[发明专利]催化转化器、用于催化转化器的保持材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化转化器(也称为尾气净化装置)、用于催化转化器的保持材料、及其制造方法，其中催化转化器(也称为尾气净化装置)用于除去由内燃机(如汽油机或柴油机)排出的尾气中所含的颗粒、一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物等，所述保持材料用于保持金属外套(casting)内的催化剂载体。

背景技术

近年来，由车辆(如公共汽车和卡车、工程机械等)排放的尾气中所含的颗粒对人体和环境造成的危害已经成为严重问题。人们已经提出各种能够收集尾气中的颗粒以净化尾气的催化转化器。

图10为示意性地示出催化转化器实施方案的剖视图。在这种催化转化器10中，引入管16与金属外套11的一端相连，排放管17与金属外套11的另一端相连，其中由内燃机排出的尾气通过引入管16被引入催化转化器10，穿过催化剂载体12的尾气通过排放管17被排放到外面。此外，金属外套11内设置有催化剂载体12，且两者间还插有催化转化器用保持材料13。另外，可在相对于催化剂载体的尾气引入侧(也称之为吸入侧)设置电加热器和温度传感器，并将用于供给燃烧气体的另一根管与催化剂载体连通，不过这些并未在图中示出，其中所述电加热器和温度传感器用于燃烧催化剂载体(即蜂窝式过滤器)中所积累的颗粒，以还原其过滤功能(也称之为再生处理)。根据这种构造，当催化剂载体中所积累的颗粒量增加并导致压力降增大时，便可进行再生处理。

此外，用于催化转化器的保持材料13为通过将无机纤维形成特定厚度而获得的垫型材料，并且其形状为平面形，如图11(A)所示。在平坦的主体部分41的一端形成有凸出部分42，并且在另一端形成有凹入部分43，该凹入部分43的形状与凸出部分42的形状是匹配的。随后，如图11(B)所示，主体部分41被卷绕在催化剂载体12的外周面上，并且凸出部分42和凹入部分43相互啮合，从而将催化转化器用保持材料13卷绕在催化剂载体12上。

用于催化转化器的保持材料13具有以下功能：牢固地支持金属外套11内的催化剂载体12，通过绝热使催化剂载体12维持在较高的温度上，并保持良好的催化功能。这样一来因此，尤其在寒冷地区，人们担心由于外部空气温度的影响，催化剂载体12的温度的升高会受到阻碍，或者担心上述再生处理所需时间会延长。此外，再生时，催化剂载体12的外周区域的温度会下降，而残存在催化剂载体12的外周区域中的未燃烧颗粒会令压力降增大。因此人们担心经过较短的时间就必须进行再生处理。此外，内部温度(约600℃)和外部温度的温度差很大，因此当保持材料13不具有充分的绝热性能时，则因催化剂载体12中心部分附近与催化剂载体12外周部分附近的温度差而产生热应力，从而导致在催化剂载体12中容易产生裂缝。因此，人们还担心其耐久性受到损害。

近年来，在很多情况中(例如在交通堵塞时缓慢地开车，或在停止引擎时)尾气温度都会降低，这是因为考虑到环境因素，目前某些汽车具有在停止时关闭引擎(殆速熄火)的功能。因此，即使不在寒冷地区，也更难于将催化剂载体12的温度保持在处理温度。此外，需要提前将尾气温度提高到催化剂载体12的处理温度。

在这种背景下，采取了对催化转化器用保持材料13等的热导率进行限定的对策(参见日本专利文献JP-A-2002-70529以及JP-A-2006-299966)。

发明内容

为了避免上述由尾气温度下降而造成的不利影响，人们预测将来需要保持催化剂载体12的温度，并缩短升温的时间，并且进一步提高用于催化转化器的保持材料的绝热性能也是不可避免的。因此本发明的目的是提供一种用于催化转化器的并具有出色的绝热性能的保持材料，以及提供一种高性能催化转化器，该高性能催化转化器具有上述用于催化转化器的保持材料、并具有高的催化效率。

为了达到上述目的，本发明提供了如下所述的一种催化转化器、用于催化转化器的保持材料以及其制造方法：

(1)一种用于催化转化器的保持材料，其中所述催化转化器具有催化剂载体、用于容纳所述催化剂载体的金属外套、以及卷绕在所述催化剂载体上并插在所述催化剂载体与所述金属外套之间的缝隙处的所述保持材料，

所述保持材料具有低热导率层，其中所述低热导率层包括：含有无机粉末的模压材料、或者由多孔基材和气溶胶制成的复合材料。

(2)根据(1)所述的保持材料，其中在300℃下，所述低热导率层的热导率为0.04W/m·K或更低。

(3)根据(1)所述的保持材料，其还具有垫层，其中该垫层包含无机纤维，并被层合在所述低热导率层上。