一种碳化硅颗粒捕集器及其制备方法与流程

本发明涉及汽车尾气净化领域，具体涉及一种碳化硅颗粒捕集器及其制备方法。

背景技术：

1、目前，随着机动车对环保要求的不断提高，轻型柴油机的排放标准已经达到国六b和国七标准。为满足这些排放标准的要求，需要一种具有超高孔隙率的颗粒捕集器，在同时满足耐高温和高导热性能要求的情况下，能够在汽车启动和熄火时承受高热冲击，根据产品性能要求，碳化硅被认为是这种颗粒捕集器的最佳材料。

2、如cn106631100a公开了一种用于柴油机碳烟颗粒捕集的过滤体及其制备方法，包括以下步骤：将碳化硅微粉、金属硅微粉、氧化铝、碳酸锶、氧化铁、二氧化硅、粘结剂、分散剂和去离子水混合均匀，球磨成浆料，经喷雾造粒特殊工艺处理，制得造粒粉料。然后再加入粘结剂、增塑剂和去离子水等辅助材料，经混合、练泥、成型、微波干燥、特殊的封孔工艺和高温烧结得到过滤体。

3、又如cn113860852a公开了一种堇青石汽油机微粒捕集器及其制备方法，主要用于汽油机尾气后处理，其主要原材料包括滑石、高岭土、氧化铝、二氧化硅、堇青石粉等，同时添加造孔剂、粘接剂、挤压助剂、分散剂等辅料。

4、然而现有的碳化硅颗粒捕集器在制备过程中由于会采用造孔剂进行造孔，使得碳化硅颗粒捕集器的成品强度具有一定的降低，导致颗粒捕集器在在汽车启动和熄火时承受高热冲击时，存在开裂的分险。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种碳化硅颗粒捕集器及其制备方法，以解决在制备过程中由于会采用造孔剂进行造孔，使得碳化硅颗粒捕集器的成品强度具有一定的降低，导致颗粒捕集器在汽车启动和熄火时承受高热冲击时，存在开裂的分险。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种碳化硅颗粒捕集器，所述碳化硅颗粒捕集器的原料包括：

4、质量比为(3-4):1的碳化硅粗粉和碳化硅细粉的混合基料，质量比为1:(0.5-0.7)的硅微粉和炭黑的造孔剂，粘接剂，增塑剂和溶剂。

5、本发明提供的碳化硅颗粒捕集器，通过对制备原料的重新配置，借助特定的配比的碳化硅粉和造孔剂相配合，可以实现高强度碳化硅颗粒捕集器的制备，有利于碳化硅颗粒捕集器在使用过程中保证良好的使用性能。

6、作为本发明优选的技术方案，所述碳化硅粗粉的平均粒度为30-50μm。

7、优选地，所述碳化硅细粉的平均粒度为0.5-2μm。

8、作为本发明优选的技术方案，所述硅微粉的平均粒度为5-10μm。

9、优选地，所述炭黑的平均粒度为100-500nm。

10、作为本发明优选的技术方案，所述粘接剂包括甲基纤维素和/或乙基纤维素。

11、优选地，所述增塑剂包括甘油、乙二醇或聚乙烯醇中的1种或至少2种的组合。

12、作为本发明优选的技术方案，所述造孔剂的添加量为所述混合基料质量的20-30％。

13、作为本发明优选的技术方案，所述粘结剂的添加量为所述混合基料质量的5-6％。

14、作为本发明优选的技术方案，所述增塑剂的添加量为所述混合基料质量的2-4％。

15、作为本发明优选的技术方案，所述溶剂的添加量为所述混合基料质量的16-18％。

16、第二方面，本发明提供了如第一方面所述碳化硅颗粒捕集器的制备方法，所述制备方法包括：

17、依据前述质量配比进行配料混合，得到混合料；

18、将所得混合料依次进行混炼、挤压、干燥、交叉堵孔和烧结，得到碳化硅颗粒捕集器。

19、作为本发明优选的技术方案，所述混炼在真空炼泥机中进行。

20、优选地，所述混炼的时间为2-4h。

21、优选地，所述烧结的保温温度为1900-2100℃。

22、优选地，所述烧结的保温时间为3-4h。

23、与现有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：

24、本发明提供的碳化硅颗粒捕集器，通过采用特定粒级配比的级配碳化硅粉体及复配造孔剂的协同配合，实现了所得碳化硅颗粒捕集器使用性能的提升，加入的硅微粉和纳米炭黑在高温下反应原位生成碳化硅相，起到无机造孔剂的效果，同时还提高了材料的机械强度，使其在恶劣的使用环境中具有更好的使用寿命，所得碳化硅颗粒捕集器的孔隙率≥57％，中值孔径≥20μm，a轴抗压强度≥5mpa。

技术特征：

1.一种碳化硅颗粒捕集器，其特征在于，所述碳化硅颗粒捕集器的原料包括：

2.如权利要求1所述碳化硅颗粒捕集器，其特征在于，所述碳化硅粗粉的平均粒度为30-50μm；

3.如权利要求1或2所述碳化硅颗粒捕集器，其特征在于，所述硅微粉的平均粒度为5-10μm；

4.如权利要求1-3任一项所述碳化硅颗粒捕集器，其特征在于，所述粘接剂包括甲基纤维素和/或乙基纤维素；

5.如权利要求1-4任一项所述碳化硅颗粒捕集器，其特征在于，所述造孔剂的添加量为所述混合基料质量的20-30％。

6.如权利要求1-5任一项所述碳化硅颗粒捕集器，其特征在于，所述粘结剂的添加量为所述混合基料质量的5-6％。

7.如权利要求1-6任一项所述碳化硅颗粒捕集器，其特征在于，所述增塑剂的添加量为所述混合基料质量的2-4％。

8.如权利要求1-7任一项所述碳化硅颗粒捕集器，其特征在于，所述溶剂的添加量为所述混合基料质量的16-18％。

9.一种如权利要求1-8任一项所述碳化硅颗粒捕集器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

10.如权利要求9所述碳化硅颗粒捕集器的制备方法，其特征在于，所述混炼在真空炼泥机中进行；

技术总结
本发明涉及一种碳化硅颗粒捕集器及其制备方法，所述碳化硅颗粒捕集器的原料包括：质量比为(3‑4):1的碳化硅粗粉和碳化硅细粉的混合基料，质量比为1:(0.5‑0.7)的硅微粉和炭黑的造孔剂，粘接剂，增塑剂和溶剂。本发明提供的碳化硅颗粒捕集器，通过对制备原料的重新配置，借助特定的配比的碳化硅粉和造孔剂相配合，可以实现高强度碳化硅颗粒捕集器的制备，有利于碳化硅颗粒捕集器在使用过程中保证良好的使用性能。

技术研发人员：孙敏,任成军,李球生,谢仁飞,彭红,臧志成
受保护的技术使用者：江苏观蓝新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27