CN105060920A - 一种汽油机微粒过滤器的成分及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽油机微粒过滤器的成分及其制备方法，其成分包括35~45份滑石粉、10~15份氢氧化铝、5~15份高岭土、10~15份硅微粉、5~15份一水软铝石、0~4份羟丙基甲基纤维素、0~10份石墨粉、5~15份果壳粉、0~10份淀粉、10~25份高分子塑料粒子、0~2份矿物油、0~1份硬脂酸和25~35份水。本发明通过先混合滑石粉、氢氧化铝、高岭土、硅微粉和一水软铝石原料，再按比例加入造孔剂，最后加入粘结剂后并交叉堵孔通过烧结制备汽油机微粒过滤器，制备得到的汽油机微粒过滤器气孔率达到60~65%，孔径达到20~30μm，大大提高了载体的气孔率，扩大了孔径，使得载体的排气流畅度提高，防止堵塞。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽油机微粒过滤器，特别是一种汽油机微粒过滤器的成分及其制备方法。
背景技术
随着人们对环境保护的重视，越来越严格的汽油车排放法规将会被制定和实施。2015年5月6日机动车排放控制技术与监管国际研讨会在武汉召开，在国六实施日期方面，2020年争取在全国范围内实施（采用中国工况体系），参照欧5、欧6标准为安装有直接点燃式发动机的强制点火车辆引入微粒质量排放标准。汽油机尾气颗粒较小、浓度较低、温度较高，应用于汽油机颗粒过滤器（GPF）载体需要承受800℃以上的热冲击性能，低的初始背压，合适的积碳量，适用于被动再生，耐高温、低膨胀系数、高气孔率、大孔径的堇青石材料是最合适的GPF材料，现有的国内颗粒捕捉器是用于柴油机尾气排放的净化，开口面积较低，比表面积较低。一般无需涂覆催化剂，使用过程中温度较低，其气孔率在50%左右，平均微孔孔径14μm左右，不能用于汽油机尾气排放颗粒的收集。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于解决现有的柴油机微粒过滤器不适用于汽油机尾气颗粒过滤的问题。
技术方案：本发明提供以下技术方案：一种汽油机微粒过滤器的成分，包括35~45份滑石粉、10~15份氢氧化铝、5~15份高岭土、10~15份硅微粉、5~15份一水软铝石、1~4份粘结剂、25~40份造孔剂、1~3份润滑剂和25~35份水。
作为优化，所述粘结剂包括0~4份羟丙基甲基纤维素和0~4甲基纤维素。
作为优化，所述造孔剂包括0~10份石墨、0~15份果壳粉、0~10份淀粉和10~25份高分子塑料粒子。
作为优化，所述润滑剂包括1~2份矿物油和0~1份硬脂酸。
作为优化，所述滑石粉为低碱钠、低钾、低钙含量的滑石粉。
作为优化，所述滑石粉平均粒径为10~30μm，氢氧化铝平均粒径为5~15μm，硅微粉平均粒径为10~30μm，高岭土平均粒径为3~7μm，一水软铝石平均粒径为2~5μm。
作为优化，所述石墨平均粒径为20~70μm。
一种汽油机微粒过滤器的制备方法，包括以下步骤：
1）混合器皿中加入滑石粉、氢氧化铝、硅微粉、高岭土和一水软铝石并进行混合；
2）在步骤1）得到的原料混合物中加入造孔剂、粘结剂、润滑剂和水；
3）将步骤2）得到的产品混合物中进行捏合塑化；
4）练泥；
5）进行挤压成型，然后静置干燥2~12h；
6）烧制步骤5）得到的生坯，之后进行交叉堵孔；
7）静置干燥2~12小时后进行包装。
作为优化，所述步骤6）烧制温度为1390~1420℃，烧制时间为6~20h。
作为优化，所述步骤2）中加入的造孔剂、粘结剂、润滑剂和水按照和原料的配比进行加入。
有益效果：本发明相对于现有技术：本发明为柴油机微粒过滤器应用于汽油机上的适应性改进，采用氢氧化铝替代现有技术中的氧化铝，防止孔径过小，易造成排气口堵塞，采用一水软铝石提高了反应活性，防止反应弱，膨胀系数高，气孔率低的问题，造孔剂采用石墨、果壳粉、淀粉和高分子塑料粒子的混合，不仅提高了造孔时的反应活性，与氢氧化铝配合，也防止了反应过程中孔径过小的问题。采用本发明的设计，制得的产品具有60~65%的高气孔率、每平方英寸200~400孔，壁厚0.2~0.25μm，热膨胀系数<0.5×10-6/℃，抗热震性能>800℃，等静压强度>1.0Mpa，软化温度>1400℃，其性能满足欧6汽油机排放标准使用要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等同形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1
一种汽油机微粒过滤器的成分，包括35份滑石粉、10份氢氧化铝、15份高岭土、10份硅微粉、15份一水软铝石、1份粘结剂、25份造孔剂、1份润滑剂和25份水。所述粘结剂包括1份羟丙基甲基纤维素。所述造孔剂包括5份果壳粉、10份淀粉和10份高分子塑料粒子。所述润滑剂包括1份硬脂酸。所述滑石粉为低碱钠、低钾、低钙含量的滑石粉。
所述滑石粉平均粒径为10μm，氢氧化铝平均粒径为5μm，硅微粉平均粒径为10μm，高岭土平均粒径为3μm，一水软铝石平均粒径为2μm。所述石墨平均粒径为20μm。
一种汽油机微粒过滤器的制备方法，包括以下步骤：
1）混合器皿中加入滑石粉、氢氧化铝、硅微粉、高岭土和一水软铝石并进行混合；
2）在步骤1）得到的原料混合物中加入造孔剂、粘结剂、润滑剂和水；
3）将步骤2）得到的产品混合物中进行捏合塑化；
4）练泥；
5）进行挤压成型，然后静置干燥2h；
6）烧制步骤5）得到的生坯，之后进行交叉堵孔；
7）静置干燥2小时后进行包装。
所述步骤6）烧制温度为1390℃，烧制时间为6h。
所述步骤2）中加入的造孔剂、粘结剂、润滑剂和水按照和原料的配比进行加入。
采用本实施例值得的产品，制得的产品具有60%的高气孔率、每平方英寸300孔，壁厚0.25mm，热膨胀系数为0.48×10-6/℃，抗热震性能>800℃，等静压强度为1.7Mpa，软化温度>1400℃，其性能满足欧6汽油机排放标准使用要求。
实施例2
一种汽油机微粒过滤器的成分，包括40份滑石粉、15份氢氧化铝、5份高岭土、15份硅微粉、15份一水软铝石、2份粘结剂、30份造孔剂、5份润滑剂和30份水。所述粘结剂包括2份羟丙基甲基纤维素和2甲基纤维素。所述造孔剂包括10份石墨、10份淀粉和10份高分子塑料粒子。所述润滑剂包括2份矿物油。所述滑石粉为低碱钠、低钾、低钙含量的滑石粉。
所述滑石粉平均粒径为30μm，氢氧化铝平均粒径为15μm，硅微粉平均粒径为30μm，高岭土平均粒径为7μm，一水软铝石平均粒径为5μm。所述石墨平均粒径为70μm。
一种汽油机微粒过滤器的制备方法，包括以下步骤：
1）混合器皿中加入滑石粉、氢氧化铝、硅微粉、高岭土和一水软铝石并进行混合；
2）在步骤1）得到的原料混合物中加入造孔剂、粘结剂、润滑剂和水；
3）将步骤2）得到的产品混合物中进行捏合塑化；
4）练泥；
5）进行挤压成型，然后静置干燥12h；
6）烧制步骤5）得到的生坯，之后进行交叉堵孔；
7）静置干燥12小时后进行包装。
所述步骤6）烧制温度为1420℃，烧制时间为20h。
所述步骤2）中加入的造孔剂、粘结剂、润滑剂和水按照和原料的配比进行加入。
采用本实施例制得的产品具有62%的高气孔率、每平方英寸350孔，壁厚0.23mm，热膨胀系数为0.42×10-6/℃，抗热震性能>800℃，等静压强度为1.4Mpa，软化温度>1400℃，其性能满足欧6汽油机排放标准使用要求。
实施例3
一种汽油机微粒过滤器的成分，包括45份滑石粉、15份氢氧化铝、15份高岭土、10份硅微粉、5份一水软铝石、4份粘结剂、40份造孔剂、3份润滑剂和35份水。所述粘结剂包括0~4份羟丙基甲基纤维素和0~4甲基纤维素。所述造孔剂包括15份果壳粉和25份高分子塑料粒子。所述润滑剂包括2份矿物油和1份硬脂酸。所述滑石粉为低碱钠、低钾、低钙含量的滑石粉。
所述滑石粉平均粒径为20μm，氢氧化铝平均粒径为10μm，硅微粉平均粒径为20μm，高岭土平均粒径为5μm，一水软铝石平均粒径为4μm。所述石墨平均粒径为45μm。
一种汽油机微粒过滤器的制备方法，包括以下步骤：
1）混合器皿中加入滑石粉、氢氧化铝、硅微粉、高岭土和一水软铝石并进行混合；
2）在步骤1）得到的原料混合物中加入造孔剂、粘结剂、润滑剂和水；
3）将步骤2）得到的产品混合物中进行捏合塑化；
4）练泥；
5）进行挤压成型，然后静置干燥7h；
6）烧制步骤5）得到的生坯，之后进行交叉堵孔；
7）静置干燥7小时后进行包装。
所述步骤6）烧制温度为1420℃，烧制时间为13h。
所述步骤2）中加入的造孔剂、粘结剂、润滑剂和水按照和原料的配比进行加入。
采用本实施例值得的产品，制得的产品具有65%的高气孔率、每平方英寸400孔，壁厚0.20mm，热膨胀系数为0.45×10-6/℃，抗热震性能>800℃，等静压强度为1.1Mpa，软化温度>1400℃，其性能满足欧6汽油机排放标准使用要求。
Claims (10)
1.一种汽油机微粒过滤器的成分，其特征在于：包括35~45份滑石粉、10~15份氢氧化铝、5~15份高岭土、10~15份硅微粉、5~15份一水软铝石、1~4份粘结剂、25~40份造孔剂、1~3份润滑剂和25~35份水。
2.根据权利要求1所述的汽油机微粒过滤器的成分，其特征在于：所述粘结剂包括0~4份羟丙基甲基纤维素和0~4甲基纤维素。
3.根据权利要求1所述的汽油机微粒过滤器的成分，其特征在于：所述造孔剂包括0~10份石墨、0~15份果壳粉、0~10份淀粉和10~25份高分子塑料粒子。
4.根据权利要求1所述的汽油机微粒过滤器的成分，其特征在于：所述润滑剂包括1~2份矿物油和0~1份硬脂酸。
5.根据权利要求1所述的汽油机微粒过滤器的成分，其特征在于：所述滑石粉为低碱钠、低钾、低钙含量的滑石粉。
6.根据权利要求1所述的汽油机微粒过滤器的成分，其特征在于：所述滑石粉平均粒径为10~30μm，氢氧化铝平均粒径为5~15μm，硅微粉平均粒径为10~30μm，高岭土平均粒径为3~7μm，一水软铝石平均粒径为2~5μm。
7.根据权利要求3所述的汽油机微粒过滤器的成分，其特征在于：所述石墨平均粒径为20~70μm。
8.一种汽油机微粒过滤器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）混合器皿中加入滑石粉、氢氧化铝、硅微粉、高岭土和一水软铝石并进行混合；
2）在步骤1）得到的原料混合物中加入造孔剂、粘结剂、润滑剂和水；
3）将步骤2）得到的产品混合物中进行捏合塑化；
4）练泥；
5）进行挤压成型，然后静置干燥2~12h；
6）烧制步骤5）得到的生坯，之后进行交叉堵孔；
7）静置干燥2~12小时后进行包装。
9.根据权利要求8所述的汽油机微粒过滤器的制备方法，其特征在于：所述步骤6）烧制温度为1390~1420℃，烧制时间为6~20h。
10.根据权利要求8所述的汽油机微粒过滤器的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中加入的造孔剂、粘结剂、润滑剂和水按照和原料的配比进行加入。
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