[发明专利]用于挤出模塑体的组合物

说明书

技术领域

本发明涉及用于挤出模塑体的组合物及其制备方法。

背景技术

无机物料(诸如形成陶瓷的材料)的挤出模塑通过下面方法进行：使由模塑助剂诸如有机粘合剂、表面活性剂、润滑剂和增塑剂与无机材料(具体是形成陶瓷的材料)混合和捏合获得的生坯或者组合物通过具有期望形状的模头，形成片材、条棒、中空管材、长方柱、中空长方柱、或者蜂窝结构。具体而言，呈陶瓷蜂窝形式的挤出模塑体已经用作汽车和各种工业领域中的废气清洁催化剂的载体、过滤器和热交换器。

美国专利4,551,295涉及将塑性陶瓷批料挤出成广泛不同剖面和形状的制品诸如正餐餐具和电绝缘体，具体涉及由在挤出期间的压力下能够流动或者塑性变形的陶瓷批料挤出薄壁蜂窝结构。美国专利讨论了甲基纤维素诸如以2wt.%水溶液在20°C根据Ubbelohde测得4000mPa.s的粘度的METHOCEL^TMA4M纤维素醚具有低的凝胶化温度。根据该美国专利的图8，当挤出温度在23-30°C范围内升高时观察到挤出压力的急剧上升。该美国专利讨论了当可商购自The Dow Chemical Company并且具有4000mPa.s的粘度的METHOCEL^TMF4M纤维素醚用作粘合剂/增塑剂时，未观察到这样的挤出压力上升。METHOCEL^TMF4M纤维素醚具有27-30wt%的甲氧基取代度和4.0-7.5wt%的羟基丙氧基取代度。美国专利建议使用以2wt.%水溶液在20°C根据Ubbelohde测得粘度为25,000-100,000mPa.s的羟基丙基纤维素，从而允许在双螺杆挤出机中采用大于35°C的工作温度。

国际专利申请WO2008/077451披露挤出陶瓷物料的方法，其中陶瓷物料与纤维素醚诸如Walocel^TM M-20678纤维素醚(其是羟基乙基甲基纤维素，粘度为10,400-12,400mPa.s，以1wt.%水溶液在水中使用Haake Rotovisko RV 100在剪切速率2.55s^-1在20°C测得)、与增塑剂诸如多羧酸酯醚、以及与消泡剂诸如聚醚混合。

欧洲专利申请EP2157064A2披露纤维素醚因其优异的可塑性、水保持性和热凝胶化性在用于陶瓷挤出模塑体的组合物中用作有机粘合剂。EP2157064A2披露这些纤维素醚是不利的因为它们在挤出模塑期间增加了与模头部分的摩擦力，因此挤出温度由于该摩擦阻力而上升。EP2157064A2建议通过下面方法解决该问题：在用于挤出模塑的包含陶瓷材料和水溶性纤维素醚的陶瓷组合物中另外引入苯乙烯磺酸酯，从而使挤出模塑能在高温进行由此提高了挤出模塑速度。

国际专利申请WO2007/047103涉及使用包含接枝至纤维素醚粘合剂诸如甲基纤维素或者羟基丙基甲基纤维素如可从The Dow Chemical Company获得的Methocel^TM A4M和20-333以及Methocel^TM F240的有机润滑剂诸如一元羧酸如硬脂酸的有机粘合剂体系。

不幸的是，使用苯乙烯磺酸酯或者已经与一元羧酸接枝的纤维素醚粘合剂显著地提高了用于挤出模塑体的组合物的成本。

因此，期望提供新的用于挤出模塑体的组合物，其能在合理的低挤出压力下挤出。由于高的磨损或者高的动力成本，高挤出压力的技术上和经济上的不利使得挤出机操作过早地不经济。

发明内容

本发明的一方面是用于挤出模塑体的组合物，其包含a)无机材料，其由于烘烤或者烧结而固结(set)，以及

b)甲基羟基乙基纤维素，其具有0.8至2.5的DS(甲基)和0.20至1.20的MS(羟基乙基)以及DS(甲基)和MS(羟基乙基)之和为至少2.00。

本发明的另一方面是上述甲基羟基乙基纤维素用于降低制备挤出模塑体的挤出模塑法中的压力的用途。

本发明的又一方面是制备挤出模塑体的方法，其包括下面步骤：混合无机材料、上述甲基羟基乙基纤维素、水和任选的添加剂以提供可挤出物料以及将该可挤出物料进行挤出模塑、干燥和烧结。

本发明的又一方面是由上述组合物制备的挤出模塑体。

本发明的又一方面是上述挤出模塑体作为催化剂载体、作为催化剂、热交换器或者过滤器的用途。

具体实施方式