[发明专利]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

说明书

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。