[發明專利]一種柴油發動機排氣碳化硅質顆粒捕集器濾芯的制造方法

無效

• 申請號: 201210163853.8
• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN102701776A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 龐俊峰;宮俊賢
• 申請（專利權）人: 天津天立源節能環保科技有限公司
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00;C04B35/565;C04B35/622
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 崔繼民

技術領域

本發明屬于碳化硅蜂窩陶瓷濾芯材料制造領域，尤其涉及一種用于捕集柴油機排放尾氣中顆粒物的捕集器濾芯的制造方法。

背景技術

柴油機是目前產業化應用的各種動力機械中熱效率最高、能量利用率最好、最節能的機型，柴油車與目前汽油車相比具有燃油消耗低的特點。隨著柴油機在機動車中所占比例的不斷增長，柴油機排放污染問題也日益體現出來，在柴油機的排放成分中，除99.7%(75.7%的N₂、10%的CO₂、8%的水蒸氣和6%的O₂)對人類無害外，其余0.3%(0.2%的NO、0.01%的NO₂、0.03%的HC、0.05%的CO、0.01%的SO₂和小于0.01%的PM)都是有害物質，它是形成酸雨和破壞臭氧層的罪魁禍首。最近二十多年來，柴油發動機排放的顆粒物（PM）對大氣的污染已經引起了研究部門和政府有關部門越來越多的關注。這是因為PM被有機溶劑萃取后，其餾分(SOF)中多環芳烴化合物(PAC)中的一部分被發現是致癌的，PM大小在10μm左右，其中90%顆粒物小于1μm，可被人體吸入，造成慢性氣管炎和肺氣腫。蜂窩陶瓷濾芯已經廣泛被用來作為柴油機碳顆粒物捕集器（DPF）來過濾凈化包括像柴油發動機的尾氣這樣的流動煙塵中的顆粒物。

碳顆粒捕集器是一種有效地后處理技術，安裝在柴油發動機的排氣管路上，排氣通過時顆粒物被濾芯捕集，并在堆積在濾芯體內，隨著顆粒物堆積量增多，用燃燒法、電加熱等方法將過濾體內堆積的顆粒物除去，即將過濾體再生。顆粒過濾器的關鍵技術包括濾芯材料的選擇和再生技術的選擇。

濾芯材料的結構和性能對整個顆粒捕集系統的性能有很大的影響，就蜂窩陶瓷濾芯材料而言，堇青石和碳化硅材料是目前最主要的材料，碳化硅材料與堇青石比較具有更突出的熱穩定性和化學穩定性，越來越受到人們的廣泛重視。而在我們國內目前僅有少量的堇青石材料過濾體，雖然也有研究機構在開發重結晶碳化硅材料和反應燒結碳化硅材料的過濾體，但最終的燒結溫度均在1600℃到2200℃的范圍內進行煅燒。其燒成成本很高，一種燒結溫度低、使用溫度高、高的孔隙率、高溫強度高、使用壽命長、生產成本低的碳化硅材料蜂窩陶瓷濾芯是人們所期待的。

發明內容

本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種燒結溫度低、使用溫度高、高的孔隙率、高溫強度高、使用壽命長的用于捕集柴油機排放顆粒物的碳化硅材料蜂窩狀陶瓷濾芯。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：包括以下步驟，

（1）稱取主料，稱取平均粒徑為48μm的黑碳化硅A和平均粒徑為2μm的黑碳化硅B，A與B的重量比為61.5：20；稱取金屬硅粉，黑碳化硅粉總量與金屬硅粉的重量比為81.5：18.5；

（2）將黑碳化硅粉與金屬硅粉放入干粉混合機中混合均勻，得到干粉混合料；

（3）稱取燒結助劑和脫蠟增強助劑，其中燒結助劑的重量為上述干粉混合料的3.5%，脫蠟增強助劑的重量為上述干粉混合料的14.5%；

（4）將上述的燒結助劑和脫蠟增強助劑與適量水加入到攪拌機中攪拌均勻，充分溶解得到液態混合料，其中水量為上述干粉混合料的25%-30%；

（5）將上述得到的干粉混合料和液態混合料加入到捏合機中進行捏合，捏合時間為30min；

（6）在捏合的過程中加入成型助劑、潤滑劑和造孔劑，其中成型助劑的重量為上述干粉混合料的3%-4%，潤滑劑的重量為上述干粉混合料的3%-4%，造孔劑的重量為上述干粉混合料的2.5%-3%；

（7）將上述混合物放入真空練泥機中練泥兩遍，得到塑性良好的泥段；

（8）將上述泥段放入陳腐室中進行陳腐8h；

（9）擠壓成型，將泥料擠出成型并切割形成素坯；

（10）干燥，將切割得到的素坯進行干燥；

（11）燒成，將干燥后的素坯在氧化爐中進行燒成，去除其中的有機成分；

（12）燒結，將上述得到的產品放入真空氣氛爐中進行燒結，得到成品。

本發明還可以采用如下技術方案：

所述金屬硅粉的細度為325目。

所述燒結助劑為粉煤灰空心微珠。

所述脫蠟增強助劑為18%-20%的氧化鋁溶膠。

所述成型助劑為羥甲基纖維素，所述潤滑劑為豆油，粘度均為12000。

所述造孔劑為有機泡沫小球，其粒徑小于50μm。