[發(fā)明專(zhuān)利]碳化硅質(zhì)多孔體及其制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910226312.7
• 申請(qǐng)日: 2019-03-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110317062A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 兒玉優(yōu);濱崎真
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 日本礙子株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): C04B35/565
• 分類(lèi)號(hào): C04B35/565;C04B38/06;C04B41/87
• 代理公司: 北京旭知行專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 11432
• 代理人: 王軼;鄭雪娜

本發(fā)明提供一種具有高耐熱沖擊性的碳化硅質(zhì)多孔體及其制造方法。一種碳化硅質(zhì)多孔體，其包含：(A)作為骨料的碳化硅粒子、以及(B)從由金屬硅、氧化鋁、二氧化硅、多鋁紅柱石、堇青石構(gòu)成的組中選擇的至少一種，且在所述(A)和/或(B)的表面具有非晶質(zhì)和/或結(jié)晶質(zhì)的SiO₂或者SiO，其中，所述非晶質(zhì)和/或結(jié)晶質(zhì)的SiO₂或者SiO中所包含的α?方英石為6質(zhì)量％以下。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及碳化硅質(zhì)多孔體及其制造方法。特別涉及被用于汽車(chē)尾氣凈化用的過(guò)濾器或催化劑載體等的碳化硅質(zhì)多孔體及其制造方法。

背景技術(shù)

作為用于對(duì)像柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣那樣的含塵流體中所包含的粒子狀物質(zhì)進(jìn)行捕集除去的過(guò)濾器、或者用于負(fù)載對(duì)尾氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行凈化的催化劑成分的催化劑載體，廣泛使用多孔質(zhì)的蜂窩結(jié)構(gòu)體。另外，作為像這樣的蜂窩結(jié)構(gòu)體的構(gòu)成材料，已知使用像碳化硅(SiC)粒子那樣的耐火性粒子。

作為具體的相關(guān)技術(shù)，例如專(zhuān)利文獻(xiàn)1中公開(kāi)一種蜂窩結(jié)構(gòu)的多孔質(zhì)碳化硅質(zhì)催化劑載體，其是將具有規(guī)定的比表面積和雜質(zhì)含量的碳化硅粉末作為起始原料，將該碳化硅粉末成型為所期望的形狀并干燥后，于1600～2200℃的溫度范圍進(jìn)行燒成而得到的。

在將利用該方法制作的燒結(jié)體作為用于除去從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排出的尾氣中所包含的顆粒物的柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)的材料進(jìn)行使用的情況下，存在如下問(wèn)題：如果想要過(guò)濾器再生而使被過(guò)濾器捕集并堆積的顆粒物燃燒，則由于熱傳導(dǎo)率較小，所以局部發(fā)熱，導(dǎo)致破損。

針對(duì)該問(wèn)題，專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)如下內(nèi)容：利用碳化硅質(zhì)多孔體，使其具有高熱傳導(dǎo)率，并且，耐氧化性、耐酸性、耐顆粒物反應(yīng)性、以及耐熱沖擊性等得到提高，該碳化硅質(zhì)多孔體的特征在于，其為包含作為骨料的碳化硅粒子和金屬硅、且在該碳化硅粒子以及該金屬硅的表面具有包含氧的相(氧化被膜)的多孔質(zhì)，并且，含有的氧量為0.5～15重量％。

另一方面，最近從提高集塵用過(guò)濾器的處理能力的必要性考慮，特別是要求如上所述的多孔質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體中具有壓力損失低的、高氣孔率的多孔質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體。作為像這樣的高氣孔率的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，例如公開(kāi)有如下多孔質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法，即，將作為成型原料的、主成分材料、水、有機(jī)粘合劑(在擠出成型為蜂窩形狀的過(guò)程中，僅有成型原料時(shí)，可塑性、成型性不充分，無(wú)法順利地成型，因此，需要使用甲基纖維素等有機(jī)粘合劑，以便提高可塑性)以及造孔劑(石墨等有機(jī)物質(zhì))等進(jìn)行混煉，使可塑性得到提高，制備坯土，將該坯土擠出成型并干燥，制作蜂窩成型體，對(duì)該蜂窩成型體進(jìn)行燒成，得到多孔質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體(例如參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。根據(jù)該制造方法，在對(duì)蜂窩成型體進(jìn)行燒成時(shí)，有機(jī)粘合劑、造孔劑被燒除而形成氣孔，因此，能夠得到高氣孔率的多孔質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體。

然而，如果有機(jī)粘合劑的添加量較多，則存在如下問(wèn)題：在預(yù)燒(脫粘合劑)時(shí)，有機(jī)粘合劑被燒除，從而在成型時(shí)有機(jī)粘合劑占有的空間成為缺陷，導(dǎo)致得到的預(yù)燒體、甚至多孔質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)體的強(qiáng)度降低。另外，大型的結(jié)構(gòu)體中，存在如下問(wèn)題：在預(yù)燒(脫粘合劑)時(shí)有機(jī)粘合劑燃燒之際，因燃燒熱而使得成型體內(nèi)部的溫度高于外部的溫度，由成型體的內(nèi)外溫度差所引起的熱應(yīng)力導(dǎo)致預(yù)燒體產(chǎn)生開(kāi)裂等缺陷，不僅作為結(jié)構(gòu)體的機(jī)械強(qiáng)度降低，而且使成品率大幅降低。