CN1263517A - 形成和成型塑化混合物的改进方法和由该方法制得的生坯 - Google Patents

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Abstract

公开了粉末混合物以及形成和成型该混合物的方法。该方法包括:混合粉末材料、粘合剂、粘合剂的溶剂、表面活性剂和至少对于粘合剂、溶剂和粉末材料的非溶剂这些组分。所述非溶剂的粘度低于与溶剂结合的粘合剂的粘度。溶剂的存在量低于其它方式中的存在量。混合并塑化各组分,并成型形成生坯。选择各组分以得到改进的生坯的湿生坯强度。该方法特别适用于挤出加工含水粘合剂体系(如水和纤维素醚)和疏水非溶剂,形成结构体(如蜂窝体)。在该坯体中,在随后烧制时等压强度与A轴强度的比值比不使用本发明混合物组合物制得的坯体的该比值高出至少约20%。蜂窝体在烧制时等压强度与A轴强度的比值至少约为0.33。

Description

形成和成型塑化混合物的改进方法 和由该方法制得的生坯
本申请要求以下申请的利益：美国临时申请No.60/055,184，申请日1997年8月8日，题目：化学激活塑化粘合剂来形成和成型塑化混合物的改进方法；No.60/069,637，申请日：1997年12月15日，题目：形成和成型塑化混合物的改进方法；以及No.60/057,695，申请日1997年8月27日，题目：通过机械激活塑化粘合剂来形成和成型塑化混合物的改进方法(所有这些专利都是DeviChalasani的)。
                       发明的领域
本发明涉及形成和成型硬的塑化粉末混合物的方法，所述混合物含有粘合剂、用于该粘合剂的溶剂、表面活性剂和一种至少不溶解粘合剂、粘合剂的溶剂和粉末材料的组分(被称为非溶剂)。溶剂的存在量小于不含非溶剂时的溶剂存在量。这些混合物组分的结合能使生坯的湿生坯强度比其它方式下有所提高。而且，这种湿生坯强度的增加不会成比例地增加压力和扭矩。同样，在上述混合物的挤出过程中，挤出物或生坯的形状在它们一从模头中出来以后就得以保持，没有滞后的时间。
                         发明的背景
具有纤维素醚粘合剂的粉末混合物可用于形成多种形状的制品。例如，陶瓷粉末混合物可成型为蜂窝状，用作催化和吸附用途的基材。混合物必须是经过良好混合且均匀的，为的是所得坯体具有在尺寸和形状上的良好完整性和均匀的物理性能。混合物除了含有粘合剂以外，还包含有机添加剂。这些添加剂可以是表面活性剂、润滑剂和分散剂，它们用作加工助剂以增强润湿性，从而制得均匀的批料。
在由高度填充的粉末混合物挤出坯体，尤其是多孔坯体(如蜂窝体)这一方面，目前主要的需要是能挤出较硬的坯体但不会导致压力成比例地上升。这一需要的重要性与日俱增，因为在各种用途中都越来越需要壁较薄、孔密度较高的多孔状结构。现有技术制得的薄壁产品在不产生变形的情况下很难加工。
对于蜂窝状基材而言，快速固化特性是很重要的。如果蜂窝体的孔壁可以在形成之后快速固化，那么生坯的尺寸就不会在随后的切割和加工步骤中发生变化。对于脆性、壁薄或复杂形状的产物，或者具有大面积正面的产品尤其如此。
已有的快速硬化方法包括使用快速固化蜡的时间滞后的硬化(例如披露于美国专利5,568,652)和/或在模头出口处施加外部场(如电场、超声场后RF场)。所有这些方法均涉及到软性批料的挤出。在过去，对于高度填充的陶瓷混合物，软性批料能得到更好的挤出质量。用当前的批料组分(即纤维素醚粘合剂)，减少水和/或添加剂(如牛脂钠或硬脂酸钠)的量来挤出较硬的陶瓷批料的尝试并不是非常成功，因为由较细颗粒的碰撞会产生较高的挤出压力，并且所使用的材料具有磨蚀性。
对较薄片材(1-2密耳)/高密度的多孔产物挤出成形的需要日益增长，这使得批料必需一从模头中出来就立即硬化。
本发明满足以下需求：硬批料的瞬时形成(这特别有利于挤出薄壁蜂窝体)和批料一从模头挤出就立即保持挤出坯体的形状。
                       发明的概述
根据本发明的一个方面，提供了粉末混合物以及形成和成型该混合物的方法。该方法包括：混合粉末材料、粘合剂、粘合剂的溶剂、表面活性剂和至少对于粘合剂、溶剂和粉末材料的非溶剂这些组分。该非溶剂的粘度低于与溶剂结合的粘合剂的粘度。溶剂的存在量低于其它方式下的存在量。将各组分混合并塑化，成形为生坯。各组分的选择会使生坯的湿生坯强度提高。
该方法特别适用于将含水粘合剂体系(如水和纤维素醚)和疏水非溶剂挤出加工形成结构体(如蜂窝体)。
根据本发明的另一个方面，提供了一种蜂窝体，它在烧制时等压强度(isostaticstrength)与A轴强度的比值至少约为0.33。
                        附图的简要说明
图1是代表本发明和非本发明的例子的硬度/形变数据的图表。
                        发明的详细说明
本发明涉及一种形成和成型硬的塑化粉末混合物的方法，所述粉末混合物包含粘合剂、粘合剂的溶剂、表面活性剂和一种至少基本上不溶解粘合剂、粘合剂的溶剂和粉末材料的组分。最后的那个组分被称为非溶剂，尽管实际上粘合剂和溶剂在该非溶剂中会有一些溶解度，只要非溶剂的粘度不发生显著的变化，并且由粘合剂和溶剂结合而形成的凝胶不会因为有一些溶解在非溶剂中而变弱。较好的是粘合剂及其溶剂完全不溶于非溶剂中。这些混合物组分的结合能使生坯的湿生坯强度比其它方式下有所提高。而且，这种湿生坯强度的增加不会成比例地增加形成的压力和混合的扭矩。同样，在上述混合物的挤出过程中，挤出物或生坯的形状在它们一从模头中出来以后就得以保持，没有滞后的时间。
在过去，给定组成的混合物或批料可以通过除去液体而变硬。但是挤出这样的硬批料会导致挤出压力和扭矩成比例地增加，伴随着流动缺陷的增加，如蜂窝体中的溶胀坯料或变形坯料。本发明的方法能够形成(如挤出)硬批料，而不会对诸如压力、扭矩和流动特性这些性能产生不利影响。
该方法包括在混合批料的塑化阶段中瞬时形成硬批料。通过提高批料中的粘合剂与溶剂的比值在塑化过程中形成硬批料。这是通过部分除去赋予批料塑性的溶剂来完成的。向批料中补充加入一种至少基本上不溶解粘合剂、溶剂和粉末材料的组分，该组分被称为非溶剂。该非溶剂并不赋予批料以塑性，它补充失去的溶剂。该非溶剂提供了成型所必需的流动性，同时也保持了硬的批料。这不同于溶剂，溶剂既提供了流动性又用作溶解粘合剂的介质，这会得到软性批料。
通过增强溶剂和批料中粘合剂的凝胶强度来提高硬度。此处的凝胶化是指当粘合剂和它的溶剂混合时发生的增稠现象。通过从批料中部分除去在过去存在的溶剂来提高粘合剂与溶剂的重量比，由此提高粘合剂的凝胶强度。
在本发明之前，如果要降低溶剂含量，粘合剂和批料将丧失使粘合剂完全塑化所必需的溶剂，这是在溶剂和批料中形成非常硬的强粘合剂凝胶所必需的。溶剂中粘合剂有效浓度增加会导致当这些批料被成型时压力、扭矩和流动缺陷成比例地增加。
在本发明中，通过使用非溶剂来增强失去溶剂的硬批料的可成形性。批料的非溶剂组分提供了挤出所必需的流动性，同时保持溶剂中粘合剂凝胶的硬度。虽然不希望受到理论的限制，但我们认为通过存在于两个关键界面上的非溶剂能增强可成形性：(1)批料和成型设备壁之间的界面，例如在挤出操作中成型设备壁是模头/挤出机壁、前端金属附件(网叠、均化流动控制部件)，和(2)各个粉末颗粒之间的界面。
高度填充的混合物是指混合物中的固体对液体的含量比高。例如，混合物中的粉末材料含量通常至少约为45％(体积)，最典型的至少约为55％(体积)。
如前所述，高度填充的混合物或批料的组分是：(1)粉末或粉末的混合物，(2)粘合颗粒的粘合剂，(3)提供塑性的粘合剂溶剂(粘合剂溶解在该溶剂中以提供塑性)，(4)至少对于粘合剂、溶剂和粉末材料的非溶剂，和(5)表面活性剂，它用作润滑剂/分散剂将粉末分散在塑化混合物中。当粘合剂溶解在溶剂中，所得的凝胶是粘弹性的，即凝胶的特征是度量硬度的弹性成分和度量体系流动性的粘性成分。弹性成分是典型的似固体行为，而粘性成分是典型的似流体行为。在本发明中，部分除去溶剂会使得粘合剂-溶剂凝胶的弹性成分与已有批料相比有显著的改进。
                          粉末材料
通常的粉末是无机物质，如陶瓷、玻璃陶瓷、玻璃、分子筛、金属，或者它们的结合。
本发明尤其适合于与陶瓷一起使用，尤其是与形成堇青石和/或富铝红柱石的原料粉末一起使用。
陶瓷、玻璃陶瓷和玻璃陶瓷粉末是指那些材料和它们的预烧制的前体。结合是指物理或化学的结合，如混合物或复合物。这些粉末材料的例子是堇青石、富铝红柱石、粘土、滑石、锆石、氧化锆、尖晶石、氧化铝及其前体、二氧化硅及其前体、硅酸盐、铝酸盐、硅铝酸锂、长石、二氧化钛、熔凝硅石、氮化物、碳化物、硼化物，如碳化硅、氮化硅、碱石灰、硅铝酸盐、硅硼酸盐、苏打硼硅酸钡，或者这些物质的混合物，以及其它物质。
特别合适的是陶瓷材料，如烧制时产生堇青石、富铝红柱石或它们的混合物的陶瓷材料，这些混合物的一些例子是约2-60％富铝红柱石和约30-97％堇青石，允许存在其它相，通常最多约为10％(重量)。美国专利3,885,977(于此参考引用于本发明中)披露了一些用于形成堇青石的陶瓷批料组合物，这些组合物特别适用于本发明的实践。
根据较佳的实施方案，烧制时最终形成堇青石的一种组合物具有如下的重量百分数，但是应该理解本发明不限于此：约33-41、最好约为34-40的氧化铝，约46-53、最好约为48-52的二氧化硅，以及约11-17、最好约12-16的氧化镁。
粉末可以是合成制得的材料，如氧化物、氢氧化物等，或者它们可以是天然矿物，如粘土、滑石或这些物质的组合。本发明不局限于粉末或原料的类型。它们可根据坯体需要的性能进行选择。
以下给出了一些典型类型的粉末材料。粒度是用Sedigraph分析法测得的粒径中间值，表面积是N2BET表面积。
一些类型的粘土是非分层高岭土(non-delaminated kaolinite)原料，如HydriteMPTM粘土或Hydrite PXTM粘土，分层高岭土(delaminated kaolinite)，如KAOPAQUE-10TM(K10)粘土和煅烧粘土，如Glomax LL。所有以上指出的材料是由Dry Branch Kaolin，Dry Branch，Georgia出售的。
一些典型类型的滑石是表面积约为5-8米2/克的滑石，如Barretts Minerals以MB 96-67牌号提供的产品。
一些典型的氧化铝是粗粒氧化铝，例如Alcoa公司的Alcan C-700系列(如C-701TM)或者细粒氧化铝，如A-16SG。
一种典型的二氧化硅是粒度约为9-11微米、表面积约为4-6米2/克的二氧化硅，如Unimin Corporation出售的IMSILTM。
在过滤材料的用途中(如柴油机粒状过滤材料)，通常在混合物中混入烧毁剂(burnout agent)，烧毁剂的用量能有效地随后得到高效过滤所需的多孔性。烧毁剂是任何在烧制步骤中生坯中烧毁粒状物质(不是粘合剂)。可以使用的一些类型的烧毁剂是在室温下为固体的非蜡质有机物质，元素碳，以及这些物质的组合，但是应该理解本发明不局限于这些例子。一些例子是石墨、纤维素、面粉等。较好的是粒状元素碳。石墨是特别好的，因为它对于加工的不利影响最小。例如，在挤出工艺中，当使用石墨时混合物的流变性能良好。石墨的用量通常约为10-30％，更好约为15-30％(重量)，以粉末材料计。
分子筛也可以成型为本发明的生坯。分子筛是具有其大小适合于吸附分子的孔的结晶物质。分子筛可以是结晶形式或铵型或氢型，或者与阳离子进行离子交换或者浸渍阳离子。分子筛在形成坯体之前或形成产物体之后可以形成离子交换的形式，或者浸渍阳离子。离子交换和浸渍方法是熟知的方法。这些处理方法都在本发明的范围内。
较适宜本发明实践的一些类型的分子筛是碳分子筛、沸石、金属磷酸盐、硅铝磷酸盐，以及这些物质的组合。碳分子筛具有用碳材料制造的很好限定的微孔。
尤其适合于本发明的分子筛是沸石。一些合适的沸石是pentasil，如ZSM-5，Y，如超稳定Y，β，丝光沸石，X，如13X，或它们的混合物。
任何可烧结的金属或金属组合物都可用于本发明的实践。尤其适合的是铁族金属、铬、和铝组合物，较好的铁族金属是铁。特别好的是Fe、Al和Cr。例如，Fe5-20Al5-40Cr和Fe7-10Al10-20Cr粉末和其它可能的添加剂是特别适合的。一些典型的金属粉末组合物揭示于美国专利4,992,233、4,758,272和5,427,601中，这三篇专利于此参考引用于本发明中。美国专利4,992,233涉及由Fe和Al以及可任选的Sn、Cu和Cr添加剂的金属粉末组合物制备多孔的烧结坯体的方法。美国专利5,427,601涉及多孔的烧结坯体，它基本上由以下物质组成(以重量百分数计)：约5-40铬、约2-30铝、0-约5的特殊金属、0-约4的稀土氧化物添加剂和余量的铁族金属以及不可避免的杂质(如Mn或Mo)，较佳的铁族金属是铁。当存在稀土氧化物时，特殊金属是Y、镧系元素、Zr、Hf、Ti、Si、碱土金属、B、Cu和Sn中的至少一种。当不存在稀土氧化物时，特殊金属是Y、镧系元素、Zr、Hf、Ti、Si和B中的至少一种，可以任选地加入碱土、Cu和Sn。
一般来说，粉末材料是细粉末(不同于粗粒材料)，其中的一些组分可以当例如与水混合时提供塑性(如粘土)，或者当与有机粘合剂混合时能够提供塑性。
粘合剂、溶剂和非溶剂的重量百分数是作为对非有机固体物质的添加物用下式计算得到的：
                            粘合剂
粘合剂的功能是粘合无机粉末，当与溶剂混合时赋予批料以塑性。用于本发明较好的粘合剂是水基的，即能够与极性溶剂形成氢键。粘合剂的例子是纤维素、淀粉、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、树胶(如瓜耳树胶、黄原胶、角叉菜胶(carageenan)等)、藻酸盐、聚环氧乙烷、聚酰胺和/或聚丙烯酸酯。粘合剂和交联剂的组合也可以用作粘合剂组分(如聚乙烯醇和硼砂、聚丙烯酸酯和聚乙烯醇)。也可以使用经过疏水改性的含水粘合剂。
特别可用于本发明实践的是用于含水体系的纤维素醚粘合剂。
本发明的一些典型的纤维素醚粘合剂是甲基纤维素、乙基羟乙基纤维素、羟丁基甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丁基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素钠，以及它们的混合物。甲基纤维素和/或甲基纤维素衍生物特别适合于用作本发明实践的有机粘合剂，较好的是甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素，或者它们的混合物。纤维素醚的较佳来源是来自Dow Chemical Co.的Methocel A4M、F4M、F240和K75M纤维素产物。Methocel A4M纤维素是甲基纤维素。Methocel F4M、F240和K75M纤维素产品是羟丙基甲基纤维素。
较佳的纤维素醚粘合剂(如甲基纤维素)的性能是保水性、水溶性、表面活性或润湿能力，增稠混合物，向生坯提供湿或干的生坯强度、热胶凝(thermalgelation)和在含水环境中的疏水缔合(hydrophobic association)。较好的是纤维素醚粘合剂能促进与非溶剂的疏水缔合和与溶剂的氢键相互作用。提供与非溶剂进行疏水缔合的取代基团的例子是甲氧基、丙氧基和丁氧基。这些提供疏水缔合的取代基还有助于粘合剂的凝胶强度。能使与极性溶剂(如水)的氢键相互作用最大化的取代基是羟丙基和羟乙基，程度较小的是羟丁基。以上这些性能的结合使得粘合剂能够存在于溶剂和非溶剂的界面。
能提供特别好的疏水-亲水平衡的纤维素醚是羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素，羟乙基或羟丙基与甲基、乙基、丙基和丁基纤维素的结合。
取代基沿聚合物链的分布(无规对嵌段)也对决定粘合剂凝胶强度起到了关键作用。嵌段取代比无规取代提供了更高的凝胶强度。
随着溶剂中粘合剂浓度的增加，凝胶强度也增加。溶剂中粘合剂浓度的这一增加降低了热胶凝的温度。
有机粘合剂通常占粉末材料的约2-12％(重量)，更好的约2-4％(重量)。
                             溶剂
溶剂提供了溶解粘合剂的介质，从而向批料提供了塑性并能润湿粉末。溶剂可以是水基的，通常是水或可水混溶的溶剂；或者是有机基的。最有用的是提供粘合剂和粉末颗粒水合作用的水基溶剂。
                            非溶剂
非溶剂至少不是粘合剂、溶剂和粉末材料的溶剂。非溶剂的粘度低于粘合剂-溶剂结合的粘度。纤维素醚粘合剂部分地溶解在非溶剂中会使得非溶剂的粘度增加，成型硬批料所需的润滑性能丧失。这会使得成型压力和扭矩增加。非溶剂的作用是提供成型所必需的流动性，同时保持溶剂中的粘合剂强度。非溶剂可以具有溶解的表面活性剂、辅助粘合剂、润滑剂和增强流变性能的添加剂。溶解的物质的量应该不会对混合物的流变性能产生不利影响。
在含水粘合剂体系的情况下，非溶剂是比溶剂(如水)中的粘合剂更疏水的。一种较佳的粘合剂-溶剂组合是纤维素醚在水中。在这种组合中，非溶剂通过粘合剂的甲氧基取代基发生疏水性的缔合。这一组合对于形成堇青石和/或富铝红柱石的原料粉末是特别有利的。
对于水基的粘合剂溶剂(如水)，非溶剂可以选自合成物质和天然物质。
这些非溶剂的例子是烃、硅氧烷、氟化合物、磷酸酯、酯类、液态CO2、超临界流体(如超临界CO2)和温度在给定纤维素醚热胶凝温度以上的热水，以及它们的混合物。当热水用作非溶剂时，它与至少一种其它非溶剂组分组合。
有用的烃的例子是烷烃、烯烃、炔烃、环脂族化合物、合成的润滑剂基原料(工业、汽车业、农业)、聚烯烃和芳族化合物。这些类型的材料的例子是石蜡油，如矿物油、氢化聚丁烯、α-烯烃、内烯烃、聚苯醚、聚丁烯和聚异丁烯。
酯的例子是合成的一酯和二酯，和天然脂肪酸酯(甘油酯)。一酯和二酯的例子是己二酸酯、邻苯二甲酸酯、多元醇酯(如三羟甲基丙烷和季戊四醇)。脂肪酸酯的例子是天然植物和动物的甘油酯，如大豆油、向日葵、棕榈、玉米、椰子、棉籽、蓖麻油、花生油、香精油(玫瑰、茉莉、柑桔、酸柠檬等)、大豆脂肪酸、牛脂、腊肉油脂、猪油和鱼油。
非溶剂也可以是固体，只要它们在固体的熔点或以上进行加工。例如，碳链长度大于22个的脂肪酸和脂肪醇可以单独使用或者与其它非溶剂组分结合使用。
一些特别有用的非溶剂是烃、分子链具有大于22个碳原子的脂肪酸、分子链具有大于22个碳原子的脂肪醇、分子链具有14个或更多个碳原子的天然酯、合成酯，以及它们的组合。
特别好的非溶剂是矿物油、脂肪酸甘油酯、一酯、二酯，以及它们的组合。
最好的是轻矿物油、玉米油、高分子量的聚丁烯、多元醇酯、轻矿物油和蜡乳状液的混合物、石蜡在玉米油中的混合物，以及它们的组合。
也可以通过在批料中使用添加剂将用于粘合剂的溶剂制成起粘合剂的部分非溶剂和部分溶剂的作用。例如，在水基溶剂(如水)和纤维素醚粘合剂的情况下，对水的亲合力大于对纤维素醚粘合剂的亲合力的添加剂能使纤维素醚脱水。添加剂可用来改变水的溶剂-非溶剂特性。脱水的程度取决于添加剂的浓度。水的溶剂/非溶剂平衡可以用添加剂的类型和浓度加以调节，这些添加剂如甘油、玉米浆、槭糖浆、蔗糖、山梨醇和电解质(如碱金属和碱土金属的盐)。
                         表面活性剂
表面活性剂在决定无机粉末之间、无机物质和有机物质之间以及有机体系组分之间的界面性能上起到了重要的作用。表面活性剂在决定粘合剂的凝胶强度、粘合剂凝胶对无机物质的粘合力以及非溶剂对粘合剂的粘合力方面有着最大的影响。它能促进溶剂和非溶剂之间的乳化。较好的表面活性剂在溶剂和非溶剂之间的界面上与粘合剂共存。在形成的混合物中，表面活性剂是至少部分混溶于溶剂和非溶剂中的。它分散/润湿无机粉末。
一般来说，表面活性剂本身(不含其它物质)是较好的，它于室温不溶于溶剂中。
可用于本发明实践的一些表面活性剂是C8-C22脂肪酸和/或它们的衍生物。可以与这些脂肪酸一起使用的其它表面活性剂组分是C8-C22脂肪酯、C8-C22脂肪醇，以及它们的组合。较好的表面活性剂是硬脂酸、月桂酸、油酸、亚油酸、棕榈油酸以及它们的衍生物，硬脂酸和十二烷基硫酸铵的组合，以及这些物质的组合。最好的表面活性剂是月桂酸、硬脂酸、油酸，以及它们的组合。与后一组表面活性剂一起使用的特别好的非溶剂是轻矿物油。
对硬度有贡献的主要的相互作用是粘合剂与(1)溶剂、(2)表面活性剂、(3)表面活性剂-溶剂、(4)无机物质-溶剂和(5)无机物质-表面活性剂-溶剂的相互作用。
                        粘合剂-溶剂
当溶剂中粘合剂的浓度增加时，观察到来自粘合剂-溶剂相互作用的硬化。粘合剂浓度可以通过部分除去溶剂或者进一步增加粘合剂用量来提高。在本发明中，通常是通过部分除去溶剂来提高粘合剂浓度。当部分除去溶剂时，粘合剂被剥夺了完全塑化所需的溶剂。这导致非常强的粘合剂凝胶，它很硬，并不具有过度的塑性。无机颗粒和强粘合剂凝胶的粘合导致硬度非常硬的批料。
           粘合剂-表面活性剂和粘合剂-表面活性剂-溶剂
表面活性剂的类型和用量对于决定塑化粘合剂所需的溶剂量很重要。如果表面活性剂使得粘合剂过度地溶于溶剂中，它会导致弱凝胶。当表面活性剂阻碍粘合剂(化学、机械或热方面的粘合剂)溶于溶剂中时也会形成弱凝胶。这会导致非塑化的批料。
      粘合剂-无机物质-溶剂和粘合剂-无机物质-表面活性剂-溶剂
无机物质的类型和浓度对液体总体要求有影响，总的液体要求又影响到粘合剂可得到的溶剂量。同样，表面活性剂的类型对于分散颗粒和影响批料的溶剂总体要求起着重要的作用。
一些有用的混合物组成是(以占粉末材料的重量百分数计)：约2-50％非溶剂、约0.2-10％表面活性剂、约2-10％纤维素醚粘合剂和约6-50％水。更有利的混合物组成是(以占粉末材料的重量百分数计)是约5-10％非溶剂、约0.2-2％表面活性剂、约2.5-5％纤维素醚粘合剂和约8-25％水。应该理解，对于具有非常高表面积(如＞20米2/克)的粉末材料，需要更多的水。然而，根据本发明，所需的水量小于其它方式所需的量。
                       形成批料的技术方法
为了得到最佳的结果，加入各种批料组分的次序是很重要的。较好的是以两步法形成批料，然后进行成型步骤。
在形成批料的第一步或润湿步骤中，例如在Littleford混合机中干混合粉末颗粒、表面活性剂和粘合剂，然后加入溶剂。溶剂的加入量少于塑化批料所需的量。将水用作溶剂，水与粘合剂和粉末颗粒进行水合。然后，向混合物中加入非溶剂以润湿粘合剂和粉末颗粒。非溶剂的表面张力通常低于水的表面张力。因此，非溶剂比溶剂润湿颗粒更容易得多。在这一步骤中，粉末颗粒被表面活性剂、溶剂和非溶剂包覆并通过它们进行分散。
较好的是在第二步中发生塑化。在该步骤中，将第一步中得到的湿的混合物在任何合适的混合机中进行剪切，在混合机中批料将被塑化。所述混合机例如是双螺杆挤出机/混合机、螺旋混合机、研磨混合机或双臂混合机等。在塑化过程中，粘合剂溶解在溶剂中，形成凝胶。所形成的凝胶是硬的，因为体系非常缺乏溶剂。表面活性剂使得粘合剂-凝胶能够附着在粉末颗粒上。非溶剂部分地迁移到颗粒聚集体外部(颗粒之间区域)以及批料和盛装批料的容器(如混合机或挤出机或模头)壁之间的界面。这得到内部硬的、外部润滑的批料。
因此，批料是颗粒的体系，这些颗粒被粘合剂凝胶束缚/粘结的溶剂/表面活性剂/非溶剂分开，粘合剂凝胶还进一步包覆有非溶剂和表面活性剂的膜。不希望受到理论的限制，认为该体系最重要的部分是粘合剂/表面活性剂在溶剂和非溶剂润滑液体之间的界面上共存。在该界面上的粘合剂和表面活性剂与溶剂形成氢键，与非溶剂疏水缔合。如果表面活性剂代替了界面上的粘合剂，它会得到软的批料或非塑化的批料。
然后，用成型塑化混合物的任何已知方法，例如挤出、注塑、滑移浇铸、离心浇铸、压力铸造、干压等将所得的硬批料成型为生坯。本发明特别适合于通过模头挤出。
可以使用液压柱塞式挤出压机(hydraulic ram extrusion press)或两段脱气单螺旋挤出机或双螺杆混合机(其模头组件与出料端相接)来完成挤出操作。在双螺杆混合机中，根据材料和其它工艺条件选择合适的螺杆部件，以产生足够的压力将批料压过模头。挤出可以是垂直或水平的。
经过模头的总挤出压力是由进入模头的压力和经过模头的压力降组成的。由于硬批料产生的较高入口压力被经过模头的大得多的压力降所抵销。结果，经过模头的挤出总压力不比在过去的批料中的挤出总压力大。
当硬批料经过挤出机和模头时，颗粒间区域内和批料与挤出机/模头壁间界面上的润滑液膜提供了保持硬批料较低总挤出压力所必需的润滑能力。如果在第二步(即塑化步骤)中的混合过程不是高度剪切的，那么在经过模头挤出时会发生塑化，因为经过模头的高度剪切，如在形成蜂窝体的过程中经过槽和孔。
由非溶剂提供的润滑作用使得硬批料在模头/挤出机的壁上滑移。当硬批料挤出时，在经过模头的高剪切位置处，非溶剂部分地从批料中挤出到批料和模头/挤出机壁之间的界面上。非溶剂比溶剂优先地迁移到界面上的驱动力是来自：(1)非溶剂的粘度显著地低于粘合剂-溶剂凝胶或混合物的粘度，(2)非溶剂与溶剂不相容，即在水基溶剂的情况下对溶剂的疏水性，以及(3)溶剂通过水合作用被粘合剂和无机物质约束，与之相反，非溶剂可以自由地迁移。
本发明一个出人意料的益处是可以在非常低的温度下进行成型(如挤出)，即比已有可能的温度至少低约25％。较低温度加工的优点之一是本发明的较低温度能够以高于过去的批料的进料速率(至少2倍，通常约为2-2.5倍)进行挤出。观察到的温度降低是因为混合扭矩降低。混合扭矩降低是因为颗粒间的摩擦较低和批料与挤出机/模头壁间的摩擦较低。较低的温度使得纤维素醚粘合剂能够在大大低于热胶凝温度的温度下(至少低25％)被加工。本发明出人意料的优点是它提供了一种纤维素醚粘合剂(在作为溶剂的水中)可以以较高的生产量、较高的凝胶强度进行加工的方法。这与过去的批料形成直接对比，过去的批料较高的生产能力是通过使用低凝胶强度的纤维素醚而得到的，它们在高频干燥时会转化成干泡。此外，在生产量增加的情况下批料的加热速率明显地低于过去的批料。
本发明的可挤出性优点是：(1)成型坯体周边处的孔正交性，以及(2)光滑的表层。
本发明的硬批料显示了良好的模头处形状保持性。在多孔结构的情况下，在接近表层的坯体周边处的孔正交性大大地提高了。
可挤出性受硬批料影响的一个部分是表层恶化。很硬的批料以较低的速度(＜1.52cm/sec或＜0.6″/秒)挤出容易在批料从模头中出来时发生分离和裂开。表层恶化可以通过增加双螺杆和柱塞式(RAM)挤出的剪切速率加以克服。通过提高挤出速度(进料速率和/或螺杆rpm)可以提高双螺杆中的剪切速率。在RAM中，可以通过提高活塞速度来提高挤出速度。
较高的剪切速率/挤出速度是非溶剂部分迁移至批料一壁界面而提供光滑表层的驱动力。本发明很硬的批料在较高的挤出速度(即＞1.52厘米/秒(＞.6″/sec))时显示优良的光滑表层流。
本发明特别好的是以通常约为2.54-12.7厘米/秒(1-5″/sec)的速度柱塞式和双螺杆挤出蜂窝体。
本发明的坯体可以具有任何便利的尺寸和形状，本发明适用于所有成型塑性粉末混合物的方法。该方法特别适用于制备多孔整块坯体(如蜂窝体)。多孔坯体可用于多种场合，如催化、吸附、电加热的催化剂、过滤材料(如柴油机粒状过滤材料)、熔融金属过滤材料、再生器芯等。
蜂窝体的密度通常在约235孔/厘米2(1500孔/英寸2)至约15孔/厘米2(100孔/英寸2)的范围内。用本发明方法制得的蜂窝体的例子是那些具有约94孔/厘米2(约600孔/英寸2)或者约62孔/厘米2(约400孔/英寸2)，并且壁厚都约为0.1毫米(4密耳)的蜂窝体，但是应该理解本发明不局限于这些例子。一般的壁厚约为0.07-0.6毫米(约3-25密耳)，但是使用较好的设备时厚度也可以约为.02-.048毫米(1-2密耳)。该方法特别适合于挤出薄壁/高孔密度的蜂窝体。
本发明的固有的材料硬度或湿生坯强度通常约为过去的混合物的2-2.5倍。
对于具有大正面的蜂窝体，硬化是重要的。例如，通常直径约12.7-22.9厘米(5-9″)、孔密度较低且壁非常薄(如.07-.12毫米(3-5密耳))的蜂窝体当离开挤出模头时是很脆弱会变形的。根据本发明，在坯体的周边处没有孔变形，并且形状有显著的改进。因此，本发明的快速硬化效应对于上述结构体是特别有利的。
除了批料的硬度，本发明另一个重要的优点是生坯的形状保持性得到了改进。形状保持性在形成复杂结构体时是特别有利的。薄壁多孔基材(如3-6密耳或更薄)的形状通常在双螺杆挤出的进料速率为2-2.5倍和柱塞式挤出的挤出速度较高时得以保持。
本发明制得的坯体在烧制时显示的强度值高于由过去的批料(即没有本发明组成中的非溶剂、表面活性剂和粘合剂的组合)制得的坯体。这在蜂窝体的ISO强度(等压强度)对A轴强度测量值的比值中特别明显。本发明实践中的等压强度度量是3-D等压强度，试验是用液压进行的。A轴是沿轴向的轴。A轴强度是压碎强度测量值。一般来说，该比值至少比用过去的批料得到的结果至少高出约20％，更通常的是高出约20-50％。ISO强度(等压强度)与A轴强度的比值一般至少约为0.33。
本发明的另一个优点是它减少了挤出模头和螺杆部件的磨损，从而延长了它们的寿命。
然后，可以按照已知技术干燥和烧制生坯，不同的是干燥时间会由于生坯中的水分较少而缩短。同样，与过去的批料相比，需要的干燥能量较小。这在高频干燥操作中是特别有利的。
温度和时间这些烧制条件取决于坯体的组成、大小和几何形状，本发明不局限于特定的烧制温度和时间。例如，对于主要用于形成堇青石的组合物来说，温度通常约为1300-1450℃，这些温度下的保持时间约为1-6小时。对于主要用于形成富铝红柱石的混合物来说，温度是约1400-1600℃，这些温度下的保持时间是约1-6小时。对于得到上述堇青石-富铝红柱石组合物的形成堇青石-富铝红柱石的混合物而言，温度约为1375-1425℃。烧制时间取决于诸如材料的类型和用量以及设备的性能这些因素，但是总烧制时间通常约为20-80小时。对于金属坯体，温度约为1000-1400℃，在还原气氛(较好的是氢气)中烧制。烧制时间取决于如上所述的因素，但是通常至少约为2小时，通常约为4小时。对于沸石坯体，温度约为400-1000℃，在空气中烧制。烧制时间取决于如上所述的因素，但是通常约为4小时。
给出以下实施例来更全面地说明本发明，但是这些实施例没有限制作用。除非另外指出，所有的份、部分和百分数都是以重量计的。
实施例1  多种非溶剂、表面活性剂和粘合剂
由表1、2和3所列的组分制得多种均匀的混合物组合物，将它们挤出形成带和棒。用于比较本发明例子和过去的批料的参数是布拉本德混合机的混合扭矩、棒和带的挤出压力，以及带子硬度(ribbon stiffness)(负荷/形变(L/D))。布拉本德混合扭矩被表示为“峰值”和“端值”扭矩。峰值扭矩是混合过程中润湿粉末的容易性或初始扭矩的量度，而端值扭矩表示的是稳定状态下的扭矩，通常与双螺杆挤出或单螺杆挤出过程中观察到的扭矩相关。
本发明中所用的固有的材料硬度或湿生坯强度被称为负荷对形变的比(L/D)。硬度(L/D)如下测量：首先用毛细管流变仪挤出厚度约为3.1毫米(1/8″)的带子。然后，以给定的速度向活塞施加负荷，测量带子的形变，如此测得带子的硬度。负荷对形变的比是固有的材料硬度的量度。L/D越高，批料的硬度就越大。
用于测量蜂窝体湿强度的硬度的第二度量标准被称为落球法硬度。用适合于此类试验的费歇尔科学针入式硬度计(Fischer Scientific Penetrometer)进行落球试验。将固定在冲杆底部的一个给定重量的球释放，使其落到试验样品上。测量落球在样品上形成的凹坑。凹坑的程度是样品的硬度或缺乏硬度的量度。对于给定的负荷，落球值越小，批料的硬度就越大，落球值小于约80被认为是硬批料。
每种组合物的结果总结于表1、2和3。
表1示出了本发明所用的非溶剂的例子。过去的批料或非本发明的批料被称为“比较例”。结果表明，在试验误差范围内，本发明的混合扭矩(包括峰值扭矩和端值扭矩)低于比较例。换句话说，即使带子的硬度(L/D)高于比较例(至少高出约25％)，它们的加工扭矩和压力也等于或小于比较例。
将本发明表面活性剂的例子与过去或非本发明的例子(牛脂钠)(称为“比较例”)在表2中加以比较。尽管牛脂钠也可以用作本发明的表面活性剂提供硬度，但是带子的挤出质量与其它表面活性剂的例子相比较差(其特征是带子中存在锯齿形突起)。除了不饱和脂肪酸(如油酸)以外，还示出了链长为C8-C18的饱和脂肪酸的例子。脂肪酸与牛脂钠不同，显示了良好的挤出质量(特征是在带子中没有锯齿形突起)和硬度。在所有的表面活性剂例子中，挤出压力等于或小于比较例，同时保持较高的硬度。尽管扭矩随着表面活性剂总含量中碳链长度的增加而增加(如实施例7、3、2和4所示)，但是在相等或较低的挤出压力下较高硬度的总的优点都得以保持。
表3示出了可以与纤维素醚粘合剂结合使用的其它水溶性粘合剂的例子。结果再一次表明，在所有的情况下，在较低或相等的挤出压力和扭矩时硬度都高于比较例的硬度。
图1示出了代表本发明和非本发明例子的硬度和形变的数据，这些数据是在批料一从模头中出来就立即对挤出的湿蜂窝体(如62孔/厘米2，壁厚为0.1毫米(400孔/英寸2和壁厚为4密耳)测量得到的。落球数据的比较表明，在相等或较低压力和扭矩下本发明实施例(湿)的形变明显地低于非本发明实施例的形变。此外，本发明的蜂窝体周边孔坍塌现象较非本发明例子有明显改善。
                                          表1   非溶剂的例子
    非溶剂的例子 比较例       1玉米油     2轻矿物油     3多元醇酯      4聚丁烯      5玉米油中石蜡      6蜡乳液和轻矿物油的混合物     7轻矿物油和糖
组成(重量份)无机物质滑石96-67(煅烧粘土)(含水粘土)A-16SG(氧化铝)ALCAN C701(氧化铝)IMSIL(二氧化硅) 40.7530.7714.8013.68-- 40.7530.7714.8013.68-- 40.8632.6012.8213.82-- 40.7927.0014.82-15.402.00 40.7927.0014.82-15.402.00 40.7530.7714.8013.68-- 40.7927.0014.82-15.402.00 40.8630.612.0415.00-1.5
有机物质非溶剂METHOCEL*硬脂酸牛脂钠水(溶剂) -2.9-0.7529 152.53.0-21 9.52.91.0-22 8.02.90.6-23.25 5.02.90.8-24.25 3+152.5--22 1+93.60.35-21.75 8+42.40.7-21***
混合和挤出温度(℃)     23     23     23     23     23      45     23     23
响应(扭矩、压力和硬度)**布拉本德混合扭矩(m-g)(峰值-端值)棒挤出压力(Kg)带挤出压力(Kg)带硬度(Kg/mm)(负荷/形变)，n＝5 4184-26342571592.16±.14 2900-24921741223.59±.09 2906-20842191584.02±16 3084-22992111733.44±.20 1660-11662241753.11±.08 2151-16011601262.97+.1于45℃3.49+.6 3983-19422661673.56±14于23℃ 2068-14362671694.10±10
*甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素**扭矩的标准偏差＝±250mg**压力的标准偏差＝±15Kg***由于糖水作为部分溶剂/非溶剂
                                        表2  表面活性剂的例子
表面活性剂的例子   比较例牛脂钠     1牛脂钠     2硬脂酸(C18)     3月桂酸(C12)     472％花生酸&山萮酸(C20&C22)+23％硬脂酸(C18)+     5油酸     6硬脂酸+十二烷基硫酸铵 辛酸(C8)
  5％其它组分
非溶剂类型     -  轻矿物油 轻矿物油 轻矿物油     轻矿物油  轻矿物油   轻矿物油  轻矿物油
无机物质滑石96-67煅烧粘土含水粘土A-16SG(氧化铝)ALCAN C701(氧化铝)IMSIL(二氧化硅) 40.7927.0014.82-15.402.00 40.7927.0014.82-15.402.00 40.7927.0014.82-15.402.00 40.7927.0014.82-15.402.00 40.8632.6012.8213.82-- 40.7927.0014.82-15.402.00 40.8632.6012.8213.82-- 40.7927.0014.82-15.402.00
有机物质表面活性剂非溶剂METHOCEL*水(溶剂) 0.6-2.730.5 0.682.720.75 0.692.722.8 0.663.225 3.010423 0.68.02.922.25 0.5+0.116.0418 0.583.523.2
混合和挤出温度(℃)     23    23     23     23       23     23      23     23
响应(扭矩、压力和硬度)**布拉本德混合扭矩(m-g)(峰值-端值)棒挤出压力(Kg)带挤出压力(Kg)带硬度(Kg/mm)(负荷/形变)，n＝5 3558-23942111661.88±.09 3710-28842021532.4±.33 3530-23002201653.15±.13 2916-21002181703.01±.20 4842-32282481683.56±.10 2535-22652291673.98±.65 3825-22622061624.00±.21 2267-21501861453.08±.34
*甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素**扭矩的标准偏差＝±250m-g**压力的标准偏差＝±15Kg
                       表3  粘合剂与纤维素醚的例子
粘合剂的例子 比较例      1淀粉      2聚乙烯醇       3聚丙烯酸
组成(重量份)无机物质滑石96-67煅烧粘土含水粘土A-16SG(氧化铝)ALCAN C701(氧化铝)IMSIL(二氧化硅) 40.7530.7714.8013.68-- 40.7526.4815.37-15.382.02 40.8632.6012.8213.82-- 40.7927.0014.82-15.402.00
有机物质非溶剂(轻矿物油) - 9.5 8 9.2
粘合剂淀粉聚乙烯醇聚丙烯酸METHOCEL*硬脂酸牛脂钠水(溶剂) ---2.9-0.7529 1--2.50.7-23 -2-20.6-24 --0.22.70.4-24
混合和挤出温度(℃)      23       23       23       23
响应(扭矩、压力和硬度)**布拉本德混合扭矩(m-g)(峰值-端值)棒挤出压力(Kg)带挤出压力(Kg)带硬度(Kg/mm)(负荷/形变)，n＝5 4184-26342571592.16±.14 4441-26172441613.13±.31 4094-24321971403.03±.17 1725-13692561673.20±.20
*甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素**扭矩的标准偏差＝±250m-g**压力的标准偏差＝±15Kg
实施例2  烧制坯体的强度测量(与已有技术的烧制坯体比较)
将组合物挤出形成如表4所示的蜂窝体。已有技术(比较例)和本发明的组合物的每一种都含有基本上相同量的煅烧高岭粘土、滑石、分层高岭粘土、氧化铝、二氧化硅，每种组合物都含有甲基纤维素作为粘合剂。然而，虽然比较例批料中的液体介质基本上含有水作为甲基纤维素的溶剂，本发明批料中的液体介质由水和烃油非溶剂的混合物组成。非溶剂的用量是无机粉末的约6％。本发明批料含有有机酸表面活性剂，其用量为无机粉末的约0.5％。比较例批料含有硬脂酸钠(或牛脂盐)，其用量为无机粉末的约0.75％。
     表4  本发明和比较例烧制坯体的平均强度和其它性能的比较
        比较例         本发明
产品孔密度*        350cpsi        350cpsi
产品坯料厚度    .12毫米(5.8密耳)     .11毫米(5.4密耳)
吸水率         9.02％          10.4％
侵入总量-Hg孔隙度   0.126厘米3/克(cc/g)    0.142厘米3/克(cc/g)
CTE    4.18厘米/厘米/℃     3.15厘米/厘米/℃
A轴强度**       4370psi         2900psi
B轴强度**        669psi         628psi
C轴强度**        47psi          32psi
等压强度(至破坏)       1224psi         1226psi
比值：ISO/A轴        .2801          .4228
*方形孔蜂窝体
**A轴强度-通过向蜂窝体的切片施加向下的力进行测量(压碎强度)
  B轴强度-通过施加平行于孔壁的力来测量(压碎强度)
  C轴强度-通过施加沿孔对角线方向的力来测量(压碎强度)
尽管存在孔隙度较高、CTE较低(这可能是微小开裂增加的结果，会使得材料强度下降)且坯料厚度或壁厚较小这些缺点-所有这些都会降低A轴(或其它)的压碎强度，ISO强度仍然保持在相同的水平。
应该理解，尽管本发明对特定的说明性具体实施方案作了详细描述，然而不能认为本发明局限于这些实施方案，本发明可以以其它方式进行应用，只要不偏离本发明的精神和所附权利要求书的范围。

Claims (32)

1.一种用于形成和成型塑化粉末混合物的方法，该方法包括：
a)混合各组分，包含：
   i)粉末材料，
   ii)粘合剂，
   iii)粘合剂的溶剂，
   iv)表面活性剂，和
   v)至少对于粘合剂、溶剂和粉末材料的非溶剂，所述非溶剂的粘度低于与溶剂结合的粘合剂的粘度，
选择各组分，以在随后形成的生坯中得到改进的湿生坯强度；
b)混合和塑化所述组分，形成塑化混合物；和
c)成型塑化混合物，形成生坯。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于通过以下步骤进行步骤b：
i)将粉末材料、表面活性剂和粘合剂进行干混合，形成这些材料的均匀混合物；
ii)向得到的干混合物加入溶剂，然后
iii)向步骤ii得到的混合物中加入非溶剂。
3.如权利要求1所述的方法，其中粘合剂的溶剂是水基的，非溶剂对于溶剂是疏水的。
4.如权利要求3所述的方法，其中溶剂是水。
5.如权利要求3所述的方法，其中粘合剂包含纤维素醚。
6.如权利要求5所述的方法，其中纤维素醚选自甲基纤维素、甲基纤维素衍生物，以及它们的组合。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于粘合剂包含纤维素醚，溶剂是水。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于粘合剂包含选自淀粉、聚乙烯醇、聚丙烯酸，以及它们的组合的附加组分。
9.如权利要求3所述的方法，其中非溶剂包含选自烃类、链长大于C22的脂肪酸、链长大于C22的脂肪醇、链长为C14或更长的天然酯、合成酯及其组合的组分。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于非溶剂包含选自矿物油、脂肪酸甘油酯、一酯、二酯及其组合的组分。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于非溶剂包含选自轻矿物油、玉米油、高分子量的聚丁烯、多元醇酯、蜡乳液-轻矿物油混合物、石蜡在玉米油中的混合物，以及它们的组合的组分。
12.如权利要求7所述的方法，其中非溶剂包含水，水含有选自糖、甘油及其组合的溶解的添加剂。
13.如权利要求3所述的方法，其特征在于表面活性剂包含选自链长为C8-C22的脂肪酸、链长为C8-C22的脂肪酸的衍生物，以及它们的组合的组分。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于表面活性剂选自硬脂酸、硬脂酸和十二烷基硫酸铵、月桂酸、油酸，以及它们的组合。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于表面活性剂包含选自链长为C8-C22的脂肪酯、链长为C8-C22的脂肪醇及其组合的附加组分。
16.如权利要求3所述的方法，其中非溶剂是轻矿物油和选自月桂酸、硬脂酸、油酸及其组合的表面活性剂。
17.如权利要求7所述的方法，其中所述混合物包含以占粉末材料的重量百分数计的约2％-50％非溶剂、约0.2-10％表面活性剂、约2-10％粘合剂和约6-50％水。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述混合物包含以占粉末材料的重量百分数计的约5％-10％非溶剂、约0.2-2％表面活性剂、约2.5-5％粘合剂和约8-25％水。
19.如权利要求7所述的方法，其特征在于粉末材料是形成堇青石的原料。
20.如权利要求1所述的方法，其特征在于通过使混合物经过挤出机，然后经过模头形成生坯挤出物来进行成型。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于所述混合物在双螺杆挤出机中塑化并从中挤出。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于被挤出的混合物的温度比其它方式的温度至少约低25％，由此挤出速率是以其它方式的挤出速率的至少两倍。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于当粘合剂是纤维素醚，溶剂是水时，对于给定的粉末材料，与不含权利要求1的步骤a中的粘合剂、溶剂、非溶剂和表面活性剂会发生的情况相比，混合物进入模头的压力较高，经过模头的壁剪切应力较低，因此总挤出压力不高于不含权利要求1的步骤a中的粘合剂、溶剂、非溶剂和表面活性剂会产生的压力。
24.如权利要求21所述的方法，其特征在于挤出是以增加的剪切速率下进行的，由此生坯挤出物的表层没有因挤出过程的持续而造成恶化。
25.如权利要求20所述的方法，其特征在于将所述混合物挤出成蜂窝体结构。
26.如权利要求20所述的方法，其特征在于挤出物的硬度比用其它方式在相等或更低的挤出扭矩和压力下得到的挤出物的硬度高出至少约25％。
27.一种塑化混合物，它包含以下各组分：
i)粉末材料，
ii)粘合剂，
iii)粘合剂的溶剂，
iv)表面活性剂，和
v)至少对于粘合剂、溶剂和粉末材料的非溶剂，所述非溶剂的粘度低于与溶剂结合的粘合剂的粘度，
选择各组分，以在随后由所述混合物形成的生坯中得到改进的湿生坯强度。
28.一种塑化混合物，它包含以下各组分：
i)粉末材料，
ii)纤维素醚粘合剂，
iii)作为粘合剂的溶剂的水，
iv)表面活性剂，和
v)至少对于粘合剂、溶剂和粉末材料的非溶剂，所述非溶剂的粘度低于与溶剂结合的粘合剂的粘度，
选择各组分，以在随后由所述混合物形成的生坯中得到改进的湿生坯强度。
29.一种用于形成和成型塑化粉末混合物的方法，所述方法包括：
a)混合各组分，包含：
   i)粉末材料，
   ii)纤维素醚粘合剂，
   iii)粘合剂的水溶剂，
   iv)表面活性剂，和
   v)至少对于粘合剂、溶剂和粉末材料的非溶剂，所述非溶剂的粘度低于与溶剂结合的粘合剂的粘度，
选择各组分，以在随后形成的生坯中得到改进的湿生坯强度；
b)混合和塑化所述组分，形成塑化混合物；和
c)成型塑化混合物，形成生坯。
30.一种制备蜂窝体结构的方法，所述方法包括：
a)混合各组分，包含：
   i)粉末材料，
   ii)纤维素醚粘合剂，
   iii)粘合剂的水溶剂，
   iv)表面活性剂，和
   v)至少对于粘合剂和溶剂的非溶剂，所述非溶剂的粘度低于与溶剂结合的粘合剂的粘度，
选择各组分，以在随后形成的生坯中得到改进的湿生坯强度；
b)混合和塑化所述组分，形成塑化混合物；和
c)从蜂窝体挤出模头中挤出塑化混合物。
31.一种坯体，它是用权利要求1的方法制得的，其形状是具有A、B和C轴的蜂窝体，它在烧制时等压强度和A轴强度的比值比不使用权利要求1的混合物组合物制得的坯体在烧制时的该比值高出至少约20％。
32.一种蜂窝体，它在烧制时的等压强度与A轴强度的比值至少约为0.33。
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Assignee: Corelle (Shanghai) Co., Ltd.

Assignor: Corning Incorporated

Contract fulfillment period: 2008.9.25 to 2021.11.29

Contract record no.: 2008990000638

Denomination of invention: Improved method of forming and shaping plasticized mixtures and green bodies made therefr

Granted publication date: 20060215

License type: Exclusive license

Record date: 2008.10.9

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Name of requester: KANGNING( SHANGHAI ) CO., LTD.

Effective date: 20081009

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Granted publication date: 20060215