一种外皮浆料、具有外皮的多孔蜂窝陶瓷及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种外皮浆料、具有外皮的多孔蜂窝陶瓷及制备方法，所述外皮浆料的制备方法包括如下步骤：步骤1：按重量比为100：10

【技术实现步骤摘要】
一种外皮浆料、具有外皮的多孔蜂窝陶瓷及制备方法


[0001]本专利技术属于蜂窝陶瓷领域，尤其涉及一种具有外皮的多孔蜂窝陶瓷的制备方法及其制品。

技术介绍

[0002]内燃机尾气排放的有害物质主要是NOx、HC、CO等，是大气污染的主要来源，严重影响着人民的健康以及生活品质。堇青石蜂窝陶瓷由于具有比表面积大、热膨胀系数小等物理特性，成为汽车、船舶、非道路移动机械等内燃机尾气后处理系统的关键部件，可为催化剂提供足够的涂覆表面积，将尾气中NOx、HC、CO等有害物质通过转化为无害物质，亦可通过壁流式载体如DPF和GPF等本身筋壁内的微孔结构过滤机动车尾气中的碳烟颗粒(PM)。随着国家环保法规颁布实施，对汽车尾气排放标准日渐严苛，汽车后处理系统不断升级，对蜂窝陶瓷载体的使用温度提出更高要求，需要具备更低的热膨胀系数和更优良的抗热冲击性。
[0003]现有制备方法的蜂窝陶瓷外皮，耐热冲击性差，容易使蜂窝体发生开裂，导致蜂窝陶瓷不能发挥作为催化剂载体或颗粒捕集器的基本功能，如CN105906367A采用堇青石粉、陶瓷纤维、纤维分散剂、硅溶胶和水形成陶瓷浆料，刮涂于蜂窝陶瓷外周面，干燥后形成蜂窝陶瓷外皮，耐热冲击温度仅为500
‑
650℃，CN111170709A将堇青石细粉、陶瓷纤维粉、甲基纤维素混合，制备成混合粉料，然后在混合粉料中加入硅溶胶、乳液进行混合，得到植皮泥料，耐热冲击温度为700℃。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术目的在于提供一种制作方法简便，且所制得的具有外皮的多孔蜂窝陶瓷具有较好的耐热冲击性能。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种具有外皮的多孔蜂窝陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0006]步骤1：按重量比为100：10
‑
15:0.5
‑
1：30
‑
40:10
‑
15的比例称取无机填料、陶瓷纤维、有机粘结剂、硅溶胶和水，留备待用；
[0007]步骤2：将所述步骤1中称取的无机填料、陶瓷纤维和有机粘结剂混匀后得到干粉混合料；
[0008]步骤3：将所述步骤1中称取的硅溶胶和水混合均匀后得到液体混合料；
[0009]步骤4：将所述步骤2中所制得的干粉混合料和所述步骤3中所制得的液体混合料混合均匀得到混合浆料；
[0010]步骤5：将所述步骤4所得到的浆料涂设于蜂窝陶瓷坯体的外周，常温干燥后即得到具有外皮的多孔蜂窝陶瓷。
[0011]上述技术方案中所述步骤1中无机填料包括电熔石英粉末A、电熔石英粉末B和二氧化硅空心球，其中，所述电熔石英粉末A的D
50
为85
‑
104μm，所述电熔石英粉末B的D
50
为3
‑
5μm。
[0012]上述技术方案中所述电熔石英粉末A占所述无机填料的质量比为3
‑
20％，所述电熔石英粉末B占所述无机填料的质量比为60
‑
85％，所述二氧化硅空心球占所述无机填料的质量比为8
‑
20％。
[0013]上述技术方案中所述陶瓷纤维为硅酸铝纤维、含锆硅酸铝纤维、氧化铝纤维、莫来石纤维和石英纤维中一种或多种组成的组合物。
[0014]上述技术方案中所述陶瓷纤维的平均纤维长度为为50
‑
120μm。
[0015]上述技术方案中所述有机粘结剂为聚乙烯醇、甲基纤维素、羧甲基纤维素和乙基纤维素中一种或多种组成的组合物。
[0016]上述技术方案中所述步骤3中的水为去离子水。
[0017]上述技术方案中所述二氧化硅空心球的壳壁厚度为0.4
‑
0.6μm，其D
50
为25
‑
32μm。
[0018]本专利技术的目的之二在于提供一种采用如上所述具有外皮的多孔蜂窝陶瓷的制备方法所制得制品。
[0019]本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过添加二氧化硅空心球使得多孔蜂窝陶瓷的外皮层具有低热膨胀系数、高强度、高抗热冲击性、良好的涂布性能，解决了蜂窝陶瓷载体热冲击性差，导致外皮或基体开裂的问题。
附图说明
[0020]图1为多孔蜂窝陶瓷外皮制备工艺流程图；
[0021]图2为二氧化硅空心球的SEM 500倍显微照片；
[0022]图3为本专利技术外皮层的SEM 500倍显微照片。
具体实施方式
[0023]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0024]实施例1
[0025]如图1所示,一种具有外皮的多孔蜂窝陶瓷的制备方法,包括如下步骤,步骤1：按质量分数计，称取20％的D
50
为98μm的电熔石英粉末A，20％的D
50
为5μm的电熔石英粉末B，60％的D
50
为30μm的二氧化硅空心球(如图2所示)，三者混合均匀得到无机填料；
[0026]步骤2：按重量分数计，取100份步骤1所得到的无机填料、13份平均长度为100μm的硅酸铝纤维和1份的甲基纤维素进行干粉混合得到干粉，其混合时间1小时，另取35份硅溶胶和15份去离子水，混合8分钟，得到混合液；
[0027]步骤3：将步骤2的所制得的干粉和混合液混合，混合时间为15分钟，得到外皮浆料；
[0028]步骤4：使用步骤3所得外皮浆料通过自动植皮机施涂于蜂窝陶瓷外周，外皮厚度控制在0.6
‑
2mm之间，然后常温干燥48h，即得到具有外皮的多孔蜂窝陶瓷，另外利用步骤3所得到的外皮浆料来浇筑制作25mm
×
25mm
×
25mm的样块(测试耐压强度用)和6mm
×
6mm
×
25mm的样块(测试热膨胀系数用),外皮的放大结构可如图3所示。
[0029]实施例2
[0030]同实施例1，其区别在于，所述步骤1中：按质量分数计，称取20％的D
50
为98μm的电
熔石英粉末A，15％的D
50
为5μm的电熔石英粉末B，65％的D
50
为30μm的二氧化硅空心球，三者混合得到无机填料；
[0031]步骤2：按重量分数计，取100份步骤1所得到的无机填料、10份平均长度为100μm的硅酸铝纤维和0.8份的甲基纤维素进行干粉混合得到干粉，其混合时间1小时，另取40份硅溶胶和15份去离子水，混合8分钟，得到混合液。
[0032]实施例3
[0033]同实施例2，其区别在于，所述步骤1中：按质量分数计，称取17％的D
50
为98μm的电熔石英粉末A，8％的D
50
为5μm的电熔石英粉末B，75％的D
50
为30μm的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外皮浆料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：按重量比为100：10
‑
15:0.5
‑
1：30
‑
40:10
‑
15的比例称取无机填料、陶瓷纤维、有机粘结剂、硅溶胶和水，留备待用；步骤2：将所述步骤1中称取的无机填料、陶瓷纤维和有机粘结剂混匀后得到干粉混合料；步骤3：将所述步骤1中称取的硅溶胶和水混合均匀后得到液体混合料；步骤4：将所述步骤2中所制得的干粉混合料和所述步骤3中所制得的液体混合料混合均匀得到的混合浆料即为外皮浆料；其中，所述步骤1中无机填料包括电熔石英粉末A、电熔石英粉末B和二氧化硅空心球，其中，所述电熔石英粉末A的D
50
为85
‑
104μm，所述电熔石英粉末B的D
50
为3
‑
5μm。2.根据权利要求1所述的外皮浆料制备方法，其特征在于，所述电熔石英粉末A占所述无机填料的质量比为3
‑
20％，所述电熔石英粉末B占所述无机填料的质量比为60
‑
85％，所述二氧化硅空心球占所述无机填料的质量比为8
‑
20％。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：郝立苗，潘吉庆，刘洪月，张兆合，黄妃慧，程国园，邢延岭，王勇伟，
申请(专利权)人：重庆奥福精细陶瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：