[發(fā)明專利]用于堵塞蜂窩體且具有減小的堵塞深度變化的組合物和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380051070.3
• 申請(qǐng)日: 2013-08-29
• 公開（公告）號(hào): CN104981441B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·W·奧丁伍德;A·J·切斯;T·M·卡伯特森;C·S·瓦倫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號(hào): C04B28/24
• 分類號(hào): C04B28/24;C04B35/185;C04B35/19;C04B35/195;C04B35/44;C04B35/478;C04B35/565;C04B35/584;C04B38/00;B01D46/24
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司31100
• 代理人: 郭輝,沙永生

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)根據(jù)35U.S.C.§120要求于2012年8月30日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)系列號(hào)13/599,584的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，本文以該申請(qǐng)為基礎(chǔ)并將其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此。

背景技術(shù)

本發(fā)明總體涉及多孔蜂窩體陶瓷，具體來(lái)說(shuō)，涉及改善的可施涂到多孔蜂窩體陶瓷的組合物。

陶瓷壁流式過(guò)濾器越來(lái)越多地用來(lái)從柴油機(jī)或者其它內(nèi)燃機(jī)排氣流中除去微粒污染物。已知有許多種使用由多孔陶瓷形成的具有孔道的蜂窩體結(jié)構(gòu)制造這類過(guò)濾器的方法。最普遍的方法是將密封材料形成的固化堵塞物置于這種結(jié)構(gòu)的交替孔道的端部，阻擋流過(guò)孔道的直接流體流，迫使流體流先通過(guò)蜂窩體的多孔孔道壁，然后才離開所述過(guò)濾器。

堵塞蜂窩體結(jié)構(gòu)的重要方面是堵塞深度和堵塞質(zhì)量。堵塞質(zhì)量常常與堵塞物中存在空穴相關(guān)。一般地，可通過(guò)減少堵塞組合物中的水的量和/或增加堵塞組合物中某些批料組分的粒度，來(lái)減少空穴的存在。但是，這種改性可導(dǎo)致堵塞物沒(méi)有足夠的深度，并因此沒(méi)有足夠的機(jī)械(或“壓出”)強(qiáng)度。

另一方面，對(duì)于相同的外部幾何形貌，較短的堵塞物提供更小的背壓、更高的過(guò)濾器體積，由此降低再生的頻率和改善燃油經(jīng)濟(jì)性。此外，較短的堵塞物提供更厚的材料利用度，由此降低過(guò)濾器制造成本。因此，需要提供堵塞物，其盡可能地短但仍然具有所必備的深度來(lái)提供足夠的機(jī)械(或“壓出”)強(qiáng)度。

同時(shí)解決所有這些問(wèn)題所面臨的挑戰(zhàn)涉及堵塞深度變化。堵塞深度變化通常由堵塞組合物在不同的過(guò)濾器通道中的流動(dòng)速率的不同而造成。對(duì)流動(dòng)阻力較大的通道中的堵塞物趨于較短，而對(duì)流動(dòng)阻力較小的通道中的堵塞物趨于較長(zhǎng)。這種變化可導(dǎo)致至少一些較短的堵塞物不能提供必需的機(jī)械強(qiáng)度。因此，考慮到對(duì)較短堵塞物的持續(xù)需求，同時(shí)存在提供減少的堵塞深度變化的需求，從而將堵塞物不能提供必需的機(jī)械強(qiáng)度的發(fā)生率降到最低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一種實(shí)施方式涉及用于施涂到具有多個(gè)平行通道的蜂窩體的組合物。該組合物包括具有粒度分布的耐火填料。該組合物還包括有機(jī)粘合劑、無(wú)機(jī)粘合劑和液體載體。選擇耐火填料、耐火填料的粒度分布、有機(jī)粘合劑和粘合劑，從而當(dāng)施涂該組合物以堵塞蜂窩體的多個(gè)通道時(shí),在其間形成的多個(gè)堵塞物具有平均堵塞深度和深度極差(depth range),從而對(duì)于具有給定橫截面尺寸的通道,深度極差小于平均堵塞深度的30％。

本發(fā)明的另一實(shí)施方式涉及多孔陶瓷蜂窩體，其包括由多孔陶瓷通道壁連接的多個(gè)平行通道。選定的通道包括永久密封到通道壁的堵塞物。該堵塞物包括具有粒度分布的耐火填料以及無(wú)機(jī)粘合劑。選擇耐火填料、耐火填料的粒度分布以及無(wú)機(jī)粘合劑，從而堵塞物具有平均堵塞深度和深度極差,從而對(duì)于具有給定橫截面尺寸的通道,深度極差小于平均堵塞深度的30％。

本發(fā)明的另一實(shí)施方式涉及將堵塞組合物施涂到具有多個(gè)平行通道的蜂窩體的方法。所述方法包括將組合物施涂到蜂窩體。該組合物包括具有粒度分布的耐火填料。該組合物還包括有機(jī)粘合劑、無(wú)機(jī)粘合劑和液體載體。選擇耐火填料、耐火填料的粒度分布、有機(jī)粘合劑以及無(wú)機(jī)粘合劑，從而當(dāng)施涂該組合物以堵塞蜂窩體的多個(gè)通道時(shí),在其間形成的多個(gè)堵塞物具有平均堵塞深度和深度極差,從而對(duì)于具有給定橫截面尺寸的通道,深度極差小于平均堵塞深度的30％。

在以下的詳細(xì)描述中給出了本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)，其中的部分特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是容易理解的，或通過(guò)實(shí)施文字描述和其權(quán)利要求書以及附圖中所述實(shí)施方式而被認(rèn)識(shí)。

應(yīng)理解，上面的一般性描述和下面的詳細(xì)描述都僅僅是示例性的，用來(lái)提供理解權(quán)利要求書的性質(zhì)和特點(diǎn)的總體評(píng)述或框架。

所附附圖提供了對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，附圖被結(jié)合在本說(shuō)明書中并構(gòu)成說(shuō)明書的一部分。附圖說(shuō)明了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，并與說(shuō)明書一起用來(lái)解釋各種實(shí)施方式的原理和操作。

附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是根據(jù)比較性堵塞組合物施涂到蜂窩體結(jié)構(gòu)的堵塞物的平均堵塞深度和堵塞深度極差圖；以及

圖2是根據(jù)示例性堵塞組合物施涂到蜂窩體結(jié)構(gòu)的堵塞物的平均堵塞深度和堵塞深度極差圖。

詳細(xì)描述

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的各種實(shí)施方式；若有附圖，則參考附圖描述。

如本文所使用，術(shù)語(yǔ)“平均堵塞深度”指在給定區(qū)域(例如蜂窩體的一個(gè)或更多個(gè)端面)中所有堵塞物的總深度(或總長(zhǎng)度)除以該區(qū)域中的堵塞物的數(shù)目。