[发明专利]形成堇青石的批料及其使用方法

说明书

发明领域

本发明涉及形成堇青石的批料及其使用方法，特别涉及用于形成适合处理发动机排放物的多孔堇青石体的批料。

背景技术

含堇青石的陶瓷体可用作催化剂基材，或者用作吸着剂/过滤器，用于捕捉流体如气流和液流中的颗粒、液态或气态物质，包括例如柴油机过滤器应用。

本发明人现已发现另外一种包含至少一种生高岭土的形成堇青石的批料，以及本文所述批料的使用方法。

发明概述

根据本文的详细描述以及文中所述的各种示例性实施方式，本发明涉及形成堇青石的批料及其使用方法。在各种实施方式中，本发明涉及形成堇青石的批料，它包含镁源、氧化铝源、二氧化硅源以及具有高BET比表面积的生高岭土。本发明还涉及使用本文所述批料制备含堇青石的陶瓷体的方法。在一些实施方式中，本文所述的形成堇青石的批料以及使用这种批料制备含堇青石的陶瓷体的方法包含BET比表面积大于22米²/克的生高岭土。在其它实施方式中，本文所述的形成堇青石的批料以及使用这种批料制备含堇青石的陶瓷体的方法包含BET比表面积大于13米²/克的生高岭土、较粗的氧化镁源颗粒(中值粒径大于10微米)和较粗的非高岭土二氧化硅源颗粒(中值粒径大于10微米)。

附图简要说明

包括的附图提供了对本发明的进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图不是用来对要求保护的本发明构成限制，而是用来图示本发明的实施方式，与说明书一起用来解释本发明的原理。

图1是实施例1中所述两种级别的生高岭土的11种掺混物的比表面积测量值的图示。

图2是实施例2-7中所述中温烧制(intermediate-fired)堇青石形成体的断裂模量(MOR)的图示。

图3是实施例2-7中所述中温烧制堇青石形成体的MOR随用来制备所述堇青石形成体的高岭土掺混物的比表面积测量值变化的图示。

图4是实施例8-13中所述含堇青石的陶瓷体的热膨胀系数随用来制备所述陶瓷体的高岭土掺混物的比表面积测量值变化的图示。

图5是实施例8-13中所述含堇青石的陶瓷体的总孔隙率随用来制备所述陶瓷体的高岭土掺混物的比表面积测量值变化的图示。

图6是实施例8-13中所述含堇青石的陶瓷体的中值孔径随用来制备所述陶瓷体的高岭土掺混物的比表面积测量值变化的图示。

具体实施方式

应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都只是示例和说明性的，不构成对要求保护的本发明的限制。本领域技术人员通过研究说明书和实施本文所述的本发明将会明显看出本发明的其它实施方式。

堇青石是用无机批料组分如镁源、氧化铝源和二氧化硅源制备的，这些组分决定了其组成的化学计量比。这些批料可进一步包含有机和/或无机粘合剂材料。若使用有机粘合剂材料，在烧制陶瓷制品的过程中，可在低温(通常＜400℃)将其除去。本发明涉及包含无机批料组分的形成堇青石的批料，所述无机批料组分包含至少一种镁源、至少一种氧化铝源、至少一种二氧化硅源以及至少一种生高岭土。在一些实施方式中，本文所述的形成堇青石的批料以及使用这种批料制备含堇青石的陶瓷体的方法包含BET比表面积大于22米²/克的生高岭土；我们发现这种BET比表面积非常高的生高岭土可用于包含粒度较细的无机物的批料中，用来获得改进的中温烧制强度。在其它实施方式中，本文所述的形成堇青石的批料以及使用这种批料制备含堇青石的陶瓷体的方法包含BET比表面积大于13米²/克的生高岭土、较粗的氧化镁源颗粒(中值粒径大于10微米)和较粗的非高岭土二氧化硅源颗粒(中值粒径大于10微米)；因此，我们发现粒度较粗的氧化镁源和非高岭土二氧化硅源可有效地与BET比表面积大于13米²/克的生高岭土一起使用。

在多种实施方式中，以氧化物的重量百分数计，形成堇青石的批料的总组成包括5-25％MgO、35-60重量％SiO₂和25-50重量％Al₂O₃。在其它一些实施方式中，所述至少一种氧化铝源和至少一种二氧化硅源不是高岭土。在又一些示例性实施方式中，生高岭土和焙烧过的高岭土的含量可低于无机批料组分的30重量％，例如低于20重量％。

本发明还涉及制备含堇青石的陶瓷体的方法，它部分包括制备本发明所述的形成堇青石的批料和由这些批料制备陶瓷体。