CN104245087B - 用于陶瓷体的冷定型组合物 - Google Patents

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Abstract

揭示了包含烧制的陶瓷蜂窝体和未烧制的组合物的陶瓷蜂窝体，所述烧制的陶瓷蜂窝体具有多个孔道，所述未烧制的组合物包含耐火填料、无机粘合剂和有机粘合剂；其中，所述耐火填料包含颗粒；并且其中，所述耐火填料的颗粒的d50约为10‑40微米。组合物用于形成堵塞，其中，堵塞在孔道中的深度范围约为4‑12mm，并且其中，堵塞基本不含空穴和/或小凹陷。此外，还揭示了制造用于陶瓷蜂窝体的冷定型堵塞的方法。所述方法包括：制备含有耐火填料、无机粘合剂和有机粘合剂的水性组合物；以及从所述组合物形成冷定型堵塞；其中所述组合物在冷定型堵塞形成之前或之后是未经烧制的；其中所述耐火填料包括颗粒；并且其中，所述耐火填料的颗粒的d50约为10‑40微米。

Description

用于陶瓷体的冷定型组合物
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§120，要求2011年11月30日提交的美国申请序列第13/307,876号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及蜂窝陶瓷体及其制造方法。在各个实施方式中，本发明涉及烧制的陶瓷蜂窝体，其包含未烧制的水性组合物，例如，呈冷定型堵塞的形式。在其他实施方式中，本发明涉及制备烧制的陶瓷蜂窝体的方法，其包括：应用未烧制的水性组合物，以及制造用于烧制的蜂窝陶瓷体的未烧制的水性组合物(例如冷定型堵塞的组合物)的方法。
背景
蜂窝制品，例如柴油机颗粒过滤器的生产通常涉及将陶瓷水泥(也称作糊料或者密封剂)施涂到预成形的蜂窝体上。可以将这些水泥组合物施涂到蜂窝体，用以例如，形成用于蜂窝体的孔道的堵塞，形成人造外皮(也称作“后施涂外皮”)，或者将数个较小的蜂窝区段结合在一起以形成较大的蜂窝体。
历史上，采用两种组合物类型中的一种来完成柴油颗粒过滤器的堵塞，以迫使废气流过多孔壁。第一种组合物类型通常非常类似于蜂窝体的原材料。例如，对于堇青石蜂窝过滤器，第一种组合物可包括粘土和滑石，并且烧制到足以将原材料转化为堇青石的温度。在各种应用中，由于存在粘土和滑石，该第一种组合物类型为进行堵塞提供了有利的流变性，所述粘土和滑石是具有高表面电荷的片状原材料(即，土壤中存在的平坦和板状结构)。第二种组合物类型可由预反应的、研磨的堇青石粉末以及有机和无机粘合剂构成。不包括有机粘合剂的话，第二种组合物类型不展现出足够的塑性。从而，为了实现对于进行堵塞有利的流变性，第二种组合物类型通常与(出于流变性而包括的)有机粘合剂混合，然后烧制到约1000℃，从而去除这些有机组分，并使得(出于烧掉了有机组分之后的结构强度而包括的)无机粘合剂反应。
已经对第二种组合物类型进行改性以提供无需如上所述的烧制过程的方法。但是，对于商业化，第二种组合物类型尤其在组合物的流变学性能方面仍然一些挑战，发现所述组合物倾向于发生脱水收缩(即，液体从固体发生分离)。例如，当第二种组合物类型用作进行堵塞应用时，由于批料液体被芯吸到多孔陶瓷壁中并且水泥在数毫米内干枯到僵硬状态，所以通常无法实现目标堵塞深度。虽然已经尝试来改性不合乎希望的性能，但是目前为止的成就是有限的。
一个试着改进水泥批料中的流动的此类尝试的解决方案是降低粒度。但是，已经发现降低粒度增加了堵塞材料中的空穴和小凹陷的水平，这对于进行堵塞应用通常认为是不合乎希望的。另一个改善堵塞深度的尝试的解决方案是增加水泥组合物中的甲基纤维素和/或水的量。但是，已经发现该方法也增加了堵塞材料中的空穴和小凹陷。因而，仍然存在发现组合物以及制造组合物的需求，该组合物能展现出用于陶瓷蜂窝体(例如用作堵塞组合物)可接受的流变性，同时减少堵塞中的空穴和小凹陷。
概述
本文的各个实施方式是制造水性组合物的方法，所述水性组合物可用于施涂到陶瓷蜂窝体，例如作为冷定型堵塞组合物，所述方法包括：制备包含耐火填料、无机粘合剂和有机粘合剂的水性组合物，其中所述组合物没有经过烧制。在各个实施方式中，耐火填料包括d50约为10-40μm的颗粒。在各个示例性实施方式中，某些方法还包括从组合物形成冷定型堵塞。在其他示例性实施方式中，可能要施涂组合物的陶瓷蜂窝体可以是烧制的陶瓷蜂窝体。
本文的其他实施方式是制造陶瓷制品的方法，所述方法包括：提供具有多个孔道的陶瓷蜂窝体，将包含耐火填料、无机粘合剂和有机粘合剂的水性组合物施涂到陶瓷蜂窝体，例如施涂到孔道，其中所述水性组合物在施涂到陶瓷蜂窝体之前或之后都没有经过烧制。在各个实施方式中，耐火填料包括d50约为10-40μm的颗粒。在其他示例性实施方式中，可能要施涂组合物的陶瓷蜂窝体可以是烧制的陶瓷蜂窝体。
本文的其他实施方式是包含陶瓷蜂窝体和未烧制的组合物的陶瓷制品，所述陶瓷蜂窝体具有多个孔道，所述未烧制的组合物包含耐火填料、无机粘合剂和有机粘合剂。在各个实施方式中，耐火填料包括d50约为10-40μm的颗粒。在各个实施方式中，可以提供陶瓷制品，其中，未烧制的组合物是冷定型堵塞的形式。在其他示例性实施方式中，陶瓷蜂窝体可以是烧制的陶瓷蜂窝体。
在以下详细描述中给出了本发明的其他特征和优点，其中部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的本发明而被认识。
附图简要说明
所包含的附图供进一步理解本发明，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发明构成限制，而是用来图示本发明的示例性的实施方式，与说明书一起用来解释本发明的原理。
图1所示是对于两种不同的堇青石掺混物，100％粗堇青石和50/50的粗/细堇青石，实现的堵塞深度对甲基纤维素(A4M甲基纤维素)的百分比水平作图。
图2A和2B所示是对于100％粗堇青石(图2A)和50/50掺混的粗/细堇青石(图2B)的不同粒度分布，以及1.25％的A4M甲基纤维素(图2A)和1.50％的A4M甲基纤维素(图2B)的不同甲基纤维素粘合剂水平，堵塞质量和深度的照片，堵塞深度平均约为5mm(图2A)和约12.5mm(图2B)。
图3A和3B所示是对于50/50掺混的粗/细堇青石(图3A)和100％粗堇青石(图3B)的不同粒度分布，在1.50％的A4M甲基纤维素的相同甲基纤维素粘合剂水平下的堵塞质量和深度的照片，堵塞深度平均约为12.5mm(图3A)和约6.18mm(图3B)。
图4A和4B显示100％粗堇青石的相同粒度分布，在1.50％的A4M甲基纤维素(图4A)和3.0％的A4M甲基纤维素(图4B)的不同甲基纤维素水平下的典型堵塞质量的照片，堵塞深度平均约为6.8mm(图4A)和约13.3mm(图4B)。
详细描述
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发明的限制。本领域的技术人员通过考虑说明书和实施本文所述的实施方式，可以显而易见地想到其他的实施方式。本说明书和实施例应仅视为示例性的,本发明真正的范围和精神由所附权利要求书来说明。
还应理解，虽然在本文所述的各种实施方式中，以特定顺序引用了示例性加工步骤，但意指可以以本领域普通技术人员能理解的、不会显著改变所期望产品的任意顺序来实施。
根据各个实施方式，本文提供了制造水性组合物的方法，所述水性组合物可用于施涂到陶瓷蜂窝体，例如作为冷定型堵塞组合物。本文还提供了制造陶瓷制品的方法，所述方法包括提供具有多个孔道的陶瓷蜂窝体，并施涂水性组合物，以及提供了包含水性组合物的陶瓷制品。在各个示例性实施方式中，水性组合物包括至少一种耐火填料、无机粘合剂和有机粘合剂。在其他示例性实施方式中，水性组合物是未经烧制的。
如上所述，水性组合物包含至少一种耐火填料。在各个实施方式中，所述至少一种耐火填孔包括粗的颗粒。术语“粗”指的是颗粒的中值粒度直径d50约为10-40μm，例如约15-35μm，约17-25μm，或者约19-22μm。在至少一些实施方式中，耐火填料的颗粒还具有大于约2μm，例如大于约3μm，或者大于约5μm的d10，以及小于约110μm的d90。
颗粒可以选自已知制造用于陶瓷制品的组合物的任意颗粒。例如，耐火填料的颗粒可以选自如下颗粒：堇青石、熔融二氧化硅、硅酸盐、碳化硅、氧化铝、铝氧化物、钛酸铝、二氧化钛、镁、镁稳定化的氧化铝、钙稳定化的氧化铝、氧化锆、锆氧化物、氧化锆稳定化的氧化铝、钇稳定化的氧化锆、钙稳定化的氧化锆、锆多铝红柱石、多铝红柱石、尖晶石、氧化镁、氧化铌、二氧化铈、氮化物、碳化物或其任意组合。
水性组合物还包括至少一种无机粘合剂。可以选择适用于制造用于陶瓷制品的组合物的任意无机粘合剂。在各个实施方式中，无机粘合剂可以是胶体，例如胶体二氧化硅。可以使用的其他无机粘合剂包括已知的那些，例如坡缕石，天然粘土、斑脱土、高岭土或者纤维素基无机粘合剂。非限制性的无机粘合剂包括，例如胶体二氧化硅类，例如购自W.R.格瑞斯公司(W.R.Grace&Company)的Ludox HS(HS-40)、AS和SK。在至少某些示例性实施方式中，刚加入到水性组合物的无机粘合剂是未胶凝的。术语“未胶凝的”指的是没有进行单独且主动的胶凝步骤，但是本领域技术人员应理解的是，当水性组合物开始干燥时，可能发生一些天然的胶凝。
无机粘合剂在水性组合物中可以以超添加存在，并且加入量可以约为5-20重量％，约为6-16重量％，或者约为7-15重量％，相对于组合物中耐火填料的总重量。
在某些实施方式中，无机粘合剂可有助于水性组合物的机械或流变性质，例如组合物的粘度和粘度，但是这不是必须的性质。改进的强度和粘度可以，例如改进耐受后续加工步骤的能力，并有助于对蜂窝体的选定端部进行堵塞。
水性组合物还包括至少一种有机粘合剂。可以选择适用于制造用于陶瓷制品的组合物的任意有机粘合剂。非限制性的有机粘合剂可包括，例如纤维素材料，如甲基纤维素，各种胶，例如黄原胶和蘑菇粉(actigum)；以及聚乙烯醇及其衍生物。考虑本领域已知的其他有机粘合剂可适用于水性组合物，例如，羟丙基甲基纤维素以及其他甲基纤维素衍生物，和/或其任意组合。一种示例性的甲基纤维素粘合剂是甲基纤维素(Methocel)TM A4M，购自美国密歇根州米德兰市的陶氏化学品公司(Dow Chemical Company of Midland,Michigan,USA)。
在某些示例性实施方式中，有机粘合剂在水性组合物中可以以超添加存在，并且加入量可以约为1.0-5.0重量％，例如约为1.0-3.0重量％，相对于组合物中的耐火填料。在某些实施方式中，有机粘合剂的存在量可以约为1.0重量％，例如约为2.0重量％，约为3.0重量％，约为4.0重量％或者约为5.0重量％或更高。应理解的是，还考虑给定范围内的其他示例性的量，例如约为1.25％，约为1.50％，约为1.7％等。
在某些实施方式中，有机粘合剂可有助于水性组合物的流变性质，例如组合物的内聚力和塑性，但是这不是必须的性质。改进的内聚力和塑性可以例如改进使得水性组合物成形的能力，并有助于对蜂窝体的选定端部进行堵塞。
还可任选地向水性组合物加入其他组分，包括有助于在水性组合物使用前(例如作为冷定型堵塞或者施涂到诸如蜂窝结构或填料结构的结构之前)进行掺混和制备的那些。例如，可以在水性组合物中包含液体载剂，以有助于实现所需的流变性质。例如，可以结合液体载剂来为水性组合物提供可流动性或者糊状稠度，从而使得将水性组合物作为糊料或水泥施涂到蜂窝体。根据某些实施方式，液体载剂可以是水，但是应理解的是，也可以使用相对于合适的有机粘合剂展现出溶剂作用的其他液体载剂。
液体载剂可以以超添加存在，并且加入量可以小于或等于60重量％的水性组合物，小于40重量％的无机粉末批料组合物。在其他实施方式中，液体载剂以超添加存在，存在量不超过35重量％的水性组合物，包括例如25-35重量％的水性组合物的超添加量。本领域技术人员应理解的是，希望尽可能地减少液体载剂的量，同时仍得到糊状稠度，使其能够在受力作用的情况下进入蜂窝结构的选定端部。在至少某些实施方式中，水性组合物中液体组分的最小化可导致堵塞应用的干燥过程中不希望的坍塌、干燥收缩和裂纹形成的进一步减少。
任选地，还可在水性组合物中包含其他添加剂，例如，有助于在施涂到蜂窝结构之前、过程中或者之后的加工，或者是其他形式的用途，例如，非限制性的例子是成孔剂。
为了制备水性组合物，可通过常规方式将耐火填料、无机粘合剂和有机粘合剂混合在一起。取决于目标最终应用，可以根据所需的稠度来测量和调节流变性质。例如，可以通过相对于有机粘合剂的粘度改变液体载剂的量，来进一步控制水性组合物的流变性。液体载剂的加入和有机粘合剂的粘度可用于控制用所揭示的水性组合物来堵塞陶瓷蜂窝结构所需的堵塞力，以及使得不合乎希望的坍塌和小凹陷的形成最小化。
在某些示例性实施方式中，水性组合物可形成为冷定型组合物，其可用作堵塞组合物以堵塞蜂窝体的一个或多个选定的通道。可根据已知过程来形成冷定型堵塞。根据各种实施方式，在冷定型组合物施涂到陶瓷体和/或形成堵塞的之前或之后，水性组合物是未经烧制的。不希望受限于理论，相信这可能是由于组合物的特定组成导致的，如本文所述。具体来说，发现较粗的粒度分布与增加的有机粘合剂水平的组合使得组合物实现了所需的流变性，同时维持(例如，对于形成用于孔道的堵塞的)完整性，而无需烧制步骤。
在其他实施方式中，所揭示的水性组合物适用于在蜂窝体或蜂窝结构的至少一个外周区域上形成后施涂的表面涂层或外皮。因此，形成的蜂窝体的部分外表面可任选地通过已知方法除去，所述方法例如有砂磨和研磨等，从而获得具有所需形状的蜂窝体。从蜂窝体外周区域去除材料后，可以将所揭示的水性组合物施涂到表面的外周区域，以形成对蜂窝体后施涂的外皮，并将因去除材料而可能露出或破裂的任意蜂窝结构通道再次密封。一旦施涂了外皮涂层之后，施涂的水性组合物可无需烧制使用，如本文所述。
在其他实施方式中，所揭示的组合物可用作区段水泥施涂，例如以接合两个或更多个多孔蜂窝体。在各个实施方式中，区段水泥可用于纵向或以端到端的关系接合两个或更多个蜂窝体。或者，水泥可用于横向接合两个或更多个多孔区段。例如，在一些实施方式中，可能希望横向或者以侧到侧的设置将两个或更多个多孔蜂窝区段接合在一起，从而形成较大的多孔或蜂窝结构，所述较大的多孔或蜂窝结构对于上文所述的挤出成形而言是太大的。一旦向蜂窝体施涂了区段水泥并且接合了所需数量的多孔区段之后，区段组合物可再次使用而无需烧制，如上文所述。
在另一个方面，本发明提供了陶瓷制品，例如颗粒过滤器，其包含具有多个孔道的陶瓷蜂窝体以及水性组合物，任选未烧制的，以及制造陶瓷制品的方法。所述方法包括以下步骤：提供具有多个孔道的任选烧制的陶瓷蜂窝体，并向所述陶瓷蜂窝体施涂水性组合物。所述水性组合物如上文所述。
烧制的陶瓷蜂窝体可选自本领域已知和使用的那些。作为非限制性例子，在限定了通过多孔孔道壁界定的多个孔道的蜂窝结构中，至少一部分的多个孔道可以包括堵塞，其中所述堵塞是由水泥组合物，例如本文所述的水性组合物形成的。为了堵塞选定的通道，可以通过数种已知的堵塞工艺方法中的一种，以所需的进行堵塞样式和所需的深度，迫使所揭示的水性组合物进入所需的多孔陶瓷蜂窝结构中的选定开孔。例如，可以采用美国专利第6,673,300号所示和所述的掩模设备和方法，PCT申请号PCT/US2008/013009和美国专利公开第2009/0286041号所示和所述的壁流配置，来实现堵塞化，这些文献通过引用结合入本文。
从上文可以看出，本发明解决了堵塞陶瓷蜂窝体孔道先前遇到的至少部分问题。两种常规的确定增加堵塞深度能力的“把手(knob)”是加入细堇青石和增加有机粘合剂，例如甲基纤维素。这两种方法都显示堵塞的空穴和小凹陷的增加。但是，除了较高水平的有机粘合剂(例如，甲基纤维素)之外，通过使用100％的粗堇青石，可以实现所需的堵塞深度(例如约4-12mm)和堵塞质量(例如，基本不含空穴和/或小凹陷)。
本文所述的水性组合物可展现优异的流变学性质，其使得所述水性组合物非常适合施涂到陶瓷蜂窝体，包括例如，用于形成端部堵塞的多孔陶瓷壁流式过滤器。相比于先前已知和测试的水泥组合物，令人惊讶且出乎意料地相信，较粗的粒度和增加的粘合剂水平，至少部分是导致改进的性质的原因。此外，窄粒度分布粗填料还有助于防止空穴和/或小凹陷。作为结果，水性组合物实现了堵塞深度约为4-12mm，例如约为6-10mm的冷定型堵塞。但是，应该注意的是，落在这些范围外的堵塞深度也是可能的，例如大于或等于约14mm的堵塞深度。
图1所示是对于两种不同的堇青石掺混物，100％粗堇青石和50/50的粗/细堇青石，实现的堵塞深度对甲基纤维素(A4M甲基纤维素)的百分比水平作图。50/50的粗/细曲线显示12mm线之后的曲线平稳段，但是，本领域技术人员应理解，如果13mm的堵塞深度不是待测量的最终目标堵塞深度的话，曲线的斜率会更为陡峭。
图2A和2B所示是对于100％粗堇青石(图2A)和50/50掺混的粗/细堇青石(图2B)的不同粒度分布，以及1.25％的A4M甲基纤维素(图2A)和1.50％的A4M甲基纤维素(图2B)的不同甲基纤维素粘合剂水平，堵塞质量的照片，堵塞深度平均约为5mm(图2A)和约12.5mm(图2B)。由100％的粗堇青石和1.25％的A4M甲基纤维素的甲基纤维素水平的水性组合物形成的固体堵塞(图2A)的平均堵塞深度约为5mm。由50/50的粗/细堇青石和1.50％的A4M甲基纤维素的甲基纤维素水平的水性组合物形成的固体堵塞(图2B)的平均堵塞深度约为12.5mm，但是显示出小凹陷。凹陷可能是难以定量化的，所以这通常是通过视觉对比完成的，如这些图中所示。例如，图3A中可见的小凹陷少于图3B。这对应于组合物组成，包括甲基纤维素类型和水平，以及堇青石掺混物。相信小凹陷是由于部件，例如陶瓷蜂窝体的干燥导致的，并且涉及部件的收缩。从而，通过增加粒度，可以降低收缩以及组合物在通道或孔中的总体移动，得到较少的小凹陷。
但是，可以加入额外的液体载剂或水来调节有机粘合剂的粘度和组合物的稠度。这对于本领域技术人员而言是违反直觉的，本领域技术人员会预期这两种性质会是彼此呼应的，并且一起进行调节以改善堵塞完整性和增加堵塞深度以及有利的流变性。
从而，在图3A和3B中，显示了1.50％的A4M甲基纤维素的相同甲基纤维素水平下，50/50掺混的粗/细堇青石(图3A)和100％粗堇青石(图3B)的不同粒度分布的典型堵塞质量。采用相同的1.50％的A4M甲基纤维素，通过将堇青石的50/50的粗/细掺混物变为100％的粗堇青石，消除了小凹陷和空穴，如图3A和3B之间的视觉对比所示。虽然对于100％的粗堇青石，堵塞质量要好得多，但是堵塞深度能力下降约一半至6.18mm(图3B)。图3A中的平均堵塞深度约为12.5mm。但是，对于100％的粗堇青石，在可以看到小凹陷之前，A4M甲基纤维素水平可以增加许多。不同于在堵塞深度能力上具有阶跃变化的50/50堇青石掺混物，随着甲基纤维素水平的增加，100％的粗堇青石具有线性斜率(如图1所示，其显示了100％的粗堇青石所实现的堵塞深度相对于甲基纤维素(A4M甲基纤维素)百分比水平作图)。
100％的粗堇青石组合物甚至在3.0％的A4M甲基纤维素(图4B)下也没有展现出严重的小凹陷和空穴，而这对于50/50掺混物在1.5％的A4M甲基纤维素(图4A)下就展现出来了，如图4A和4B所示。具有3.0％的A4M甲基纤维素的水性组合物还实现了100％的粗堇青石所需要的堵塞深度能力。此处所示的所实现的平均堵塞深度约为6.8mm(图4A)和约为13.3mm(图4B)。
如本文中所用，单数形式的“一个”、“一种”和“该”包括复数指代形式，除非另有明确相反说明。因此，例如提到的“一个冷定型堵塞”包括具有一个或多个冷定型堵塞的实施方式。
本文所用的组分的“重量％”或者“重量百分比”或者“百分比重量”是基于包含该组分的水性组合物的总重量，除非另有明确相反说明(例如，当组分陈述为相对于耐火填料的重量％作为超添加加入)。
如本文所用的“防止空穴和/或小凹陷”、“预防空穴和/或小凹陷”以及类似语言，旨在涉及根据本文所述的各个实施方式形成的组合物的堵塞、涂层和其他应用不具有或者基本不具有空穴或小凹陷，或者相对于现有已知的组合物形成的组合物的堵塞、涂层和其他应用，减少了空穴或小凹陷的发生。
如本文所述，所有粉末的颗粒直径是采用Microtrac粒度分析仪，通过激光衍射技术测量的。
d10和d50值限定为累积粒度分布为10％和50％处的直径，d10<d50。因此，d50是中值颗粒直径，d10是满足10％的颗粒更小的颗粒直径。d90的值是90％的颗粒的直径更小的颗粒直径，因此d10<d50<d90。
本文所用术语“未烧制的”以及“未经烧制的”等，表示水性组合物在其制备后，或者在其施涂到陶瓷蜂窝体之前或之后(包括但不限于在形成堵塞之前或之后)，没有经过烧制。
本文所用关于水性组合物的术语“施涂”和“施加”等，旨在表示组合物与陶瓷体接触，例如，作为涂料组合物或者用组合物堵塞蜂窝体的孔。例如，水性组合物可以作为堵塞水泥组合物、区段水泥或者甚至作为后施涂的人造外皮或涂层施涂到蜂窝体。
本文所用的“后施涂”的外皮或涂层指的是挤出的蜂窝体的外周区域上的非共挤出的外皮或表面涂层。例如，当蜂窝结构经过挤出成形、干燥和烧制，所得到的蜂窝体可能需要调节尺寸或定形从而符合给定终端用途应用所需的尺寸和形状容差。
如本文中所用，“超添加”表示基于并相对于100重量百分比的水性组合物，组分如有机粘合剂、液体载剂、添加剂或成孔剂的重量百分数。
本文所用术语“任选”或“任选地”表示着随后描述的事件或情况可能出现或者可能不出现，并且该描述包括所述事件或情况发生的实例及不发生的实例。
除非另外说明，否则，说明书和权利要求书中使用的所有数值都理解为在所有情况下用术语“约”修饰，而不管是否确有“约”。例如，“100％的粗堇青石”理解为包括“约为100％的粗”堇青石。还应理解，本说明书和权利要求书中使用的精确数值构成本发明另外的实施方式，并用于包括可通过提供的示例值之中公开的任意两个端点窄化的任意范围。已尽力保证本文所揭示的数值的准确度。然而，任何测定的数值必然会含有由各种测定技术中存在的标准偏差所造成的某些误差。
实施例
为进一步说明本发明的原理，提供以下实施例，以向本领域技术人员提供对水性组合物、陶瓷过滤器和相关方法的完整说明和描述。这些实施例仅仅是示例性的，并不旨在限制本发明的范围。除非另外指出，否则，份数是重量份数，温度是℃或者是环境温度，压力为大气压或接近大气压。
在以下实施例中，制备了水性组合物并将其施涂到由微裂多孔陶瓷材料构成的多孔陶瓷蜂窝结构。用于制备水性组合物、以及那些已知的对照水泥组合物的原材料的示例性的量见下表1所示。
表1
*表示批料成分的重量百分比作为相对于粉末堇青石的总重量的超添加计算。
然后对两种组合物进行评价，以确定基于对于批料成分的取代不同堇青石掺混物的流变性行为和堵塞完整性。使用和评价的不同堇青石掺混物的示例性组成以及不同水平和类型的有机粘合剂见下表2所示。还记录了示例性组合物的各个不同组合所得到的堵塞深度。通过收集的数据明显看出，对于使用较高甲基纤维素水平和较粗粒度分布的组合，通常平均堵塞深度增加。
表2
对本领域技术人员显而易见的是，可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下对本发明作出各种修改和变化。因此，本发明人的意图是本发明覆盖本发明的修改和变动，只要这些修改和变动在所附权利要求书和其等同内容的范围之内。

Claims (20)

1.一种制造用于陶瓷蜂窝体的冷定型堵塞的方法，所述方法包括：
制备包含耐火填料、无机粘合剂和有机粘合剂的水性组合物；以及
从组合物形成冷定型堵塞；
其中，所述组合物在冷定型堵塞形成之前或之后是未经烧制的；
其中，所述耐火填料包括颗粒；以及
其中，所述耐火填料的颗粒的d50为10-40μm，d10大于2μm，并且d90小于110μm。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述耐火填料的颗粒选择以下颗粒：堇青石、熔融二氧化硅、硅酸盐、碳化二氧化硅、氧化铝、氧化铝钛酸盐、多铝红柱石、氧化锆、氧化锆多铝红柱石以及尖晶石。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无机粘合剂在堵塞之前没有胶凝。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无机粘合剂是胶体二氧化硅，所述胶体二氧化硅以5-20重量％的量作为超添加存在。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机粘合剂在组合物中以1.0-5.0重量％的量存在。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机粘合剂选自甲基纤维素、黄原胶、蘑菇粉和聚乙烯醇。
7.一种制造陶瓷制品的方法，所述方法包括以下步骤：
提供具有多个孔道的经烧制的陶瓷蜂窝体；以及
向陶瓷蜂窝体施涂包含耐火填料、无机粘合剂和有机粘合剂的组合物；
其中，所述组合物在施涂到陶瓷蜂窝体之前或之后是未经烧制的；
其中，所述耐火填料包括颗粒；以及
其中，所述耐火填料的颗粒的d50为10-40μm，d10大于2μm，并且d90小于110μm。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述耐火填料的颗粒选择以下颗粒：堇青石、熔融二氧化硅、硅酸盐、碳化二氧化硅、氧化铝、氧化铝钛酸盐、多铝红柱石、氧化锆、氧化锆多铝红柱石以及尖晶石。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述无机粘合剂在堵塞之前没有胶凝。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述无机粘合剂是胶体二氧化硅，所述胶体二氧化硅以5-20重量％的量作为超添加存在。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述有机粘合剂在组合物中以1.0-5.0重量％的量存在。
12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述有机粘合剂选自甲基纤维素、黄原胶、蘑菇粉和聚乙烯醇。
13.如权利要求7所述的方法，其特征在于，向陶瓷蜂窝体施涂包含耐火填料、无机粘合剂和有机粘合剂的组合物的步骤包括向经烧制的陶瓷蜂窝体的至少一个孔道施涂堵塞形式的组合物，
其中，至少一个堵塞在孔道中的深度为4-12mm，以及
其中，至少一个堵塞基本不含空穴和/或小凹陷。
14.一种陶瓷制品，其包括：
具有多个孔道的经烧制的陶瓷蜂窝体；以及
包含耐火填料、无机粘合剂和有机粘合剂的未烧制的组合物；
其中，所述耐火填料包括颗粒；
并且其中，所述耐火填料的颗粒的d50为10-40μm，d10大于2μm，并且d90小于110μm。
15.如权利要求14所述的陶瓷制品，其特征在于，所述无机粘合剂在堵塞之前没有胶凝。
16.如权利要求14所述的陶瓷制品，其特征在于，所述无机粘合剂是胶体二氧化硅，所述胶体二氧化硅以5-20重量％的量作为超添加存在。
17.如权利要求14所述的陶瓷制品，其特征在于，所述有机粘合剂在组合物中以1.0-5.0重量％的量存在。
18.如权利要求14所述的陶瓷制品，其特征在于，所述有机粘合剂选自甲基纤维素、黄原胶、蘑菇粉和聚乙烯醇。
19.如权利要求14所述的陶瓷制品，其特征在于，所述有机粘合剂包括甲基纤维素。
20.如权利要求14所述的陶瓷制品，其特征在于，所述经烧制的陶瓷蜂窝体的至少一个孔道包括堵塞形式的包含耐火填料、无机粘合剂和有机粘合剂的未烧制的组合物，
其中，至少一个堵塞在孔道中的深度为4-12mm，以及
其中，至少一个堵塞基本不含空穴和/或小凹陷。
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