CN103467076B - 一种大规格堇青石蜂窝陶载体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种大规格堇青石蜂窝陶载体的制备方法，具体制备步骤如下：（1）将每种原料分别进行表面改性；（2）经改性的原料与甲基纤维素拌合后练泥，然后陈腐7～20天、成型为蜂窝陶瓷状泥坯，孔数为每平方英寸280～410孔；（3）将成型泥坯干燥后进行烧成，烧成温度1350～1410℃，在该温度的保温时间为8～10小时，整个烧成过程总时间为60～80小时；（4）将烧成后的坯体按需要的尺寸加工好，然后进行植皮，接着再次烧成，烧成温度1000～1300℃，在该温度的保温时间为4～8小时，整个烧成过程总时间为40～60小时；本方法制备大规格蜂窝陶瓷载体的成活率较高，制备方法简单，生产成本低，适用于工业化大生产。
Description
技术领域
本发明涉及催化剂载体技术领域，尤其是涉及一种大规格的蜂窝陶瓷载体的制备方法。
背景技术
目前，我国大气污染情况十分严重，对柴油和排污处理要求开始严格，从2014.7.1开始首先对重型柴油车尾气排放进行治理，这就需要对柴油发动机排放前作催化处理，这套催化处理需在蜂窝陶瓷上涂催化剂对尾气进行净化。而作载体的堇青石蜂窝陶瓷的尺寸全在Φ190mm以上，最大Φ330mm。生产制作困难，成活率较低，目前此类堇青石蜂窝陶瓷（柴油机用DOC SCR）采用氧化铝，滑石，高岭土煅烧高岭土为原料进行生产。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种大规格堇青石蜂窝陶载体的制备方法。本方法制备大规格蜂窝陶瓷载体的成活率较高，制备方法简单，生产成本低，适用于工业化大生产。
本发明的技术方案如下：
一种大规格堇青石蜂窝陶载体的制备方法，具体制备步骤如下：
（1）将每种原料分别进行表面改性；
（2）经改性的原料与5重量份的甲基纤维素拌合后练泥，然后陈腐7～20天、成型为蜂窝陶瓷状泥坯，孔数为每平方英寸280～410孔；
（3）将成型泥坯干燥后进行烧成，烧成温度1350～1410℃，在该温度的保温时间为8～10小时，整个烧成过程总时间为60～80小时；
（4）将烧成后的坯体按需要的尺寸加工好，然后进行植皮，接着再次烧成，烧成温度1000～1300℃，在该温度的保温时间为4～8小时，整个烧成过程总时间为40～60小时；
步骤（1）所述每种原料表面改性的具体步骤为：
分别在氧化铝、蓝晶石、石英、滑石内，加入质量为氧化铝、蓝晶石、石英、滑石各自质量的0.1～0.4wt%的聚丙二醇或聚己二醇，然后采用连续表面改性机分别对氧化铝、蓝晶石、石英、滑石进行表面包覆改性；将高岭土及质量为高岭土质量的0.1～0.5wt%的油酸或钛酸脂混合，采用连续表面改性机对高岭土进行表面包覆改性；
上述各原料的重量份数及各原料的性能要求为：
上述各原料的化学成分为：
所述蓝晶石用红柱石或硅线石代替。
其中整个烧成过程包括升温、保温和降温的总时间。
本发明有益的技术效果在于：
本发明采用蓝晶石（或红柱石、硅线石）、氧化铝、滑石、高岭土为原料，利用蓝晶石（或红柱石、硅线石）高温膨胀特性来抵消烧制蜂窝陶瓷高温时的收缩，从而使得柴油车用堇青石蜂窝陶瓷烧成时的收缩几乎为零，这样大尺寸陶瓷制品在烧成时因体积膨胀或收缩产生的开裂几率就大大降低，产品成活率大大提高，可由现有技术的50～60%提高到80～90%。
柴油车尾气净化所用大规格载体因直径较大，为保证成型大规格产品不产生筋扭曲、变形、麻花等形状，本发明在原料使用前对氧化铝、蓝晶石、滑石、高岭土进行表面改性处理。氧化铝、蓝晶石、滑石是瘠性料，要通过用聚丙二醇在粉体表面改性机进行改性，改性后的氧化铝有较大的湿润性和表面能，和其他原料的亲和性得到提高。高岭土是粘性物质，本发明用油酸进行改性，主要是提高高岭土的润滑性、分散性，这样高岭土能与其他瘠性料很好亲和，原料均匀性得到很大提高。通过这种方式，成型大规格产品的成活率可提高20%。
本发明主要用于柴油车尾气处理，本蜂窝陶瓷的规格直径≥190mm，常用规格Φ330×152.4、Φ267×152.4。性能指标：热膨胀系数≤1.2×10-6，热冲击性能Δt500℃空冷三次不裂，吸水率24～28%，抗压强度＞20Mpa。
具体实施方式
实施例1
一种大规格堇青石蜂窝陶载体的制备方法，其特征在于具体制备步骤如下：
（1）将每种原料分别进行表面改性：
各原料的重量及粒径要求如表1所示：
表1
| 原料 | 重量kg | 平均粒径μm | 粒径范围μm |
| 滑石 | 41 | 10 | 6～12 |
| 氧化铝 | 19 | 5 | 2～8 |
| 蓝晶石 | 12 | 5 | 2～8 |
| 高岭土 | 13 | 2 | 1～5 |
| 石英 | 15 | 5 | 2～8 |
各原料的化学成分如表2所示：
表2
| 名称 | SiO2含量 | MgO含量 | Al2O3含量 | CaO+K2O+Na2O含量 |
| 滑石 | / | ＞30% | / | ＜0.5% |
| 氧化铝 | / | / | ＞99% | / |
| 蓝晶石 | / | / | ＞55% | ＜0.5% |
| 高岭土 | ＞45% | / | ＞35% | ＜0.8% |
| 石英 | ＞98% | / | / | / |
具体改性方法为：
将滑石和质量为滑石质量的0.2wt%的聚丙二醇混合，然后采用连续表面改性机对进行表面包覆改性；
将氧化铝和质量为氧化铝质量的0.2wt%的聚丙二醇混合，然后采用连续表面改性机对进行表面包覆改性；
将蓝晶石和质量为蓝晶石质量的0.2wt%的聚丙二醇混合，然后采用连续表面改性机对进行表面包覆改性；
将石英和质量为石英质量的0.2wt%的聚丙二醇混合，然后采用连续表面改性机对进行表面包覆改性；
将高岭土和质量为高岭土质量的0.3wt%的油酸混合，采用连续表面改性机对高岭土进行表面包覆改性；
（2）经改性的原料5kg的甲基纤维素拌合后练泥，然后陈腐14天、成型为蜂窝陶瓷状泥坯，孔数为每平方英寸400孔；
（3）将成型泥坯干燥后进行烧成，烧成温度1390℃，在该温度的保温时间为9小时，整个烧成过程总时间为65小时；
（4）将烧成后的坯体按需要的尺寸加工好，然后进行植皮，接着再次烧成，烧成温度1200℃，在该温度的保温时间为4小时，整个烧成过程总时间为50小时，即得到产品。
产品在第一次1390℃烧成保温9小时，烧成缩率为0.1%，第二次植皮后烧成温度1200℃保温4小时烧成缩率为0%。
根据GB/T25994蜂窝陶瓷国家标准对产品进行性能测试：吸水率25.5%、热膨胀系数0.9×10-6、热冲击性能Δt550℃三次不裂、抗压强度26.5Mpa。
实施例2
（1）将每种原料分别进行表面改性：
各原料的重量及粒径要求如表1所示，其中将蓝晶石用红柱石代替；各原料的化学成分如表2所示，其中将蓝晶石用红柱石代替。
具体改性方法为：
将滑石和质量为滑石质量的0.4wt%的聚己二醇混合，然后采用连续表面改性机对进行表面包覆改性；
将氧化铝和质量为氧化铝质量的0.4wt%的聚己二醇混合，然后采用连续表面改性机对进行表面包覆改性；
将红柱石和质量为红柱石质量的0.4wt%的聚己二醇混合，然后采用连续表面改性机对进行表面包覆改性；
将石英和质量为石英质量的0.4wt%的聚己二醇混合，然后采用连续表面改性机对进行表面包覆改性；
将高岭土和质量为高岭土质量的0.5wt%的钛酸脂混合，采用连续表面改性机对高岭土进行表面包覆改性；
（2）经改性的原料5kg的甲基纤维素拌合后练泥，然后陈腐7天、成型为蜂窝陶瓷状泥坯，孔数为每平方英寸300孔；
（3）将成型泥坯干燥后进行烧成，烧成温度1350℃，在该温度的保温时间为10小时，整个烧成过程总时间为60小时；
（4）将烧成后的坯体按需要的尺寸加工好，然后进行植皮，接着再次烧成，烧成温度1000℃，在该温度的保温时间为8小时，整个烧成过程总时间为40小时，即得到产品。
实施例3
（1）将每种原料分别进行表面改性：
各原料的重量及粒径要求如表1所示，其中将蓝晶石用硅线石代替；各原料的化学成分如表2所示，其中将蓝晶石用硅线石代替。
具体改性方法为：
将滑石和质量为滑石质量的0.1wt%的聚丙二醇混合，然后采用连续表面改性机对进行表面包覆改性；
将氧化铝和质量为氧化铝质量的0.1wt%的聚己二醇混合，然后采用连续表面改性机对进行表面包覆改性；
将硅线石和质量为硅线石质量的0.1wt%的聚己二醇混合，然后采用连续表面改性机对进行表面包覆改性；
将石英和质量为石英质量的0.1wt%的聚丙二醇混合，然后采用连续表面改性机对进行表面包覆改性；
将高岭土和质量为高岭土质量的0.1wt%的油酸混合，采用连续表面改性机对高岭土进行表面包覆改性；
（2）经改性的原料5kg的甲基纤维素拌合后练泥，然后陈腐20天、成型为蜂窝陶瓷状泥坯，孔数为每平方英寸400孔；
（3）将成型泥坯干燥后进行烧成，烧成温度1410℃，在该温度的保温时间为8小时，整个烧成过程总时间为80小时；
（4）将烧成后的坯体按需要的尺寸加工好，然后进行植皮，接着再次烧成，烧成温度1300℃，在该温度的保温时间为5小时，整个烧成过程总时间为60小时，即得到产品。
Claims (3)
1.一种大规格堇青石蜂窝陶载体的制备方法，其特征在于具体制备步骤如下：
（1）将每种原料分别进行表面改性；
（2）经改性的原料与5重量份的甲基纤维素拌合后练泥，然后陈腐7～20天、成型为蜂窝陶瓷状泥坯，孔数为每平方英寸280～410孔；
（3）将成型泥坯干燥后进行烧成，烧成温度1350～1410℃，在该温度的保温时间为8～10小时，整个烧成过程总时间为60～80小时；
（4）将烧成后的坯体按需要的尺寸加工好，然后进行植皮，接着再次烧成，烧成温度1000～1300℃，在该温度的保温时间为4～8小时，整个烧成过程总时间为40～60小时；
步骤（1）所述每种原料表面改性的具体步骤为：
分别在氧化铝、蓝晶石、石英、滑石内，加入质量为氧化铝、蓝晶石、石英、滑石各自质量的0.1～0.4wt%的聚丙二醇或聚己二醇，然后采用连续表面改性机分别对氧化铝、蓝晶石、石英、滑石进行表面包覆改性；将高岭土及质量为高岭土质量的0.1～0.5wt%的油酸或钛酸脂混合，采用连续表面改性机对高岭土进行表面包覆改性；
上述各原料的重量份数及各原料的性能要求为：
2.根据权利要求1所述的大规格堇青石蜂窝陶载体的制备方法，其特征在于上述各原料的化学成分为：
3.根据权利要求1或2所述的大规格堇青石蜂窝陶载体的制备方法，其特征在于所述蓝晶石用红柱石或硅线石代替。
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