[发明专利]包括具有晶体无机纤维材料的水泥表皮组合物的蜂窝体结构

说明书

揭示的是一种蜂窝体支撑结构，其包括蜂窝体和由水泥形成的外层或表皮，所述水泥包括具有25℃‑600℃的第一热膨胀系数的无机填料材料和具有25℃‑600℃的第二热膨胀系数的晶体无机纤维材料。

本发明专利申请是国际申请号为PCT/US2013/027228，国际申请日为2013年2月22日，进入中国国家阶段的申请号为201380010714.4，发明名称为“包括具有晶体无机纤维材料的水泥表皮组合物的蜂窝体结构”的发明专利申请的分案申请。

本申请根据35U.S.C.§119，要求于2012年2月24日提交的美国临时申请序列号61/602883的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

背景技术

领域

本发明总体涉及蜂窝体结构，具体来说，涉及陶瓷蜂窝体微粒过滤器和基材，其包括具有晶体无机纤维材料的外表皮。

技术背景

柴油发动机因为其具有的燃料效率，耐久性和经济方面而受到更多的关注。但是，在美国和欧洲都对柴油机排放进行攻击，研究其对环境和人类的有害作用。这样，更严格的环境规则很可能对柴油发动机提出和汽油发动机类似的标准。因此，柴油发动机制造商和排放控制机构都在尝试实现更快速、更清洁、在所有操作条件下都符合最严格的排放标准、且对于消费者成本最低的柴油发动机。

因为不可预测的干燥和烧制收缩率，目前制造的大直径的柴油微粒过滤器和基材不能符合初始设备制造商(OEM)和供应链设定的严格的尺寸要求。因此，已使用冷固化陶瓷水泥来形成堇青石整体件的外部表皮。将冷固化的陶瓷水泥混合并施涂至烧制的、成形的基材，然后允许在环境条件下干燥或通过对流或微波在升高的温度下干燥该湿的表皮。然后，干燥的部分易于接收催化剂涂层和所需的任意其它下游加工。

概述

在一种实施方式中，蜂窝体主体包括多个沿着所述蜂窝体主体的第一和第二相对端面轴向延伸的孔道，所述孔道包括交叉的多孔壁。将水泥混合物沉积在蜂窝体主体外周上，所述水泥混合物包括具有25℃-600℃的第一热膨胀系数的无机填料材料、以及具有25℃-600℃的第二热膨胀系数的晶体无机纤维材料。所述无机填料材料占水泥混合物的无机固体组分总重量的至少10％，以及所述晶体无机纤维材料占水泥混合物的无机固体组分总重量的小于25％。所述第一热膨胀系数小于所述第二热膨胀系数的50％。

在另一种实施方式中，描述了一种制备蜂窝体结构的方法，其包括挤出蜂窝体主体，所述蜂窝体主体包括多个沿着所述蜂窝体主体的第一和第二相对端面轴向延伸的孔道，所述孔道包括交叉的多孔壁。所述方法还包括成形所述蜂窝体主体，由此使绕着所述蜂窝体主体的外周的多孔壁的部分暴露。此外，所述方法包括用水泥混合物涂覆该成形的蜂窝体主体的外周。所述方法还包括干燥所述水泥混合物。所述水泥混合物包括具有25℃-600℃的第一热膨胀系数的无机填料材料、以及具有25℃-600℃的第二热膨胀系数的晶体无机纤维材料。所述无机填料材料占水泥混合物的无机固体组分总重量的至少10％，以及所述晶体无机纤维材料占水泥混合物的无机固体组分总重量的小于25％。所述第一热膨胀系数小于所述第二热膨胀系数的50％。

在另一种实施方式中，提供一种用于施涂至陶瓷基材的水泥混合物，所述水泥混合物包括具有25℃-600℃的第一热膨胀系数的无机填料材料、以及具有25℃-600℃的第二热膨胀系数的晶体无机纤维材料。所述无机填料材料占水泥混合物的无机固体组分总重量的至少10％，以及所述晶体无机纤维材料占水泥混合物的无机固体组分总重量的小于25％。所述第一热膨胀系数小于所述第二热膨胀系数的50％。

在以下的详细描述中给出了本发明的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的本发明而被认识。