[發明專利]有電弧噴涂基材的催化劑部件及其制備方法

無效

• 申請號: 99806465.3
• 申請日: 1999-04-30
• 公開（公告）號: CN1302221A
• 公開（公告）日: 2001-07-04
• 發明（設計）人: M·P·加里甘;A·K·邦德;J·C·戴特靈
• 申請（專利權）人: 恩格爾哈德公司
• 主分類號: B01D47/00
• 分類號: B01D47/00;B01D50/00;B01J8/00;B01J23/00;B01J23/40;F01N3/10;F01N3/20
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 段承恩

本申請書為Michael?P.Galligan等于1998年5月1日提交的題目為“有電弧噴涂基材的催化劑部件及其制備方法”的共同未決的美國專利申請No.09/071663的部分繼續申請，上述申請書在這里作為參考并入，以及為Michael?P.Galligan等于1999年4月16日提交的題目為“有電弧噴涂基材的催化劑部件及其制備方法”的共同未決的美國專利申請No.09/293216的部分繼續申請，上述申請書在這里作為參考并入，并且它也是所述的美國專利申請No.09/071663的部分繼續申請。

發明背景

發明范圍

本發明涉及有催化作用的基材，也就是涉及含有上面涂有催化材料的基材的催化劑部件，以及涉及制備這樣的有催化作用的基材的方法。更具體地說，本發明涉及含有用金屬錨層涂覆的基材的有催化作用的基材，金屬錨層使催化材料對基材的附著性增加或使催化劑部件在金屬容器中的安裝更容易。

相關技術

1993年4月20日頒發給I.V.Gorynin等的US5204302題目為“催化劑組合物及其制備方法”，下文稱為“’302專利”。’302專利公開了一種負載在金屬基材上的多層催化劑材料。金屬基材(第4列，第64-68行)可為任何一種熱穩定的金屬，包括不銹鋼和低合金鋼，’302專利指出，不管使用什么類型的基材，粘合層的性能沒有明顯的差別。正如在該專利的圖1和第4列、第32行以下各行中描述的，使用火焰噴涂或等離子體噴涂設備(圖2和第5列、第32行以下各行)將附著的亞層12涂覆到金屬基材11上，它在實斷面中表示為致密(實心的)板狀結構。附著的亞層12含有由許多金屬配對中任何一種(包括鋁和鎳)形成的自粘合的金屬間化合物，如在’302專利的第5列、第1-6行描述的。據說火焰或等離子體噴涂操作的高溫通過基材11和亞層12的材料穿過其界面的擴散產生擴散層(圖1中的13)(第4列、第37-41行)。將催化活性層14(圖1)噴涂到亞層12上；隨著不斷遠離界面，形成催化活性材料的含量不斷增加的梯度組成(第5列、第7-24行)。催化活性層可為氧化鋁、優選γ-氧化鋁；還可含有指定的金屬氧化物穩定劑，例如CaO、Cr₂O₃等以及金屬氧化物催化材料，例如ZrO₂、Ce₂O₃等。多孔層18(圖1和第5列、第25-32行)含有某些催化活性組分和過渡金屬氧化物作為成孔化合物的例如MnCO₃、Na₂CO₃等的分解產物，估計當成孔化合物熱分解時(參見第7列、第37-45行)，由碳酸鹽或氫氧化物放出氣體，由此成孔化合物形成孔(第7列、第40-45行)。正如在第5行、第44行以下各行和第7列、第37行以下各行描述的，亞層12、催化活性層14和多孔層18可用連續等離子體噴涂操作涂覆，其中按預選的次序和預選的間隔將不同的粉末21、28和33(圖2)送入等離子體噴涂。優選用磁濺射法將任選的活化劑涂層19涂覆到多孔層上(參見第4列、第56-63行和第8列、第24行以下各行)。

1977年6月7日頒發給H.S.Rondeau的US4027367題目為“鎳鋁合金和鎳鈦合金的噴涂粘合”，下文稱為“’367專利”，在這里作為參考并入。’367專利公開了一種通過將金屬組分絲送入電弧噴槍進行自粘合材料具體地說是鎳鋁合金或鎳鈦合金的電弧噴涂方法(第1列、第6-13行)。’367專利從第1列、第25行開始提出燃燒火焰噴槍例如送入氧和乙炔的噴槍使送入火焰的粉末熔融。據說這樣的燃燒火焰噴槍在相對低的溫度下操作，它常常不能噴涂熔點大于5000°F(2760℃)的材料。’367專利還提出(第1列、第32行開始)，等離子體弧噴槍是最貴類型的熱噴涂設備，它比燃燒型火焰噴槍產生高得多的溫度，高達約30000°F(16649℃)。在’367專利中進一步指出，等離子體弧噴槍需要用于產生等離子體的惰性氣體源以及對氣體流速和用于適合操作的電源的極準確的控制。相反，從第1列，第39行開始，說明電弧噴槍僅需要電源和供應壓縮空氣或其他用于霧化和推動在電弧中熔融的材料到基材或靶材上的氣體。從第5列、第28行開始列舉了用鎳鋁合金或鎳鈦合金的金屬絲進料電弧噴涂到適合的基材上的應用，基材包括光滑的鋼和鋁基材，但是未提到開放的、多孔的或蜂窩型的基材或陶瓷基材，也未提到將制得的制品用作催化材料的載體。