一種柴油車尾氣催化凈化器用堇青石蜂窩陶瓷及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于陶瓷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種柴油車尾氣催化凈化器用堇青石蜂窩陶 瓷及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 堇青石蜂窩陶瓷實(shí)際是一種由印度石構(gòu)成的單相陶瓷。印度石與堇青石為同質(zhì)二 象關(guān)系，早期發(fā)明人誤將蜂窩陶瓷中晶相鑒定為堇青石，并以此冠名之。待后來者發(fā)現(xiàn)其中 晶相不是堇青石而是印度石時(shí)，"堇青石蜂窩陶瓷"（包括堇青石陶瓷）的名稱已被廣泛接 受，后人故沿用之。
[0003] 堇青石蜂窩陶瓷是以柴油、汽油和天然氣等為燃料的機(jī)動(dòng)車尾氣催化凈化裝置中 的核心部件，它既是催化劑的載體又是機(jī)動(dòng)車尾氣的排放通道。例如，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)出口的氣 體溫度在800°C 土，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在使用中的頻繁啟動(dòng)和熄火，使陶瓷載體長期反復(fù)承受從 室溫08fl(TC的熱震沖擊；如果抗熱震性（Λ T)差，蜂窩陶瓷載體很快就會(huì)碎裂，以致催化 凈化器失效。陶瓷的Λ T越高，其熱脹系數(shù)越低，故業(yè)內(nèi)通常用熱脹系數(shù)區(qū)別和表征蜂窩陶 瓷的Λ Τ。熱脹系數(shù)低的載體可緊靠汽車發(fā)動(dòng)機(jī)出口，熱脹系數(shù)高的載體只能遠(yuǎn)離汽車發(fā)動(dòng) 機(jī)出口。然而，荷載催化劑的載體距離發(fā)動(dòng)機(jī)出口越近，尾氣的凈化效率越高。
[0004] 當(dāng)前，柴油車尾氣催化凈化裝置中堇青石蜂窩陶瓷的技術(shù)特征是尺寸大 (傘330-267臟)，其抗熱震能力（ΔΤ = 500°C )要求比汽油車用蜂窩陶瓷（AT = 800°C ) 低。目前，國內(nèi)、外制造堇青石蜂窩陶瓷所用的無機(jī)原料是滑石、高嶺石、偏高嶺石和氧化鋁 粉，或者滑石、高嶺石、偏高嶺石、氧化鋁和石英粉等。葉蠟石（AlJSi4O1J(OH) 2)是一種鋁 的層狀硅酸鹽礦物，我國的葉蠟石資源豐富，純度高，價(jià)格便宜。采用葉蠟石作為堇青石蜂 窩陶瓷的主要原料之一可以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，還充分發(fā)揮我國礦物資源的優(yōu)勢(shì)，使蜂 窩陶瓷的生產(chǎn)具有可持續(xù)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種柴油車尾氣催化凈化器用堇青石蜂窩陶瓷及其制備 方法。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
[0007] -種柴油車尾氣催化凈化器用堇青石蜂窩陶瓷，其特征在于，由無機(jī)原料、羥丙基 甲基纖維素和硬脂酸鎂組成，所述無機(jī)原料的各組分配比按重量份數(shù)計(jì)為：滑石粉38~42 份，葉蠟石粉16~37份，高嶺石粉0~24份，氫氧化鋁粉16~32份，所述羥丙基甲基纖 維素的添加量為所述無機(jī)原料質(zhì)量的4%~7%，所述硬脂酸鎂的添加量為所述無機(jī)原料 質(zhì)量的2%。
[0008] 上述方案中，所述滑石粉為：D5q= 15-25 μ m，片狀顆粒，形態(tài)指數(shù)（MI)彡0. 90,滑 石組分中 CaO 含量彡 0· 15wt%，Na2OK2O 彡 0· 10wt%。
[0009] 上述方案中，所述葉蠟石粉為：D5。= 15-25 μ m，片狀顆粒，形態(tài)指數(shù)（MI)彡0. 75， 葉錯(cuò)石組分中K2O < 0· 20wt %。
[0010] 上述方案中，所述高嶺石粉為=D5。彡5 μπι，片狀顆粒，高嶺石組分中Na 20含量 彡 0· IOwt %，K2O 彡 0· IOwt %。
[0011] 上述方案中，所述氫氧化鋁粉為：D5Q< 2 μ m，氫氧化鋁組分中Na 20含量 < 0· 2wt% 〇
[0012] 一種柴油車尾氣催化凈化器用堇青石蜂窩陶瓷的制備方法，其特征在于，包括如 下步驟：
[0013] (1)按各組分配比稱取原料，充分混勻后形成配合料，加入去離子水并在真空條件 下充分混煉成均勻的泥料；
[0014] (2)將混煉好的泥料投入到陶瓷真空擠出機(jī)成型為蜂窩陶瓷坯體，并將濕胚烘 干；
[0015] (3)烘干后的蜂窩陶瓷坯體置于窯內(nèi)燒結(jié)后得到堇青石蜂窩陶瓷。
[0016] 上述方案中，所述真空條件的真空度為4X 10 2Pa~6X 10 2Pa。
[0017] 上述方案中，所述燒結(jié)的燒結(jié)制度為：溫度1400~1430°C，保溫8~12小時(shí)。
[0018] 上述方案中所述陶瓷真空擠出機(jī)為立式陶瓷真空擠出機(jī)或臥式陶瓷真空擠出機(jī)。
[0019] 本發(fā)明中，制備堇青石蜂窩陶瓷的配合料中Mg0，Al203和SiO 2的質(zhì)量（wt%)范圍 分別為：12. 5~15. 5, 34~38和48~53。
[0020] 本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明采用葉蠟石作為堇青石蜂窩陶瓷的主要原料之 一，葉蠟石在我國資源豐富、純度高、價(jià)格便宜，因此不僅可以有效降低堇青石蜂窩陶瓷的 生產(chǎn)成本，還能充分發(fā)揮我國礦物資源的優(yōu)勢(shì)，使蜂窩陶瓷的生產(chǎn)具有可持續(xù)性；本發(fā)明對(duì) 原料種類、原料特征、原料配比、泥料混煉條件和坯體燒結(jié)制度進(jìn)行了特定地限定，制備得 到的堇青石蜂窩陶瓷熱脹系數(shù)低，熱脹系數(shù)< I. 0X 10 6/°C (25~800°C )，且成本較低，能 用作柴油車尾氣催化凈化裝置中催化劑的載體。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的 內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0022] 以下實(shí)施例中，所述滑石粉為：D5q= 15-25 μπι(激光粒度分析方法，后同），滑石顆 粒為片狀，形態(tài)指數(shù)（MI)彡0. 90(ΜΙ = 1_八1_+21_)，1_和I _分別是面網(wǎng)（004) 和（020)衍射峰的相對(duì)強(qiáng)度），滑石組分中CaO含量彡0· 15wt%，Na20+K20彡0· 10wt% ; 所述葉石錯(cuò)粉：D5。= 15-25 μ m，片狀顆粒，形態(tài)指數(shù)（MI)彡0. 75,葉石錯(cuò)組分中 K2O彡0· 20wt%;所述高嶺石粉：D5。彡5μπι，片狀顆粒，高嶺石組分中Na2O含量彡0· 10wt%， K2O彡0· 10wt% ;所述氫氧化錯(cuò)粉：D5。彡2 μπι，氫氧化錯(cuò)組分中Na2O含量彡0· 2wt%。 [0023] 實(shí)施例1
[0024] 一種柴油車尾氣催化凈化器用堇青石蜂窩陶瓷，由無機(jī)原料、羥丙基甲基纖維素 和硬脂酸鎂組成，所述無機(jī)原料的各組分配比按重量份數(shù)計(jì)為：滑石粉37份，葉蠟石粉18 份，高嶺石粉23份，氫氧化鋁粉24份，所述羥丙基甲基纖維素的添加量為所述無機(jī)原料質(zhì) 量的4%，所述硬脂酸鎂的添加量為所述無機(jī)原料質(zhì)量的2%。
[0025] 上述柴油車尾氣催化凈化器用堇青石蜂窩陶瓷的制備方法，包括如下步驟：（1) 按各組分配比稱取原料，充分混勻后形成配合料，加入去離子水（質(zhì)量為無機(jī)原料質(zhì)量的 35% )并在真空條件下（真空度為6 X 10 2Pa)充分混煉成均勻的泥料；(2)將混煉好的泥