[發明專利]用于4-路廢氣處理的高孔隙率過濾體

無效

• 申請號: 201310415179.2
• 申請日: 2007-06-28
• 公開（公告）號: CN103482968A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: I·M·梅爾斯科特-查威爾;G·A·默克爾;S·B·奧古米;T·陶;J·王
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: C04B35/185
• 分類號: C04B35/185;C04B38/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 郭輝

本申請是國際申請號為PCT/US2007/015055，國際申請日為2007年6月28日，進入中國國家階段的申請號為200780024055.4，名稱為“用于4-路廢氣處理的高孔隙率過濾體”的發明專利申請的分案申請。

本申請要求于2006年6月30日提交的、發明名稱為“用于4-路廢氣處理的高孔隙率過濾體”的美國臨時申請No.60/817,722的權益。

技術領域

本發明屬于工業陶瓷領域并且尤其涉及低熱膨脹和高孔隙率耐火堇青石陶瓷，該陶瓷所具有的高強度使其尤其適于生產用于燃燒廢氣處理的堅固壁流式過濾體。

背景技術

堇青石陶瓷體，尤其是那些作為蜂窩狀多孔結構形成的堇青石陶瓷體在許多高溫應用中得以利用，例如催化轉化器、NO_x吸附器、電熱催化劑、熔融金屬過濾體、蓄熱芯、化學加工基質、用于加氫脫硫、氫化裂解或氫化處理的催化劑以及例如柴油機廢氣微粒過濾器的過濾體。

在柴油機廢氣過濾中，堇青石作為同時具有低熱膨脹系數（CTE）和低成本的材料已經成為一種選擇。從20世紀80年代早期開始，壁流式多孔堇青石陶瓷過濾體已經用于從一些柴油機的廢氣中除去微粒。柴油機微粒過濾體（DPF）理想地應同時具有低CTE（用于抗熱沖擊阻力）、低壓降（用于發動機效率）、高過濾效率（用于從廢氣中除去最多的微粒）、高強度（在使用中承受處理、封存和振動）以及低成本。

在需要從柴油機廢氣中除去氮氧化物、NO_x的應用中，典型地需要大量的催化劑或NO_x吸附劑。為了使壓降的增加達到最小，需要高孔隙率和大孔徑尺寸以容納附加的NO_x催化劑/吸附劑。然而，孔隙率和較大孔徑尺寸的增加都會減少陶瓷蜂窩的強度。

此外，人們經常希望得到非常低的CTE作為增加抗熱沖擊阻力（TSR）的方式，而且在堇青石和其它現代陶瓷中，低CTEs通常是通過陶瓷材料中存在微裂紋而實現的。然而，遺憾的是微裂紋也會進一步降低這些高孔隙率體的強度。

人們已經制得了同時具有高孔隙率和大孔徑尺寸的堇青石陶瓷，例如孔隙率為64-80%、且中值孔徑為10-45μm，這些陶瓷具有非常低或非常高的CTE。高CTE陶瓷勢必顯示出較差的抗熱沖擊性能，而與非常低的CTE陶瓷相關的廣泛的微裂紋會導致較低強度和較差的機械壽命。在典型的柴油機排氣系統的機械惡劣環境下通過測定實際應用中的斷裂模數（MOR）表明后者的機械強度不足。

因此，提供具有高孔隙率和大中值孔徑的堇青石陶瓷體從而具有低催化壓降并且同時具有中等的CTE以確保綜合改善抗熱沖擊阻力和和強度在本領域中是一種進步。

發明內容

本發明提供了新型的同時具有高體積百分數孔隙率與可控中值孔徑和平均熱膨脹系數的堇青石陶瓷蜂窩制品。令人意想不到地發現控制中值孔徑和平均熱膨脹系數二者基本上可改善這些高孔隙率陶瓷的斷裂強度模數（MOR）和抗熱沖擊性（TSR）。在特定的實施方案中，本發明的堇青石陶瓷制品的體積孔隙率為至少64％并且小于80％，但是強度和平均熱膨脹系數通常高于依照現有技術生產的高孔隙率陶瓷。