25%，如总孔隙率至少为25 %，至少为30 %，至少为40 %。作为附加或者替代，所述多孔陶瓷主体的总孔隙率可以约为25%至56%，约为25%至40%，约为30%至50%，甚至约为40本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种多孔堇青石陶瓷主体，其包括：总孔隙率％Ｐ至少为２５％；中值孔径（ｄ５０）为２－１０微米；和断裂强度模量（ＭＯＲ）至少为１．５２ＭＰａ。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁燕霞，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US
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