一种免烧堇青石蜂窝陶瓷堵孔材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种免烧堇青石蜂窝陶瓷堵孔材料，包括主料和助剂，主料为堇青石50?100重量份，氧化铝50?100重量份；助剂为纤维素0.1?3重量份、硅溶胶50?150重量份，其中堇青石粒径为10?75μm，氧化铝粒径小于20μm，原料中还可以包括硬脂酸钠，其重量份为0.3?5份，将原材料混合后加水混匀即得堵孔泥料；本发明堵孔材料无需烧结，在自然干燥条件下即可达到使用要求，节约成本、人力，干燥后的堵孔泥热处理后不会出现堵孔料疏松或脱落现象。
【专利说明】
一种免烧堇青石蜂窝陶瓷堵孔材料
技术领域
[0001] 本发明涉及堇青石蜂窝陶瓷堵孔材料领域，尤其涉及一种免烧堇青石蜂窝陶瓷堵 孔材料。
【背景技术】
[0002] 发动机的污染主要来自4个组成部分一微粒排放物质(PM)、碳氢化合物(HC)、氮氧 化物(NOx)和一氧化碳(C0)。其中微粒排放物质（烟灰)大部分是由碳或碳化物的微小颗粒 (尺寸小于4-20μπι)所组成的。
[0003] 颗粒捕集器能够减少发动机所产生的烟灰达90%以上，捕捉到的微粒排放物质随 后在车辆运转过程中燃烧殆尽。柴油机颗粒捕集器:DPF(Diesel Particulate Filter)是 一种安装在柴油发动机排放系统中的陶瓷过滤器，它可以在微粒排放物质进入大气之前将 其捕捉。它的工作基本原理是：堇青石过滤体呈多通道蜂窝状，然后对这些平行孔道进行错 位堵孔。柴油发动机尾气从入口进入过滤体，然后由入口通道的壁流面流入出口通道，再从 出口通道流出。通道壁为多孔材料，柴油发动机尾气在通过壁流面的过程中，微粒沉积而被 留在壁流面或者孔内。它先捕集废气中的微粒物，然后再对捕集的微粒进行氧化，使颗粒捕 捉器再生。所谓过滤器的再生是指在长期工作中，捕集器里的颗粒物逐渐增加会引起发动 机背压升高，导致发动机性能下降，所以要定期除去沉积的颗粒物，恢复捕集器的过滤性 能。捕集器的再生有主动再生和被动再生两种方法:主动再生指的是利用外界能量来提高 捕捉器内的温度，使微粒着火燃烧;被动再生指的是利用燃油添加剂或者催化剂来降低微 粒的着火温度，使微粒能在正常的发动机排气温度下着火燃烧。
[0004] 根据堇青石DPF的工作原理，其堵孔料的性能对其工作效率至关重要，市场上的 DPF堵孔料主要分为两种，一种是经过烧结的堵孔料，其强度较好，但是经过烧结浪费能源 增加成本，另外一种是免烧结的堵孔料，其优点是无需经过烧结，节约人力、物力，但是存在 经过550°C主动再生或涂敷后堵孔料发生脱落的风险。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种免烧堇青石蜂窝陶瓷堵孔材料，包括主料和助剂，主料为堇青石、 氧化铝，助剂为纤维素、硅溶胶。
[0006] 所述主料中堇青石50-100重量份，粒径为10-75μπι;氧化铝50-100重量份，粒径小 于 20μηι。
[0007] 所述助剂中纤维素0.1-3重量份，硅溶胶50-150重量份。
[0008] 所述助剂中还包括硬脂酸钠，其重量份为0.3-5份。
[0009] 所述硅溶胶固含量不低于30%。
[0010] 将上述原材料混合后加水混匀，即得堵孔泥料，将堵孔料泥料堵在堇青石蜂窝陶 瓷端面，干燥后即完成堇青石蜂窝陶瓷的堵孔。
[0011] 本发明堵孔材料无需烧结在自然干燥的条件下，即可达到使用要求，节约成本、人 力，干燥后的堵孔泥热处理后不会出现堵孔料疏松或脱落现象。
【具体实施方式】
[0012]下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0013] 实施例1 本实施例所述免烧堇青石蜂窝陶瓷堵孔材料，包括堇青石l〇kg、氧化铝5kg、纤维素 0.15kg、硬脂酸钠0.5kg、娃溶胶11kg，其中堇青石的粒径为10-20μηι，氧化错的粒径为10-19 μπι，硅溶胶的固含量为30%。
[0014] 本实施例所述免烧堇青石蜂窝陶瓷堵孔材料的堵孔方法，具体包括以下步骤： (1) 按比例称取堇青石、氧化铝、纤维素和硬脂酸钠，混合均匀得到混合干粉； (2) 按照比例称取硅溶胶，加6kg水混合均匀得到水料； (3) 将步骤(1)得到的干粉与步骤(2)得到的水料进行混合制成堵孔泥料； (4) 将堵孔料泥料堵在堇青石蜂窝陶瓷端面； (5) 将上述封堵完的堇青石蜂窝陶瓷放置于干燥架上，使其在室温下自然干燥12h，即 完成堇青石蜂窝陶瓷的堵孔。
[0015] 实施例2 本实施例所述免烧堇青石蜂窝陶瓷堵孔材料，包括堇青石粉5kg、氧化铝粉10kg、纤维 素0.1 kg、硅溶胶5kg，其中堇青石的粒径为45-75μπι，氧化铝的粒径为8-15μπι，硅溶胶的固含 量为40%。
[0016] 本实施例所述免烧堇青石蜂窝陶瓷堵孔材料的堵孔方法，具体包括以下步骤： (1) 按比例称取堇青石、氧化铝、纤维素，混合均匀得到混合干粉； (2) 按照比例称取硅溶胶，加入10kg水混合均匀得到水料； (3) 将步骤(1)得到的干粉与步骤(2)得到的水料进行混合制成堵孔泥料； (4) 将堵孔料泥料堵在堇青石蜂窝陶瓷端面； (5) 将上述封堵完的堇青石蜂窝陶瓷放置于干燥架上，使其在室温下自然干燥24h，即 完成堇青石蜂窝陶瓷的堵孔。
[0017] 实施例3 本实施例所述免烧堇青石蜂窝陶瓷堵孔材料，包括堇青石8kg、氧化铝7kg、纤维素 0.25kg、硬脂酸钠0.3kg、娃溶胶10kg，其中堇青石的粒径为10-45μηι，氧化错的粒径为5-10μ m，硅溶胶的固含量为50%。
[0018] 本实施例所述免烧堇青石蜂窝陶瓷堵孔材料的堵孔方法，具体包括以下步骤： (1) 按比例称取堇青石、氧化铝、纤维素、硬脂酸钠，混合均匀得到混合干粉； (2) 按照比例称取硅溶胶，加入5kg水混合均匀得到水料； (3) 将步骤(1)得到的干粉与步骤(2)得到的水料进行混合制成堵孔泥料； (4) 将堵孔料泥料堵在堇青石蜂窝陶瓷端面； (5) 将上述封堵完的堇青石蜂窝陶瓷放置于干燥架上，使其在室温下自然干燥20h，即 完成堇青石蜂窝陶瓷的堵孔。
[0019] 实施例4 本实施例所述免烧堇青石蜂窝陶瓷堵孔材料，包括堇青石6kg、氧化铝8kg、纤维素 0.18kg、硬脂酸钠0.03kg、硅溶胶12kg，其中堇青石的粒径为10-55μπι，氧化铝的粒径为5-15 μπι，硅溶胶的固含量为45%。
[0020] 本实施例所述免烧堇青石蜂窝陶瓷堵孔材料的堵孔方法，具体包括以下步骤： (1) 按比例称取堇青石、氧化铝、纤维素、硬脂酸钠，混合均匀得到混合干粉； (2) 按照比例称取硅溶胶，加入6kg水混合均匀得到水料； (3) 将步骤(1)得到的干粉与步骤(2)得到的水料进行混合制成堵孔泥料； (4) 将堵孔料泥料堵在堇青石蜂窝陶瓷端面； (5) 将上述封堵完的堇青石蜂窝陶瓷放置于干燥架上，使其在室温下自然干燥15h，即 完成堇青石蜂窝陶瓷的堵孔。
[0021] 实施例5 本实施例所述免烧堇青石蜂窝陶瓷堵孔材料，包括堇青石7kg、氧化铝6kg、纤维素 0.01 kg、娃溶胶8kg，其中堇青石的粒径为10-60μηι，氧化错的粒径为1 ο-15μL?，娃溶胶的固含 量为35%。
[0022] 本实施例所述免烧堇青石蜂窝陶瓷堵孔材料的堵孔方法，具体包括以下步骤： (1) 按比例称取堇青石、氧化铝、纤维素，混合均匀得到混合干粉； (2) 按照比例称取硅溶胶，加入15kg水混合均匀得到水料； (3) 将步骤(1)得到的干粉与步骤(2)得到的水料进行混合制成堵孔泥料； (4) 将堵孔料泥料堵在堇青石蜂窝陶瓷端面； (5) 将上述封堵完的堇青石蜂窝陶瓷放置于干燥架上，使其在室温下自然干燥22h，即 完成堇青石蜂窝陶瓷的堵孔。
[0023] 实施例6 本实施例所述免烧堇青石蜂窝陶瓷堵孔材料，包括堇青石5.5kg、氧化铝6.5kg、纤维素 0.05kg、硅溶胶7kg，其中堇青石的粒径为20-70μπι，氧化铝的粒径为10-18μπι，硅溶胶的固含 量为55%。
[0024] 本实施例所述免烧堇青石蜂窝陶瓷堵孔材料的堵孔方法，具体包括以下步骤： (1) 按比例称取堇青石、氧化铝、纤维素，混合均匀得到混合干粉； (2) 按照比例称取硅溶胶，加入8kg水混合均匀得到水料； (3) 将步骤(1)得到的干粉与步骤(2)得到的水料进行混合制成堵孔泥料； (4) 将堵孔料泥料堵在堇青石蜂窝陶瓷端面； (5) 将上述封堵完的堇青石蜂窝陶瓷放置于干燥架上，每小时10°C的升温程序逐步提 高温度至90°C，90°C保温2h，即完成堇青石蜂窝陶瓷的堵孔。
[0025] 实施例7 本实施例所述免烧堇青石蜂窝陶瓷堵孔材料，包括堇青石7.5kg、氧化铝8.5kg、纤维素 0.3kg、硬脂酸钠0.21^、娃溶胶151^，其中堇青石的粒径为10-6(^111，氧化错的粒径为10-154 m，硅溶胶的固含量为55%。
[0026]本实施例所述免烧堇青石蜂窝陶瓷堵孔材料的堵孔方法，具体包括以下步骤： (1) 按比例称取堇青石、氧化铝、纤维素、硬脂酸钠，混合均匀得到混合干粉； (2) 按照比例称取硅溶胶，加入15kg水混合均匀得到水料； (3) 将步骤(1)得到的干粉与步骤(2)得到的水料进行混合制成堵孔泥料； (4) 将堵孔料泥料堵在堇青石蜂窝陶瓷端面； (5) 将上述封堵完的堇青石蜂窝陶瓷放置于干燥架上，放于烘干设备中，150Γ保温 3h，即完成堇青石蜂窝陶瓷的堵孔。
[0027]以上实施例1-7制备的堵孔材料经过500-650°C的热冲击，冷却后模拟堇青石DPF 装车后的发动机尾气，通入具有〇. 5-0.8Mpa压力的气体，检验堵孔料经过热处理后的表面 脱落情况，结果见下表1: 表1
结果显示，实施例1-7所制备的免烧堇青石蜂窝陶瓷堵孔材料经过热处理后，未出现疏 松，且采用模拟尾气压力的气体吹扫未出现脱落现象。
[0028]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术 特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均 应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种免烧堇青石蜂窝陶瓷堵孔材料，其特征在于，包括主料和助剂，主料为堇青石、 氧化铝，助剂为纤维素、硅溶胶。2. 根据权利要求1所述免烧堇青石蜂窝陶瓷堵孔材料，其特征在于，主料中堇青石50-100重量份，粒径为1〇-75μπι;氧化铝50-100重量份，粒径小于20μπι。3. 根据权利要求1所述免烧堇青石蜂窝陶瓷堵孔材料，其特征在于，助剂中纤维素0.1-3重量份，硅溶胶50-150重量份。4. 根据权利要求1所述免烧堇青石蜂窝陶瓷堵孔材料，其特征在于，助剂中还包括硬脂 酸钠，其重量份为0.3-5份。5. 根据权利要求3所述免烧堇青石蜂窝陶瓷堵孔材料，其特征在于，所述硅溶胶固含量 不低于30%。
【文档编号】C04B28/24GK106045451SQ201610385543
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】陈希亮, 聂达, 李电益
【申请人】昆明理工大学