[发明专利]一种高强度堇青石陶瓷蜂窝体及其制备方法

说明书

本申请公开了高强度堇青石陶瓷蜂窝体及其制备方法，属于过滤催化材料领域。该堇青石陶瓷蜂窝体的制备方法的原料包括：原料组合物、造孔剂、粘结剂、润滑剂，所述原料组合物包括下述重量份的组分：38‑42滑石、5‑15高岭土、4‑8煅烧高岭土、12‑18氧化铝、12‑18氢氧化铝和5‑15氧化硅和；滑石平均粒径15～20μm、高岭土平均粒径4～7μm、煅烧高岭土平均粒径2～3μm、氧化铝平均粒径3～5μm、氢氧化铝平均粒径5～8μm和氧化硅平均粒径3～5μm。该堇青石陶瓷蜂窝体的热膨胀系数优良、等静压强度高、孔隙率高、孔分布窄、小孔少；故该堇青石陶瓷蜂窝体作为过滤器使用时的过滤效率高、背压低，保证其在运输、催化剂涂覆、封装等过程不易产生缺陷，并在使用过程耐热冲击性较高。

技术领域

本申请涉及一种堇青石陶瓷蜂窝体及其制备方法，属于过滤催化材料领域。

背景技术

颗粒过滤器用于过滤汽油和柴油车排放的细微颗粒物(PM)。颗粒过滤器结构由蜂窝本体和堵孔部分构成。多孔壁间隔的隔室构成蜂窝本体，堵孔部在蜂窝本体的进口端和出口端形成“国际象棋”式交叉。发动机排出的尾气通过蜂窝过滤器的进口端，气体携带的细微颗粒物被封孔部截留，气体穿过多孔隔壁进入相邻隔室流出。蜂窝颗粒过滤器分为汽油颗粒过滤器(GPF)和柴油颗粒过滤器(DPF)，蜂窝颗粒过滤器的材料成熟为堇青石陶瓷蜂窝体。

随着排放法规对PM和PN的严格限制，为了提高过滤效率、降低背压，要求颗粒过滤器具有较高的气孔率、窄孔分布，但传统的堇青石陶瓷蜂窝体的孔隙很难实现窄孔分布，并且容易造成烧结开裂；且气孔率增大其等静压强度大幅降低，在生产过程、产品运输、催化剂涂覆、以及封装过程中都可能造成缺陷，严重的会造成开裂，导致产品的报废。

发明内容

为了解决上述问题，提供了一种高强度的堇青石陶瓷蜂窝体及其制备方法，该方法制备的堇青石陶瓷蜂窝体的孔隙率高、孔分布窄、小孔少、热膨胀系数优良和等静压强度高；故该堇青石陶瓷蜂窝体作为过滤器使用时的过滤效率高、背压低，保证其在运输、催化剂涂覆、封装等过程不易产生缺陷，并且在使用过程耐热冲击性较高。

根据本申请的一个方面，提供了一种堇青石陶瓷蜂窝体的制备方法，该方法包括下述步骤：将原料组合物、造孔剂、粘结剂、润滑剂混合形成陶瓷初混物，将增塑后的陶瓷初混物形成蜂窝素坯体，将蜂窝素坯体焙烧制得堇青石陶瓷蜂窝体；

其中，所述原料组合物包括下述重量份的组分：38-42滑石、5-15高岭土、 4-8煅烧高岭土、12-18氧化铝、12-18氢氧化铝和5-15氧化硅，和；

滑石平均粒径15～20μm、高岭土平均粒径4～7μm、煅烧高岭土平均粒径 2～3μm、氧化铝平均粒径3～5μm、氢氧化铝平均粒径5～8μm和氧化硅平均粒径3～5μm。

优选地，所述原料组合物包括下述重量份的组分：38-42滑石、8-12高岭土、5-7煅烧高岭土、13-17氧化铝、13-17氢氧化铝和8-12氧化硅。

更优选地，所述原料组合物包括下述重量份的组分：40滑石、10.8高岭土、 6煅烧高岭土、15.2氧化铝、15.8氢氧化铝和12.2氧化硅。

优选地，滑石平均粒径16～19μm、高岭土平均粒径6～7μm、煅烧高岭土平均粒径2～3μm、氧化铝平均粒径3～4μm、氢氧化铝平均粒径5～8μm和氧化硅平均粒径3～5μm。

可选地，所述原料组合物、造孔剂、粘结剂和润滑剂的重量比为1： 0.04-0.08：0.07-0.13：0.015-0.025。可选地，所述原料组合物、粘结剂、造孔剂和润滑剂的重量比为1：0.05-0.07：0.08-0.12：0.017-0.023。优选地，所述原料组合物、粘结剂、造孔剂和润滑剂的重量比为1：0.06：0.1：0.02。