CN102424569B - 抗热震性薄壁堇青石蜂窝陶瓷及其制备方法 - Google Patents
抗热震性薄壁堇青石蜂窝陶瓷及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102424569B CN102424569B CN2011102857951A CN201110285795A CN102424569B CN 102424569 B CN102424569 B CN 102424569B CN 2011102857951 A CN2011102857951 A CN 2011102857951A CN 201110285795 A CN201110285795 A CN 201110285795A CN 102424569 B CN102424569 B CN 102424569B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- thermal shock
- cordierite honeycomb
- honeycomb ceramics
- shock resistant
- resistant thin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
抗热震性薄壁堇青石蜂窝陶瓷，其组成的各组分重量份数、平均粒径为：双峰α-氧化铝微粉：18~22，3μm；活性氧化铝微粉：0~10，5μm；滑石：38~43，8μm；片状高岭土：10~15，2μm；煅烧高岭土：20~25，2μm；熔融石英：5~10，5μm；制备方法如下：（1）将双峰α-氧化铝微粉与活性氧化铝微粉混合均匀；（2）与表面活性剂混合均匀；（3）与滑石混合均匀；（4）与片状高岭土、煅烧高岭土、熔融石英、粘结剂、润滑剂和水混合均匀；（5）成型、干燥后烧结，保温，随后冷却到室温即可。本发明机械强度高、孔隙率适中、膨胀系数低的优点，热震性为750℃三次不裂，满足欧Ⅳ排放标准。
Description
技术领域
本发明涉及催化剂载体技术领域，尤其是涉及一种抗热震性能高的堇青石蜂窝陶瓷。
背景技术
汽车在行进时，其排气管路的头段温度最高，在平坦公路上行进时排气管头段温度约为300~400℃，走山路时其温度约为500~650℃，高速行驶时最高温度可达700~750℃。这就要求作为汽车尾气净化的催化剂载体具有优良的抗热震性，另外汽车刚启动时尾气较浓，这就要求催化剂反应速度快，故而催化剂载体的壁厚要小。
堇青石蜂窝陶瓷是常规的净化汽车尾气的催化剂载体，其基本组成为2MgO·2Al2O3·5SiO2。目前生产的堇青石蜂窝陶瓷具有较低的热膨胀性和较高的机械强度，但是其抗热震性不够。申请号为CN200510037910.8的专利文献公开了一种薄壁堇青石蜂窝陶瓷催化剂载体及制备方法，该法制备得到的催化剂载体的比表面积大、膨胀系数低，但是其抗热震性仅为650℃三次不裂，可以达到欧Ⅲ标准，还达不到欧Ⅳ标准。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明在上述对比文献的基础上进行改进，提供了一种抗热震性薄壁堇青石蜂窝陶瓷及其制备方法。本发明既保持了对比文献中堇青石蜂窝陶瓷的机械强度高、孔隙率适中、膨胀系数低的优点，又将其热震性提高到750℃三次不裂，从而满足了欧Ⅳ排放标准。
本发明的技术方案如下：
抗热震性薄壁堇青石蜂窝陶瓷，其组成的各组分及各组分重量份数、平均粒径为：
抗热震性薄壁堇青石蜂窝陶瓷的制备方法，具体步骤如下：
（1）将双峰α-氧化铝微粉与活性氧化铝微粉混合均匀；
（2）将步骤（1）得到的产物与表面活性剂混合均匀；
（3）将步骤（2）得到的产物与滑石混合均匀；
（4）将步骤（3）得到的产物与片状高岭土、煅烧高岭土、熔融石英、粘结剂、润滑剂和水混合均匀；
（5）将步骤（4）得到的产物成型、干燥后烧结，并在烧结温度下保温，随后冷却到室温即可；
（6）上述步骤中各添加剂及水的重量份数为：
所述烧结温度为1390~1420℃，所述保温时间为小6~12时。所述表面活性剂为植物或动物的脂肪酸或其脂肪酸盐。所述表面活性剂为油酸、硬脂酸、硬脂酸钠的一种。所述润滑剂为C原子数为12~18的轻质矿物油。所述润滑剂为聚α烯烃、航空柴油或液体石蜡。所述润滑剂为玉米油。所述粘结剂为甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素。
本发明有益的技术效果在于：
首先，本发明相对于对比文献（CN200510037910.8）所作出的改进及其有益的技术效果有：
1、本发明在对比文献使用的各种组分的基础上，添加了双峰α-氧化铝微粉。这种氧化铝微粉为α-Al2O3晶型，属于六方紧密堆积构型，其特点是具有两个粒径分布的峰值。其中粒径为0.4~3.5μm的颗粒占38~48%，3.5~7μm的颗粒占25~35%，平均粒径为3μm。双峰α-氧化铝微粉有助于提高成型后的蜂窝陶瓷坯体在高温烧结过程中的反应活性，提高产品中堇青石晶相的含量，从而提高产品的抗热震性能。但如果原料的颗粒太细，在生产过程中坯体容易产生开裂，用双粒径峰结构的氧化铝既提高了产品的性能又保证了产品坯体不易开裂。
2、表面活性剂有利于细粉物料的分散，防止细粉物料的团聚，使各物料充分均匀，从而有利于固相反应获得更多堇青石晶相，还有利于物料与水的亲和，减少成型过程中可能出现的气孔、裂纹。本发明在制备过程中，首先将双峰α-氧化铝微粉和活性氧化铝微粉与表面活性剂混合，不仅可以使氧化铝经过改性、混合表面活性剂后与其他物料的共混性提高，而且可以提高氧化铝微粉的反应活性，提高产品成活率，使之更适合薄壁堇青石蜂窝体的生产。
3、本发明在制备过程中，双峰α-氧化铝微粉和活性氧化铝微粉经表面活性剂改性后，与滑石充分混合均匀，这是为了克服氧化铝颗粒润滑性较差的缺点。滑石颗粒的润滑性较好，与氧化铝微粉预混可以使氧化铝微粉与其他组分的混合均匀性较好，在煅烧过程中受热均匀，得到的蜂窝陶瓷的堇青石晶相提高，从而提高了产品的抗热震性。
4、本发明在对比文献使用的各种组分的基础上，添加了煅烧高岭土，其煅烧温度为900~950℃。经煅烧后的高岭土反应活性提高，其可分散性增强，可以使原料的混合更加均匀，反应更完全，从而增加了产品中堇青石晶相的含量，提高了产品的抗热震性。同时添加煅烧高岭土可减少坯体在烧成过程中的收缩，提高了产品的成活率。
5、本发明没有使用氢氧化铝微粉，其原因在于氢氧化铝与活性氧化铝相比具有更大的体积收缩，会降低产品的成活率。
其次，本发明也具备对比文献中有益的技术方案：
1、活性氧化铝可以提高固相反应活性，使高温固相反应更充分，堇青石晶相发育更完善，有利于降低本发明的热膨胀系数。
2、片状高岭土的使用有利于高温固相反应中生成的堇青石晶相具有一定取向排列，可使烧成反应生成的堇青石相的c轴与挤出方向一致，有利于降低堇青石蜂窝陶瓷的膨胀系数，提高其抗热震性。
3、熔融石英微粉有利于烧成反应生成的堇青石晶相c轴平行方向上获得更多定向排列的微裂纹，可使堇青石a、b轴方向受热产生的正伸长能被这些微裂纹更好的吸收和缓冲，从而降低热膨胀系数。此外使用熔融石英，还使本发明的烧成温度提高，有利于高温固相反应中获得更多低膨胀堇青石晶相，有利于降低膨胀系数。
4、润滑剂的作用有：第一，降低挤出成型的阻力，减少了对成型模具的磨损；第二，成型阻力的减小，使得成型时堇青石蜂窝陶瓷的形状和质量误差减小，从而确保涂载催化剂可以均匀一致；第三，可以显著改善本发明表面质量，使表面光滑平整。
本发明制备的堇青石蜂窝陶瓷的壁厚＜0.15mm，孔密度400孔/平方英寸，热膨胀系数＜0.8×10-6/℃（室温800℃），蜂窝陶瓷微孔的孔隙率是28~35%，孔径在0.5~5.0微米之间的至少占总孔隙体积的60%，平均孔径为3μm，成正态分布，蜂窝陶瓷的受热均匀，其抗热震性可达750℃三次不裂。经装车试验检测汽车尾气净化排放，达到了欧Ⅳ标准要求。
具体实施方式
以下将本发明产品以及本发明方法结合在一起说明具体实施方式。
实施例1
抗热震性薄壁堇青石蜂窝陶瓷，按照下述步骤制备。
（1）将双峰α-氧化铝微粉与油酸混合均匀；
（2）将步骤（1）得到的产物与滑石混合均匀；
（3）将步骤（2）得到的产物与片状高岭土、煅烧高岭土、熔融石英、PAO2（为低粘度的聚α烯烃）、甲基纤维素和水混合均匀；
（4）将步骤（3）得到的产物成型、干燥后烧结，烧结温度为1400℃，并在该烧结温度下保温10小时，随后冷却到室温即可；
（5）上述步骤中各组分的重量见表1所示，表1中数据的单位为kg。
表1
实施例2
抗热震性薄壁堇青石蜂窝陶瓷，按照下述步骤制备：
（1）将双峰α-氧化铝微粉与活性氧化铝微粉混合均匀；
（2）将步骤（1）得到的产物与硬脂酸混合均匀；
（3）将步骤（2）得到的产物与滑石混合均匀；
（4）将步骤（3）得到的产物与片状高岭土、煅烧高岭土、熔融石英、航空柴油、甲基纤维素和水混合均匀；
（5）将步骤（4）得到的产物成型、干燥后烧结，烧结温度为1420℃，并在该烧结温度下保温6小时，随后冷却到室温即可；
（6）上述步骤中各组分的重量见表1所示，表1中数据的单位为kg
实施例3
抗热震性薄壁堇青石蜂窝陶瓷，按照下述步骤制备：
（1）将双峰α-氧化铝微粉与活性氧化铝微粉混合均匀；
（2）将步骤（1）得到的产物与硬脂酸钠混合均匀；
（3）将步骤（2）得到的产物与滑石混合均匀；
（4）将步骤（3）得到的产物与片状高岭土、煅烧高岭土、熔融石英、玉米油、羟丙基甲基纤维素和水混合均匀；
（5）将步骤（4）得到的产物成型、干燥后烧结，烧结温度为1390℃，并在该烧结温度下保温12小时，随后冷却到室温即可；
（6）上述步骤中各组分的重量见表1所示，表1中数据的单位为kg。
实施例1~3制备得到的抗热震性薄壁堇青石蜂窝陶瓷的检测性能见表2所示。
表2
Claims (8)
1.抗热震性薄壁堇青石蜂窝陶瓷，其特征在于：其组成的各组分及各组分重量份数、平均粒径为：
具体制备步骤如下：
（1）将双峰α-氧化铝微粉与活性氧化铝微粉混合均匀；
（2）将步骤（1）得到的产物与表面活性剂混合均匀；
（3）将步骤（2）得到的产物与滑石混合均匀；
（4）将步骤（3）得到的产物与片状高岭土、煅烧高岭土、熔融石英、粘结剂、润滑剂和水混合均匀；
（5）将步骤（4）得到的产物成型、干燥后烧结，并在烧结温度下保温，随后冷却到室温即可；
（6）上述步骤中各添加剂及水的重量份数为：
2.根据权利要求1所述的抗热震性薄壁堇青石蜂窝陶瓷，其特征在于：所述烧结温度为1390~1420℃，所述保温时间为小6~12时。
3.根据权利要求1所述的抗热震性薄壁堇青石蜂窝陶瓷，其特征在于：所述表面活性剂为植物或动物的脂肪酸或其脂肪酸盐。
4.根据权利要求1或3所述的抗热震性薄壁堇青石蜂窝陶瓷，其特征在于：所述表面活性剂为油酸、硬脂酸、硬脂酸钠的一种。
5.根据权利要求1所述的抗热震性薄壁堇青石蜂窝陶瓷，其特征在于：所述润滑剂为C原子数为12~18的轻质矿物油。
6.根据权利要求1或5所述的抗热震性薄壁堇青石蜂窝陶瓷，其特征在于：所述润滑剂为聚α烯烃、航空柴油或液体石蜡。
7.根据权利要求1所述的抗热震性薄壁堇青石蜂窝陶瓷，其特征在于：所述润滑剂为玉米油。
8.根据权利要求1所述的抗热震性薄壁堇青石蜂窝陶瓷，其特征在于：所述粘结剂为甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011102857951A CN102424569B (zh) | 2011-09-23 | 2011-09-23 | 抗热震性薄壁堇青石蜂窝陶瓷及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011102857951A CN102424569B (zh) | 2011-09-23 | 2011-09-23 | 抗热震性薄壁堇青石蜂窝陶瓷及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102424569A CN102424569A (zh) | 2012-04-25 |
| CN102424569B true CN102424569B (zh) | 2013-03-13 |
Family
ID=45958607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011102857951A Active CN102424569B (zh) | 2011-09-23 | 2011-09-23 | 抗热震性薄壁堇青石蜂窝陶瓷及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102424569B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2875858A1 (de) * | 2013-11-21 | 2015-05-27 | Karlsruher Institut für Technologie | Verfahren zur Herstellung poröser Sinterkörper |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102698700B (zh) * | 2012-06-04 | 2013-12-18 | 刘裕秋 | 流线形陶瓷谷峰规整波纹填料 |
| CN103396102B (zh) * | 2013-07-17 | 2015-12-23 | 李少荣 | 一种基于液体添加剂的低膨胀系数堇青石蜂窝陶瓷的制备方法 |
| CN103467076B (zh) * | 2013-09-27 | 2015-02-04 | 江苏省宜兴非金属化工机械厂有限公司 | 一种大规格堇青石蜂窝陶载体的制备方法 |
| CN103771843B (zh) * | 2014-02-10 | 2015-05-13 | 宜兴市锦龙陶瓷有限公司 | 一种堇青石蜂窝陶瓷的制备方法及设备 |
| CN105777181B (zh) * | 2016-03-11 | 2018-08-14 | 江苏省宜兴非金属化工机械厂有限公司 | 一种柴油机用大规格堇青石蜂窝陶瓷载体 |
| CN108238785B (zh) * | 2017-12-28 | 2021-07-13 | 凯龙蓝烽新材料科技有限公司 | 一种薄壁蜂窝陶瓷载体的制备方法 |
| US11260370B2 (en) | 2018-03-29 | 2022-03-01 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Composition for exhaust gas purification, exhaust gas purifying catalyst containing same, and exhaust gas purifying catalyst structure |
| CN108706985A (zh) * | 2018-05-07 | 2018-10-26 | 安徽中鼎美达环保科技有限公司 | 一种薄壁、高比表面积蜂窝多孔陶瓷及其制备方法 |
| CN108675826A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-10-19 | 凯龙高科技股份有限公司 | 一种堇青石质壁流式蜂窝陶瓷过滤体及其制备方法 |
| CN110937916B (zh) * | 2019-12-09 | 2022-03-11 | 江苏省宜兴非金属化工机械厂有限公司 | 一种蜂窝状结构的陶瓷载体及其制备方法 |
| CN111943656A (zh) * | 2020-07-08 | 2020-11-17 | 凯龙蓝烽新材料科技有限公司 | 一种高抗震VOCs净化催化剂用蜂窝陶瓷载体及其制备方法 |
| CN113912415A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-11 | 台山市合能陶瓷有限公司 | 一种多孔介质红外线燃烧器材料及其制备方法和应用 |
| CN114230322B (zh) * | 2021-12-27 | 2023-02-03 | 景德镇晶达新材料有限公司 | 一种氧化铝复合陶瓷粉体的制备方法 |
| CN115073135B (zh) * | 2022-07-26 | 2023-03-31 | 江苏省宜兴非金属化工机械厂有限公司 | 一种大规格高承压薄壁堇青石蜂窝陶瓷载体的制备方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1827217A (zh) * | 2005-03-01 | 2006-09-06 | 江苏省宜兴非金属化工机械厂 | 薄壁堇青石蜂窝陶瓷催化剂载体及制备方法 |
| CN100412026C (zh) * | 2007-03-16 | 2008-08-20 | 江苏高淳陶瓷股份有限公司 | 一种堇青石蜂窝陶瓷及制备方法 |
| CN101492276B (zh) * | 2009-02-19 | 2012-12-05 | 广西大学 | 一种粘土类多孔材料及其制备方法 |
-
2011
- 2011-09-23 CN CN2011102857951A patent/CN102424569B/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2875858A1 (de) * | 2013-11-21 | 2015-05-27 | Karlsruher Institut für Technologie | Verfahren zur Herstellung poröser Sinterkörper |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102424569A (zh) | 2012-04-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102424569B (zh) | 抗热震性薄壁堇青石蜂窝陶瓷及其制备方法 | |
| CN114105676B (zh) | 一种刚玉质微纳孔绝隔热耐火材料及其制备方法 | |
| CN100412026C (zh) | 一种堇青石蜂窝陶瓷及制备方法 | |
| JP4549449B2 (ja) | 焼成時間の速いコージエライト体の製造方法 | |
| CN102600910B (zh) | 高吸水率烟气脱硝蜂窝陶瓷载体及其制备方法 | |
| CN108017409B (zh) | 一种低温烧结的碳化硅蜂窝陶瓷材料及制备方法 | |
| CN101781124A (zh) | 一种制备具有针状晶体结构的莫来石多孔蜂窝陶瓷的方法 | |
| US9085091B2 (en) | Production method of ceramic honeycomb structure | |
| CN108484149B (zh) | 一种NaA分子筛膜支撑体制备方法 | |
| WO2011127827A1 (zh) | 一种用于过滤熔融金属的过滤器及其制造方法 | |
| CN108178652A (zh) | 低膨胀高强度薄壁堇青石蜂窝陶瓷及其制备方法 | |
| JPWO2010114062A1 (ja) | セラミックハニカム構造体及びその製造方法 | |
| US8101117B2 (en) | Controlled gas pore formers in extruded ware | |
| CN105503233A (zh) | 一种大规格薄壁堇青石蜂窝陶瓷载体泥料及其制备方法 | |
| CN107892581B (zh) | 一种高强抗腐锆刚玉蜂窝陶瓷体及其制备方法 | |
| CN105819851B (zh) | 钛酸铝蜂窝陶瓷材料及其制备方法 | |
| US7914718B2 (en) | Gas pore former in cellular monoliths | |
| CN113387694B (zh) | 一种颗粒过滤器及其制备方法 | |
| CN102249656A (zh) | 一种薄壁低膨胀堇青石蜂窝陶瓷的制备方法 | |
| WO2011106232A2 (en) | Compositions and methods for making low thermal expansion ceramic bodies | |
| US10472285B2 (en) | Composite ceramic materials, articles, and method of manufacture | |
| CN110642613A (zh) | 一种耐热冲击性优异的堇青石质蜂窝陶瓷载体及其制备方法 | |
| CN102659449A (zh) | 一种微孔轻质莫来石耐火骨料及制备方法 | |
| CN113773061B (zh) | 一种高铝矾土熟料低污染制备工艺 | |
| US20140138882A1 (en) | Method of firing cordierite bodies |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |