CN105408282A - 用于堵塞蜂窝体且具有减小的堵塞深度变化的组合物和方法 - Google Patents

用于堵塞蜂窝体且具有减小的堵塞深度变化的组合物和方法 Download PDF

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Abstract

一种用于施涂到蜂窝体的组合物，其包括耐火填料、有机粘合剂、无机粘合剂和液体载体,其中选择所述耐火填料、耐火填料的粒度分布、有机粘合剂和无机粘合剂，从而当施涂该组合物以堵塞蜂窝体的多个通道时，减少堵塞深度的变化。

Description

用于堵塞蜂窝体且具有减小的堵塞深度变化的组合物和方法
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§120要求于2013年3月15日提交的美国专利申请系列号13/833,753的优先权权益，其是2012年8月30日提交的美国专利申请号13/599,584的部分继续申请，本文以该申请为基础并将其全部内容结合于此。
背景
本发明总体涉及多孔蜂窝体陶瓷，具体来说，涉及改善的可施涂到多孔蜂窝体陶瓷的组合物。
陶瓷壁流式过滤器越来越多地用来从柴油机或者其它内燃机排气流中除去微粒污染物。已知有许多种使用由多孔陶瓷形成的具有孔道的蜂窝体结构制造这类过滤器的方法。最普遍的方法是将密封材料形成的固化堵塞物置于这种结构的交替孔道的端部，阻挡流过孔道的直接流体流，迫使流体流先通过蜂窝体的多孔孔道壁，然后才离开所述过滤器。
堵塞蜂窝体结构的重要方面是堵塞深度和堵塞质量。堵塞质量常常与堵塞中存在空穴相关。一般地，可通过减少堵塞组合物中的水的量和/或增加堵塞组合物中某些批料组分的粒度，来减少空穴的存在。但是，这种改性可导致堵塞没有足够的深度，并因此没有足够的机械(或“压出”)强度。
另一方面，对于相同的外部几何形貌，较短的堵塞提供更小的背压更高的过滤器体积，由此降低再生的频率和改善燃油经济性。此外，较短的堵塞提供更厚的材料利用，由此降低过滤器制造成本。因此，需要提供堵塞，其尽可能的短但仍然具有所必备的深度来提供足够的机械(或“压出”)强度。
同时解决所有这些问题所面临的挑战涉及堵塞深度变化。堵塞深度变化通常由堵塞组合物在不同的过滤器通道中的流动速率的不同而造成。对流动阻力较大的通道中的堵塞趋于较短，而对流动阻力较小的通道中的堵塞趋于较长。这种变化可导致至少一些较短的堵塞不能提供必需的机械强度。因此，考虑到对较短堵塞的持续需求，同时存在提供减少的堵塞深度变化的需求，从而将堵塞不能提供必需的机械强度的发生率降到最低。
概述
本发明的一种实施方式涉及用于施涂到具有多个平行通道的蜂窝体的组合物。该组合物包括具有粒度分布的耐火填料。该组合物还包括有机粘合剂、无机粘合剂和液体载体。选择耐火填料,耐火填料的粒度分布,有机粘合剂,和粘合剂，从而当施涂该组合物以堵塞蜂窝体的多个通道时,由该组合物形成的多个堵塞物具有平均堵塞深度和深度极差(depthrange),从而对于具有给定横截面尺寸的通道,深度极差小于平均堵塞深度的30％。
本发明的另一实施方式涉及多孔陶瓷蜂窝体，其包括由多孔陶瓷通道壁连接的多个平行通道。选定的通道包括永久密封到通道壁的堵塞物。该堵塞物包括具有粒度分布的耐火填料以及无机粘合剂。选择耐火填料、耐火填料的粒度分布以及无机粘合剂，从而堵塞物具有平均堵塞深度和深度范围,从而对于具有给定横截面尺寸的通道,深度范围小于平均堵塞深度的30％。
本发明的另一实施方式涉及将堵塞组合物施涂到具有多个平行通道的蜂窝体的方法。所述方法包括将组合物施涂到蜂窝体。该组合物包括具有粒度分布的耐火填料。该组合物还包括有机粘合剂、无机粘合剂和液体载体。选择耐火填料,耐火填料的粒度分布,有机粘合剂,和粘合剂，从而当施涂该组合物以堵塞蜂窝体的多个通道时,由该组合物形成的多个堵塞物具有平均堵塞深度和深度极差,从而对于具有给定横截面尺寸的通道,深度极差小于平均堵塞深度的30％。
在以下的详细描述中提出了本发明的附加特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言由所述内容而容易理解，或按文字描述和其权利要求书以及附图中所述实施本发明而被认识。
本发明的示例实施方式提供用于施涂到具有多个平行通道的蜂窝体的组合物。该组合物包括具有粒度分布的耐火填料。该组合物还包括有机粘合剂、无机粘合剂和液体载体。该无机粘合剂包括多分散胶体氧化硅。
本发明的示例实施方式还提供多孔陶瓷蜂窝体，其包括由多孔陶瓷通道壁围成的多个平行通道。选定的通道包括永久密封到通道壁的堵塞物。该堵塞物包括具有粒度分布的耐火填料以及无机粘合剂。该无机粘合剂包括多分散胶体氧化硅。
本发明的示例实施方式还提供用于把堵塞组合物施涂到具有多个平行通道的蜂窝体的方法。所述方法包括将组合物施涂到蜂窝体。该组合物包括具有粒度分布的耐火填料。该组合物还包括有机粘合剂、无机粘合剂和液体载体。该无机粘合剂包括多分散胶体氧化硅。
应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解本发明的性质和特性的总体评述或框架。
所附附图提供了对本发明的进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了本发明的一个或多个实施方式，并与说明书一起用来解释各种实施方式的原理和操作。附图简要说明
图1是根据比较性堵塞组合物施涂到蜂窝体结构的堵塞物的平均堵塞深度和堵塞深度极差图。
图2是根据示例性堵塞组合物施涂到蜂窝体结构的堵塞物的平均堵塞深度和堵塞深度极差图。
图3显示根据一示例性实施方式的施涂到蜂窝体结构的堵塞物的样品,在600℃下煅烧3小时，并横截。
图4显示根据一示例性实施方式的施涂到蜂窝体结构的横截的堵塞物的显微探针分析。
图5A显示单模分散胶体氧化硅的透视电子显微镜图像，其粒度范围d50为约12nm。图5B显示胶体氧化硅的透视电子显微镜图像，其包括约70nm的较大粒度范围d50和约12nm的较小粒度范围d50的多分散混合物。
图6A和6B是用于本文所述的示例性实施方式组合物的胶体氧化硅的粒度分布(PSD)和表面积图。
图7显示根据示例性实施方式的组合物的堵塞深度图。
图8显示根据一示例性实施方式的施涂到蜂窝体结构的堵塞物的空气侵蚀测试图,在600℃下煅烧3小时，并在测试之前进行横截。
图9显示根据示例性实施方式的施涂到蜂窝体结构的堵塞物的堵塞压出测试。
图10显示根据一示例性实施方式的施涂到蜂窝体结构的横截的堵塞物的显微探针氧化硅扫描。
图11显示根据堵塞组合物示例性实施方式的堵塞密度图。
图12显示在热空气干燥(HAD)和微波干燥(MW)下，施涂到蜂窝体结构的堵塞组合物的示例性实施方式的横截样品。
图13显示示例性实施方式的削减侵蚀结果。
图14显示示例性实施方式的堵塞压出测试结果。详细描述
下面将参考附图详细描述本发明的各种实施方式。
如本文所使用，术语“平均堵塞深度”指在给定区域(例如一种或更多种的蜂窝体的端面)中所有堵塞的总深度(或总长度)除以该区域中的堵塞的数目。
如本文所使用，术语“深度极差(range)”指在给定区域(例如一种或更多种的蜂窝体的端面)中最深(最长)的堵塞和该区域中最浅(最短)的堵塞之间的深度差异。
如本文所使用，术语“具有给定横截面尺寸的通道”指蜂窝体的通道，其具有大致相同的横截面大小。例如，对于具有如美国专利号6,696,132所述的具有ACT孔几何形貌的蜂窝体而言，具有给定横截面尺寸的通道可指具有较大水力直径的所有进口孔通道(如在该专利图3中的14所示)，或者具有较小水力直径的所有出口孔通道(如在该专利图3中的16所示)。
如本文所使用，术语“压出强度”指将给定堵塞物压出给定通道所需的压力(单位是巴(bar)，除非另有说明)。可通过从顶部(即，距离零件端面最近的一侧)或者底部(即，距离零件端面最远的一侧)压出堵塞物，来测定堵塞物的压出强度。不管在哪种情况，使用负载单元将销钉压入堵塞物，其中销钉的横截面积优选地约为70％的被堵塞的孔道的横截面。当从顶部挤压时，记录将工具压入堵塞物0.2英寸时所需的力。当从底部挤压时，记录破碎堵塞物并将它从端面取出时所需的力。当从顶部挤压时，工具包括三个销钉，一个销钉用于挤压堵塞物，另外两个销钉用于对齐。当从底部挤压时，孔壁提供导向，只需要挤压销钉。
本文所用术语D10指的是这样一种粒度，其中分布中90％的颗粒具有更大的粒度，而分布中10％的颗粒具有更小的粒度。
本文所用术语D90指的是这样一种粒度，其中分布中90％的颗粒具有比其更小的粒度，而分布中10％的颗粒具有比其更大的粒度。
本文所用术语D50指的是这样一种粒度，其中分布中50％的颗粒具有比其更小的粒度，而分布中50％的颗粒具有比其更大的粒度。
如本文所使用，术语“D因子”(Df)＝(D50-D10)/D50。
如本文所使用，术语“D宽度”(D宽度)＝(D90-D10)/D50。
本文所述的实施方式包括用于施涂到具有多个平行通道的蜂窝体的组合物,例如用于堵塞具有多个平行通道的蜂窝体的一个或多个通道的组合物。该组合物包括具有粒度分布的耐火填料,有机粘合剂,无机粘合剂,和液体载体。选择耐火填料,耐火填料的粒度分布,有机粘合剂,和无机粘合剂，从而当施涂该组合物以堵塞蜂窝体的多个通道时,由该组合物形成的多个堵塞物具有平均堵塞深度和深度极差,从而对于具有给定横截面尺寸的通道,深度极差小于平均堵塞深度的30％，例如小于平均堵塞深度的25％,还例如小于平均堵塞深度的20％,包括平均堵塞深度的10％-30％，还包括平均堵塞深度的15％-25％。
在一些示例实施方式中，平均堵塞深度小于7毫米,例如小于6毫米,还例如小于5毫米,包括4-7毫米,还包括4-6毫米,且还包括4-5毫米。在这种实施方式中，堵塞物的深度极差小于2.1毫米,例如小于1.8毫米,还例如小于1.5毫米,且还例如小于1.2毫米,甚至还例如小于1.0毫米,包括0.5-2.1毫米,还包括0.5-1.5毫米,且还包括0.5毫米-1.0毫米。
本文所述的实施方式可使得堵塞物能满足如上所述的平均堵塞深度和深度极差参数，其中通道中所有多个堵塞物的压出强度为至少10巴,例如至少15巴,还例如至少20巴,且还例如至少25巴。这种堵塞物的平均压出强度可为至少50巴,例如至少60巴,还例如至少70巴,且还例如至少80巴。
耐火填料可包括至少一种无机粉末。例如，无机粉末可包括陶瓷即预反应的或陶瓷化的耐火粉末。在其他实施方式中，粉末可为耐火玻璃粉末，或玻璃陶瓷粉末。此外，在其他实施方式中，无机粉末批料混合物可包括两种或更多种上述耐火粉末的任意组合。示例性耐火粉末可包括堇青石、多铝红柱石、钛酸铝、碳化硅、氮化硅、铝酸钙、β-锂霞石和β-锂辉石。
耐火填料的粒度分布可落在预先决定的特殊范围之内。就这方面而言，申请人惊讶地发现将耐火填料的粒度分布保持在规定的范围，加上规定的有机粘合剂和无机粘合剂的组合，可得到能减小堵塞深度变化的堵塞组合物。具体来说，申请人发现将耐火填料的粒度分布保持在规定的范围，加上规定的有机粘合剂和无机粘合剂的组合，可用所得组合物堵塞蜂窝体的通道，组合物因为脱水收缩而流入通道受到限制。随着该组合物进一步渗入通道，流动的速度减慢，并最终停止。这允许在流动较慢的通道中的堵塞组合物赶上初始时流动较快的通道中的堵塞组合物。因此，这种现象减小了堵塞物的深度变化。
因此，在一些示例实施方式中，耐火填料包括至少一种无机粉末，其中值粒度(D50)为至少15微米,例如中值粒度(D50)为15-50微米,还例如中值粒度(D50)为18-40微米，还例如中值粒度(D50)为30-40微米,且甚至还例如中值粒度(D50)为30-35微米。
在一些示例实施方式中,无机粉末的D10为至少4微米,例如至少6微米,还例如至少8微米,还例如至少10微米,包括4-16微米,还包括8-14微米,且还包括10-12微米。
在一些示例实施方式中,无机粉末的D90为至少55微米,例如至少65微米,还例如至少75微米,还例如至少85微米,包括55-120微米,还包括75-110微米,且还包括85-100微米。
在一些示例实施方式中,无机粉末的中值粒度(D50)为15-50微米,还例如中值粒度(D50)为20-45微米,甚至还例如中值粒度(D50)为25-40微米,甚至还例如中值粒度(D50)为30-35微米,其D10为4-16微米,还包括8-14微米,还包括10-12微米,以及D90为55-120微米,还包括75-110微米,且还包括85-100微米。
例如，在一组示例实施方式中，耐火填料包括钛酸铝粉末，其中值粒度(D50)为至少15微米,例如中值粒度(D50)为15-50微米,还例如中值粒度(D50)为20-45微米,甚至还例如中值粒度(D50)为25-40微米,甚至还例如中值粒度(D50)为30-35微米。在一组示例实施方式中，耐火填料包括堇青石粉末，其中值粒度(D50)为至少10微米,例如中值粒度(D50)为15-50微米,还例如中值粒度(D50)为15-40微米,甚至还例如中值粒度(D50)为20-30微米。在一组示例实施方式中，耐火填料包括多铝红柱石粉末，其中值粒度(D50)为至少15微米,例如中值粒度(D50)为15-50微米,还例如中值粒度(D50)为25-40微米,甚至还例如中值粒度(D50)为30-35微米。
该组合物还包括粘合剂组分，其包括无机粘合剂。在一些实施方式中，无机粘合剂是凝胶化无机粘合剂，例如凝胶化胶体氧化硅。无机粘合剂的其它实施方式可包括非凝胶化胶体氧化硅,粉末氧化硅，或者低温玻璃。根据实施方式，包括凝胶化无机粘合剂可最小化或甚至防止无机粘合剂颗粒迁移进入上面施涂有该组合物的蜂窝体的微裂纹中。因此，如本文所使用，术语“凝胶的无机粘合剂”指固体无机颗粒的胶体分散体，其中固体无机颗粒与连续的流体相形成互连的网络或基质，得到粘性的半刚性材料。此外，应理解可存在相对的凝胶强度或程度。为此目的，胶体分散体可包括固体颗粒，其粒度直径小于100nm,例如小于50nm,还例如小于25nm,且还例如小于15nm,如本文所使用的凝胶化无机粘合剂包括分散的无机颗粒的互连网络，其足以防止至少一部分的无机粘合剂颗粒迁移进入蜂窝体结构的微裂纹，该蜂窝体结构上施涂有包括凝胶化无机粘合剂的组合物。
在将无机粘合剂引入粉末组合物之前，可对凝胶化无机粘合剂进行预凝胶。或者，在其他实施方式中，可在将无机粘合剂与本文所述的组合物的一种或更多种其它组分结合之后，对其进行凝胶。例如，在本发明的实施方式中，所述组合物的无机粘合剂组分可首先包括非凝胶化胶体氧化硅，其随后在结合进入粉末批料组合物之后进行凝胶。为此目的，胶体中的分散相无机颗粒可受到胶体中存在的表面化学的巨大影响，这样在实施方式中可通过改变胶体内的表面化学来实施胶体的凝胶化。
因此，随后可通过将一种或更多种凝胶剂添加到组合物来对非凝胶的胶体氧化硅进行凝胶化。在实施方式中，可通过增加组合物的离子浓度，来对胶体氧化硅进行凝胶化。在其他实施方式中,可通过改变组合物的pH，来对胶体氧化硅进行凝胶化。其它实施方式可包括同时增加组合物的浓度和改变组合物的pH。应理解，可使用任何有效量的凝胶剂来提供如本文所述的凝胶化无机粘合剂。
可用于增加本文所述的组合物的离子浓度的示例凝胶剂，即增加离子的凝胶剂,包括一种或更多种水溶性盐。为此目的，适用作凝胶剂的示例性水溶性盐包括镁盐例如氯化镁或醋酸镁，钙盐例如氯化钙，或甚至钠盐例如氯化钠。此外，在本文所述的实施方式中，所用的盐包括2+阳离子,例如Mg和Ca,其在较低盐浓度时可为特别有效的凝胶化无机粘合剂组分。
如上所述，还可通过改变组合物的pH来对无机粘合剂例如胶体氧化硅进行凝胶化。为此目的,可使用pH调节凝胶剂来增加或降低本文所述的组合物的pH，其包括酸、碱或者酸和碱的组合。示例性pH调节凝胶剂是酸凝胶剂，其包括，但不限于盐酸、硫酸和硝酸。还在另一示例实施方式中，酸性凝胶剂可包括有机酸，例如柠檬酸和乙酸。示例性pH调节凝胶剂包括碱凝胶剂，其包括，但不限于氢氧化铵、氢氧化钠和三乙醇胺(下文称为"TEA")。
根据实施方式，通过添加盐或盐溶液增加该组合物的离子浓度，因为在整体组合物中特别是引入离子增加凝胶剂的区域或其附近的区域的盐浓度不均匀，可导致不均匀的凝胶化。根据这些实施方式，可通过组合一种或更多种离子增加凝胶剂和一种或更多种pH调节凝胶剂，来取得更均匀和受控的凝胶化。例如,可首先在第一pH范围内增加该组合物的离子浓度，其具有较长的凝胶时间。然后，可将组合物的pH调节到第二pH范围，其呈现较短的凝胶时间。因此，因为有些胶体氧化硅溶液随pH呈现最短的凝胶时间，pH的局部偏差不会导致任何实质性地非均匀凝胶化。
在本文所述的实施方式中，离子增加凝胶剂和pH调节凝胶剂的一种示例组合包括使用TEA同时作为胶体氧化硅中的碱和盐，其在较高的pH下具有较高的稳定性。示例性胶体氧化硅可包括AS,SK,PW50,和PZ50(可购自W.R.格莱斯公司(W.R.Grace&Company)),且可通过添加盐增加离子浓度和/或改变pH来进行凝胶化。根据该实施方式，可首先将TEA添加到胶体氧化硅,得到较稳定的胶体氧化硅溶液。然后，可通过添加酸如柠檬酸来降低溶液的pH，然后进行充分混合和形成凝胶。
本文所述的示例组合物还包括有机粘合剂。添加有机粘合剂组分可进一步帮助组合物在烧制之前的粘结性和塑性。改善的粘结性和塑性可例如改善组合物成形的能力。当利用该组合物来形成表皮涂层或者当堵塞蜂窝结构体的选定部分(例如端部)时，这可是有利的。示例性的有机粘结剂包括纤维素材料。示例纤维素材料包括纤维素醚粘合剂例如甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素衍生物，和/或它们的任何组合。特别优选的例子包括甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素。优选地，有机粘合剂可以下述量作为追加量存在于该组合物中：无机粉末批料组合物的0.1重量％-5.0重量％,或甚至以下述范围的量：无机粉末批料组合物的0.5重量％-2.0重量％。
一种为本文所述的组合物提供可流动或膏状稠度的示例液体载体是水，但也可使用其它液体载体。为此目的,所述液体载体组分的含量可以变化，以使得陶瓷批料混合物获得最优化的加工性质，以及促进与该混合物中其它组分的相容性。根据一些实施方式，液体载体含量作为追加量以下述范围的量存在：无机粉末批料组合物的15％-60重量％,或甚至根据一些实施方式，可为下述范围：无机粉末批料混合物的20％-50重量％。最小化组合物中的液体组分，还可导致减少组合物在干燥过程中的干燥收缩率。
本文所述的示例组合物可任选地包括一种或更多种加工助剂，例如增塑剂、润滑剂、表面活性剂、烧结助剂、流变改性剂、触变剂、分散剂和/或成孔剂。用于制备堵塞组合物的一种示例性的增塑剂是甘油。一种示例性的润滑剂可以是烃油或者妥尔油。示例性市售润滑剂包括可购自皮特格力温飞化学(PeterGrevenFett-Chemie)的LigaGS和可购自伊诺夫(Innovene)的烃油。一种市售触变剂是Benaqua1000，购自雷诺克斯公司(Rheox,Inc.)。还可任选的使用成孔剂来在所得陶瓷组合物中形成所需的孔隙率。示例性而非限制性的成孔剂可以包括石墨、淀粉、聚乙烯珠粒以及面粉。可使用的示例分散剂包括(购自伊力莫尼斯(Elementis))和(购自空气产品和化工公司(AirProductsandChemicals,Inc.)。
还在本文所述的组合物的其它实施方式中，胶体氧化硅的凝胶化可得到组合物，其具有可受益于进一步改性的流变学性质。例如,该组合物对于预期应用可能太稠，或者可能固体含量较低而导致在干燥时形成针孔或收缩。虽然这种流变学在一些应用中是理想的和优选的，但添加如上所述的流变学改性剂可进一步用于控制组合物的流变学。为此目的,在一些实施方式中，一种示例流变学改性剂是聚乙烯醇(PVOH)。可溶于冷水和热水的聚乙烯醇都可使用。包括聚乙烯醇的组合物在较高固体含量时可具有较低的粘度，而仍然防止胶体颗粒迁移进入上面施涂了该组合物的蜂窝体的微裂纹中。当使用时，在添加凝胶剂之前，可首先将聚乙烯醇与胶体氧化硅和任选的陶瓷化耐火粉末混合。包括聚乙烯醇流变学改性剂的组合物使得能形成凝胶但不在整个组合物中形成完全的三维凝胶连接，得到较易于流动的凝胶化状态。
为了制备本文所述的示例组合物,可将如上所述的无机粉末批料混合物与有机粘合剂混合在一起,然后包括液体载体和无机粘合剂组分。如上所述，可在引入组合物之前和之后对无机粘合剂进行凝胶化。如果在添加到组合物之前对无机粘合剂进行凝胶化，可将一种或更多种凝胶剂添加到无机粘合剂,例如胶体氧化硅。或者，如果在添加到粉末组合物之后对无机粘合剂进行凝胶化，可将一种或更多种凝胶剂直接添加到该组合物。还可在液体添加之前和之后，将任何任选的加工助剂引入该组合物。但是，如上所述，如有需要，可首先将流变学改性剂(如聚乙烯醇)与无机粘合剂和任选的耐火粉末混合。一旦结合了所需组分，可充分混合该组合物，来为组合物提供可流动的膏状稠度。在一示例实施方式中，可使用Littleford混合机或者Turbula混合机来进行如上所述的混合。
一旦形成，可将本文所述的组合物施涂到蜂窝体或结构，其限定由孔通道壁围成的多个孔通道。在示例实施方式中，基材的各孔壁的壁厚可为例如,约0.002-约0.010英寸(约51-约254微米)。孔密度可为例如,约100-约900孔/平方英寸(cpsi)。在一些示例实施方式中，多孔蜂窝体结构可由许多平行孔道组成，形成蜂窝体结构，所述孔道的截面为大致的正方形。或者，蜂窝结构中也可以使用其他的截面构形，包括矩形，圆形，椭圆形，三角形，八边形，六边形，或它们的组合。如本文所使用，术语“蜂窝”指由孔壁形成的纵向延伸的孔的连接结构，其中具有基本上重复的图案。
蜂窝体可由适用于形成蜂窝体的任意常规材料来形成。例如，在一个实施方式中，所述基材可以由增塑的形成陶瓷的组合物形成。示例性的形成陶瓷的组合物可以包含那些通常已知的用来形成以下物质的那些：堇青石、钛酸铝、碳化硅、氧化铝、氧化锆、锆石、镁、稳定化的氧化锆、氧化锆稳定的氧化铝、钇稳定的氧化锆、钙稳定的氧化锆、氧化铝、镁稳定的氧化铝、钙稳定的氧化铝、氧化钛、二氧化硅、氧化镁、氧化铌(niobia)、氧化铈(ceria)、氧化钒(vanadia)、氮化物、碳化物,或其任意组合。
所述蜂窝体可以根据任何适合用来形成蜂窝体整体型主体的常规方法形成。例如，在一个实施方式中，采用任何已知的陶瓷成形的常规方法，对增塑的形成陶瓷的批料组合物进行成形，制成生坯，所述常规方法包括例如：挤出，注塑，粉浆浇铸，离心浇铸，加压浇铸，干压制等。通常,陶瓷前体批料组合物包含能够形成例如一种或多种上述烧结相陶瓷组合物的形成陶瓷的无机批料组分，液体载剂,粘合剂，以及一种或多种任选的加工助剂和添加剂，包括例如润滑剂和/或成孔剂。在一个示例性的实施方式中，挤出可以使用液压油缸挤出压机，或两段排气单钻挤出机，或在出料端连接模头组件的双螺杆混合机进行。后一情况中，可以根据材料和其他工艺条件选择适当的螺杆元件，以形成足够的压力，迫使批料物质通过模头。一旦形成，可在能将形成陶瓷的批料组合物转化成陶瓷组合物的条件下烧制生坯体。用于烧制蜂窝生坯体的优化烧制条件，至少部分地取决于用于形成蜂窝生坯体的特定的形成陶瓷的批料组合物。
在示例实施方式中，本文所述的组合物可用作用于堵塞蜂窝体的选定通道以形成壁流过滤器的堵塞材料。例如,在具有由多孔孔通道壁围成的多个孔通道的蜂窝体中,多个孔通道的至少一部分可包括堵塞物，其中所述堵塞物由本文所述的组合物形成。在一些实施方式中，多个孔通道的第一部分可包括在下游出口端部或附近密封到各通道壁的堵塞物，以形成进口孔通道。多个孔通道的第二部分也可包括在上游进口端部或附近密封到各通道壁的堵塞物，以形成出口孔通道。还设想了只有一端堵塞的构造以及部分堵塞的构造(有些未堵塞的通道)。
在其他实施方式中,所述组合物适用于形成蜂窝体或结构的周界区域上的施涂后表面涂层或者表皮。还在其他实施方式中，所述组合物可施涂作为片段接合剂，用于将两个或更多个蜂窝体或者蜂窝体的片段结合在一起。
一旦将该组合物以本文所述的方式施涂到蜂窝体结构，可任选地干燥和/或烧制该组合物。任选的干燥步骤可包括首先在一定温度下将该组合物加热足以至少基本上除去在组合物中存在的任何液体载体的时间。如本文所使用，至少基本上除去任何液体载体包括在烧制之前，除去该组合物中存在的至少95％,至少98％,至少99％,或甚至至少99.9％的液体载体。示例性和非限制性的适用于去除液体载体的干燥条件包括在至少50℃，至少60℃，至少70℃，至少80℃，至少90℃，至少100℃，至少110℃，至少120℃，至少130℃，至少140℃，或者甚至至少150℃的温度下加热该组合物。在一种实施方式中，能至少基本上去除液体载体的条件包括在60℃-120℃的温度范围内加热该组合物。此外，可通过任何常规方法来提供加热，包括例如热空气干燥、RF和/或微波干燥。
任选的烧制步骤可包括适用于将该组合物转化成主晶相陶瓷组合物的条件，包括将已施涂组合物的蜂窝体加热到大于800℃,900℃,和甚至大于1000℃的最高温度。在加热时，可使用约120℃/小时的升温速率，然后在最高温度下保持约3小时，然后以约240℃/小时的速率冷却。
本文所述的组合物可包括在下述温度下固化的那些：小于200℃,例如小于100℃,还例如小于50℃,包括可用于采用“冷固化”堵塞物的堵塞过程中的组合物。在冷固化堵塞中,只需要干燥堵塞混合物，来形成堵塞物和蜂窝体的通道壁之间的密封。当采用冷固化堵塞过程时，把被堵塞的蜂窝体加热到35-110℃的温度范围可用于加速干燥。在一些冷固化堵塞过程中，期望最终堵塞固结，包括去除残留的临时粘合剂副产物和强化密封件，可在后续的加工步骤进程中(例如在催化或灌装(canning)进程中)或者在首次使用中(例如，在排气系统中)进行。
例如,其中可采用冷固化堵塞的示例组合物包括含有耐火填料和凝胶化无机粘合剂的那些组合物，所述耐火填料包括至少一种无机粉末,例如钛酸铝和堇青石中的至少一种，该无机粉末的中值粒度(D50)为15-50微米,例如30-40微米,所述凝胶化无机粘合剂是例如凝胶化胶体氧化硅。可在配批料之前(例如作为与凝胶化无机粘合剂的预混合物)或者在配批料之时，添加至少一种凝胶剂,例如盐酸、硫酸、硝酸、柠檬酸、乙酸、氢氧化铵、氢氧化钠和三乙醇胺(下文称为"TEA")中的至少一种，从而凝胶化无机粘合剂。这种组合物可提供在下述温度下在多孔陶瓷蜂窝体中固化的堵塞物(并由此永久密封到通道壁)：小于200℃,例如小于100℃,还例如小于50℃,包括约25℃。这种堵塞物各自的压出强度可为至少10巴。
下面通过实施例进一步阐明本发明及所附权利要求书的范围。
实施例
制备了根据本文所述的实施方式的堵塞组合物(E1)以及比较性堵塞组合物(C1)并施涂到蜂窝体的出口通道,所用蜂窝体与用来制造康宁钛酸铝(AT)过滤器的蜂窝体相同，该过滤器包括300孔/平方英寸,12密耳(mil)厚的壁,和非对称孔技术(ACT),其中蜂窝体的直径约为6.4英寸且轴向长度约为5.5英寸。施涂之后，干燥该堵塞物，并在约1000℃下烧制约3小时。堵塞组合物的组分列于下表1:
表1
图1显示了来自C1的施涂到蜂窝体的堵塞物的平均堵塞深度和深度极差，图2显示了来自E1的施涂到蜂窝体的堵塞物的平均堵塞深度和深度极差。从图1和图2可知，施涂自E1的堵塞物的平均堵塞深度(5.811毫米)比施涂自C1的堵塞物的平均堵塞深度(7.600毫米)更小。此外，施涂自E1的堵塞物的深度极差(1.07毫米)小于施涂自C1的堵塞物的深度极差(2.46毫米)。因此，施涂自E1的堵塞物的深度极差是平均堵塞深度的18.4％，而施涂自C1的堵塞物的深度极差是它们的平均堵塞深度的32.4％。
虽然无意受限于理论，但发明人根据一示例性实施方式发现易碎的堵塞物中央，其由干燥过程中无机粘合剂的迁移而产生。易碎的堵塞物中央导致横截的堵塞物中可见的不一致性，并可能在损坏堵塞物的事件中降低对空气侵蚀的耐受性。最小化粘合剂迁移的方法之一可为凝胶化粘合剂。此外，可实施对干燥条件的操控来稍微影响堵塞物中央的外观和耐侵蚀性。
发明人发现令人惊讶的结果，其涉及使用多分散的胶体氧化硅作为冷固化堵塞物中的无机粘合剂。所述使用多分散胶体氧化硅作为无机粘合剂，以及降低的有机粘合剂含量、较低的水需求使得颗粒能在冷固化堵塞组合物中更好地进行堆积,和得到更致密的冷固化堵塞组合物。虽然在一些情况下，预凝胶化胶体氧化硅可为理想的，但它不是必须的。胶体氧化硅的这种多分散粒度分布，改善了横截面的可见外观，通过最小化或消除易碎的核改善空气侵蚀耐受性，增强加工窗口使得能使用更多无机粘合剂,更少的有机粘合剂并扩大了冷固化堵塞粘结剂相对于其它冷固化堵塞组合物的干燥窗口。
还发现，根据一些示例性实施方式，当冷固化堵塞组合物中存在无机粘合剂时,耐火填料可包括无机粉末，该无机粉末具有进一步降低的中值粒度并带来改善的结果。例如,耐火填料可包括至少一种无机粉末，该无机粉末的中值粒度(D50)为至少10微米,例如中值粒度(D50)为10-50微米,和还例如中值粒度(D50)为15-40微米。
在本文所述的冷固化粘结剂组合物的示例性实施方式的实施例S1和S2上进行实验。根据表2制备实验组合物并施涂到堇青石蜂窝体的通道。堇青石蜂窝体具有200孔道/平方英寸,12密耳厚的臂,蜂窝体的直径为约12英寸和轴向长度为约9英寸。
表2
在进行初始的工厂实验之后，收集实施例S1组合物的堵塞物样品的数据。当检查收集的数据时，发现实施例S1组合物的堵塞物内部不均匀。在评估堵塞物时,将堵塞物面在600℃下煅烧3小时，以评估在堵塞物在下游加工或使用时所可能经历的“最坏情况下”条件下的堵塞物。煅烧不是生产过程的必需部分。实施例S1组合物的煅烧横截面表明堵塞物通常具有两个不同的区域：较硬的外壳和较软的、更加易碎的核。图3显示煅烧、横截、对暴露的冷固化堵塞粘结剂进行增压空气侵蚀测试之后的蜂窝体中的实施例S1组合物的堵塞物。实施例S1组合物堵塞粘结剂使用作为无机粘合剂，它是居中于约12nm的具有窄粒度分布的胶体氧化硅。
发明人假定中非常小的氧化硅颗粒在干燥过程中自由地和水一起移动到外部边缘。因此，非常小的氧化硅颗粒最终在堵塞物的外边缘浓缩，并形成硬壳。氧化硅迁移的假设通过如图4所示的显微探针分析进行的氧化硅扫描来证实。左图中红色/黄色表示较高的氧化硅浓度。显微探针氧化硅扫描表明没有煅烧时，实施例S1组合物堵塞物边缘中和周围的氧化硅浓度比中央的高。
为了解决氧化硅迁移问题，进行了研究。结果,从小的氧化硅粒度到(具有宽得多的粒度范围的多分散胶体氧化硅)存在变化。的粒度范围D50为约10-100nm粒度分布(PSD)，而中的为约12nmD50。理论上，较大的颗粒的更不容易迁移，使它们分散在堵塞物的中央。中最小的颗粒仍然能迁移并将堵塞物结合到孔道壁上。
图5A显示单模分散胶体氧化硅的透视电子显微镜图像(250,000倍)，其粒度范围D50为约12nm。图5B显示胶体氧化硅的透视电子显微镜图像(200,000)，其包括约70nm的较大粒度范围D50和约12nm的较小粒度范围D50的多分散混合物。
表3显示所研究的实施例S1-S15的粒度分布(PSD),表面积,重量％氧化硅。如上所述地制备这些实施例，但使用如表3所示的不同胶体氧化硅。对于各实施例，提供了如本文所述的横截面,侵蚀,堵塞深度,和堵塞强度测试结果。对于横截面,侵蚀,堵塞深度,和堵塞强度，构建了阈值作为性能指标。字母“A”表明实施例的性能大于或等于该阈值。字母“B”表明实施例的性能低于该阈值。表3还包括了在各实施例S1-S15所用的氧化硅的产品和供应商。因为来自供应商的各产品不同，提供粒度分布(PSD)作为表3中的典型PSD，以及表面积单位是平方米/克(m2/g)和氧化硅的重量百分数(重量％)。在实施例S5中,产品的氧化硅含量太低以至于不能取得堵塞组合物，用字母‘C’表示。
由表3中的结果可知,多分散胶体氧化硅实施例S2的性能比单模细胶体氧化硅实施例S1好。其它实施例S3,S4,和S5性能也低于阈值，在表3中用‘B’表示。但是，实施例S6-S15的性能大于或等于阈值，在表3中用‘A’表示。
图6A和6B显示实施例S1-S15中胶体氧化硅的粒度分布(PSD)和表面积之间的关系。表面积规定紧紧地限制了可能的PSD范围。基于图6A和6B中规定的表面积限制，实施例S2,产生优异的结果。
表3
研究了多种有机和无机粘合剂(胶体氧化硅)含量。使用1,1.5,2,2.5,和3重量％甲基纤维素追加量，制备具有25,30和35重量％多分散胶体氧化硅追加量的样品。发现多分散胶体氧化硅使得能包括较高的无机粘合剂含量和较低的有机粘合剂含量，与包括单模分散胶体氧化硅的组合物相比例如在实施例S1中。使用包括单模分散胶体氧化硅的组合物在制造设备上进行类似的研究。发现较高含量的单模分散胶体氧化硅组合物导致较高的压力，以及制造设备的密封件发生泄漏。因此，从制造加工的角度看，单模分散胶体氧化硅组合物被认为是更不理想的。
从用深粘结剂坝(即,粘结剂足以形成非常长的堵塞物,例如大于约10-12mm)堵塞的零件的堵塞深度测量，发现多分散胶体氧化硅使得能在降低的甲基纤维素含量下形成深的堵塞物。例如,单模分散胶体氧化硅在25重量％单模分散胶体氧化硅时需要约2.5重量％甲基纤维素来取得可接受的堵塞深度。图7显示根据示例性实施方式的组合物的堵塞深度图。在本研究中，只有在最低有机粘合剂含量时的25重量％多分散胶体氧化硅没有取得深的堵塞深度。在最低有机含量时的30重量％多分散胶体氧化硅取得可接受的堵塞深度，尽管是边界线。由图7可知,更多的单模分散胶体氧化硅使堵塞粘结剂流变学变差(限制堵塞深度)，而增加的多分散胶体氧化硅改善堵塞粘结剂流变学(使得能在较低甲基纤维素含量下形成深的堵塞深度)。
空气侵蚀测试是在煅烧的零件(在600℃下热处理3小时)进行的一种简单的实验室测试，用于模拟微粒过滤器(PF)例如柴油机微粒过滤器(DPF)在其寿命中可能经历的除灰过程。将堵塞面切成两半，以暴露堵塞物的中央。例如,图3显示堵塞物的中央是具有单模分散胶体氧化硅组合物的冷固化粘结剂，其中观察到易碎性。最低测试压力是30psi，最大压力是130psi。性能在阈值之上的产品是通过130psi的那些产品。空气侵蚀测试结果作图见图8所示的图。申请人观察到有机粘合剂含量有助于堵塞物中央易碎性。因此，实现可接受的堵塞粘结剂流变学以制备深的堵塞深度同时减少有机物质的量，对于减少堵塞物中央的易碎性是有益的。多分散胶体氧化硅改善堵塞粘结剂组合物，使得形成深的堵塞深度同时降低有机物质的量以减少堵塞物中央的易碎性。
通过利用负载单元从堵塞物底部借助正方形销钉挤压堵塞物进行堵塞压出测试来测定和孔道壁的堵塞粘附(堵塞强度)。测量堵塞深度和随后记录破碎堵塞物和将它从蜂窝体面取出所需的力。
堵塞压出测试结果如图9图形化显示。从图9所示的堵塞压出结果可知，增加含量的多分散胶体氧化硅改善堵塞粘结剂组合物，以抑制有机粘合剂含量对堵塞强度的影响。例如,多分散胶体氧化硅含量为25重量％时,每毫米的煅烧堵塞的蜂窝体结构的堵塞深度的压出强度随着甲基纤维素有机粘合剂的增加而降低。相反，多分散胶体氧化硅含量为30和35重量％时,每毫米的煅烧堵塞的蜂窝体结构的堵塞深度的压出强度几乎不随着甲基纤维素有机粘合剂从1重量％增加3重量％而降低。
图10显示根据一示例性实施方式的施涂到蜂窝体结构的横截的堵塞物的显微探针氧化硅扫描。显微探针氧化硅扫描表明穿过包括多分散胶体氧化硅的堵塞物的氧化硅分布比穿过包括单模分散胶体氧化硅堵塞物的氧化硅分布更均匀得多。图10表明干燥时包括多分散胶体氧化硅的堵塞物发生比干燥时包括单模分散胶体氧化硅的堵塞物更少的氧化硅迁移。图10的显微探针图像中的黄色/红色表示堵塞物中的氧化硅浓度，该堵塞物包括具有多分散胶体氧化硅的冷固化粘结剂。图10的显微探针图像表明与图4包括具有单模分散胶体氧化硅的冷固化粘结剂的堵塞物显微探针图像相比，氧化硅更加均匀地分布于整个堵塞物。
此外，申请人发现通过去除有机粘合剂和增加胶体氧化硅含量来增加批露密度，通过降低颗粒之间的通道的尺寸阻碍氧化硅迁移，即在包括多分散胶体氧化硅的冷固化粘结剂堵塞物中取得更好的颗粒堆积。粘结剂堵塞物的密度比较确认了包括多分散胶体氧化硅的粘结剂堵塞物中的更靠近的颗粒堆积。包括多分散胶体氧化硅的粘结剂堵塞物的密度约比包括单模分散胶体氧化硅的粘结剂堵塞物的密度大6％。在冷固化粘结剂中使用多分散胶体氧化硅的另一意料不到的益处是降低有机粘合剂意味着粘结剂中需要更少的水。表4显示在实验室中混合的具有单模分散胶体氧化硅的冷固化粘结剂批料的7个示例性实施方式的平均密度以及具有多分散胶体氧化硅的冷固化粘结剂批料的8个示例性实施方式的平均密度。
表4
冷固化粘结剂组合物 密度(克/毫升) 批料数目
单模分散胶体氧化硅 1.46 7
多分散胶体氧化硅 1.55 8
图11显示根据堵塞组合物示例性实施方式的堵塞密度图。图8和9作图所示的实施例的密度图11。当因为由多分散胶体氧化硅导致改善的流变学性能而降低有机粘合剂的量时,图11的图形显示密度增加。此外,对于批料组合物中相同量的甲基纤维素，当多分散胶体氧化硅的量增加时，冷固化粘结剂堵塞密度增加，如图11所示。
根据所述组合物示例性实施方式的样品按表2(上)所示来制备，以制备实施例S1和实施例S2冷固化粘结剂组合物。在实施例S1和S2中使用相同重量％堇青石(固体含量),只是类型不同(调节量以说明两种中氧化硅的不同)。图12显示冷固化粘结剂堵塞物的实施例S1和S2组合物，该堵塞物引入蜂窝体孔道、干燥并截开。然后，将截开的堵塞物暴露于130psi下的增压空气。图12显示在热空气干燥(HAD)之后的截开的实施例S1堵塞物(a)和在微波干燥之后的截开的实施例S1堵塞物(b)。热空气干燥的(a)和微波干燥的(b)截开的实施例S1堵塞物呈现易碎的中央。图12显示在热空气干燥(HAD)之后的截开的实施例S2堵塞物(c)和在微波干燥之后的截开的实施例S2堵塞物(d)。从比较图12中截开的堵塞物实施例S1(a)和实施例S2(c)的光学照片可知,多分散胶体氧化硅消除堵塞物被热空气干燥时的易碎的中央。比较图12中截开的堵塞物实施例S1(b)和实施例S2(d)的光学照片,多分散胶体氧化硅最小化堵塞物被微波干燥时的易碎的中央。
图13显示所述组合物的示例性实施方式的削减(cutback)侵蚀结果。在削减侵蚀测试中,与包括单模分散胶体氧化硅的实施例S1组合物的堵塞物相比，包括多分散胶体氧化硅的实施例S2组合物的堵塞物显示基本上较高的削减侵蚀压力。图14显示所示组合物的示例性实施方式的堵塞压出测试结果。根据本文所述的示例性实施方式，使用多分散胶体氧化硅改善截开的冷固化堵塞粘结剂的可见外观以及最小化堵塞物中央的易碎性质，如削减侵蚀结果所示。此外，实施例S2堵塞粘结剂组合物的多分散胶体氧化硅不会不利地影响堵塞粘结剂粘附到蜂窝体孔道壁，如图14的堵塞压出结果所示。
根据所述示例性实施方式，多分散胶体氧化硅无机粘合剂可具有第一粒度分布和大于第一粒度分布的第二粒度分布。第一粒度分布和第二粒度分布可部分重叠，从而出于本发明之目的，第一分布可理解为具有第一峰或第一组峰和第二粒度分布可具有第二峰或第二组峰。在多组峰的情况下，第一组的最上面的峰是最邻近第二组最下面的峰的峰，甚至可能部分重叠。
例如,在一组示例性实施方式中,第一粒度分布的中值粒度(D50)为至少10nm,例如中值粒度(D50)为10-50nm,和还例如中值粒度(D50)为10-40nm,例如中值粒度(D50)为10-25nm,和甚至还例如中值粒度(D50)为15-35nm,和又甚至还例如中值粒度(D50)为20-35nm。作为其它示例，在一组示例性实施方式,第一粒度分布的中值粒度(D50)小于20nm,例如中值粒度(D50)小于25nm。
在一组示例性实施方式,第二粒度分布的中值粒度(D50)为至少40nm,例如中值粒度(D50)为40-300nm,例如中值粒度(D50)为40-100nm,和还例如中值粒度(D50)为50-250nm,和甚至还例如中值粒度(D50)为60-100nm,和又甚至还例如中值粒度(D50)为50-95nm。
例如,多分散胶体氧化硅无机粘合剂可包括这些第一粒度分布和第二粒度分布的任意组合,例如,第一粒度分布的中值粒度(D50)为10-25nm和第二粒度分布的中值粒度(D50)为40-100nm。
根据所述示例性实施方式，第一粒度分布和第二粒度分布可构成大于35重量％的多分散胶体氧化硅无机粘合剂颗粒。例如,在一组示例性实施方式中,第一粒度分布和第二粒度分布可构成大于40重量％的多分散胶体氧化硅颗粒,例如大于50重量％,例如大于60重量％,和还例如大于70重量％,和甚至还例如大于80重量％和又甚至还例如大于90重量％。
除非另有明确说明，本文所述的任何方法绝对没有构成成要求它的步骤必须以特殊的顺序进行。因此，当方法权利要求没有实质上引用它的步骤需要遵循顺序或者没有在权利要求或说明书中以其它方式明确陈述步骤限于特殊顺序时，在任何方面都绝对没有指示某种顺序。
对本领域的技术人员而言，显而易见的是可以在不背离权利要求书的精神或范围的情况下作出各种修改和变动。因为本领域的技术人员可以想到所述实施方式的融合了本发明精神和实质的各种改良组合、子项组合和变化，应认为本发明包括所附权利要求书范围内的全部内容及其等同内容。

Claims (20)

1.一种用于施涂到具有多个平行通道的蜂窝体的组合物,该组合物包括:
具有粒度分布的耐火填料；
有机粘合剂；
无机粘合剂；和
液体载剂；
其中该无机粘合剂包括多分散胶体氧化硅。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述耐火填料包括选自下组的至少一种无机粉末：堇青石、多铝红柱石、钛酸铝、碳化硅、氮化硅、铝酸钙、β-锂霞石和β-锂辉石。
3.如权利要求1-2中任一项所述的组合物，其特征在于，所述耐火填料的中值粒度(D50)为10-50微米。
4.如权利要求1-3中任一项所述的组合物，其特征在于，所述多分散胶体氧化硅包括的表面积小于或等于约150m2/g。
5.如权利要求1-4中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物在小于200℃的温度下固化。
6.如权利要求1-5中任一项所述的组合物，其特征在于，无机粘合剂包括未凝胶化的胶体氧化硅。
7.如权利要求1-6中任一项所述的组合物，其特征在于，所述多分散胶体氧化硅由分散胶体氧化硅组成，所述分散胶体氧化硅包括第一粒度分布和大于第一粒度分布的第二粒度分布。
8.如权利要求1-7中任一项所述的组合物，其特征在于，第一粒度分布包括的D50大于约10nm和小于约40nm，第二粒度分布包括的D50大于约40nm和小于约300nm。
9.如权利要求1-8中任一项所述的组合物，其特征在于，至少15重量％第一粒度分布包括的D50不大于约25nm；和至少15重量％第二粒度分布包括的D50不小于约50nm。
10.如权利要求1-9中任一项所述的组合物，其特征在于，第一粒度分布和第二粒度分布的重量百分数构成多分散胶体氧化硅中大于35重量％的颗粒。
11.一种多孔陶瓷蜂窝体，其包括由多孔陶瓷通道壁围成的多个平行通道,其中选定的通道包括永久密封到通道壁的堵塞物,其中所述堵塞物包括具有粒度分布的耐火填料以及无机粘合剂，其中所述无机粘合剂包括多分散胶体氧化硅。
12.如权利要求11所述的多孔陶瓷蜂窝体，其特征在于，所述耐火填料包括选自下组的至少一种无机粉末：堇青石、多铝红柱石、钛酸铝、碳化硅、氮化硅、铝酸钙、β-锂霞石和β-锂辉石。
13.如权利要求11-12中任一项所述的多孔陶瓷蜂窝体，其特征在于，所述堵塞物在小于200℃的温度下固化。
14.如权利要求11-13中任一项所述的多孔陶瓷蜂窝体，其特征在于，所述多分散胶体氧化硅包括的表面积小于或等于约150m2/g。
15.如权利要求11-14中任一项所述的多孔陶瓷蜂窝体，其特征在于，所述多分散胶体氧化硅由分散胶体氧化硅组成，所述分散胶体氧化硅包括第一粒度分布和大于第一粒度分布的第二粒度分布。
16.如权利要求11-15中任一项所述的多孔陶瓷蜂窝体，其特征在于，第一粒度分布包括的D50为约10nm和小于约40nm，且第二粒度分布包括的D50大于约40nm和小于约300nm。
17.一种用于将堵塞组合物施涂到具有多个平行通道的蜂窝体的方法,所述方法包括:
将一种组合物施涂到蜂窝体，该组合物包括：
具有粒度分布的耐火填料；
有机粘合剂；
无机粘合剂；和
液体载剂；
其中该无机粘合剂包括多分散胶体氧化硅。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括在小于200℃的温度下固化所述组合物。
19.如权利要求17-18中任一项所述的方法，其特征在于，所述多分散胶体氧化硅由分散胶体氧化硅组成，所述分散胶体氧化硅包括D50小于约25nm的第一粒度分布和D50大于约40nm的较大第二粒度分布。
20.如权利要求17-19中任一项所述的方法，其特征在于，所述多分散胶体氧化硅包括的表面积小于或等于约150m2/g。
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