JPS5915118B2 - アルミナコ−テイング用液状組成物の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は触媒担体等のセラミック基材に対するアルミナ
コーティング用液状組成物の製造に関するものである。

一般に触媒は、用途使用条件（こ応じて活性アルミナ、
ゼオライトまたは、シリカ等の活性は有るが、強度が弱
い担体、或いはコージライト、ムライト、カーボンラン
ダム、アルミナ、シリカ等を高温焼成した高強度の担体
に銅、ニッケル、コバルト、白金、パラジウム等の金属
またはその酸化物より成る触媒有効成分を含浸担持させ
て製造される。

触媒の用途は多種多様であるが 例えば自動車排ガス浄
化用触媒の様な振動が厳しく且つ熱衝撃も加わる非常に
厳しい条件下で使用される触媒には後者の高強度担体が
好ましい。

しかしながら単に担体上に触媒有効成分を含浸担持させ
ただけでは十分な触媒活性が得られないため該担体の表
面に活性アルミナコーティングを施しそこに触媒有効成
分を担持させて使用するのが一般である。

従って活性アルミナコーティングの良否が触媒性能に極
めて重大な影響を与える。

この活性アルミナコーティング層は一般の触媒担体に要
求されると同様、大きな比表面積を有し、かつ振動、反
応ガス流及び熱衝撃等によっても剥離することのないよ
う強固な密着性が必要である。

先に、本発明者らは、これらの要求を十分満足する好適
な液状組成物を発明しているが（特願昭４９−１３８８
９６または特開昭５ｌ−６６２９４）本発明はこれをさ
らシこ改良したものである。

即ち１先の発明では、液状組成物の粘度が経時変化を起
すため、長期間にわたる使用及び保存には不適当であっ
た。

しかも、アルミナコーテイング量を増すために、高濃度
液状組成物が望ましいが、これは粘度の経時変化がさら
に大きいので使用できず、低濃度液状組成物を使いコー
ティング処理回数を増して必要量のアルミナをコーティ
ングしなければならない。

本発明はこれらの欠点を改良すべく鋭意検討した結果得
られたもので、経時変化が小さいため、長期間の使用及
び保存に適し、さらに高濃度液状組成物の製造をも可能
にしたものである。

本発明の液状組成物は触媒担体のツルミナコーティング
剤として、特に適したものであるが、これに限定される
ものではない。

次に本発明のアルミナコーティング用液状組成物の製造
法の好ましい一例について詳細に説明する。

８０〜５０重量部のベーマイト或いは擬ベーマイトに２
０〜５０重量部の酸性水溶液を添加し、ニーダ−などで
１０〜３０分間混練する。

混練後の状態は粘弾性のある塊状物になる。

ついでこの混線物の密閉容器中常温で２時間以上養生し
た後乾燥機中２００℃以下の温度で付着水分がなくなる
状態にまで乾固する。

この様にして調製された乾燥物に水を性別し、時々撹拌
しながら５〜６時間養生すれば前記乾燥物が解膠されて
アルミナが均一に懸濁したコロイド状の液状組成物が得
られる。

むろん乾燥物を粉砕してから水を性別、撹拌すれば、さ
らに短時間の養生で同様の液状組成物が得られる。

又解膠される乾燥物の量は自由ｌこ選べるが、解膠量と
得られる液状組成物の粘度とは密切な関係にあるため、
使用目的ｔこ応じてその量を決めなければならない。

例えば、担体ｌこアルミナコーティングを施す場合は得
られる液状組成物の１０〜３０ｗｔ％の乾燥物を解膠す
るのが適当である。

ここで用いられるアルミナ水和物は酸性物質と反応して
粘性を有するコロイド状溶液を容易（こ生成する事が望
ましく、その点からベーマイト或いは擬ベーマイトが好
ましく特にそれらの微粉状のものは最も好適である。

又添加する酸性水溶液は酢酸、グリコール酸、コハク酸
、ギ酸、マロン酸、リンゴ酸等の有機酸或いは塩酸、硝
酸、硫酸等の無機酸を水ｔこ溶解して、酸性水溶液とし
てアルミナ水和物８０〜５０重量部１こ対し２０〜５０
重量部にすれば良いが、これら酸性水溶液中の酸性物質
の存在量はアルミナ１グラム分子ｔこ対し、有機酸の場
合０．５〜０．０ ’６グラム当量、無機酸の場合０．
４〜０．０４グラム当量の略凹が必要である。

但し、酸の中には、後工程の乾燥時或いは焼成時ｔこ有
害なガスを発生したり、触媒活性に有害な物質を残留す
るものがあるので、このようなものは避ける方が好まし
い。

又酸性水溶液を２０〜５０重量部としたのは２０部より
少ないと混練が十分になされず、酸性物質が全体ｔこ４
？’−１−ｔこゆきわたらないためである。

５０部よりも多く使用しても製造可能だが混練の効率が
悪いのと、乾燥時Ｉこ多量の水分を揮発させなければな
らず、工業的ｌこ不利ｆこなるため５０部以下の方が好
ましい。

酸性物質の溶解量がアルミナ１グラム分子に対し、有機
酸０．５グラム当量或いは無機酸０．４グラム当量より
も多い場合、最終工程で水で解膠して得られるコロイド
状の液状組成物は粘度の経時変化が大きく、所望の液状
組成物は得られない、又有機酸０．０６グラム当量或い
は無機酸０．０４グラム当量よりも少ない場合アルミナ
水和物との反応が進まず、コロイド状の粘性のある液状
組成物が得られない。

混線時酸性物質とアルミナ水和物との反応］こより発熱
するため、混和物中の水分の蒸発が起り、混和物が次第
に固くなる。

従って実際操作の面から過度の混線は避ける方が好まし
くふつう１０〜３０分間位が適当である。

密閉容器中での養生は。アルミナ水和物と酸性水溶液を
さらに良くなじますためであるが、最低限２時間は必要
であり、さらに長く養生することはさしつかえない。

乾燥温度は２００℃以下でなければならない。

２００℃より高温以上で乾燥した場合、その乾燥物は水
を性別撹拌しても沈降してしまい、粘性の有るコロイド
状の液状組成物が得られない。

こうして得られた塊状の乾燥物を水で解膠する場合、通
常そのまま水を性別して時々撹拌しながら５〜６時間養
生すれば均一なコロイド状の液状組成物が得られるが、
塊状乾燥物を粉砕してから解膠すれば養生時間はさらｌ
こ短縮され、２〜３時間で所望の液状組成物が得られる
。

この乾燥工程を省き混線抜水で解膠しても、一応本発明
と同様の液状組成物が得られるが、本発明の様な長期間
の安定性はなく、時間の経過と伴ｌこ、粘度上昇が認め
られるようｔこなる。

このようｌこ乾燥することによって粘度の経時変化が大
巾に改良される理由は明らかではないが、乾燥中）こア
ルミナ水和物の形態が酸との反応（こよって変化するた
めと思われる。

本発明による液状組成物は粘度の経時変化が非常ｌこ小
さいため数ケ月間の保存が可能だが、乾燥物の状態で保
存しておき必要に応じて水で解膠して使うことも可能で
ある。

液状組成物の粘度は解膠する乾燥物の濃度ｔこよって決
まる、 例えば、触媒担持用担体（ハニカム、ペレット等）にア
ルミナコーティングを施す場合は、粘度１５０ｃｐ以下
が適当だが、そのためｆこは乾燥物の濃度は３０ｗｔ％
以下が好ましい。

以下本発明を実施例ｔこつきさらｔこ具体的ｔこ説明す
る。

実施例 １ コンデイア製アルミナＳＣ（ベーマイト）７０取量部ｔ
こ５．２規定の酢酸溶液３０重量部（アルミナ１グラム
分子１こ対し、酢酸０．２７グラム当量１こ相当）を添
加し、リボン型ニーグーで１５分間混練した。

ついでこの混線物をニーグーより取り出しポリ容器ｌこ
入れ密閉し常温で５時間養生した後、１５０°Ｃに調節
した乾燥機中で１２時間乾燥した。

この乾燥物を常温まで冷却した後４００屯量部の水中ｌ
こ徐々１こ解膠させ、時々撹拌しながら５時間養生し、
アルミナが１＝に懸濁したコロイド状の液状組成物を得
た。

この液のアルミナ濃度は１５係であった。

比較例 ｌ コンデイア製アルミナＳＣ（ベーマイト）７０爪量部を
０．３９規定の酢酸溶液４００重量部（アルミナ１グラ
ム分子に対し酢酸０．２７グラム当量ｌこ相当）ｔこ添
加し、時々撹拌しながら常温で５０時間養生し、アルミ
ナが均一に懸濁したコロイド状の液状組成物を得た。

この液のアルミナ濃度は１５％であった。

実施例 ２ 三井アルミナ製擬ベーマイト６０重量部ｌこ０．６規定
の塩酸溶液４０重量部（アルミナ１グラム分子ｌこ対し
て塩酸０．０４８グラム当量ｌこ相当）を添加し実施例
１と同様ｔこして乾燥物を得た。

この乾燥物を常温まで冷却した後２４０屯量部の純水中
ｔこ徐々に解膠させた時々撹拌しながら５時間養生し、
コロイド状の液状組成物を得た。

この液のアルミナ濃度は２０％であった。

比較例 ２ 三井アルミナ製擬ベーマイト６０重量部をｏ、■規定の
塩酸溶液２４０重量部（アルミナ１グラム分子ｔこ対し
て塩酸０．０４８グラム当量ｔこ相当）に添加し、比較
例１と同様の操作でコロイド状の液状の組成物を得た。

この液のアルミナ濃度は２０係であった。

実施例 ３ コンデイア製アルミナＤｉｓｐｕｒａｌ（ベーマイト）
５０重量部ｌこ０．７２規定の硝酸溶液５０重量部（ア
ルミナ１グラム分子ｌこ対して硝酸０．０８６グラム当
量ｔこ相当）を添加し、実施例１と同様にして乾燥物を
得た。

この乾燥物を常温まで冷却した後、１１７重量部の純水
に徐々ｔこ解膠させ時々撹拌しながら５時間養生しコロ
イド状の液状組成物を得た。

この液のアルミナ濃度は３０チであった。比較例 ３ コンデイア製アルミナＤｉｓｐｕｔａｌ（ベーマイト）
５０重量部を０．３１規定の硝酸溶液１１７取量部（ア
ルミナ１グラム分子に対して硝酸０．０８６グラム当量
１こ相当）ｔこ添加し、比較例１と同様の操作でコロイ
ド状の液状組成物を得た。

この液のアルミナ濃度は３０係であった。

実施例 ４ 三井アルミナ製擬ベーマイト６０取量部ｌこ２．２５規
定の蟻酸溶液４０重量部（アルミナ１グラム分子に対し
て蟻酸０．１８グラム当量ｔこ相当）を添加し実施例１
と同様ｌこして乾燥物を得た。

この乾燥物を常温まで冷却した後２４０歌量部の水ｔこ
徐々に解膠させ、時々撹拌しながら５時間養生しコロイ
ド状の液状組成物を得た。

この液のアルミナ濃度は２０％であった。

比較例 ４ 三井アルミナ製擬ベーマイト６０重量部を０．３７５規
定の蟻酸溶液２４０取量部（アルミナ１グラム分子ｔこ
対して蟻酸０．１８グラム当量ｌこ相当）に添加し、比
較例１と同様の操作でコロイド状の液状組成物を得た。

この液のアルミナ濃度は２０ｆｂであった。

実施例 ５ コンデイア製アルミナＤｉｓｐｕｔａｌ（ベーマイト）
５０重量部ｔこ０．８３規定の酢酸溶液５０取量部（ア
ルミナ１グラム分子に対して酢酸０．１０グラム当量に
相当）を添加し実施例１と同様にして乾燥物を得た。

この乾燥物を常温まで冷却した後１１７重量部の水に徐
々ｌこ解膠させ時々撹拌しながら５時間養生し、コロイ
ド状の液状組成物を得た。

このアルミナ濃度は３０係であった。比較例 ５ コンデイア製アルミナＤｉｓｐｕｔａｌ（ベーマイト）
５０重量部を０．３５規定の酢酸溶液１ｉ７ｉ１量部（
アルミナ１グラム分子Ｅこ対して酢酸０．１０グラム当
量ｌこ相当）ｌこ添加し比較例■と同様の操作でコロイ
ド状の液状組成物を得た。

この液のアルミナ濃度は３０係であった。

実施例 ６ コンデイア製アルミナＳＣ（ベーマイト）７０重量部Ｉ
こ７８規定の蟻酸溶液３０重量部（アルミナ１グラム分
子ｔこ対し、蟻酸０．４グラム当量に相当）を添加し実
施例１と同様ｌこして乾燥物を得たこの乾燥物を常温ま
で冷却した後、６３０重量部の水ｌこ徐々１こ解膠させ
、時々撹拌しながら５時間養生しコロイド状の液状組成
物を得た。

この液のアルミナ濃度は１０％であった。

比較例 ６ コンデイア製アルミナＳＣ（ベーマイ））７０屯量部を
０．３７規定の蟻酸溶液６３０重量部（アルミナ１グラ
ム分子ｌこ対して蟻酸０．４グラム当量Ｉこ相当）ｌこ
添加し比較例１と同様の操作でコロイド状の液状組成物
を得た。

この液のアルミナ濃度は１０係であった。

次ｌこ、上記実施例１〜６および比較例１〜６＃こつい
て液状組成物の経時粘度変化を回転粘度計により測定し
た。

結果を添付図に示す。これにより本発明法による実施例
１〜６は比較例１〜６に比べて優れていることは明白で
ある。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明ｌこより得られた液状組成物（実施例１〜
６）と、混練工程を撹拌工程に変えまた乾燥工程を省略
した以外は同様にして得られた液状組成物（比較例１・
６）との経時粘度変化を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アルミナ水和物と酸性溶液とを混練、養生する工程
   とこの混練物を２００°Ｃ以下の温度で乾燥する工程と
   、さらｔこ、その乾燥物を水で解膠する工程とを含むア
   ルミナコーティング用液状組成物の製造方法。 ２ 前記酸性溶液の濃度が前記アルミナ水和物、中のア
   ルミナ１グラム分子に対し有機酸の場合０．５〜０．０
   ６グラム当量、無機酸の場合０．４〜０．０４グラム当
   量である、前記特許請求の範囲第１項記載の製造方法。 ３ 前記アルミナ水和物が８０〜５０重量部および前記
   酸性溶液が２０〜５０重量部使用される、前記特許請求
   の範囲第１項または第２項記載の製造方法。 ４ 前記液状組成物における前記乾燥物の解膠量が該組
   成物の１０〜３０重量裂である、前記特許請求の範囲第
   １、第２または第３項記載の製造方法。