[發(fā)明專利]一種汽車尾氣催化劑用的莫來石襯墊外層及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410177556.8
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103979916A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伊國民
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江煒燁晶體纖維有限公司
• 主分類號: C04B28/24
• 分類號: C04B28/24;C04B14/38
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 翁霽明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種汽車尾氣催化劑用的莫來石襯墊外層及制備方法，屬于耐火隔熱材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著中國汽車市場的產(chǎn)銷兩旺，隨著而來的是巨大的環(huán)保壓力和尾氣處理催化劑的旺盛需求。汽車尾氣已成為人類社會(huì)一大流動(dòng)污染源，危害人們的身體健康。汽車尾氣三元催化凈化器和電噴閉環(huán)控制是有效解決汽車尾氣污染的措施之一。通常汽車尾氣三元催化凈化器由三元催化劑、襯墊、外殼等部分構(gòu)成，其中起催化凈化作用的是三元催化劑。隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步提高，催化劑需要增加載體數(shù)目和進(jìn)一步靠近發(fā)動(dòng)機(jī)提高反應(yīng)溫度(250-400℃)。因此原本只起著固定、緩沖和保溫作用的襯墊，在加熱的情況下對薄壁產(chǎn)生較大的壓力，致使破碎或者失效的嚴(yán)重后果。目前制作襯墊的材料有金屬、玻璃纖維或者硅酸鋁纖維，根據(jù)材料性質(zhì)的不同，三元催化器的襯墊可以分為膨脹和非膨脹兩類。

傳統(tǒng)的膨脹襯墊中含有蛭石，這是一種層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽。蛭石因?yàn)樵诩訜嶂?00-300℃后會(huì)沿晶體的C軸產(chǎn)生蠕蟲似的剝落而得名，這種礦物具有很高的熱膨脹率，在受熱到300℃左右時(shí)會(huì)膨脹十幾倍左右，并且發(fā)生彎曲。而莫來石纖維作為一種新型氧化鋁基的陶瓷纖維，在高溫氧化環(huán)境下具有高耐火度，低熱膨脹系數(shù)和抗氧化等優(yōu)勢，同時(shí)其在1400℃以上的使用溫度中其模量仍能達(dá)到200-300GPa，剛好處于我們所需要的新型襯墊工作范圍。但是國產(chǎn)莫來石纖維存在著纖維短和粉化的問題，嚴(yán)重影響工人工作環(huán)境和健康而且導(dǎo)致產(chǎn)品成型質(zhì)量和隔熱效果的下降。面對行業(yè)的共性問題，中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所結(jié)構(gòu)與功能一體化陶瓷團(tuán)隊(duì)提出了微波法制備了莫來石纖維（CN201210065441.0），微波法的應(yīng)用降低了熱處理溫度，縮短了保溫時(shí)間，大幅提升了生產(chǎn)效率，并且降低了纖維脆性斷裂粉化率。該專利涉及到了莫來石纖維的生產(chǎn)制造，需要規(guī)模生產(chǎn)原料，尚未在行業(yè)內(nèi)廣泛普及。

發(fā)明內(nèi)容????

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種能實(shí)現(xiàn)抗粉化目的的汽車尾氣催化劑用的莫來石襯墊外層及制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：所述汽車尾氣催化劑用的莫來石襯墊外層，它是按重量百分比計(jì)由以下的組份構(gòu)成：改性莫來石纖維60-85?%，煅燒氧化鋁微粉5-10%，硅溶膠3?-10%，次氯酸鈉1.2-3.8%、淀粉2.7-7.3%，添加劑0.5?-1.5%，上述組份之和為100%；所述改性莫來石纖維的化學(xué)成分為Al₂O₃≥70%，SiO₂≤25%，油性物質(zhì)＞1.5%，上述化學(xué)成分之和為重量的100%。

所述的改性莫來石纖維通過以下步驟得到：

（1）未改性纖維與硅烷偶聯(lián)劑混合；

（2）將上述混合物放入水中浸潤；

（3）以環(huán)氧樹脂等進(jìn)行接枝反應(yīng)；

（4）水洗至中性然后干燥得到改性莫來石纖維。

上述的步驟（1）中，硅烷偶聯(lián)劑是KH550和KH570；

上述的步驟（2）中，浸潤需要增加重量5-10%的甘油作為潤滑劑。

本發(fā)明所述的煅燒氧化鋁微粉，其最大粒徑≤10mm；所述硅溶膠中二氧化硅的顆粒直徑為200nm-500?nm,pH值3-5；所述的添加劑為甲基纖維素，所述的油性物質(zhì)為環(huán)氧樹脂。

一種如上所述汽車尾氣催化劑用的莫來石襯墊外層的制備方法，它包括如下步驟：

a）按配比稱取各原料，混合均勻，經(jīng)混煉得到漿料；

b）然后抽濾成型，在190-210℃溫度下干燥10?h得到成品。

所述的成品性能指標(biāo)有：重?zé)€收縮率＜1.5，線膨脹系數(shù)≤8x10^-6/℃，導(dǎo)熱系數(shù)從0.10-0.23w/mk，拉伸強(qiáng)度≥0.35MPa，容重從200-260kg/m³，耐火度＞1800，最高使用溫度＞1500℃，纖維長度維持在5-9?um。

本發(fā)明是基于長期的耐火材料生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，在不介入莫來石纖維生產(chǎn)的情況下，重新設(shè)計(jì)了襯墊的結(jié)構(gòu)，分為纖維層作為外層和ZrO₂陶瓷層作為內(nèi)層的新型一種汽車尾氣催化劑用莫來石襯墊，達(dá)到阻止襯墊的粉化，優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)境，降低粉塵污染的目的。

同行業(yè)內(nèi)其他莫來石纖維制品只是簡單的在表面涂抹一層硅溶膠相比，本襯墊外層利用改性莫來石纖維作為主要原料，通過上述步驟，在克服粉化的情況下，保證了制品的優(yōu)良耐火性能。

具體實(shí)施方式???