形成陶瓷的批料混合物和具有成孔剂的生坯

申请号 CN201510019148.4 申请日 2008-05-29 公开(公告)号 CN104671779A 公开(公告)日 2015-06-03
申请人 康宁股份有限公司; 发明人 D·L·坦南特; C·J·沃伦;
摘要 一种形成陶瓷的批料混合物,包括:无机批料如 氧 化 铝 源、二氧化 钛 源和 二氧化 硅 源;包含至少一种 淀粉 的少量的一种或多种成孔剂;有机 粘合剂 ;和 溶剂 。也公开了一种制造陶瓷制品的方法,包括:混合无机批料和少量成孔剂;加入有机粘合剂和溶剂;形成生坯;以及烧制所述生坯。也公开了一种具有少量的包含淀粉的一种或多种成孔剂的生坯。
权利要求

1.一种形成的陶瓷生坯,所述生坯包括:
包含化铝源、二氧化钛源和二氧化源的无机批料的均匀混合物;
成孔剂,所述成孔剂的量不超过所述无机批料重量的9%;和
有机粘合剂
所述生坯包括多个互连单元壁,所述互连单元壁形成横贯所述生坯的多个单元通道;
其特征在于,所述成孔剂基本上由淀粉组成,所述淀粉占所述无机批料的量为不小于2重量%且不超过8重量%。
2.一种制造含钛酸铝的陶瓷制品的方法,所述方法包括以下步骤:
混合无机批料和成孔剂形成批料组合物,所述成孔剂的量不超过所述无机批料重量的
9%;
将有机粘合剂和溶剂加入到所述批料组合物中,并进一步混合形成增塑的混合物;
由所述增塑的混合物形成生坯;以及
烧制所述生坯以制备钛酸铝主相;
其特征在于,所述成孔剂基本上由淀粉组成,所述淀粉占所述无机批料的量为不小于2重量%且不超过8重量%。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述的方法还包括烧制所述生坯制备具有钛酸铝主相的烧制的陶瓷制品,所述烧制的陶瓷制品的孔隙率大于40%且小于50%。
4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述的方法还包括烧制所述生坯制备具有钛酸铝主相的烧制的陶瓷制品,所述烧制的陶瓷制品的中值孔径小于15.0微米。
5.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述的方法还包括烧制所述生坯制备具有钛酸铝主相的烧制的陶瓷制品,所述烧制的陶瓷制品具有(d50-d10)/d50小于0.7的孔径分布
6.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述的成孔剂由淀粉和石墨组成。
7.如权利要求1所述的形成的钛酸铝陶瓷生坯,其特征在于,所述的成孔剂由淀粉和石墨组成。

说明书全文

形成陶瓷的批料混合物和具有成孔剂的生坯

[0001] 本申请国际申请号为PCT/US2008/006796,国际申请日为2008年5月29日的PCT国际专利申请进入中国阶段后的国家申请号为200880017687.2,发明名称为“形成钛酸铝陶瓷的批料混合物和具有成孔剂的生坯”的中国专利申请的分案申请。
[0002] 相关申请
[0003] 本申请要求2007年5月31日提交的名称为“形成钛酸铝陶瓷的批料混合物和具有孔成孔剂的生坯”美国临时申请60/932476作为优先权。

技术领域

[0004] 本发明涉及一种具有成孔剂(pore former)的形成钛酸铝陶瓷的批料混合物和具有成孔剂的形成钛酸铝陶瓷的生坯(green body),以及制造钛酸铝陶瓷体的方法。

背景技术

[0005] 由使用燃料如烃气体、汽油或柴油燃料的内燃机系统释放的废气可造成严重的大气污染。这些废气的许多污染物是烃和含化合物,后者包括氮氧化物(NOx)和一氧化(CO)。许多年来,汽车工业已经尝试降低汽车发动机系统产生的污染物数量,已经在1970年代中期开发了装备有催化转换器的第一台汽车。形式通常为蜂窝体的堇青石基材长期以来优选用作支撑汽车中的催化转换器用催化活性组分的基材。
[0006] 钛酸铝陶瓷已经成为高温应用的优秀候选者。为了得到所需孔隙率的钛酸铝材料,已将石墨成孔剂加入到该无机批料中。但是,不利的是,加入石墨会导致非常长的烧制周期(例如,超过180小时),以烧掉石墨且没有造成部件破裂。此外,高含量的石墨并不是想要的,因为它对于高频干燥(一种用于干燥由无机材料形成的批料的常规方法)会产生不利的影响。

发明内容

[0007] 本文公开了一种具有成孔剂的形成钛酸铝陶瓷的批料混合物,和具有成孔剂的形成钛酸铝陶瓷生坯,所述生坯更有助于干燥,而仍能得到具有所需孔隙率的烧制制品。
[0008] 在本发明的一个方面中,本文公开了一种形成钛酸铝陶瓷的批料,所述批料包括:包含氧化铝源、二氧化钛源和二氧化源的无机批料;包含淀粉的成孔剂,所述成孔剂占所述无机批料的量小于15重量%;有机粘合剂;和溶剂
[0009] 在另一个方面中,本文公开了一种形成钛酸铝陶瓷的生坯,所述生坯包括:含氧化铝源、二氧化钛源和二氧化硅源的无机批料的均匀混合物;包含淀粉的成孔剂,所述成孔剂的量小于所述无机批料重量的15%;有机粘合剂;所述生坯包括多个互连单元(cell)壁,形成多个横贯所述生坯的单元通道(cell channel)。
[0010] 在另一个方面中,本文公开了一种制造包含钛酸铝的陶瓷制品的方法,所述方法包括以下步骤:混合无机批料和成孔剂形成批料组合物,所述成孔剂的量小于所述无机批料重量的15%;将有机粘合剂和溶剂加入到所述批料组合物中,并进一步混合形成增塑的混合物;从所述增塑的混合物形成生坯;和烧制所述生坯制备钛酸铝主相。
[0011] 在另一个方面中,本文公开了一种制造包含钛酸铝的陶瓷制品的方法,所述方法包括以下步骤:混合无机批料和成孔剂形成批料组合物,所述成孔剂含有其量小于所述无机批料重量的10%的石墨,所述成孔剂不包括热塑性聚合物;将有机粘合剂和溶剂加入到所述批料组合物中,并进一步混合形成增塑的混合物;由所述增塑的混合物形成生坯;以及烧制所述生坯以制备钛酸铝主相,从而得到孔隙率大于40%的烧制陶瓷制品。在一些实施方式中,所述成孔剂包括其量小于所述无机批料重量的8%的石墨。在一些实施方式中,所述陶瓷制品的孔隙率大于40%且小于50%。附图说明
[0012] 图1是根据本发明一个方面用作颗粒过滤器的钛酸铝陶瓷制品的前视等距视图。
[0013] 图2是图1所示颗粒过滤器的部分放大前视图。

具体实施方式

[0014] 本文所述实施方式中的批料混合物包含具有成孔剂的形成钛酸铝陶瓷的组合物。所述成孔剂可由单一成孔试剂例如淀粉组成,或者可包括超过一种成孔试剂,例如淀粉和石墨。所述“成孔剂”是一种批料加入物,它在完成烧制过程中帮助在制得的陶瓷制品中形成有互连的孔(空隙)。当烧制所述制品时,所述成孔剂优选烧掉(分解或氧化,较好转变成气体,例如CO或CO2),在最终的钛酸铝陶瓷制品中留下所需的空隙或孔隙,该空隙或孔隙较好是开放的互连孔隙。所述成孔剂的“烧掉”较好发生在形成主陶瓷相(例如钛酸铝相)之前。使用两种或多个不同的成孔试剂可隔开与烧掉有关的放热反应,使得相比单成孔试剂(例如只使用石墨),总体温度峰下降。
[0015] 在一些实施方式中,本文所述的陶瓷制品包括由多个交叉单元壁构成的陶瓷蜂窝体;在一些实施方式中,所述陶瓷制品是基材,其例如能够涂覆催化剂,例如催化的流过型(flow through)基材。在其他实施方式中,所述陶瓷制品的蜂窝体的多个单元是塞紧的,例如以形成壁流过滤器。陶瓷制品20(例如包含钛酸铝相)如图1所示。较好地,所述制品20包括由多个交叉单元壁30构成的蜂窝体。在一些实施方式中,所述制品20较好构造成颗粒过滤器,且包括入口端22(使用时暴露于进入气流)和相对的出口端24(过滤的废气通过所述出口端离开)。该制品20包括多个入口通道26(其延伸并横贯所述过滤器长度)和多个出口通道28(也延伸和横贯所述过滤器长度,且在所述入口通道26的旁边)。在所示的实施方式中,所述通道的形状通常是正方形的,且它们可包括小的半径或在其上倾斜;或者,或除此之外,所述通道的形状(例如,在垂直于所述制品纵轴的横向平面中通道的截面形状)可具有其他形状。尽管没有显示,但是也可以认为各个入口通道26和出口通道28的截面面积可以是不同的。例如,入口通道的平均入口面积可大于所述出口通道的平均出口面积。其他通道形状(例如矩形、三角形、八边形、六角形、圆形或其组合)也是可以的。较好通过挤出模头挤出本发明的批料混合组合物,形成挤出的生坯,从而形成交叉的单元壁30。尽管挤出是较好的成形方法,但是应该可以认为所述成形步骤可包括用于形成生坯的任意已知方法。
[0016] 参照附图1和2,在所述过滤器20中,相应的入口通道26和出口通道28较好用合适的塞子32在入口端22和出口端24塞紧。为清楚起见,在附图2中,所述塞子并没有显示在出口端。但是,应该理解所述入口通道26在出口端24塞紧,而出口通道在所述入口端22塞紧。图2描述了图1所示34的放大图,显示了塞子32在入口端22的一部分形成棋盘图案。塞子较好由合适的陶瓷材料制成,并径向延伸穿过所述交叉壁30且位于所述交叉30之间,以关闭(即密封)各个通道的末端。塞子可通过例如US4557773所公开的方法形成。
但是,也可使用任意合适的阻塞技术。此外,临界所述表面(skin)38的局部通道36(例如不与制品横向平面上的大部分通道共享共同形状的通道,如位于或接近所述蜂窝体的外部边缘)可两端塞紧以增加强度(如果需要的话)。而且,尽管上述制品是颗粒状壁流过滤器,应该可以认为本发明批料混合物和烧制以及制造方法也可用于非过滤用途,例如作为催化流过型基材。
[0017] 烧制的陶瓷制品的中值孔径d10是累积汞浸入体积等于10%的总汞浸入体积处的孔径。所述中值孔径d50是累积汞浸入体积等于50%的总汞浸入体积处的孔径。陶瓷制品孔径分布的一种量度是d因素,其中d因素=(d50-d10)/d50。
[0018] 如上述,相比现有技术的批料混合物,本发明所述的成孔剂数量和/或组合有利地促进了形成钛酸铝的生坯中成孔剂更快速地烧掉。更具体地说,已发现低含量的成孔剂(在一些实施方式中,特定类型成孔剂的组合和优选数量)不仅可提供大于40%的孔隙率,而且对于钛酸铝制品也可缩短烧制周期。另外,该包含成孔剂组合的形成钛酸铝的组合物在烧制时可降低所得陶瓷部件总体破碎倾向。在一些实施方式中,所述烧制的陶瓷制品的孔隙率小于50%,它可产生更强的陶瓷(例如蜂窝体)体(如基材或过滤器);在一些实施方式中,烧制陶瓷制品的孔隙率大于40%且小于50%。我们也发现,应限制所述批料混合物和生坯中的石墨含量,以促进干燥和限制破碎。
[0019] 如本文所述,所述批料也包括含淀粉的成孔剂,其中所述成孔剂的量小于所述无机批料重量的15%。除了所述淀粉,所述成孔剂可包括其他成孔试剂。所述淀粉可包括一种淀粉或不止一种淀粉。所述淀粉较好选自玉米淀粉、大麦淀粉、大豆淀粉、土豆淀粉、大米淀粉、木薯淀粉、豌豆淀粉、西谷椰子淀粉、小麦淀粉、美人蕉淀粉及其组合。在一些实施方式中,所述淀粉占所述无机批料的量为不小于1重量%且不超过8重量%。在其他实施方式中,所述淀粉占所述无机批料的量为不小于2重量%且不超过8重量%;在其他实施方式中,所述淀粉占所述无机批料的量为大于3.0重量%且小于7.0重量%。
[0020] 在一些实施方式中,所述无机批料包含超过1重量%且小于8重量%的成孔剂;在其他实施方式中,所述无机批料包含不小于2重量%且小于8重量%的成孔剂。
[0021] 在一些实施方式中,所述成孔剂较好基本上不包括热塑性聚合物;更好地,所述成孔剂不包括热塑性聚合物。所述热塑性聚合物的例子包括聚丁烯、聚甲基戊烯、聚乙烯(如聚乙烯珠(bead))、聚丙烯(如聚丙烯珠)、聚苯乙烯、聚酰胺(尼龙)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、丙烯酸树脂类、聚酯(PET)、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。在一些实施方式中,所述成孔剂不包含热塑性聚合物或环氧树脂
[0022] 在一些实施方式中,所述成孔剂包括淀粉和石墨,在这些实施方式的一些中,所述石墨的量不超过所述无机批料重量的8%;在其他实施方式中,所述石墨的量不小于所述无机批料重量的2%且不超过8%。在一些实施方式中,所述淀粉的量不超过所述无机批料重量的8%,且所述石墨的量不超过所述无机批料重量的8%。在其他实施方式中,所述淀粉的量小于所述无机批料重量的8%,所述石墨的量小于所述无机批料重量的8%。在一些实施方式中,所述批料混合物包括其量不小于无机批料重量的2%且不超过8%的淀粉,和其量不小于所述无机批料重量的2%且不超过8%的石墨。
[0023] 在上述实施方式的一些中,所述成孔剂由所述淀粉和所述石墨组成。
[0024] 如本文所述,所述成孔剂可包括第一成孔试剂或第一成孔剂组分,以及与第一成孔剂组分的组成不同的第二成孔试剂或第二成孔剂组分。在一些实施方式中,所述第一成孔剂组分选自玉米淀粉、大麦淀粉、大豆淀粉、土豆淀粉、大米淀粉、木薯淀粉、豌豆淀粉、西谷椰子淀粉、小麦淀粉、美人蕉淀粉及其组合,且所述第二成孔剂组分选自石墨、活性炭石油焦炭、炭黑及其组合。在这些实施方式的一些中,所述第一成孔剂组分占所述无机批料的量为小于8重量%,所述第二成孔剂组分占所述无机批料的量为小于8重量%。例如,所述第一组分是淀粉,所述第二成孔剂组分是石墨;在这些实施方式的一些中,所述淀粉占所述无机批料的量为小于8重量%,所述石墨占所述无机批料的量为小于8重量%,较好地所述淀粉占所述无机批料的量为超过1重量%且小于8重量%,所述石墨占所述无机批料的的量为超过1重量%且小于8重量%。
[0025] 在另一个方面中,本文公开了一种形成钛酸铝陶瓷的生坯,它包括:含氧化铝源、二氧化钛源和二氧化硅源的无机批料的均匀混合物;包含淀粉的成孔剂,其中所述成孔剂的量小于所述无机批料重量的15%;以及有机粘合剂,所述生坯包括多个互连单元壁,所述互连单元壁形成多个横贯所述生坯的单元通道。
[0026] 在另一个方面中,本文公开了一种制造含钛酸铝的陶瓷制品的方法,所述方法包括以下步骤:混合无机批料和成孔剂,形成批料组合物,其中所述成孔剂的重量小于所述无机批料重量的15%;将有机粘合剂和溶剂加入到所述批料组合物中,并进一步混合形成增塑的混合物;从所述增塑的混合物形成生坯;以及烧制所述生坯制备含钛酸铝主相的陶瓷体。较好地,所述陶瓷体的孔隙率大于40%;在一些实施方式中,所述孔隙率大于40%且小于50%;在其他实施方式中,所述孔隙率小于50%。
[0027] 如本文所测量的,所述成孔剂是加入到所述无机批料的超级加入物(super addition)。
[0028] 因此,已经发现,通过在钛酸铝批料中使用低含量的成孔剂,本文所述的混合物(在形成为生坯和烧制时)产生烧结的陶瓷制品,其特征是钛酸铝的主结晶相,其也具有所示的物理性质。具体地说,所制成的陶瓷制品的孔隙率大于40%,且在一些实施方式中,大于40%且小于50%(通过孔隙度测定法测得);在一些实施方式中,所述制品的中值孔径(MPS)小于15.0微米,且在其他实施方式中,在8.0-15.0微米之间。在一些实施方式中,(d50-d10)/d50小于0.7,且在这些实施方式中的一些中,在0.2-0.7之间。本发明特别适用于制备蜂窝体钛酸铝陶瓷制品,更具体用于制备含钛酸铝的陶瓷颗粒过滤器,如附图1和2所示,用于从废气流中过滤颗粒物质。
[0029] 对于本文所述的批料混合物,合适的氧化铝源是一种粉末,当加热到足够高的温度且不存在其他原料的情况下,该粉末可得到基本纯的氧化铝。该合适的氧化铝源包括α-氧化铝、过渡态氧化铝如γ-氧化铝或ρ-氧化铝、水合氧化铝、水铝矿、刚玉(Al2O3)、勃姆石(AlO(OH))、假勃姆石、氢氧化铝(Al(OH)3)、氢氧化正铝(aluminum oxyhydroxide)等、及其混合物。所述氧化铝源的中值粒径较好低于35微米。
[0030] 合适的二氧化钛源是金红石、锐钛矿或无定形二氧化钛。所述二氧化钛源的中值粒径是很重要的,以通过在结构体中快速生长核来避免捕获未反应的氧化物。因此,所述中值粒径较好小于20微米。
[0031] 合适的二氧化硅源包括非晶体二氧化硅如熔融二氧化硅(fused silica)或溶胶-凝胶二氧化硅、硅树脂(silicone resin)、低氧化铝的基本上无金属(alkali)的沸石、硅藻土二氧化硅、高岭土和晶体二氧化硅如石英或方石英。另外,所述形成二氧化硅的源可包括当加热时形成游离(free)二氧化硅的化合物,例如硅酸(silicic acid)或硅有机金属化合物。所述二氧化硅源的中值粒径较好小于30微米。
[0032] 如果锶用作较好的碱土金属氧化物,那么合适的锶源是碳酸锶,其中值粒径较好小于20微米。如果使用钡的话,合适的较好钡源是碳酸钡、硫酸钡或过氧化钡,其较好的中值粒径小于20微米。如果使用的话,那么钙源可以是碳酸钙或铝酸钙,其中值粒径较好小于20微米。
[0033] 如果使用稀土元素的话,那么合适的稀土氧化物源是氧化镧(La2O3)、氧化钇(Y2O3)、镧系元素的任意氧化物,或其组合。
[0034] 前述无机批料原料较好作为粉末在混合步骤中充分混合,以形成无机原料的紧密混合物。所述成孔剂可同时或与其他批料组分一起或者在无机材料紧密混合之后加入到该混合物中。在任意情况下,所述成孔剂与所述无机批料紧密混合,形成无机材料和成孔剂的均匀、优选粉末状混合物。
[0035] 有机粘合剂体系也可加入到所述无机批料和成孔剂中,以帮助形成可挤出的混合物,所述可挤出的混合物是可成形且可模塑的。用于本发明的较好多组分有机粘合剂体系优选包括含纤维的组分、表面活性剂组分和溶剂的粘合剂。所述粘合剂体系可也包括碱如三乙醇胺(TEA),较好的加入量是0.1-0.5%,其可用作分散剂以帮助分散所述表面活性剂。所述含纤维素的组分可以是例如有机纤维素醚粘合剂组分,选自甲基纤维素、甲基纤维素衍生物、及其组合。所述表面活性剂组分优选是油酸或妥尔油。最后,所述溶剂可以是水,最好是离子水。但是,应该理解,尽管该粘合剂体系是较好的,但是任意合适的有机粘合剂体系也可用于本发明。使用粘合剂体系可得到优良的结果,该粘合剂体系包括下述数量(假定100重量份的无机材料)的组分:约0.2-2.0重量份的油酸或妥尔油、约2.5-6.0重量份的甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素粘合剂以及约10-30重量份的水。
[0036] 该粘合剂体系的单独组分与大量的无机粉末材料和成孔剂以任意合适的已知方式混合,制备无机粉末材料、成孔剂和粘合剂体系的紧密、均匀混合物。该形成钛酸铝的批料能够通过例如挤出形成陶瓷成形生坯。例如,所述粘合剂体系的所有组分可先相互混合,所述混合物接着加入到所述先前与所述成孔剂混合的粉末状无机材料中。在这种情况下,所述粘合剂体系的整个部分可一次加入,或者所述粘合剂体系的分开部分(divided portion)以合适的间隔一份一份的加入。或者,粘合剂体系的组分可一种接着一种加入到所述陶瓷批料中,或者预先制备的两种或多种粘合剂体系组分的各个混合物加入到所述陶瓷粉末材料和成孔剂组合中。例如,干燥组分可首先加入到无机批料和成孔剂中,然后加入液体组分。此外,所述粘合剂体系可首先与一部分形成陶瓷的粉末材料混合。在这种情况下,所述形成陶瓷的粉末的剩余部分随后加入到制备的混合物中。在任何情况下,较好的是所述粘合剂体系与占主要部分的无机批料粉末和成孔剂均匀混合形成均匀的批料混合物。所述粘合剂体系、所述陶瓷无机材料和所述成孔剂的均匀混合可通过任意已知的捏和(kneading)方法完成。
[0037] 接着,所得硬的、均匀、均质、可挤出的批料混合物进一步增塑以及成形或形成为生坯。该成形或形成可通过任意已知且常规的陶瓷形成方法例如挤出、喷射造型(injection molding)、粉浆浇铸(slip casting)、离心浇铸(casting)、压浇铸、压模等完成。为了制备适合用作催化剂载体或颗粒过滤器的双壁蜂窝体基材,通过有槽的挤出模头进行挤出是优选的。例如,US6696132公开了“具有可变尺寸的蜂窝体和用于制造的模头”。
[0038] 接着,由所述增塑的可挤出批料混合物制备的(优选挤出的)形成钛酸铝陶瓷的生坯优选在烧制前干燥。干燥可通过使用例如干燥方法如热空气干燥、电磁能干燥(如RF或微波)、真空干燥、冻干或其组合来完成。之后,干燥的生坯通过加热到足够的最高(top)温度并保持足够时间来适当烧结,形成烧制的陶瓷体。钛酸铝是烧制所述生坯形成的主结晶相,所述生坯由本发明所述的批料混合物制成。
[0039] 所述烧制条件可根据加工条件如批料的特定组成、生坯的尺寸、设备的特性进行变化,但是优选包括烧掉所述成孔剂,以在利用本文所述的批料混合物时形成所述钛酸铝相。在一些实施方式中,所述生坯在炉中加热到最高温度(周期中的最高温度),较好在上限低于1550℃且下限高于1350℃的温度范围内,且在一些实施方式中,低于1460℃并高于1420℃,以及在该温度范围保持大于4小时,较好在4-30小时,且在一些实施方式中,在6-20小时之间。在烧制过程中,在陶瓷制品中形成主要的陶瓷结晶相,对于上述批料来说,该主要的陶瓷结晶相是钛酸铝。
[0040] 如前所述,本文所述批料混合物的主要应用是制备包含高强度钛酸铝的蜂窝体制品,该蜂窝体制品用作催化剂载体和/或柴油机颗粒过滤器(其也可包括催化剂)。
[0041] 为了进一步描述本发明的主要方面,本文提供了许多形成陶瓷的批料和根据本发明形成的陶瓷制品的实施例。但是,可以理解这些实施例仅限于说明目的,且本发明并不局限于此。本发明可以在不离开本发明范围的条件下作出各种改进和变化。
[0042] 实施例
[0043] 适合形成具有钛酸铝作为主结晶相的陶瓷制品的无机粉末批料混合如下表1所示:
[0044] 表1
[0045]无机批料 重量%
SiO2(赛拉西尔(Cerasil)300) 10.19
SrCO3(CPC型W) 8.00
CaCO3(OMYA烃(Hydrocarb)OG) 1.38
Al2O3(阿尔梅帝斯(Almatis)A10) 46.57
TiO2(杜邦Ti-纯) 29.95
Al(OH)3(胡博(Huber)SB8000) 3.71
La2O3(茉莉公司(MolyCorp)) 0.20
[0046]
[0047] 通过将表1所示无机混合物的无机组分结合并干燥混合在一起制备表II中的各个实施例A-N,且在这些干燥混合物中加入表II所示数量的成孔剂,即土豆淀粉(姆斯兰斯达科公司(Emsland Starke))、玉米淀粉(国家淀粉公司(National Starch))和/或石墨(阿斯贝利(Asbury)4602)。此外,由4.50重量%的甲基纤维素(陶氏F240“甲基纤维素(methocel)”)和1.00重量%的妥尔油(Tall Oil)(韦斯特瓦科(Westvaco))组成的有机粘合剂体系加入各个混合物中,且该中间混合物之后与14-17重量%的液体加入物进一步混合。所述液体加入物是去离子水(作为溶剂形成增塑的陶瓷批料混合物)、表面活性剂(妥尔油)和分散剂(TEA)的混合物。所述粘合剂体系组分和成孔剂(如本文所述)以重量%列出,以总无机物为100%计。
[0048] 表II
[0049]土豆淀粉 玉米淀粉 石墨 总成孔剂 液体加入物
实施例 重量% 重量% 重量% 重量% 重量%
A 8 - 9 14 16.5
B 6 - 7.5 13.5 16.5
C 8 - 3.5 11.5 15.5
D 4 - 5 9 15.5
E 6.5 - - 6.5 15
F 3.25 - - 3.25 14
G 2 - 2.5 4.5 14
H - 8 6 14 16.5
I - 6 7.5 13.5 16.5
J - 8 3.5 11.5 15.5
K - 4 5 9 15.5
L - 6.5 - 6.5 15
M - 3.25 - 3.25 14
N - 2 2.5 4.5 14
[0050]
[0051] 所得最终陶瓷制品的材料组成中组分的氧化物重量是:51.12重量%的Al2O3、31.33重量%TiO2、10.65重量%SiO2、5.87重量%SrO、0.83重量%CaO、0.2重量%La2O3。
表III描述了实施例A-N中各个最终陶瓷制品的孔隙率、孔径和孔径分布参数(d50-d10)/d50。
[0052] 表III描述了最终陶瓷制品的材料组合物的孔隙率、中值孔径和(d50-d10)/d50,其中实施例A-N的各种增塑混合物中的每一个通过挤出模头挤出,挤出的条件适合形成具有300单元/平方英寸(46.5单元/平方厘米)和12密尔(0.305毫米)厚的单元壁的蜂窝体制品。
[0053] 表III
[0054]
[0055]
[0056] 我们发现,如本文所述,使用少量成孔剂特别是少量石墨可帮助改善湿生坯的干燥。我们也发现,如本文所述,使用少量成孔剂特别是少量石墨可帮助降低生坯在干燥和/或烧制时的破碎。
[0057] 应该理解,尽管已经参照特定的说明性和具体实施方式详细描述了本发明,但是并不能认为本发明局限于这些实施方式,因为在不离开所附权利要求所限定的本发明范围的条件下可以作出许多改进。
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