MXPA97010363A - Sistema de montaje compuesto - Google Patents

Abstract

La invención proporciona un montaje compuesto para un elemento convertido catalítico o un elemento de filtro particulado diesel quecomprende:(a) por lo menos una alfombra o tapete flexible;y (b) por lo menos una capa de una pasta intumescente o una lámina de pasta intumescente seca que comprende por lo menos un material intumescente no expandido.

Description

SISTEMA DE MONTAJE OQMPüBSQ CAMPO DE LA MVENCIQN Esta invención se relaciona con materiales de montaje para convertidores catalíticos y filtros o trampas particuladas diesel.

Los dispositivos para control de contaminación se utilizan universalmente en vehículos de motor para controlar la contaminación atmosférica. Actualmente se utilizan ampliamente dos tipos de dispositivos - convertidores catalíticos y filtros o trampas particuladas diesel. Los convertidores catalíticos contienen un catalizador, el cual típicamente está recubierto de una estructura monolítica montada en el convertidor. Las estructuras monolíticas típicamente son cerámicas, aunque también se han utilizado monolitos metálicos. El catalizador oxida el monóxido de carbono e hidrocarburos y reduce los óxidos de nitrógeno en los gases de salida o de exhaustación del automóvil para controlar la contaminación atmosférica. Los filtros o trampas de particulados de diesel son filtros de flujo de pared los cuales tienen estructuras monolíticas en forma de REF: 26454 panal de abeja típicamente fabricadas de materiales cerámicos cristalinos porosos. En el estado de la técnica, para la construcción de estos dispositivos, cada tipo de estos dispositivos tiene un alojamiento mecánico el cual se retiene dentro de una estructura o elemento monolítico que puede ser metal o cerámica, y más comúnmente es cerámica. El monolito cerámico generalmente tiene paredes muy delgadas para proporcionar una gran cantidad de área superficial y es frágil y susceptible a la ruptura. También tiene un coeficiente de expansión térmica generalmente de un orden de magnitud menor que el metal (habitual acero inoxidable) del alojamiento en el cual está contenido. Para evitar el daño al monolito cerámico del choque por el camino- y la vibración, para compensar la diferencia de expansión térmica y para evitar que los gases de salida pasen entre el monolito y el alojamiento metálico, típicamente se coloca una alfombra cerámica o materiales de pasta o adherencia entre el monolito cerámico y el alojamiento metálico. El proceso de colocación e inserción del material de montaje también se conoce como e incluye proceso tales como inyectar una pasta en un espacio entre el monolito y el alojamiento metálico, o envolver una hoja o lámina de material de alfombra alrededor del monolito e insertar el monolito enrrollado en el alojamiento.

Típicamente, los materiales de montajes incluyen aglutinantes inorgánicos, fibras inorgánicas que también pueden servir como un aglutinante, materiales intumescentes y opcionalmente aglutinantes, materiales de relleno u otros adyuvantes orgánicos. Los materiales se utilizan como pastas, láminas y alfombras. Los materiales de alfombra cerámica, pastas cerámicas y materiales de lámina intumescente útiles para montar el monolito en el alojamiento se describe, por ejemplo, en las patentes norteamericanas nos. 3,916,057 (Hatch et al.), 4,305,992 (Langer et al.), 4,385,135 (Langer et al.), 5,254,410 (Langer et al.), 5,242,871 (Hashimoto et al.), 3,001,571 (Hatch), 5,385,873 (MacNeil) , 5,207,9889 (MacNeil) y GB 1,522,646 (Wood) . La patente norteamericana no.4, 999, 168 (Ten Eyck) describe una lámina intumescente resistente a las fracturas que tiene una capa intumescente preformada, unida de manera adhesiva a una capa de refuerzo de un material de lámina tal como papel kraft, película plástica y tela inorgánica. La patente norteamericana no. 4,865,818 (Merry et al.) describe un método para producir un convertidor catalítico al enrrollar una lámina delgada de material de alfombra alrededor del monolito por lo menos dos veces, de una manera similar a capas o estratos.

La patente norteamericana no. 4,929,429 (Merry) describe un material compuesto para convertidores catalíticos que tiene una alfombra de fibra cerámica unida por costura a un material de alfombra intumescente. La patente norteamericana no. 4,048,363 (Langer et al . ) describe un material compuesto que tiene por lo menos dos capas de láminas similares de materiales intumescentes . Aunque el estado de la técnica de los materiales de montaje tiene sus propias utilidades y ventajas, permanece una necesidad no satisfecha de mejorar los materiales de montaje en convertidores catalíticos. De manera adicional, sería deseable proporcionar materiales que funcionen bien sobre un intervalo de temperaturas más amplio.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención proporciona un montaje compuesto para un elemento de convertidor catalítico o elemento de filtro particulado diesel, que comprende: (a) por lo menos una alfombra flexible; y (b) por lo menos una capa de una pasta intumescente o lámina de pasta intumescente seca, que comprende por lo menos un material intumescente no expandido. La alfombra es una mezcla colocada en húmedo de materiales fibrosos, con o sin un material intumescente no expandido. La pasta es una composición moldeable que comprende un aglutinante inorgánico y un aglutinante orgánico. Las características y ventajas adicionales de la invención se establecerán en la descripción que sigue, y en parte serán evidentes a partir de la descripción, o se pueden aprender por la práctica de la invención. Los objetivos y otras ventajas de la invención se comprenderán y alcanzarán por los métodos y artículos, particularmente indicados en la descripción descrita y reivindicaciones de la misma. Debe entenderse que tanto la descripción general precedente como la siguiente descripción detallada son ejemplares y explicativas y se considera que proporcionan una explicación adicional de la invención como se reivindica.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIH8OS La figura 1 representa los resultados en la prueba de dispositivo de condición real para el ejemplo 1.

DESCRIPCIÓH DETALL; La presente invención proporciona un material compuesto de montaje que tiene por lo menos una capa de una composición de pasta y por lo menos una capa que es una alfombra o material de lámina en el que por lo menos la composición de pasta es intumescente. En una modalidad preferida, tanto la composición de pasta como lá alfombra o material de lámina comprenden por lo menos un material intumescente no expandido. Los materiales compuestos de la invención son útiles para proteger estructuras monolíticas frágiles en convertidores catalíticos, filtros particulados diesel y filtros de alta temperatura. El montaje de material compuesto ofrece la ventaja de ser susceptible de combinar las propiedades de materiales en pasta y materiales en lámina. Adicionalmente, cada capa del material compuesto se puede formular para que se expanda a una temperatura diferente para que se extienda el intervalo de temperatura útil del material de montaje. Las composiciones de pasta de la invención incluyen materiales que se pueden formar en láminas flexibles. Las composiciones de pasta preferidas comprende, en una base en peso seco, desde aproximadamente 20% a 60% de aglutinantes orgánicos, y de 80% a 40% de materiales inorgánicos. De manera más preferible, los materiales inorgánicos comprenden tanto materiales aglutinantes inorgánicos como materiales intumescentes. Los materiales aglutinantes orgánicos adecuados incluye emulsiones de polímero acuosas, soluciones de polímero basadas en solvente y polímeros sólidos al 100%. Las emulsiones de polímero acuoso son polímeros aglutinantes orgánicos y elastómeros en forma de látex (por ejemplo, retículas de caucho natural, retículas de estireno-butadieno, retículas de butadieno-acrilonitrilo, retículas de etileno y acetato de vinilo y retículas de polímeros y copolímeros de acrilato y metacrilato) . Los aglutinantes poliméricos basados en solventes, incluyen, por ejemplo, un polímero tal como un acrílico, un poliuretano o un polímero orgánico basado en caucho en un solvente orgánico tal como tolueno, metiletilcetona, etano y mezclas de los mismos. Los polímeros sólidos al 100% incluyen caucho natural, caucho de estireno-butadieno y otros elastómeros. Se prefieren los materiales acrílicos debido a sus excelentes propiedades ante el envejecimiento, quemado lento dentro de un intervalo de temperatura de uso y productos de combustión no corrosivos . El material aglutinante puede incluir por lo menos una sustancia que mejora la adherencia, un plastificante o ambos. Las sustancias que mejoran la adherencia o resinas que mejoran la adherencia pueden ser hidrocarburos, o esteres de colofonia modificados y típicamente proporcionan propiedades de tipo de adhesivo a un polímero. Las sustancias que mejoran la adherencia ayudan a retener el aglutinante y los materiales de relleno- juntos. Los plastificantes tienden a reblandecer la matriz de polímero y de esta manera contribuyen a la flexibilidad y capacidad de moldeo de los materiales de lámina fabricados de la composición. También se pueden incluir modificadores de reología para proporcionar las propiedades de flujo deseadas. De manera preferible, el material aglutinante orgánico incluye una emulsión acrílica acuosa. Las emulsiones acrílicas útiles incluyen aquéllas disponibles comercialmente bajos las designaciones comerciales "RHOPLEX TR-934" (una emulsión acuosa acrílica con 44.5% en peso de sólidos) y "RHOPLEX HA-8" (una emulsión acuosa acrílica de copolímeros acrílicos de 44.5% en peso de sólidos) , de Rohm y Haas de Filadelfia, PA. Está disponible comercialmente una emulsión acrílica preferida bajo la designación comercial "NEOCRYL XA-2022" (una dispersión acuosa de sólidos de resina acrílica al 60.5%) de ICI Resins de Washington, Massachusetts . Un material aglutinante orgánico comprende una resina acrílica en el intervalo de aproximadamente 25 hasta aproximadamente 50% en peso del plastificante (por ejemplo, tal como la disponible comercialmente bajo la designación comercial "SANTICIZER 148" (difosfato de isodecildifenilo) de Monsanto de St . Louis Missouri) en el intervalo desde aproximadamente 15 hasta aproximadamente 35% en peso, sustancias que mejoran la adherencia (por ejemplo sustancias que mejoran la adherencia constituidas de colofonias tales como las disponibles comercialmente bajo designación comercial "SNOWTACK 810A" (una dispersión de colofonia acuosa al 50% en peso; punto de fusión de la colofonia: 55°C, de Eka Nobel, Inc., de Toronto, Canadá) en el intervalo desde aproximadamente 25 hasta aproximadamente 50% en peso, en base al peso total de la dispersión resultante. Estos intervalos proporcionan un equilibrio entre la flexibilidad deseada del material aglutinante y minimizan la cantidad de aglutinantes orgánicos los cuales se pueden quemar durante el calentamiento a las temperaturas de uso. Los materiales inorgánicos adecuados incluyen aglutinantes inorgánicos conocidos en la técnica para tal uso e incluyen arcillas que se pueden limpiar con agua tales como montmorillonita (presente en cantidades principales en bentonita, hectorita y saponita) y caolinita; mica sintética que se hincha con agua tal como mica de flúor tetrasilícico, en forma no alterada por hinchado con agua después de que la floculación ha cambiado la sal con un catión divalente o polivalente; vermiculita expandida; vermiculita deslaminada y vermiculita expandida molida, las cuales se pueden separar, por ejemplo, mediante molido en bola o mezclado con cizallamiento elevado de vermiculita no expandida o expandida. El aglutinante inorgánico también puede comprender fibras cerámicas; sin embargo, la cantidad de fibras cerámicas debe evitar que la plasta sea moldeable. Los aglutinantes inorgánicos preferidos incluyen vermiculita expandida y vermiculita expandida molida. Los materiales intumescentes útiles incluyen vermiculita no expandida, mineral de vermiculita, grafito expandible, hidrobiotita, mica del tipo de flúor tetrasilícico sintético hinchable con agua descrita en la patente norteamericana no. 3,001,571 (Hatch), vermiculita parcialmente deshidratada como se describe en la patente norteamericana no. 5,151,253 (Merry et al.) y granulos de silicato de metal alcalino como se describe en la patente norteamericana no.4,521,333 (Graham et al . ) . Los materiales intumescentes preferidos incluyen vermiculita no expandida, es decir, mineral de vermiculita y grafito expandible. La elección de los materiales intumescentes puede variar en base al uso final deseado. Para temperaturas más elevadas, por ejemplo superiores a aproximadamente 500 °C, los materiales de vermiculita son adecuados puestos que comienzan a expandirse a aproximadamente 340 °C para llenar el espacio de expansión entre el alojamiento metálico de expansión y el monolito en un convertidor catalítico. Para uso a una temperatura menor, por ejemplo inferior a aproximadamente 500 °C, tal como en los filtros particulados diesel, el grafito tratado se puede preferir puesto que comienza a expandirse a aproximadamente 210 °C. También están disponibles vermiculitas tratadas; éstas se expanden a aproximadamente 290 °C. También se pueden utilizar mezclas de diversos materiales intumescentes. Se pueden incluir en la composición materiales de relleno en una variedad de formas que incluyen particulados y fibras cortadas. Se puede reducir el tamaño de las fibras por técnicas convencionales que incluyen molido en bola seco o húmedo. Las fibras útiles incluyen aquéllas fabricadas de grafito, sílice, alúmina-sílice, calcio-sílice, asbestos, vidrio, metales tales como Incolen y acero inoxidable, y materiales poliméricos tales como rayón, alcohol polivinílico y acrílico. Las fibras disponibles comercialmente incluyen fibras de Inconel (disponibles, por ejemplo, bajo la designación comercial "BEKI-SHIELD GR90/C2/2" de Bekaert Steel Wire Corp. de Atlanta, Georgia) . Las fibras preferidas incluyen fibras de vidrio, fibras metálicas y fibras poliméricas. Otros materiales de relleno adecuados incluyen materiales inertes que son relativamente insolubles en agua. Tales materiales incluyen óxidos de metales hidratados (por ejemplo alúmina y silicato de sodio) , boratos (por ejemplo ácido bórico y borato de zinc) , carbonato de calcio, talco, feldespato, carburo de silicio y arena de sílice. Otros aditivos que se pueden incluir en cantidades adecuadas para su propósito son agentes desespumantes, tensoactivos, agentes dispersantes, fungicidas y bactericidas. Generalmente, estos tipos de aditivos se incluyen en cantidades menores de aproximadamente 5% en peso. En la práctica de la invención, la composición de pastas se fabrica al mezclar los materiales aglutinantes orgánicos, los materiales inorgánicos y cualquier material de relleno para formar una composición moldeable. Se pueden agregar de manera opcional - agua, agentes dispersantes, sustancias que mejoran la adherencia, bactericidas, plastificantes, tensoactivos, etc., independientemente, para ayudar en el mezclado de los componentes y/o para ajustar la viscocidad de la mezcla. El mezclado de los ingredientes se puede llevar a cabo por cualquier medio conveniente que incluya agitación a mano o por mezcladores mecánicos disponibles comercialmente tales como mezclador Mogul y mezcladores Ross. Las composiciones en pasta se pueden formar en una capa de pasta orgánica sobre un revestimiento de liberación tal como papel encerado. Opcionalmente la capa se seca, después se lamina a la lámina o capa de alfombra. La laminación puede realizarse al presionar físicamente la capa de pasta sobre la lámina o capa de alfombra, o se puede utilizar un adhesivo para unir las dos capas. Los aditivos adecuados incluyen cintas de transferencia de adhesivo sensible a la presión, adhesivos de aspersión, adhesivos de emulsión tal como los adhesivos de pasta "Elmers Glue", y similares. De manera alternativa, la capa de pasta se puede formar directamente en la parte superior de la lámina o capa de alfombra. Si la capa de pasta está pegajosa debido a los aglutinantes orgánicos, puede ser deseable espolvorear la capa de pasta expuesta con talco u otras partículas inorgánicas u orgánicas finamente definidas para reducir la capacidad adherente y facilitar el manejo. La alfombra o materiales de lámina de la invención pueden ser intumescentes o no intumescentes. Los ejemplos de materiales de lámina intumescente incluyen a los descritos en las patentes norteamericanas nos. 3,916,057 (Hatch et al. ) , 4,305,992 (Langer et al .) , 4,385,135 (Langer et al.), 5,254,410 (Langer et al.), 4,865,818 (Merry et al. ), 5,151,253 (Merry et al .), y 5, 290, 522 (Rogers et al . ) . Los materiales de lámina intumescentes adicionales se describen en las solicitudes copendientes intituladas "MATERIAL DE LÁMINA INTUMESCENTE" (INTUMESCENT SHEET MATERIAL), Solicitud PCT No. (Expediente del Abogado No.51746PCT1A) , "MATERIAL DE LÁMINA Y PASTA INTUMESCENTES, CON AGLUTINANTE ORGÁNICO" (INTUMESCENT SHEET MATERIAL AND PASTE WITH ORGANIC BINDER) , Solicitud PCT No. (Expediente del Abogado No. 51748PCT7A) y "MATERIAL DE LÁMINA INTUMESCENTE CON FIBRAS DE VIDRIO" (INTUMESCENT SHEET MATERIAL WITH GLASS FIBERS) , Solicitud PCT No. (Expediente del Abogado No. 51745PCT3A) , presentada en la misma fecha que la presente. Las láminas y alfombras intumescentes disponibles comercialmente, útiles, incluyen aquéllas vendidas bajo el nombre comercial INTERAM" por Minnesota Mining & Manufacturing Co., de St. Pual, Minnesota. Una alfombra intumescente adecuada, incluye, en por ciento en peso seco, 20% a 65% de escamas de vermiculita no expandida, 10% al 50% de material fibroso inorgánico, 3% a 20% de aglutinantes orgánicos y hasta 40% de materiales de relleno inorgánicos. Adicionalmente, la lámina puede incluir otros materiales intumescentes tales como grafito expandible. Las escamas de vermiculita no expandidas pueden ser no tratadas o tratadas por procesos tales como sometimiento a intercambio iónico con un compuesto de amonio tal como cloruro y ácido de amonio, carbonato de amonio, cloruro de amonio u otros compuestos de amonio adecuados.

Los materiales fibrosos inorgánicos incluyen fibras de aluminosilicatos (disponible comercialmente bajos los nombres comerciales Fiberfrax" de Carborundum Co., Niágara Falls, New York, y Cerafiber* de Thermal Cera ics, Augusta, Georgia) , fibras de asbesto, fibras de vidrio suave, fibras de zirconia-sílice, y filamentos finos de alúmina cristalina. Los aglutinantes orgánicos incluyen a los descritos antes tales como retículas de caucho natural, retículas de estireno-butadieno, retículas de butadieno y acrilonitrilo, retículas de polímeros y copolímeros de acrilato y metacrilato. Los materiales de relleno inorgánicos incluyen vermiculita expandida, microesferas de vidrio hueco y bentonita. De manera preferible, los materiales de relleno inorgánicos son vermiculita expandida. La lámina o capas de alfombra de materiales intumescentes incluyen alfombras y papeles cerámicos. Los papeles cerámicos adecuados incluyen Fiberfrax" 880, disponible de Carborundum Co., y Saffil LD, disponible de ICI Chemical & Polymers, Widness, Cheshire, Reino Unido. Las alfombras pueden fabricarse por técnicas de elaboración de papel conocidas comúnmente en equipo tal como máquinas Fourdrinier. Las alfombras también se pueden formar por soplado de material fibroso sobre una pantalla de recolección como es la práctica en la industria de materiales no tejidos. Las capas de los materiales compuestos se pueden formular para adaptarse para el propósito final . Por ejemplo, un material compuesto puede comprender una capa de pasta con materiales que se expanden a una temperatura menor que los materiales intumescentes de la alfombra. Con este concepto, el lado de la pasta se puede montar contra el monolito y se expandirá a una temperatura mayor para proporcionar una fuerza de retención a esas temperaturas. La combinación de materiales intumescentes a temperaturas superiores e inferiores facilita adicionalmente la retención de un monolito en su lugar en un convertidor catalítico sobre un intervalo de temperatura extendido. De manera adicional, las hojas compuestas de la invención pueden incluir adicionalmente materiales de protección de borde. Los materiales adecuados incluyen una pantalla de alambre de acero inoxidable enrrollada alrededor de los bordes, como se describe en la patente norteamericana no. 5,008,086 (Merry), y cerámica trenzada o similar a cuerda (por ejemplo, vidrio, cerámica cristalina o vidrio-cerámica) de fibras trenzadas o de material de alambre metálico tal como se describe en la patente norteamericana no. 4,156,333 (Cióse et al.). Los protectores de borde formados también se pueden formar a partir de posiciones que tienen partículas de vidrio como se describe en EP 639 701 Al (Howorth et al.) , EP 639702 Al (Howorth et al . ) y EP 639 700 Al (Stroom et al . ) . En otro aspecto, la invención proporciona un convertidor catalítico o un filtro de particulado diesel que utiliza el material de montaje de la invención. Un convertidor catalítico o filtro particulado diesel generalmente comprende un alojamiento, una estructura o elementos monolíticos y un material de montaje colocado entre la estructura y el alojamiento para retener a la estructura en su lugar. El alojamiento, el cual también se conoce como una larta o receptáculo, se puede fabricar de materiales adecuados conocidos en la técnica para tal uso y típicamente se fabrican de metal. De manera preferible, el alojamiento se fabrica del acero inoxidable. Los elementos de convertidor catalítico adecuados también preferidos como monolitos, son conocidos en la técnica e incluyen aquéllos fabricados de metal o cerámica. Los monolitos o los elementos se utilizan para sostener los materiales de catalizador para el convertidor. Un elemento de convertidor catalítico útil se describe, por ejemplo, en la patente norteamericana no. RE 27,747 (Johnson) . Los elementos del convertidor catalítico cerámico están disponibles comercialmente, por ejemplo, de Corning Inc., de Corning, New York y NKG Insulator Ltd. de Nagoya, Japón. Por ejemplo, un soporte de catalizador cerámico en forma de panal de abeja se vende bajo la designación comercial "CELCOR" por Corning Inc., y "HONEYCERAM" por NGK Insulator Ltd. Los elementos de convertidor catalítico metálicos están disponibles comercialmente de Behr GmbH y Co. de Alemania. Para detalles adicionales respecto a monolitos catalíticos, véase por ejemplo, "Sistemas de enfoque para el diseño de empaques para convertidores catalíticos automotrices" (Systems Approach to Packaging Design for Automotive Catalytic, Converters) Stroom et al., documento No. 900500, SAE Serie de Documentos Técnicos, 1990; "Cerámica de pared delgada como soportes para catalizadores monolíticos" (Thin Wall Ceramics as Monolithic Catalyst Support) Howitt,. Documento 800082, SAE Serie de Documentos Técnicos, 1980; y "Efectos de flujo en convertidores catalíticos automotrices en forma de panal de abeja monolíticos" (Flow Effects in Monolithics Honeycomb Automotive Catalytic Converters) Howitt et al., Documento No. 740244, SAE Serie de Documentos Técnicos, 1974. Los materiales de catalizador revestidos sobre los elementos del convertidor catalítico incluyen a aquellos conocidos en la técnica (por ejemplo metales tales como retenio, osmio, rodio, iridio, niquel, paladio y platino, y óxido metálicos tales como pentóxido de vanadio, y dióxido de titanio) . Para detalles adicionales respecto a los revestimientos catalíticos, véase, por ejemplo, la patente norteamericana no. 3,441,381 (Keith et al.). Los elementos de filtro particulados de tipo monolíticos convencionales típicamente son filtros de flujo de pared constituidos de material cerámico cristalino, (por ejemplo cordierita) poroso, en forma de panal de abeja. Las celdas alternadas de la estructura en forma de panal de abeja típicamente están taponadas de manera que el gas de salida entra en una celda y es forzada a través de la pared porosa de una celda y sale de la estructura a través de otras celdas. El tamaño del elemento de filtro particulado diesel depende de las necesidades de aplicación particulares. Los elementos de filtro particulado diesel útiles están disponibles comercialmente, por ejemplo, de Corning Inc. de Corning, New York y NGK Insulator Ltd. de Nagoya, Japón. Los elementos de filtro particulados diesel útiles se discuten en "Filtro particulado diesel cerámico celular" (Cellular Ceramic Diesel Particulate Filter) , Howitt et al., Documento No. 810114, SAE Serie de Documentos Técnicos, 1981. En uso, los materiales de montaje de la invención se colocan entre el monolito y el alojamiento de manera similar ya sea para un convertidor catalítico o para un filtro particulado diesel. Esto se puede realizar al envolver el monolito con una lámina de material de montaje, insertar el monolito envuelto en el alojamiento, y sellar el alojamiento. Los objetivos y ventajas de esta invención se ilustrarán adicionalmente por los siguientes ejemplos, pero los materiales y cantidades particulares de los mismos mencionados en estos ejemplos, así como otras condiciones y detalles, no deben considerarse como limitantes de esta invención. Todas las partes y porcentajes son en peso a menos de que se establezca de otra manera.

MÉTODOS DE PRUEBA Prueba de dispositivo de condición real ÍRCFT) La RCFT es una prueba utilizada para medir la presión ejercida por el material de montaje bajo condiciones representativas de las condiciones reales que se encuentran en un convertidor catalítico durante su uso normal. Se calientan a temperaturas diferentes dos gelatinas de 50.8 mm por 50.8 mm, controladas independientemente, para simular el alojamiento de metal y las temperaturas de monolito, respectivamente, de manera simultánea, el espacio entre las platinas se incrementa en un valor calculado a partir de la temperatura y los coeficientes de expansión térmica de un convertidor catalítico típico. Las temperaturas de las platinas el cambio de espacio se representa en la tabla 1 abajo. La fuerza ejercida por el material de montaje se mide por un marco de carga controlado por computadora Sintech ID con un extensómetro (MTS Systems Corp., Research Triangle Park, North Carolina) .

Tabla 1 Ejemplo 1 La parte A de una composición en pasta intumescente se prepara al agregar 3003 gramos de vermiculita expandida (Zonalite #5, disponible de W.R. Grace Co., Cambridge, Massachusetts) , 2000 gramos de agua, 2896 gramos de látex acrílico con 60.5% de sólidos (Neocryl" 2022, disponible de Zeneca Resins, Wilmington, Massachusetts) , y 16 gramos de bactericida (Busanm 1024, disponible de Buckman Laboratories, Memphis, Tennessee) , a un mezclador Ross el cual incluye tanto una cuchilla planetaria como una cuchilla de alto cizallamiento (mezclador modelo PD 4, disponible de Charles Ross & Son Co. , Hauppauge, New York) . El mezclador se sella y se coloca bajo vacío de 50.7 kiloPascales (kPa) (15 pulgadas de mercurio (en Hg) ) . El material se mezcla durante 20 minutos tanto con la cuchilla planetaria como la de dispersión a velocidades establecidas en el número 20 de panel de control. Después de purgar el aire con vacío y abrir el mezclador, se agregan al lote 6237 gramos de alúmina tabular (alúmina malla -48 +200, Alcoa, Bauxite, Arizona) y 1944 gramos de plastificante (Sanitisizer" 148, disponible de Monsanto Co., Bridgeport, New Jersey). El mezclador se sella, se coloca bajo vacío a 50.7 kPa (15 pulgadas de Hg) y el lote se mezcla durante 20 minutos adicionales utilizando las cuchillas planetaria y de dispersión colocadas en 20. Después de purgar el aire en el vacío y abrir el mezclador, se agregan al lote 2896 gramos de sustancia que mejora la adherencia (Snowtack^ 810A, disponible de Eka Nobel Canadá, Inc., Toronto, Ontario) y 6362 gramos de mineral de vermiculita (obtenido de Cometáis, Inc. , New York, New York) . Nuevamente, se sella el mezclador y se coloca bajo 50.7 kPa de vacío (15 pulgadas de Hg) . El lote se mezcla durante 20 minutos adicionales utilizando las cuchillas planetaria y de dispersión a una velocidad establecida en 20. Después de purgar el aire en el vacío, el mezclador se abre y la composición resultante se coloca en un recipiente plástico de 18.9 litros (5 galones) sellado. La composición, en una base en peso seco, es aproximadamente 30.6% de agente intumescente, 8.4% de polímero acrílico, 9.4% de plastificante, 7.1% de sustancia que mejora la adherencia, 14.4% de aglutinante inorgánico, 0.08% de bactericida y 30% de material de relleno (alúmina) . La parte B de una composición de pasta intumescente se prepara al mezclar 5 gramos de vermiculita expandida (Zonolite^ Vermiculite #5), 41.7 gramos de látex acrílico con 60.5% de sólidos (Neocryl" 2022), 41.7 gramos de sustancia que mejora la adherencia (Snowtack™ 810A) , 27.9 gramos de plastificante (Sanitisizer^ 148) y 31.5 gramos de grafito expandible (producto no. 533-61-26, de Ucar Carbón Co., Danbury, Connecticut) en un vaso de precipitado, manualmente. Posteriormente se prepara una composición de pasta intumescente al mezcla 25 partes de la parte A y 75 partes de la parte B. La composición resultante se troquela en una lámina de papel de cera a , un espesor de aproximadamente 3.2 mm para formar una capa de pasta. La capa de pasta se seca durante la noche en un horno de convección que se establece a 95°C. Se prepara un material compuesto de montaje intumescente al someter a aspersión ligeramente una adhesivo de aspersión (adhesivo de sellado de caja Shipping-Mate*, disponible de Minnesota Mining & Manufacturing Co . , St . Paul, Minnesota) sobre la superficie de una alfombra intumescente (alfombra de montaje automotriz marca Interam" tipo 100, 3100 g/m2, disponible de Minnesota Mining & Manufacturing Co.) y al laminar la capa de pasta en la alfombra. La lámina compuesta se prueba para la fuerza de resistencia bajo la prueba de dispositivo de condición real descrita antes. Los resultados de prueba, que se muestran en la figura 1, indican que el material compuesto ejerce presión suficiente para asegurar un monolito en una cubierta sobre el intervalo de temperatura útil. Será evidente para aquéllos familiarizados en la técnica que se pueden realizar diversas modificaciones y variaciones en el método y artículo de la presente invención sin apartarse del espíritu o alcance de la invención. Por lo tanto, se considera que la'presente invención abarca las modificaciones y variaciones de esta invención con la condición de que se encuentren dentro del alcance de las reivindicaciones anexas y sus equivalentes. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el convencional para la manufactura de los objetos a que la misma se refiere. Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes:

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Un montaje compuesto para un elemento convertidor catalítico o elemento de filtro particulado diesel, caracterizado porque comprende: (a) por lo menos una alfombra o tapete flexible; y (b) laminado o adherido al mismo por lo menos una capa de una pasta intumescente o expandible o una lámina de pasta intumescente seca constituida de por lo menos un material intumescente no expandido, y 20 a 60 por ciento en peso seco de aglutinante orgánico.

2. El montaje compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la alfombra flexible comprende por lo menos un material intumescente no expandido .

3. El montaje compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el montaje compuesto comprende dos o más tapas de una pasta intumescente o lámina de pasta intumescente seca.

4. El montaje compuesto de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la alfombra comprende de 25 a 60 por ciento en peso seco de por lo menos un material intumescente no expandido y 25 a 60 por ciento en peso seco de fibras cerámicas.

5. El montaje compuesto de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la alfombra comprende de manera adicional un aglutinante orgánico.

6. El montaje compuesto de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la alfombra comprende un aglutinante orgánico.

7. El montaje compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la pasta intumescente o la lámina de pasta intumescente seca comprende 20 a 60 por ciento en peso seco de aglutinante orgánico, 1 a 70 por ciento en peso seco de por lo menos un material intumescente no expandido, 5 a -79 por ciento en peso seco de aglutinante inorgánico y 0 a 70 por ciento en peso seco de uno o más materiales de relleno.

8. Un dispositivo para control de contaminación, caracterizado porque comprende: (a) un alojamiento; y (b) un dispositivo de control de contaminación que comprende el montaje compuesto de conformidad con la reivindicación 1 colocado dentro del alojamiento. RESJiMEN_DE_ La invención proporciona un montaje compuesto para un elemento convertidor catalítico o un elemento de filtro particulado diesel que comprende: (a) por lo menos una alfombra o tapete flexible; y (b) por lo menos una capa de una pasta intumescente o una lámina de pasta intumescente seca que comprende por lo menos un material intumescente no expandido .