[发明专利]一种壁流式堇青石汽油颗粒过滤器及其制备方法

说明书

本发明提供了一种壁流式堇青石汽油颗粒过滤器，所述汽油颗粒过滤器的孔隙率为60～70％，按重量份计，所述汽油颗粒过滤器由70‑90份无机粉料、8‑25份有机硅微球、淀粉、聚合物树脂、石墨、粘结剂组成的混合粉料制成，所述有机硅微球粒度在20‑30μm之间，硅含量为36‑37％，氧含量为20‑22％，碳含量为31‑33％。本发明通过添加有机硅微球，利用其优异的造孔效果，制备微孔连通性好、压降低的汽油颗粒过滤器，由于其具有受热分解缓慢，不易出现火焰的特点，有效解决了目前高孔隙率汽油颗粒过滤器烧成开裂，烧成合格率低的问题，显著降低了生产成本，提高了生产效率。

技术领域

本发明涉及汽油机尾气处理技术领域，尤其是涉及一种壁流式堇青石汽油颗粒过滤器的制备方法。

背景技术

目前汽车已经逐步成为人们出行的主要代步工具，汽车数量的增加导致颗粒物排放数量的增加，而缸内直喷汽油机(GDI)因其较好的动力性、燃油经济性，得到越来越广泛的使用。缸内直喷发动机的燃烧效率大幅度提升，提高了发动机的动力性和燃油经济性，但由于混合气的浓度分布不均匀，导致颗粒物排放明显增加。随着环保法规的日益严格，汽油车尾气作为空气污染的重要途径之一也面临着巨大的挑战，汽油机颗粒物过滤器(GPF)被认为是解决这一问题的最有效、最可靠的技术手段。

汽油颗粒过滤器一般设计成壁流式结构，孔道的进气端为开口模式，出气端通常用陶瓷堵塞水泥堵塞，使端面形成棋盘模式的堵塞格局，在废气通过过滤器进气道与相邻的出气道的多孔陶瓷壁时，将烟灰捕集在蜂窝状过滤体的多孔通道壁上，从而将烟灰从汽油机废气流中分离。

多孔壁流式汽油颗粒过滤器的一个重要特点就是孔隙率较高，一般添加大量造孔剂来达到这种高孔隙率要求，有机造孔剂一般在150-600℃范围内受热分解，大量有机造孔剂在同一温度范围内分解容易造成产品开裂，虽然使用了一部分无机造孔剂石墨来减少有机造孔剂添加量，由于微波干燥工艺限制了其添加量，仍然需要添加大量有机造孔剂来达到60-70％的高孔隙率要求。对于堇青石汽油机颗粒过滤器来说，孔隙率高达60％-70％，随着有机造孔剂添加量的增加，有机造孔剂的添加量不能产生相应量的孔隙率，需要添加更多的造孔剂，造孔剂添加量越多，烧成过程中开裂的可能性越大。上述问题是多孔壁流式过滤器多年来一直存在的一个问题，中国发明专利CN102131749A中也谈到了上述问题。

发明内容

本发明涉及一种堇青石质壁流式汽油机颗粒过滤器的制备方法，尤其涉及一种高烧成合格率壁流式堇青石汽油颗粒过滤器的制备方法。本发明解决了目前高孔隙率汽油颗粒过滤器烧成开裂、烧成合格率低的问题，显著降低了生产成本，提高了生产效率。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种壁流式堇青石汽油颗粒过滤器，所述汽油颗粒过滤器的孔隙率为60～70％，按重量份计，所述汽油颗粒过滤器由70-90份无机粉料、8-25份有机硅微球、淀粉、聚合物树脂、石墨、粘结剂组成的混合粉料制成，所述有机硅微球粒度在20-30μm之间，硅含量为36-37％，氧含量为20-22％，碳含量为31-33％。

具体地，所述淀粉占无机粉料、有机硅微球总组分的9-15％，聚合物树脂占无机粉料、有机硅微球总组分的6-12％，所述石墨占无机粉料、有机硅微球总混合组分的9％。

具体地，所述粘结剂的添加量占混合粉料的6％，所述粘结剂为纤维素类粘结剂，包括但不限于甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素。

具体地，所述无机粉料包括滑石、高岭土A、高岭土B、氧化铝、水合氧化铝、二氧化硅中的一种或几种。

本发明还提供一种壁流式堇青石汽油颗粒过滤器的制备方法，所述混合粉料采用以下方法制得汽油颗粒过滤器：

(1)将干法混合制得的混合粉料置于捏合机器中加水进行捏合5-10分钟，加入润滑剂捏合8-12分钟，制得泥料；