含钛酸铝的陶瓷形成批料及其使用方法技术

本发明专利技术涉及含钛酸铝的陶瓷形成批料及其使用方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及
技术介绍
含钛酸铝的陶瓷主体可以作为基材，用来支承用于机动车上的催化转化器的催化活性部件，特别是用于柴油机过滤器应用中的严酷条件。在这些应用中过滤的废气中的诸多污染物中有烃和含氧化合物，后者包括氮氧化物(NOx)和一氧化碳(CO)。含钛酸铝的陶瓷主体具有很高的抗热震性，因此能够耐受在应用过程中经历的很宽范围的温度变化，它们还具有可以用于柴油机微粒过滤器应用的其它的有利的性质，例如高孔隙率，低热膨胀系数(CTE)，耐灰反应，而且断裂模量(MOR)也足以用于预期的应用。随着发动机控制系统变得越来越复杂，而且催化剂组成一直在发生变化，人们需要对这些含钛酸铝的陶瓷主体的性质进行改变或调节，例如改变或调节它们的孔径、孔隙率和孔径分布(即低d-因子)。另外，人们需要用来制备具有这些所需性质的含钛酸铝的陶瓷主体的方法。专利技术概述根据详述以及本专利技术所述的各种示例性的实施方式，本专利技术涉及新颖的含钛酸铝的陶瓷形成批料，其包含无机材料以及至少一种成孔材料。在各种示例性的实施方式中，至少40体积％的无机材料的中值粒径与至少一种成孔材料的中值粒径之比为0. 3至1. 0。在其它的实施方式中，至少40体积％的所述无机材料的粒度分布(“dSft”)小于1.5，并且/ 或者所述至少一种成孔材料的dSft小于2。本专利技术人还发现了使用本专利技术的批料制备含钛酸铝的陶瓷主体的方法，以及使用本专利技术的批料来改进含钛酸铝的陶瓷主体的孔径分布和/或控制含钛酸铝的陶瓷主体的孔径的方法。附图简要说明包括的附图提供了对本专利技术的进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图不是用来对要求保护的本专利技术构成限制，而是用来图示本专利技术的示例性的实施方式，与说明书一起用来解释本专利技术的原理。附图说明图1是使用本专利技术实施例1所述的批料和方法制备的含钛酸铝的陶瓷主体的孔隙率的图。图2是使用本专利技术实施例1所述的批料和方法制备的含钛酸铝的陶瓷主体的孔径的图。专利技术详述应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都只是示例和说明性的，不构成对要求保护的本专利技术的限制。本领域技术人员通过阅读说明书和实施本专利技术所述的实施方式，可以显而易见地想到其它的实施方式。本说明书和实施例仅是示例性的，本专利技术真正的范围和精神由所附权利要求书来限定。本专利技术涉及含钛酸铝的陶瓷形成批料，所述批料包含无机材料和至少一种成孔材料。在各种示例性的实施方式中，至少40体积％的无机材料的中值粒径与至少一种成孔材料的中值粒径之比为0. 3至1. 0。在其它的实施方式中，至少40体积％的所述无机材料的粒度分布(“dSft”)小于1.5，并且/或者所述至少一种成孔材料的dSft小于2。本专利技术还涉及一种用来制备含钛酸铝的陶瓷主体的方法，该方法部分地包括制备本专利技术的批料，以及由所述批料制备陶瓷主体。本专利技术还涉及用来改进含钛酸铝的陶瓷主体的孔径分布以及/或者控制含钛酸铝的陶瓷主体的孔径的方法，该方法部分包括制备本专利技术的批料。在本文中，所谓“改进含钛酸铝的陶瓷主体的孔径分布以及/或者控制含钛酸铝的陶瓷主体的孔径”表示制得陶瓷主体，其具有能够有效用于给定应用的适当数量的类似孔径的孔，以及/或者制得一种陶瓷主体，其孔径适合有效地用于给定的应用。在本文中，术语“批料”及其变体表示基本均一的混合物，该混合物包含(a)无机材料和(b)至少一种成孔材料。在本专利技术的各种示例性的实施方式中，无机材料可以由至少一种氧化铝源以及至少一种二氧化钛源组成。氧化铝源包括但不限于粉末，将其在不存在其它原料的情况下加热至足够高的温度时，可产生基本纯的氧化铝。这些氧化铝源的例子包括α-氧化铝、过渡氧化铝如Υ-氧化铝或P _氧化铝、水合氧化铝、三水铝石、刚玉(Al2O3)、勃姆铝矿(AlO(OH))、假勃姆石、氢氧化铝(Al (OH)3)、羟基氧化铝，以及它们的混合物。在各种示例性的实施方式中，所述至少一种氧化铝源可以占所述无机材料的至少 40重量％，至少45重量％，或者至少50重量％，例如占无机材料的49重量％。在各种示例性的实施方式中，本领域技术人员能够选择至少一种氧化铝源，使得所述至少一种氧化铝源的中值粒径为1-45 μ m，例如为2-25 μ m。在各种示例性的实施方式中，本领域技术人员能够选择至少一种氧化铝源，使得所述至少一种氧化铝源的dSft小于1.5，例如小于1.3或小于1。在本文中，dSft= (d90-d10)/ d50)，其中d9(1表示90%的颗粒的粒度都小于该粒度，d10表示10%的颗粒的粒度都小于该粒度，d5(1表示50%的颗粒的粒度都小于该粒度。在本专利技术的各种示例性的实施方式中，所述至少一种氧化铝源可以选自市售的产品，例如美国宾夕法尼亚州的列兹丹市的艾玛提有限公司(Almatis，Inc. of Leetsdale, PA)销售的商品名为AlO的产品，美国马萨诸塞州西地市的微型磨料公司(Micro Abrasives Corp. of Westfield，MA)销售的商品名为 Microgrit WCA20, WCA25, WCA30, WCA40, WCA45 禾口 WCA50 的产品。二氧化钛源包括但不限于金红石二氧化钛、锐钛矿二氧化钛和无定形二氧化钛。 例如，在至少一个实施方式中，所述至少一种二氧化钛源可以是美国特拉华州威名顿市的杜邦钛技术公司(DuPont Titanium Technologies of Wilmington, DE)销售的商品名为 Ti-Pure R-101 的产品。在各种示例性的实施方式中，所述至少一种二氧化钛源可以占所述无机材料的至少20重量％，例如占无机材料的至少25重量％或者至少30重量％。在本专利技术的各个实施方式中，所述无机材料还可以包含至少一种另外的材料。在至少一个实施方式中，所述至少一种另外的材料可以选自二氧化硅、氧化物(例如氧化镧)、碳酸盐(例如碳酸钙和碳酸锶)、硝酸盐和氢氧化物。在一个示例性的实施方式中，所述至少一种另外的材料可以是二氧化硅，其可以占所述无机材料的至少5重量％，例如占无机材料的至少8重量％或者至少10重量％。二氧化硅源可包括但并不限于，非晶体二氧化硅如熔融二氧化硅或溶胶_凝胶二氧化硅、硅酮树脂、低氧化铝基本不含碱的沸石、硅藻土二氧化硅、高岭石、和晶体二氧化硅如石英或方石英。此外，二氧化硅源可以包括二氧化硅形成源，所述二氧化硅形成源包括加热时形成游离二氧化硅的化合物，例如，硅酸或硅有机金属化合物。例如，在至少一个实施方式中，所述至少一种二氧化硅源可以是美国伊利诺伊州特洛伊格洛弗市的优尼敏公司 (Unimin of Troy Grove, IL)销售的商品名为Cerasil 300的产品，或者美国伊利诺伊州艾尔克市的优尼敏公司(Unimin of Elco, IL)销售的商品名为Imsil A25的产品。在各种示例性的实施方式中，可以对无机材料的颗粒进行选择，使其具有基本均一的尺寸。例如，在至少一个实施方式中，至少40体积％的无机材料的dSft小于1. 5，例如小于1。在另外的实施方式中，对于实施例1，至少50体积％的无机材料的dSft小于1. 5。在本文中，术语“成孔材料”及其变体表示选自以下的有机材料碳(例如石墨、活性炭、石油焦炭和炭本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种含钛酸铝的陶瓷形成批料，其包含：（ａ）无机材料，其包含来自氧化铝和二氧化钛的来源的颗粒，以及（ｂ）至少一种成孔材料的颗粒，至少４０体积％的无机材料（ａ）的中值粒径与至少一种成孔材料（ｂ）的中值粒径之比为０．３至１．０；其中至少４０体积％的无机材料（ａ）的ｄ宽度小于１．５；并且其中至少一种成孔材料（ｂ）的ｄ宽度小于２。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·D·特珀谢，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US