蜂窝组件的制作方法_4

文档序号:9421767阅读:来源:国知局

[0082] 在进一步的方面中,本发明涉及一种包括至少两个蜂窝过滤工段的多孔陶瓷蜂窝 过滤器,其工段通过以在l〇〇°C干燥本发明的组合物和随后在足够高的温度下硬化以将基 本上所有磷酸盐组分转化成偏磷酸盐的接合剂进行组装。
[0083] 在还有的进一步方面中,本发明涉及一种包括至少两个蜂窝过滤工段的多孔陶瓷 蜂窝过滤器,其工段通过基本由含非氧化物无机硅的组分和偏磷酸盐组成的接合剂并随后 在足够高的温度下硬化以将基本上所有磷酸盐组分转化成偏磷酸盐进行组装。
[0084] 在多孔陶瓷蜂窝过滤器进一步的实施方式中,过滤器由用于描述于实施例中具有 143_直径的圆形过滤器的4-32个过滤工段,如8-16个过滤工段,例如16个过滤工段组 成。
[0085] 在多孔陶瓷蜂窝过滤器还有的进一步实施方式中,过滤器的孔隙率为 20% -70%,如 30% -50%,或 55% -65%。
[0086] 在多孔陶瓷蜂窝过滤器进一步的实施方式中,过滤器由选自碳化硅和氮化硅或它 们的混合物的材料制成。通常而言,过滤器由碳化硅,如a-SiC制成。
[0087]在进一步的方面中,多孔陶瓷蜂窝过滤器用作柴油机颗粒过滤器。
[0088] 本发明的多孔蜂窝过滤器特别适用于由净化内燃机如来自公共汽车和卡车的柴 油机和工程机械排放的废气。这种蜂窝过滤器可以是用于净化来自内燃机的废气的系统的 完整部件。因此,在进一步的方面中,本发明涉及用于净化废气的系统,选自包括多孔陶瓷 蜂窝过滤器的废气排放系统,过滤器包括至少两个蜂窝过滤工段,其工段通过在l〇〇°C干燥 本发明的组合物和随后在足够高的温度硬化以将基本上所有磷酸盐组分转化成偏磷酸盐 可获得的接合剂组装。
[0089] 以上实施方式应该视为是指本文中所描述的任何一个方面(如"组合物","接合 剂","接合剂的使用",或"适用的接合剂")以及本文中所描述的任何一个实施方式,除非规 定实施方式涉及本发明的某个方面或某些方面。
[0090] 本文中引述的所有文献,包括出版物,专利申请和专利,如同每一文献各自和专门 指出结合于本文中并在本文中以其全文进行陈述的相同程度结合于本文中作为参考。
[0091 ] 所有标题和子标题在本文中使用都仅仅是为了方便,而不应该解释为以任何方式 限制本发明。
[0092] 上述要素在其所有可能变体中的任何组合都被本发明涵盖,除非本文中另外指出 或要不然明显与上下文相矛盾。
[0093] 在描述本发明的上下文中所用的术语"一个"和"一种"和"这种"和类似的指示物 应该解释为同时涵盖单数和复数,除非本文中另外指出或明显与上下文矛盾。
[0094] 本文中所描述的范围值仅旨在用作各自所指落入这个范围内每个单独值的速记 方法,除非本文中另外指出,而每个单独的值引入到说明书中如同其单独引述于本文中。除 非另有说明,所有本文中提供的精确值均代表相应的近似值(例如,相对于具体因素提供 的所有精确值或测量结果能够认为也提供了相应的近似测值,在适当的地方通过"约"修 饰)。
[0095] 本文中描述的所有的方法能够按照任何合适的顺序实施,除非在本文中另外指出 或另外与上下文明显矛盾。
[0096] 使用任何和所有的实施例,或本文中提供的示例性语言(例如,"如"),除非另有说 明,仅仅旨在为了更好地说明本发明,而并非对本发明的范围构成限制。在本说明书中的任 何语言都不应被解释为指示任何要素除非明确指出都对本发明的实践是必不可少的。
[0097] 本文中引述和引入专利文献仅仅是为了方便起见,而并不反映这些专利文献的有 效性,专利性和/或可实施性的任何观点。
[0098] 本文中对于一个要素或多种要素使用术语如"包含","具有","包括"或"含有"描 述本发明的任何方面或实施方式提供一个类似的方面或实施方式,除非另外指出或明显与 上下文矛盾旨在对于"由那个具体要素或那些具体要素构成","基本由那个具体要素或那 些具体要素构成",或"基本上包含那个具体要素或那些具体要素"的本发明的类似方面或 实施方式提供支持(例如,本文中描述为含有具体要素的组合物应该理解为除非另外指出 或明显与上下文矛盾,还描述包含那种要素的组合物)。
[0099] 本发明以可适用法律准许的最大程度包括本文中描述的各个方面或权利要求中 引述的主题问题的所有修改和等价物。
[0100] 本发明进一步通过以下实施例进行举例说明,然而,这些实施例不能解释为保护 范围的限制。在前述描述中和以下实施例中公开的特性可以,单独且在其任何组合中都是 以其不同形式实现本发明的材料。
[0101] 实施例
[0102] 如以上所述,能够使用许多含磷酸盐的材料制备根据本发明的组合物和接合剂。 最优选的是磷酸盐,其在超过150°c的温度下形成焦磷酸盐。在以下的实施例中,使用了磷 酸单铝。
[0103] 实施例1
[0104] 已经制成表3中所列材料的湿混合物以制备用于多孔陶瓷蜂窝过滤器组装的接 合剂。
[0105]
[0106] 表3:实施例1的接合剂的组分和含量
[0107] 使用这种接合剂,由碳化硅制成的高度多孔蜂窝过滤工段经过组装而形成4X4 工段的组件。过滤工段的孔隙率为60%,尺寸为35mmX35mmX178mm。所有这些不同的过 滤工段能够进行组装而没有任何问题,即在干燥和硬化期间不会出现空隙或裂纹。组装层 的湿厚度调整为2_,厚度在整个组件内从1. 2mm至至多达2. 5mm变化。在一个位置测定厚 度以监测干燥和硬化期间的变化。
[0108] 在100°C下进行干燥lh并在550°C下硬化lh。为烧尽任何潜在的残留碳,装置半 小时一次加热至至多达600°C。
[0109] 在干燥和硬化期间,在特定点所测定的厚度为:
[0110] 湿:2. 08mm
[0111] 干:1. 78mm
[0112] 硬化:1.75mm
[0113] 样品采集自接合剂层以测定
[0114] -孔隙率一结果:9. 54%
[0115] -热膨胀系数一在图1中描点作图以及在700°C下值为4. 74 106K1
[0116] -400°C下热导率一结果:1. 93W/mK
[0117] _400°C下比热容一结果:1. 12J/gK
[0118] 实施例2
[0119]制备表4中所列的材料的湿混合物制备用于组装多孔陶瓷蜂窝过滤器的接合剂。
[0120]
[0121]
[0122] 表4 :实施例2的接合剂的组分和含量
[0123] 按照实施例1中的相同方式构建4X4工段的组件。
[0124] 组装层的湿厚度再调节至2_,厚度在整个装置中从1. 0mm至至多达2. 0mm变化。 在一个位置测定厚度以监测干燥和硬化期间的变化。
[0125] 在干燥和硬化期间,在特定点所测定的厚度为:
[0126] 湿:1.28mm
[0127] 干:1.15mm
[0128]硬化:1.12mm
[0129] 样品从接合剂层采集以测定
[0130]-孔隙率一结果:23. 84%
[0131]-热膨胀系数一在图1中描点作图而在700°C下值为4. 44 106K1
[0132] 实施例3
[0133]制备表5中所列的材料的湿混合物制备用于堵塞多孔陶瓷蜂窝过滤器的接合剂。
[0134]
[0135] 表5:实施例3的接合剂的组分和含量
[0136] 这种接合剂用于封闭单元密度为200cpsi和300cpsi的高多孔蜂窝工段的通道。 200cpsi的蜂窝的通道开口为1. 4X1. 4mm以及300cpsi的蜂窝的通道开口为1. 1X1. 1mm。 在两种情况下,通道采用湿接合剂渗透到约5-8mm的通道中就能够非常好地实现封闭。干 燥和硬化过程与实施例1和2中组装层情况相同。
[0137] 比较例4
[0138] 商购获得的纤维基接合剂来自Unifrax的IsofraxDPF-接合剂按照实施例1中 所描述的相同的方式用于组装4X4过滤工段的组件。这个组件也在100°C下干燥1小时, 并随后加热至至多达750°C持续1小时。
[0139] 组装层的湿厚度再次调节至2mm,厚度在整个装置中从0? 8mm至至多达1. 8mm变 化。在一个位置测定厚度以监测干燥和硬化期间的变化。
[0140] 在干燥和硬化期间,在特定点测得的厚度为:
[0141]湿:1.09mm
[0142]干:0? 51mm
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