[发明专利]一种用于柴油机碳烟颗粒捕集的过滤体及其制备方法

说明书

本发明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：将碳化硅粗粉、碳化硅细粉、烧结助剂混合均匀得到第一混合物；将甲基纤维素加入第一混合物中混合均匀得到第二混合物；在第二混合物中加入油酸、甘油和去离子水搅拌均匀得到塑性泥料；将塑性泥料挤出成型得到蜂窝状泥坯；将蜂窝状泥坯干燥、堵孔、排焦、高温烧结和氧化得到重结晶碳化硅过滤体。本发明的方法制备的过滤体，强度高，抗热震性能优异，本发明过滤体的A轴抗压强度＞30Mpa，热震性能650℃三次不裂，能够满足柴油机尾气后处理的苛刻要求。

技术领域

本发明涉及汽车尾气净化的技术领域，具体涉及到用于柴油机碳烟颗粒捕集的过滤体及其制备方法。

背景技术

随着全球石油资源短缺的加剧和CO2减排压力的增加，国外出现车用动力柴油机化的态势。目前，欧洲轿车年产量中40％以上已采用柴油发动机，在法国、西班牙等国家高达50％以上。虽然和汽油机相比，柴油机是一种环境友好型的发动机，但是和装配三效催化剂的汽油车相比，以氮氧化物NOx和碳烟颗粒物(PM)为特征的柴油车的尾气排放污染成为制约其推广应用的重要因素。因此，开发性能优异的柴油机碳烟颗粒过滤体成为亟待解决的难题。目前，采用堇青石材料制得的过滤体仍存在软化温度低、抗热震性不足的缺点，而采用碳化硅和堇青石、莫来石等材料结合的过滤体也存在热膨胀系数太高的问题。

中国发明专利CN100515999C和CN100569700C报道了一种采用纯碳化硅原料和真空气氛烧结方法制备重结晶碳化硅材质壁流式蜂窝陶瓷载体的方法，但其性能未提及。

发明内容

本发明提供了用于柴油机碳烟颗粒捕集的过滤体及其制备方法，本发明过滤体的A轴抗压强度＞30Mpa，热震性能650℃三次不裂，能够满足柴油机尾气后处理的苛刻要求。

为实现本发明，具体技术方案如下：

一种用于柴油机碳烟颗粒捕集的过滤体的制备方法，包括以下步骤：

(1)将碳化硅粗粉、碳化硅细粉、烧结助剂混合均匀得到第一混合物；

(2)将甲基纤维素加入第一混合物中混合均匀得到第二混合物；

(3)在第二混合物中加入油酸、甘油和去离子水搅拌均匀得到塑性泥料；

(4)将塑性泥料挤出成型得到蜂窝状泥坯；

(5)将蜂窝状泥坯干燥、堵孔、排焦、高温烧结和氧化得到重结晶碳化硅过滤体；

所述的过滤体，按照重量组分计，包括如下组分：：碳化硅粗粉50-80、碳化硅细粉20-50、烧结助剂0.1-5、甲基纤维素1-10、油酸1-10、甘油1-10、去离子水余量。

优先的，按照重量组分计，包括如下组分：碳化硅粗粉70-80、碳化硅细粉20-30、烧结助剂0.1-2、甲基纤维素5-10、油酸1-5、甘油2-5、去离子水余量；

优选的，按照重量组分计，包括如下组分：碳化硅粗粉75、碳化硅细粉25、烧结助剂1、甲基纤维素8、油酸2、甘油3、去离子水余量。

所述碳化硅粗粉的粒径为40-80μm；所述碳化硅细粉的粒径为0.1-5μm；所述烧结助剂为B₄C或B；所述过滤体的材质为重结晶碳化硅；所述在第二混合物中加入油酸、甘油和去离子水搅拌均匀得到塑性泥料的步骤包括，加入油酸、甘油和去离子水，放入真空练泥机混练1-2小时得到塑性泥料；所述将塑性泥料挤出成型得到蜂窝状泥坯的步骤，包括：将塑性泥料放入成型机，在模具的引导下形成200孔/平方英寸的蜂窝状泥坯；所述将蜂窝状泥坯蜂窝状泥坯干燥、堵孔、排焦、高温烧结和氧化得到重结晶碳化硅过滤体的步骤，包括：将蜂窝状泥坯放入微波干燥箱内烘干定型；将烘干定型的蜂窝状泥坯进行交叉堵孔得到过滤体泥坯；将过滤体泥坯放入惰性气氛炉内排焦和高温烧结，然后再氧化制成重结晶碳化硅过滤体。