[發明專利]堇青石成形批料組合物和由其制造的堇青石主體

有效

• 申請號: 200980155844.0
• 申請日: 2009-11-13
• 公開（公告）號: CN102292309A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 魯燕霞;王建國;謝玉明
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00;B01D46/24;C04B35/195
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 沙永生

本申請要求2008年11月26日提交的美國臨時申請系列號第61/118,176號以及2009年4月14日提交的美國專利申請系列號第12/423317號的權益。

技術領域

本發明涉及多孔堇青石主體以及用于制造該多孔堇青石主體的方法和組合物。更具體來說，本發明涉及多孔堇青石陶瓷，其可以用于催化轉化器和微粒過濾器，例如用于發動機排氣后處理。

發明概述

本發明提供了具有較高總孔隙率、受控的中值孔徑以及改進的強度的堇青石主體，使得這些堇青石主體成為催化轉化器基材或微粒過濾器(例如柴油機微粒過濾器(DPF))的極佳的選擇。本發明還提供了可以用來制造催化轉化器基材和柴油機微粒過濾器的批料組合物。

在一些實施方式中，所述多孔堇青石陶瓷蜂窩主體的總孔隙率(％P)至少為25％，例如約為25％至56％，25％至40％，30％至55％，或者約為40％至56％。在一些實施方式中，所述多孔堇青石陶瓷主體的中值孔徑d₅₀可以約為2-10微米，600個孔/平方英寸并且壁板厚度為3密耳(約75微米)的堇青石主體的斷裂強度模量(MOR)至少為220磅/平方英寸(1.52MPa)，例如約大于300磅/平方英寸(2.07MPa)。

在各種實施方式提供的一些優點中包括，在特定的孔隙率、孔徑、孔徑分布和熱質量條件下，多孔蜂窩主體的強度高于常規的堇青石陶瓷的強度，使得多孔蜂窩主體非常適合用于需要高強度和高孔隙率基材的應用。所揭示的組合物還提供了靈活的孔結構設計，這可以通過向本文所揭示和所述的批料組合物中引入成孔劑來實現。

根據本發明的其它的實施方式，提供了用來形成多孔陶瓷蜂窩主體的批料組合物。所述批料組合物通常包含堇青石形成無機批料混合物，該混合物包含氧化鎂源；二氧化硅源；以及鋁源。所述批料組合物還包含任選的成孔劑、無機粘合劑、有機粘合劑和液體載劑。

更進一步，在本發明的其他實施方式中，提供了用來形成本文所揭示的多孔堇青石陶瓷蜂窩主體的方法。所述方法通常包括：將無機原料、有機粘合劑和液體載劑混合起來，形成塑化的批料，由所述塑化的批料形成生坯體，干燥所述生坯體，對所述生坯體進行燒制，提供所述堇青石陶瓷結構。

在以下詳細描述和任意權利要求中部分地提出了揭示內容的另外一些實施方式，它們或者可以通過實施本發明來了解。以上的概述和以下的詳述僅僅是示例和說明性的，不構成限制。

附圖簡要說明

附圖顯示了本發明的某些實施方式。

圖1是多孔蜂窩基材的等角圖。

圖2是多孔蜂窩過濾器的等角圖。

圖3是用于微粒柴油機過濾器和汽車基材擠出工藝的工藝流程圖。

圖4是用于薄壁產品的包含成孔劑的批料組合物的孔徑分布曲線。

圖5A和5B是具有42.5％的孔隙率和2.5微米的mps的示例性批料組合物的內部的SEM圖象。圖5B是具有42.5％的孔隙率和2.5微米的mps的批料組合物的表面的SEM圖象。

圖6是(使用糊料條件下)本發明的組合物以及比較組合物的拉伸性能圖。

圖7是本發明的堇青石糊料的峰值負荷的應變容差-楊氏模量圖。

圖8A和8B是蜂窩體的SEM圖象，其中楊氏模量E_mod＝2.53MPa。圖8B是蜂窩體的SEM圖象，其中楊氏模量E_mod＝1.7MPa。

圖9是柴油機過濾器和汽車基材的燒制曲線圖。

發明詳述

參考附圖(如果有的話)詳細描述本發明的各種實施方式。對各種實施方式的談到的內容不限制本發明的范圍，本發明范圍僅受所附權利要求書的范圍的限制。此外，在本說明書中列出的任何實施例都不是限制性的，且僅列出要求保護的本發明的諸多可能實施方式中的一些實施方式。