涂覆蜂窝体的方法技术

通过以下方式在蜂窝体的外表面上提供了陶瓷涂层：在所述外表面上施涂包含陶瓷或陶瓷形成组分的涂料第一层，对所述第一层的至少一部分进行至少部分的固化，然后在之前施涂并固化的层上添加包含陶瓷或陶瓷形成组分的涂料的一个或多个另外的层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2009年5月四日提交的美国申请第12/474，889号的优先权。
技术介绍
人们通常在大型陶瓷蜂窝体的外表面上施涂外部陶瓷涂层或“外皮”，从而提供光滑的覆盖表面，以提供高强度和良好的尺寸控制。外皮的施涂通常是在已经对工件进行机械加工，从而提供符合具体直径要求的蜂窝体基质之后进行的，最通常的情况下，是在已经对基质进行烧制从而使其表现出最终的晶体结构和强度之后进行的。通过另外的制造步骤使得施涂的外皮固化，所述另外的制造步骤包括例如干燥，或者，对涂覆的工件进行预烧制，使得外皮材料烧结或者反应烧结。
技术实现思路
本专利技术揭示了提供改进的蜂窝体的方法，所述改进的蜂窝体结合了施涂的高强度涂层，该高强度涂层能够在制造和使用过程中防止破坏的发生，并且大体上没有由于制造过程的干燥和/或烧制步骤造成的外皮裂纹。通过采用多层法施涂外皮，确保了这些性质。本专利技术的各种实施方式包括用来对蜂窝体(例如蜂窝体基质)施涂陶瓷涂层的方法，该方法包括以下步骤(i)对所述蜂窝体的外表面施涂第一涂料层，所述涂料层包含陶瓷或形成陶瓷的组分，(ii)在所述第一涂料层上施涂至少一层另外的涂料层，该另外的涂料层包含陶瓷或形成陶瓷的组分，但是(iii)在施涂所述至少一层另外的涂料层之前，所述第一涂料层的至少一部分至少进行部分的固化。一般来说，根据本专利技术所述的方法进行的固化包括对所述第一层或者第一层的一部分进行加热，例如通过使得所述第一层的至少一部分暴露于红外辐射、微波辐射、对流加热，或者这些方式的组合。在具体的实施方式中，固化包括使得所述第一层的至少一部分干燥，从而从所述层内除去液体组分，例如水介质。可以通过采用以上加热方法中的一种或者多种的组合来加热所述第一层，以促进干燥。在一些实施方式中，可以通过使得蜂窝体在施涂过程中旋转，从而促进根据本专利技术对蜂窝体施涂多层涂层的方法。所述蜂窝体包括相反的(opposing)第一和第二端面以及在所述第一和第二端面之间延伸的外侧表面，所述蜂窝体围绕延伸通过所述第一和第二端面的纵轴设置。在使得所述蜂窝体围绕纵轴旋转的同时，将涂料喷涂在所述蜂窝体的外侧表面上，从而形成所述涂料的第一湿层。所述蜂窝体可以围绕所述纵轴旋转360°或更多，从而施涂所述层或者随后的多个层。然后，在形成随后的湿层之前，使得所述第一湿层至少部分地干燥。在这些方法的其它的具体实施方式中，在使得所述第一湿层至少部分干燥的同时，还使得所述蜂窝体围绕所述纵轴旋转。喷涂涂料和干燥涂料层的步骤可以以各种方式安排。在一些实施方式中，在对所述第一湿层进行干燥或部分干燥的步骤之前结束所述涂料的喷涂步骤。在其它的实施方式中，所述喷涂涂料的步骤和对制得的湿层进行干燥的步骤同时进行。之后的实施方式的具体例子包括以下步骤使得所述蜂窝体围绕所述纵轴旋转，将第一涂料层的一部分施涂在与第一旋转弧度(first arc of rotation)相对应的外表面的第一部分上，然后对所述外表面的第一部分上的第一层进行加热，同时将第一涂料层的其他部分施涂在与第二旋转弧度相对应的外表面的第二部分上。附图说明下面结合附图进一步显示了本专利技术的方法，图中图1是根据本说明书的描述制备的涂覆的蜂窝体的透视示意图；图2是用来制造所述涂覆的蜂窝体的设备的侧面正视示意图；图3a和北显示对蜂窝体施涂多层涂层的示意图。具体实施例方式一种对蜂窝体或基质施涂外皮层(skin layer)的常规方法是所谓的“刮涂法”。 根据该种方法，用于涂料混合物的固体和液体原料进行配比，制得塑料黏结剂(plastic cement)，用板(plate)或刮刀(blade)对该塑料黏结剂进行施涂(apply)和平坦化 (smooth)。所述蜂窝体可以是由形成陶瓷的组分组成的干燥的成形体，或者可以是烧制的成形体，其中一种或多种形成陶瓷的组分已经转化为坚固的(strong)整体型陶瓷材料。所述蜂窝体通常在塑料黏结剂施涂过程中进行旋转，从而形成具有合适厚度的平滑层。然后对由此施涂的黏结剂涂层进行干燥，以除去未结合的水，并且优选在适当升高的温度下加热几个小时，例如在65°C加热4小时。在一些情况下，对所述蜂窝体和涂层进行烧制，使得所述涂层或者涂层和蜂窝体转化为整体型陶瓷体或涂层。所述涂层施涂和干燥工艺存在一些缺陷。比较通常遇到的问题包括在施涂过程中，涂料混合物与蜂窝体基质的粘着性较差，并且在干燥或烧制过程中会形成外皮裂纹。其它的问题包括外皮厚度不均勻，施涂过程中黏结剂糊料不均勻，并且干燥的涂层中存在一些弱点，导致在施涂后的加工或者使用过程中发生外皮剥落或破碎。本申请所述的蜂窝体涂层或外皮特别适合用于生坯(未烧制的)蜂窝体基质，但是也优选应用于烧制的蜂窝体。使用由原料混合物形成的片材、糊料或浆液制备料，以多个薄层或者薄板的形式将外皮施加于所述生坯基质，所述原料混合物在基质烧制温度下转化为烧结的陶瓷外皮。由此，在单独的烧制步骤中，通过烧制将所述生坯基质转化为坚固的陶瓷基质，将所述糊料或浆液涂层转化为围绕所述基质的侧面周边的无裂纹的耐破碎的陶瓷外皮。图1显示了涂覆过的蜂窝体基材10的示意图，此图并非按照真实比例绘制，其中所述蜂窝体基材10包括圆柱体蜂窝体基质12，该圆柱体蜂窝体基质12具有外表面13，该外表面13上施涂有包括薄板或薄层14a，14b，14c的陶瓷外皮14。蜂窝体通道，例如基材10 的通道16平行于基质12的中心轴12a。根据本专利技术所述的方法对用来提供蜂窝体外皮的膜、糊料或浆液中结合的陶瓷原料的比例进行选择，以确保与不同过滤器基质材料的相容性。选择其它的组分以确保施涂的涂层的强度和粘着性以及/或者调节烧制的涂层的热膨胀性质，从而与基质的热膨胀性质相匹配。对于由粘土、滑石和氧化铝按照能够在烧制的时候转化为堇青石陶瓷的比例形成的干燥的生坯蜂窝体基质，例如，所述涂料组合物可以包含以下组分的混合物滑石、粘土、二氧化硅和氧化铝，它们与有机粘合剂和介质组分合并，所述有机粘合剂包括例如甲基纤维素和/或聚环氧乙烷粘合剂，所述介质组分包括例如水。将所得的混合物施涂于未烧制的基质的侧表面，形成涂层，并且与基质在大约1400°C的温度共同烧制，从而将基质和涂层都转化为堇青石。为了减少根据本专利技术所述的方法施涂的涂层或外皮中的外皮裂纹以及其他缺陷的目的，所述外皮由薄层或薄板形成。这些方法的实施方式包括以下情况其中施涂用于固化的各个薄层或薄板的厚度小于2. 5毫米，例如各个层的厚度大于或等于0. 1毫米， 且小于或等于1毫米。可以使用其中涂料为陶瓷或形成陶瓷的组分的浆液或糊料的实施方式，例如其中使用陶瓷或形成陶瓷的组分的可起泡(formable)混合物，甚至带状铸造 (tape-cast)片材的情况，由此可以提供改进的结果。虽然以上描述的涂料都是用来制造本专利技术所述的改进的蜂窝体产品，但是其中涂料为浆液、所述材料层的至少一层通过以喷流或喷涂浆液的形式施涂在蜂窝体上的方法特别适合用于商业生产。本专利技术这些方法的一些实施方式包括以下情况在施涂至少一个涂料层的同时，使得蜂窝体围绕轴旋转。本专利技术还包括以下的实施方式，其中在所述涂料层的至少一层发生固化的时候，例如通过加热来固化以使其干燥或结合于主体的时候，所述蜂窝体围绕轴旋转。因此以下的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.05.29 US 12/474,8891.一种对蜂窝体的外表面施涂陶瓷涂层的方法，所述方法包括对所述蜂窝体的外表面施涂包含陶瓷或形成陶瓷的组分的第一涂料层，以及在所述第一涂料层顶上施涂至少一层包含陶瓷或形成陶瓷的组分的另外的涂料层；其中，在施涂所述另外的涂料层之前，使得所述第一涂料层的至少一部分进行至少部分的固化。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，固化包括使得所述第一涂料层的至少一部分暴露于红外辐射、微波辐射、对流加热或其组合。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，固化包括干燥第一涂料层的至少一部分，以从该第一涂料层中除去液体组分。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，干燥包括使得所述第一涂料层的至少一部分暴露于红外辐射、微波辐射、对流加热或其组合。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个层的厚度小于2.5毫米。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，各个层的厚度大于或等于0.1毫米，且小于或等于1毫米。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述涂料选自陶瓷或形成陶瓷的组分的浆液，陶瓷或形成陶瓷的组分的糊料，陶瓷或形成陶瓷的组分的可发泡混合物，以及包含陶瓷或形成陶瓷的组分的带状铸造片材。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蜂窝体由陶瓷或形成陶瓷的组分组成。9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述涂料包括浆液，所述涂料层的至少一层是通过将所述浆液喷流或喷涂到蜂窝体上的方式施涂的。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在施涂至少一个涂料层的同时，使得所述蜂窝体围绕轴旋转。11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在使得至少一个涂料层固化的同...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·H·弗莱切，K·J·奈普，G·L·兰奇，W·P·拉滋蒂维斯杰，R·L·舒尔茨，G·G·斯奎尔，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：