一種免燒堇青石蜂窩陶瓷堵孔材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種免燒堇青石蜂窩陶瓷堵孔材料，包括主料和助劑，主料為堇青石50?100重量份，氧化鋁50?100重量份；助劑為纖維素0.1?3重量份、硅溶膠50?150重量份，其中堇青石粒徑為10?75μm，氧化鋁粒徑小于20μm，原料中還可以包括硬脂酸鈉，其重量份為0.3?5份，將原材料混合后加水混勻即得堵孔泥料；本發(fā)明堵孔材料無需燒結(jié)，在自然干燥條件下即可達(dá)到使用要求，節(jié)約成本、人力，干燥后的堵孔泥熱處理后不會出現(xiàn)堵孔料疏松或脫落現(xiàn)象。
【專利說明】
一種免燒堇青石蜂窩陶瓷堵孔材料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及堇青石蜂窩陶瓷堵孔材料領(lǐng)域，尤其涉及一種免燒堇青石蜂窩陶瓷堵 孔材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)動機(jī)的污染主要來自4個組成部分一微粒排放物質(zhì)(PM)、碳?xì)浠衔?HC)、氮氧 化物(NOx)和一氧化碳(C0)。其中微粒排放物質(zhì)（煙灰)大部分是由碳或碳化物的微小顆粒 (尺寸小于4-20μπι)所組成的。
[0003] 顆粒捕集器能夠減少發(fā)動機(jī)所產(chǎn)生的煙灰達(dá)90%以上，捕捉到的微粒排放物質(zhì)隨 后在車輛運(yùn)轉(zhuǎn)過程中燃燒殆盡。柴油機(jī)顆粒捕集器:DPF(Diesel Particulate Filter)是 一種安裝在柴油發(fā)動機(jī)排放系統(tǒng)中的陶瓷過濾器，它可以在微粒排放物質(zhì)進(jìn)入大氣之前將 其捕捉。它的工作基本原理是：堇青石過濾體呈多通道蜂窩狀，然后對這些平行孔道進(jìn)行錯 位堵孔。柴油發(fā)動機(jī)尾氣從入口進(jìn)入過濾體，然后由入口通道的壁流面流入出口通道，再從 出口通道流出。通道壁為多孔材料，柴油發(fā)動機(jī)尾氣在通過壁流面的過程中，微粒沉積而被 留在壁流面或者孔內(nèi)。它先捕集廢氣中的微粒物，然后再對捕集的微粒進(jìn)行氧化，使顆粒捕 捉器再生。所謂過濾器的再生是指在長期工作中，捕集器里的顆粒物逐漸增加會引起發(fā)動 機(jī)背壓升高，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)性能下降，所以要定期除去沉積的顆粒物，恢復(fù)捕集器的過濾性 能。捕集器的再生有主動再生和被動再生兩種方法:主動再生指的是利用外界能量來提高 捕捉器內(nèi)的溫度，使微粒著火燃燒;被動再生指的是利用燃油添加劑或者催化劑來降低微 粒的著火溫度，使微粒能在正常的發(fā)動機(jī)排氣溫度下著火燃燒。
[0004] 根據(jù)堇青石DPF的工作原理，其堵孔料的性能對其工作效率至關(guān)重要，市場上的 DPF堵孔料主要分為兩種，一種是經(jīng)過燒結(jié)的堵孔料，其強(qiáng)度較好，但是經(jīng)過燒結(jié)浪費(fèi)能源 增加成本，另外一種是免燒結(jié)的堵孔料，其優(yōu)點(diǎn)是無需經(jīng)過燒結(jié)，節(jié)約人力、物力，但是存在 經(jīng)過550°C主動再生或涂敷后堵孔料發(fā)生脫落的風(fēng)險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種免燒堇青石蜂窩陶瓷堵孔材料，包括主料和助劑，主料為堇青石、 氧化鋁，助劑為纖維素、硅溶膠。
[0006] 所述主料中堇青石50-100重量份，粒徑為10-75μπι;氧化鋁50-100重量份，粒徑小 于 20μηι。
[0007] 所述助劑中纖維素0.1-3重量份，硅溶膠50-150重量份。
[0008] 所述助劑中還包括硬脂酸鈉，其重量份為0.3-5份。
[0009] 所述硅溶膠固含量不低于30%。
[0010] 將上述原材料混合后加水混勻，即得堵孔泥料，將堵孔料泥料堵在堇青石蜂窩陶 瓷端面，干燥后即完成堇青石蜂窩陶瓷的堵孔。
[0011] 本發(fā)明堵孔材料無需燒結(jié)在自然干燥的條件下，即可達(dá)到使用要求，節(jié)約成本、人 力，干燥后的堵孔泥熱處理后不會出現(xiàn)堵孔料疏松或脫落現(xiàn)象。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0013] 實(shí)施例1 本實(shí)施例所述免燒堇青石蜂窩陶瓷堵孔材料，包括堇青石l〇kg、氧化鋁5kg、纖維素 0.15kg、硬脂酸鈉0.5kg、娃溶膠11kg，其中堇青石的粒徑為10-20μηι，氧化錯的粒徑為10-19 μπι，硅溶膠的固含量為30%。
[0014] 本實(shí)施例所述免燒堇青石蜂窩陶瓷堵孔材料的堵孔方法，具體包括以下步驟： (1) 按比例稱取堇青石、氧化鋁、纖維素和硬脂酸鈉，混合均勻得到混合干粉； (2) 按照比例稱取硅溶膠，加6kg水混合均勻得到水料； (3) 將步驟(1)得到的干粉與步驟(2)得到的水料進(jìn)行混合制成堵孔泥料； (4) 將堵孔料泥料堵在堇青石蜂窩陶瓷端面； (5) 將上述封堵完的堇青石蜂窩陶瓷放置于干燥架上，使其在室溫下自然干燥12h，即 完成堇青石蜂窩陶瓷的堵孔。
[0015] 實(shí)施例2 本實(shí)施例所述免燒堇青石蜂窩陶瓷堵孔材料，包括堇青石粉5kg、氧化鋁粉10kg、纖維 素0.1 kg、硅溶膠5kg，其中堇青石的粒徑為45-75μπι，氧化鋁的粒徑為8-15μπι，硅溶膠的固含 量為40%。
[0016] 本實(shí)施例所述免燒堇青石蜂窩陶瓷堵孔材料的堵孔方法，具體包括以下步驟： (1) 按比例稱取堇青石、氧化鋁、纖維素，混合均勻得到混合干粉； (2) 按照比例稱取硅溶膠，加入10kg水混合均勻得到水料； (3) 將步驟(1)得到的干粉與步驟(2)得到的水料進(jìn)行混合制成堵孔泥料； (4) 將堵孔料泥料堵在堇青石蜂窩陶瓷端面； (5) 將上述封堵完的堇青石蜂窩陶瓷放置于干燥架上，使其在室溫下自然干燥24h，即 完成堇青石蜂窩陶瓷的堵孔。
[0017] 實(shí)施例3 本實(shí)施例所述免燒堇青石蜂窩陶瓷堵孔材料，包括堇青石8kg、氧化鋁7kg、纖維素 0.25kg、硬脂酸鈉0.3kg、娃溶膠10kg，其中堇青石的粒徑為10-45μηι，氧化錯的粒徑為5-10μ m，硅溶膠的固含量為50%。
[0018] 本實(shí)施例所述免燒堇青石蜂窩陶瓷堵孔材料的堵孔方法，具體包括以下步驟： (1) 按比例稱取堇青石、氧化鋁、纖維素、硬脂酸鈉，混合均勻得到混合干粉； (2) 按照比例稱取硅溶膠，加入5kg水混合均勻得到水料； (3) 將步驟(1)得到的干粉與步驟(2)得到的水料進(jìn)行混合制成堵孔泥料； (4) 將堵孔料泥料堵在堇青石蜂窩陶瓷端面； (5) 將上述封堵完的堇青石蜂窩陶瓷放置于干燥架上，使其在室溫下自然干燥20h，即 完成堇青石蜂窩陶瓷的堵孔。
[0019] 實(shí)施例4 本實(shí)施例所述免燒堇青石蜂窩陶瓷堵孔材料，包括堇青石6kg、氧化鋁8kg、纖維素 0.18kg、硬脂酸鈉0.03kg、硅溶膠12kg，其中堇青石的粒徑為10-55μπι，氧化鋁的粒徑為5-15 μπι，硅溶膠的固含量為45%。
[0020] 本實(shí)施例所述免燒堇青石蜂窩陶瓷堵孔材料的堵孔方法，具體包括以下步驟： (1) 按比例稱取堇青石、氧化鋁、纖維素、硬脂酸鈉，混合均勻得到混合干粉； (2) 按照比例稱取硅溶膠，加入6kg水混合均勻得到水料； (3) 將步驟(1)得到的干粉與步驟(2)得到的水料進(jìn)行混合制成堵孔泥料； (4) 將堵孔料泥料堵在堇青石蜂窩陶瓷端面； (5) 將上述封堵完的堇青石蜂窩陶瓷放置于干燥架上，使其在室溫下自然干燥15h，即 完成堇青石蜂窩陶瓷的堵孔。
[0021] 實(shí)施例5 本實(shí)施例所述免燒堇青石蜂窩陶瓷堵孔材料，包括堇青石7kg、氧化鋁6kg、纖維素 0.01 kg、娃溶膠8kg，其中堇青石的粒徑為10-60μηι，氧化錯的粒徑為1 ο-15μL?，娃溶膠的固含 量為35%。
[0022] 本實(shí)施例所述免燒堇青石蜂窩陶瓷堵孔材料的堵孔方法，具體包括以下步驟： (1) 按比例稱取堇青石、氧化鋁、纖維素，混合均勻得到混合干粉； (2) 按照比例稱取硅溶膠，加入15kg水混合均勻得到水料； (3) 將步驟(1)得到的干粉與步驟(2)得到的水料進(jìn)行混合制成堵孔泥料； (4) 將堵孔料泥料堵在堇青石蜂窩陶瓷端面； (5) 將上述封堵完的堇青石蜂窩陶瓷放置于干燥架上，使其在室溫下自然干燥22h，即 完成堇青石蜂窩陶瓷的堵孔。
[0023] 實(shí)施例6 本實(shí)施例所述免燒堇青石蜂窩陶瓷堵孔材料，包括堇青石5.5kg、氧化鋁6.5kg、纖維素 0.05kg、硅溶膠7kg，其中堇青石的粒徑為20-70μπι，氧化鋁的粒徑為10-18μπι，硅溶膠的固含 量為55%。
[0024] 本實(shí)施例所述免燒堇青石蜂窩陶瓷堵孔材料的堵孔方法，具體包括以下步驟： (1) 按比例稱取堇青石、氧化鋁、纖維素，混合均勻得到混合干粉； (2) 按照比例稱取硅溶膠，加入8kg水混合均勻得到水料； (3) 將步驟(1)得到的干粉與步驟(2)得到的水料進(jìn)行混合制成堵孔泥料； (4) 將堵孔料泥料堵在堇青石蜂窩陶瓷端面； (5) 將上述封堵完的堇青石蜂窩陶瓷放置于干燥架上，每小時10°C的升溫程序逐步提 高溫度至90°C，90°C保溫2h，即完成堇青石蜂窩陶瓷的堵孔。
[0025] 實(shí)施例7 本實(shí)施例所述免燒堇青石蜂窩陶瓷堵孔材料，包括堇青石7.5kg、氧化鋁8.5kg、纖維素 0.3kg、硬脂酸鈉0.21^、娃溶膠151^，其中堇青石的粒徑為10-6(^111，氧化錯的粒徑為10-154 m，硅溶膠的固含量為55%。
[0026]本實(shí)施例所述免燒堇青石蜂窩陶瓷堵孔材料的堵孔方法，具體包括以下步驟： (1) 按比例稱取堇青石、氧化鋁、纖維素、硬脂酸鈉，混合均勻得到混合干粉； (2) 按照比例稱取硅溶膠，加入15kg水混合均勻得到水料； (3) 將步驟(1)得到的干粉與步驟(2)得到的水料進(jìn)行混合制成堵孔泥料； (4) 將堵孔料泥料堵在堇青石蜂窩陶瓷端面； (5) 將上述封堵完的堇青石蜂窩陶瓷放置于干燥架上，放于烘干設(shè)備中，150Γ保溫 3h，即完成堇青石蜂窩陶瓷的堵孔。
[0027]以上實(shí)施例1-7制備的堵孔材料經(jīng)過500-650°C的熱沖擊，冷卻后模擬堇青石DPF 裝車后的發(fā)動機(jī)尾氣，通入具有〇. 5-0.8Mpa壓力的氣體，檢驗(yàn)堵孔料經(jīng)過熱處理后的表面 脫落情況，結(jié)果見下表1: 表1
結(jié)果顯示，實(shí)施例1-7所制備的免燒堇青石蜂窩陶瓷堵孔材料經(jīng)過熱處理后，未出現(xiàn)疏 松，且采用模擬尾氣壓力的氣體吹掃未出現(xiàn)脫落現(xiàn)象。
[0028]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù) 特征進(jìn)行等同替換，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均 應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種免燒堇青石蜂窩陶瓷堵孔材料，其特征在于，包括主料和助劑，主料為堇青石、 氧化鋁，助劑為纖維素、硅溶膠。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述免燒堇青石蜂窩陶瓷堵孔材料，其特征在于，主料中堇青石50-100重量份，粒徑為1〇-75μπι;氧化鋁50-100重量份，粒徑小于20μπι。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述免燒堇青石蜂窩陶瓷堵孔材料，其特征在于，助劑中纖維素0.1-3重量份，硅溶膠50-150重量份。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述免燒堇青石蜂窩陶瓷堵孔材料，其特征在于，助劑中還包括硬脂 酸鈉，其重量份為0.3-5份。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述免燒堇青石蜂窩陶瓷堵孔材料，其特征在于，所述硅溶膠固含量 不低于30%。
【文檔編號】C04B28/24GK106045451SQ201610385543
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月3日
【發(fā)明人】陳希亮, 聶達(dá), 李電益
【申請人】昆明理工大學(xué)