单烧制二步骤保温法
【专利说明】单烧制二步骤保溫法
[000。相关申请的香叉引用
[0002] 本申请根据35U.S.C. §120,要求2012年5月16日提交的美国申请系列号第 13/472, 770号的优先权，本文W该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
[000引本申请设及2010年11月29日提交、2012年5月29日公开的、标题为叩ROCESS FOR CONTROL OF CO畑IERITE FILTER PROPERTIES(用于控制堇青石过滤器性质的方法）" 的共同拥有和转让的待审国际专利申请号PCT/US10/58176,但是没有要求其优先权。相 关的申请设及一种制备堇青石过滤器制品的方法，该方法包括：选择挤出的生巧体批料组 合物并在选定的第一参数下完成第一次烧制，W提供具有第一孔性质的第一烧制制品；并 在选定的第二参数下完成第二次烧制，W提供具有热机械性质和第二孔性质的第二烧制制 品。还揭示了堇青石过滤器制品，其包含用公开的共同待审方法制备的壁的基质。
技术领域
[0004] 本发明一般地设及用于制造堇青石过滤器制品的制备方法。
[0005] MM.
[0006] 已知用来制造减少发动机废气排放的制品的各种方法，此类制品包括催化剂载体 或基材W及过滤器。
[0007] 盤述
[000引本发明提供二步骤保温烧制方法用于制造堇青石过滤器制品。该过滤器制品能用 于，例如，发动机废气系统。
【附图说明】
[0009] 在本发明的实施方式中：
[0010] 图1显示US 7, 485, 170的对照现有技术烧制循环。
[001U图2显示共同待审的PCT/US10/58176的对照现有技术的第一和第二烧制循环。[0012]图3显示本发明的二步骤烧制过程的例子。
[001引图4显示EP 2183199的对照现有技术烧制循环。
[0014] 图5显示对于线性拟合的CTE (500)和本发明的CTE样品巧10)，CTE X107 (°C-1) 与0/H比的关系图。
[00巧]图6显示在约1425。0/H(正方形，610)和总堇青石（％堇青石，立角形，600)与 单烧制保温时间的关系图。
[0016] 图7显示小于10微米的％细粒和孔d50与单保温时间的关系图。
[0017] 图8显示对于本发明的二步骤烧制过程，无定形相％、总次相、0/H比和CTE与第 二次保温温度的关系图。
[001引图9显示对比样品8 (900,左）和本发明样品10 (910,右）的扫描电子显微图。 [0019] 图10显示对比样品8 (1000,左）和本发明样品10 (1010,右）的截面扫描电子显 微图，所述本发明样品10(1010,右）显示经烧制（under-fired)的样品8的颗粒间区域中 的玻璃相。
[0020] 图11显示对于1405°C和1350°C的第二次保温温度，小于10微米的％TPV与第一 保温时间的关系图。
【具体实施方式】
[0021] 下面参考附图（如果有的话）详细描述本发明的各种实施方式。对各种实施方式 的参考不限制本发明的范围，本发明范围仅受权利要求书范围的限制。此外，在本说明书中 列出的任何实施例都不是限制性的，且仅列出要求保护的本发明的诸多可能的实施方式中 的一些实施方式。
[0022] 在实施方式中，揭示的制品W及制品的制造方法及其用途提供了一个或多个优势 特征或方面，包括例如，如下文所述。任一项权利要求所述的特征或方面一般在本发明的所 有方面适用。在任一项权利要求中所述的任意单个或多个特征或方面可W结合或与任一项 或多项其它权利要求中所述的任意其它特征或方面置换。
[002引定义
[0024] 术语"孔隙度"W及类似术语一般指的是蜂窝材料中因存在孔并排除了在蜂窝材 料中因存在蜂窝的宏观孔道或穿孔而产生的总空隙空间，或者指的是粉状固体材料中孔体 积与总体积的比例，可用孔隙度百分比（％巧表示。陶瓷体的孔隙度及其孔结构特征，W及 类似方面，在共同拥有和转让的US6, 864, 198中提到。例如cU、ds。和dw之类的参数设及 孔径分布。数值屯。是基于孔体积的中值孔径（MPS)，单位是微米；因此，根据水银孔隙度测 定法测得的dg。是陶瓷中50%的开孔中渗入水银时的孔直径。数值dW是90%的孔体积由 直径小于该屯。数值的孔构成时的孔直径；因此，dg。等于陶瓷中10体积％的开孔孔隙度渗 入水银时的孔直径。数值di。是10%的孔体积由直径小于该di。值的孔构成时的孔直径；因 此，di。等于陶瓷中90体积％的开孔孔隙度渗入水银时的孔直径。di。和dW的数值单位也 是微米。数值（dw-cU)/dg。描述小于中值孔径（dg。）的孔径分布的宽度。
[0025] "总渗入体积"、"总孔隙度"、"TIV"等类似术语或表述设及通过压隶孔隙度法测得 的孔体积。
[0026] "总孔体积"、"TPV"、"百分比细粒"、"％细粒"等类似术语或表述设及小于10微米 的总孔体积。
[0027] 术语"百分比小孔分布"W及类似的术语指的是用百分比表示的小于特定孔径或 尺寸的孔的分数量。因而，例如，可W通过在总渗入体积中减去在填满所有大于或等于10 微米的孔的压强下水银渗入体积，然后该差值除W总渗入体积来计算小于10微米的孔。 [002引"超添加剂"、"超添加"和类似的术语一般指的是向批料组合物或类似配方中加入 超过100重量％基础无机配方或者过量的额外成分或材料。总量100重量％的基础配方 可W是，例如，单独的无机材料或无机材料的组合，并且超添加剂可W是成孔剂和/或没有 其它超添加剂的混合物，并且除了基本配方100重量％^外，可W在批料中存在或添加，例 如，约5-300重量％。
[0029] "包括"、"包含"或类似术语意为包括但不限于，即内含而非排它。
[0030] 本公开的实施方式中用来对例如组合物中成分的量、浓度、体积、过程温度、过程 时间、产率、流速、压力和类似数值及其范围进行修饰的"约"是指可能发生的数值量的改 变，例如，源自制备组合物、浓缩物或使用制剂所用的常规测量和操作过程；源自该些过程 中的偶然性误差；源自用来实施所述方法的起始材料或成分的生产、来源或纯度的差异； W及类似因素。术语"约"还包括由于组合物或制剂的老化而与特定的初始浓度或混合物 不同的量，W及由于混合或加工组合物或制剂而与特定的初始浓度或混合物不同的量。本 发明所附的权利要求书包括该些"约"等于的量值的等价形式。
[0031] 实施方式中的"基本由…组成"指的是，例如，具有例如预定的物理性质（如孔结 构）的过滤器制品，过滤器制品及其前体、包含过滤器制品的装置的制造方法，并且可W包 括权利要求书中所列的组分或步骤，W及其他组分或步骤，只要它们不会对本发明的组合 物、制品、设备或者制备方法和用途的基本性质和新颖性造成实质性的影响，例如，所选定 的特定反应剂、特定添加剂或成分、特性试剂、特定表面改性剂或表面条件，或者类似结构、 材料或工艺变量。可实质上影响本发明组分或步骤的基本性质或可使本发明产生不需要特 征的项目包括，例如，有显著孔隙度差异的制品，和制作超过本文所定义和规定的数值，包 括中间值和范围的烧制规格的方法。
[0032] 除非另外说明，否则，本文所用的不定冠词"一个"或"一种"及其相应的定冠词 "该"表示至少一（个/种），或者一（个/种）或多（个/种）。
[0033] 可采用本领域普通技术人员熟知的缩写（例如，表示小时的"h"或"虹"，表示克的 "g"或"gm"，表示毫升的"血"，表示室温的"rt"，表示纳米的"皿"W及类似缩写）。
[0034] 组分、成分、添加剂和类似方面所公开的具体和优选数值及其范围仅用于说明，它 们不排除其他限定数值或限定范围内的其他数值。本发明的组合物、设备和方法可包括本 文所述的任何数值或数值、具体数值、更具体的数值和优选数值的任何组合，包括本文所述 的中间值和范围。
[00巧]堇青石蜂窝结构用于例如柴油颗粒过滤器之类的应用。一种此类商业产品是重型 高级堇青石（HDAC)。重型高级堇青石（HDAC)过滤器产品的制造方法可设及单步骤烧制过 程（下文称作"单烧制"），其中，将制品加热到保温温度，保温（即保持）一段时间并冷却 至室温；或者可采用二步骤烧制过程（下文称作"双烧制"），其中，将产品再次加热至第二 保温温度，保温一段时间并再次冷却至室温。第一烧制步骤之后可接着进行堵塞和/或结 皮（skinning),之后第二烧制步骤使得堵塞和/或结皮固定。该第二烧制是具有相关成本 W及资本和资产利用率的额外加工步骤。如果将堵塞和/或结皮材料施加到未烧制的生巧 制品或者如果使用的堵塞和/或结皮材料不需要高温热加工（下文称作"冷固定"结皮或 堵塞），则可W消除第二烧制过程。但是，能够提供所需的过滤器性质，例如孔尺寸分布、相 组成和热膨胀系数（CTE)的单烧制方法是希望的。
[0036] 对于堇青石过滤器组合物，例如共同拥有和转让