專利名稱：：應(yīng)用于陶瓷蜂窩體的組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及多孔陶瓷微粒過濾器的制備，更具體來說涉及用來對(duì)多孔陶瓷蜂窩體的選擇的孔道進(jìn)行密封從而形成壁流式陶瓷過濾器的改進(jìn)的堵塞混合物和方法。
背景技術(shù)：
：陶瓷壁流式過濾器越來越多地用來從柴油機(jī)或者其它內(nèi)燃機(jī)排氣流中除去微粒污染物。已知有許多種使用由多孔陶瓷形成的具有孔道的蜂窩體結(jié)構(gòu)制造這類過濾器的方法。最普遍的方法是將密封材料形成的堵塞物置于這種結(jié)構(gòu)的交替孔道的端部，阻擋流過孔道的直接流體流，迫使流體流先通過蜂窩體的多孔孔道壁，然后才離開所述過濾器。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用中使用的微粒過濾器由無機(jī)材料形成，對(duì)這些無機(jī)材料進(jìn)行選擇，以提供極佳的耐熱沖擊性、低的發(fā)動(dòng)機(jī)背壓以及在應(yīng)用中可以接受的耐久性。最常規(guī)的過濾器組合物是基于碳化硅、鈦酸鋁、多鋁紅柱石和堇青石。通過設(shè)計(jì)過濾器幾何結(jié)構(gòu)，盡可能減小發(fā)動(dòng)機(jī)背壓，盡可能增大每單位體積的過濾表面積。柴油機(jī)微粒過濾器由平行的孔道陣列構(gòu)成，這些孔道陣列在一側(cè)以棋盤格圖案每隔一個(gè)孔道進(jìn)行密封，使得來自發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣必須通過孔道的壁，才能離開過濾器。這種結(jié)構(gòu)的過濾器可以通過以下方式形成，擠出構(gòu)成平行孔道陣列的基質(zhì)，然后在第二加工步驟中每隔一個(gè)孔道用密封劑密封或“堵塞”。鈦酸鋁(AT)和堇青石堵塞混合物流導(dǎo)致在干燥步驟中形成大的針孔和小凹陷。有時(shí)，這些針孔和小凹陷在堵塞物的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸，導(dǎo)致這部分被質(zhì)量控制過程認(rèn)為是不合格的。小凹陷(可能導(dǎo)致泄漏)也是已知的問題，并且在高孔隙陶瓷如AT和堇青石基材時(shí)更為嚴(yán)重。在堵塞過程中，堵塞混合物的預(yù)成形團(tuán)塊被送入基材部分(從撞桿(ram)至團(tuán)塊和基材間的界面)，所述預(yù)成形團(tuán)塊能夠在活塞/筒體的儲(chǔ)器中運(yùn)動(dòng)或下降，導(dǎo)致不均勻的堵塞，并且在某些情況，導(dǎo)致基材上未堵塞區(qū)域，以及制造和收率方面的困難。此外，目前的堵塞混合物制劑的儲(chǔ)存壽命因?yàn)檎扯入S時(shí)間變化而較短。因此，現(xiàn)有技術(shù)需要一種改進(jìn)的堵塞混合物，用來形成陶瓷壁流式過濾器。具體地，需要不會(huì)導(dǎo)致形成針孔、小凹陷或大的內(nèi)空隙的堵塞混合物。還需要具有足夠流變性質(zhì)的堵塞混合物，所述流變性質(zhì)足以在預(yù)成形團(tuán)塊形式時(shí)保持該混合物的形狀，所述預(yù)成形團(tuán)塊在將混合物壓入基材時(shí)仍能適當(dāng)流動(dòng)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供應(yīng)用于蜂窩體的改進(jìn)的組合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，該組合物可用于在蜂窩體外部形成外皮涂層。在另一個(gè)實(shí)施方式中，該組合物可用作形成陶瓷壁流式過濾器用的堵塞混合物。該堵塞混合物包含一種或多種流變改進(jìn)劑，將該流變改進(jìn)劑加入混合物制劑中時(shí)可提供高屈服強(qiáng)度和低的剪切下的粘度。由于改進(jìn)了流變性質(zhì)，堵塞混合物顯示在堵塞深度方面改進(jìn)的性能，減少或者甚至消除在干燥或燒制的堵塞物中形成明顯大于所需孔隙尺寸的小凹陷、針孔或大的內(nèi)空隙。例如，大的內(nèi)空隙的最大長(zhǎng)度尺寸大于或等于0.5毫米。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種組合物，該組合物包含無機(jī)粉末批料組合物、有機(jī)粘結(jié)劑、液體載劑和流變改進(jìn)劑。在10/秒剪切速率下測(cè)量，所述堵塞混合物顯示小于8000Pa-s的毛細(xì)管粘度，在60度的角度下測(cè)量時(shí)，顯示小于60毫米/8分鐘的傾斜面流動(dòng)速率。在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種多孔陶瓷壁流式過濾器，其包含蜂窩體基材，所述基材限定了大量孔道，這些孔道由從上游進(jìn)口端縱向延伸至下游出口端的多孔孔道壁界定。大量孔道的第一部分包含在下游出口端密封各孔道壁的端部堵塞物，以形成進(jìn)口孔道，所述大量孔道的第二部分包含在上游進(jìn)口端密封各孔道壁的端部堵塞物，以形成出口孔道。根據(jù)該實(shí)施方式，端部堵塞物由本發(fā)明的堵塞混合物形成，包含形成陶瓷的無機(jī)粉末批料組合物、有機(jī)粘結(jié)劑、液體載劑和流變改進(jìn)劑。在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種制造多孔陶瓷壁流式過濾器的方法。該方法大體包括提供蜂窩體，該蜂窩體限定出大量孔道，所述孔道由從上游進(jìn)口端縱向延伸至下游出口端的多孔孔道壁界定。至少一條預(yù)先確定的孔道的一部分用本發(fā)明的堵塞混合物選擇性堵塞，所述堵塞混合物包括以下組分形成陶瓷的無機(jī)粉末批料組合物、有機(jī)粘結(jié)齊U、液體載劑以及流變改進(jìn)劑。然后所述選擇性堵塞的蜂窩體可以在一定的條件下干燥和燒制，所述條件能夠在至少一個(gè)選擇性堵塞的孔道中有效形成燒結(jié)相陶瓷堵塞物。在又一個(gè)實(shí)施方式中，所述組合物可應(yīng)用于蜂窩體的一個(gè)或多個(gè)外部部分作為人造外皮，即，應(yīng)用于蜂窩體的外周邊的層或涂層，如人造外皮，其中，涂覆的蜂窩體例如是壁流式過濾器或基材。在以下詳細(xì)描述和任意權(quán)利要求中部分地提出了本發(fā)明的另外一些實(shí)施方式，它們部分源自詳細(xì)描述，或可以通過實(shí)施本發(fā)明來了解。應(yīng)理解，前面的一般性描述和以下的詳細(xì)描述都只是示例和說明性的，不構(gòu)成對(duì)所揭示的本發(fā)明的限制。附圖簡(jiǎn)要說明附圖被結(jié)合在本說明書中，并構(gòu)成說明書的一部分，了本發(fā)明的一些實(shí)施方式，并與描述部分一起用于說明本發(fā)明的原理，但不構(gòu)成限制。圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的示例的端部堵塞的壁流式過濾器的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的傾斜面測(cè)試裝置的示意圖，該裝置用于測(cè)量?jī)A斜面流動(dòng)速率。圖3是用不含流變改進(jìn)劑的堵塞混合物進(jìn)行端部堵塞的鈦酸鋁蜂窩體基材的頂視照片。圖4是用不含流變改進(jìn)劑的堵塞混合物進(jìn)行端部堵塞的鈦酸鋁蜂窩體基材的側(cè)視照片。圖5是按本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式端部用本發(fā)明的堵塞混合物堵塞的鈦酸鋁蜂窩體基材的頂視照片。圖6是按本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式端部用本發(fā)明的堵塞混合物堵塞的鈦酸鋁蜂窩體基材的側(cè)視照片。具體實(shí)施例方式相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)并理解，可以對(duì)本文所述的本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行許多變化，而且仍能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有益的結(jié)果。還顯而易見的是，本發(fā)明所需的有益結(jié)果中的一部分可以通過選擇本發(fā)明的一些特征而不利用其他的特征來獲得。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，對(duì)本發(fā)明的許多更改和修改都是可能的，在某些情況下甚至是希望的，并且是本發(fā)明的一部分。因此，提供的以下描述作為對(duì)本發(fā)明原理的說明而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。如本文中所用，單數(shù)形式的“一個(gè)”，“一種”和“該”包括復(fù)數(shù)的指代物，除非文本中有另外的明確表示。因此，例如，對(duì)“流變改進(jìn)劑”的引用包括具有兩種或更多種此類“流變改進(jìn)劑”的實(shí)施方式，除非文本中有另外的明確表示。本文所用，除非有具體的相反表示，否則，無機(jī)組分的“重量％”或“重量百分?jǐn)?shù)”或“重量份”均基于包含該組分的無機(jī)粉末批料組合物的總重量。如本文中所用，“追加”表示基于并相對(duì)于100重量份形成陶瓷的無機(jī)粉末批料組分，一種組分如有機(jī)粘結(jié)劑、液體載劑或成孔劑的重量百分?jǐn)?shù)。此處所用的詞語(yǔ)“任選的”或“任選地”意味著隨后描述的事件或情況可能出現(xiàn)或者可能不出現(xiàn)，并且該描述包括所述事件或情況發(fā)生的實(shí)例及不發(fā)生的實(shí)例。如上簡(jiǎn)要概述的，本發(fā)明提供適合應(yīng)用于蜂窩體的組合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，該組合物適合用作形成陶瓷壁流式過濾器用的堵塞混合物。在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述組合物適合用作在蜂窩體的一個(gè)或多個(gè)外部部分上的人造外皮涂層。在這些優(yōu)點(diǎn)中，組合物顯示提高的屈服強(qiáng)度。當(dāng)用作堵塞混合物時(shí)，屈服強(qiáng)度的提高因此能夠降低干燥和燒制過程中不希望的下陷或小凹陷。此外，本發(fā)明的組合物與常規(guī)組合物的粘度相比，還顯示降低在剪切下的粘度。當(dāng)用作堵塞混合物時(shí)，這種剪切下的粘度下降還能夠提高對(duì)所需堵塞物在孔道中的深度的控制能力。本發(fā)明的組合物一般包含無機(jī)粉末批料組合物、有機(jī)粘結(jié)劑、液體載劑和流變改進(jìn)劑。如本文中所用，流變改進(jìn)劑表示能夠改變堵塞混合物的一種或多種流變性質(zhì)(包括例如粘度和屈服強(qiáng)度)，不會(huì)對(duì)該堵塞混合物的性能產(chǎn)生不利影響的堵塞混合物組分。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，流變改進(jìn)劑可以是非離子型表面活性劑。可用作流變改進(jìn)劑的非離子型表面活性劑的示例種類包括聚乙二醇；改性的聚乙二醇，例如聚乙二醇-油酸酯、聚乙二醇二油酸酯、烷基改性的聚乙二醇；聚丙二醇、改性的聚丙二醇；甘油；烷基山梨醇；脂肪醇；改性或未改性的聚乙二醇和改性或未改性的聚丙二醇的共聚物。可使用的商業(yè)可得的非離子型表面活性劑的具體例子包括聚乙二醇二油酸酯、聚氧乙烯(2)油基醚，脫水山梨醇單月桂酸酯、丙三醇單油酸酯和油醇。在以下文獻(xiàn)中可發(fā)現(xiàn)另外的商業(yè)可得的非離子型表面活性劑=McCutcheon乳化劑和洗滌劑，北美版，糖果制造商出片反公司(McCutcheon‘sEmulsifiersandDetergents,NorthAmericanedition,TheManufacturingConfectionerPublishingCo.)，GlenRock，N.J.，1995。在又一個(gè)實(shí)施方式中，流變改進(jìn)劑可以是一種油品，例如天然油或合成油。適合用作本發(fā)明堵塞混合物中的流變改進(jìn)劑的商業(yè)可得油品的具體例子包括花生油，大豆油，植物油，和合成的單酯和多酯，例如以下物質(zhì)的烷基(丁基、己基、辛基、癸基、十二烷基等)酯油酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、鄰苯二甲酸、二聚合油(粗辛烯)(dimerate)，新戊二醇、二羥甲基丙烷、季戊四醇(C3-C20酸酯，如，丙酸酯、辛酸酯、2-乙基己酸酯、油酸酯等)，其混合物等；聚α_烯烴液體，聚內(nèi)烯烴液體和聚丁烯液體；礦物油；硅油。商業(yè)可得的各種天然油和合成油的列表可在以下文獻(xiàn)中找到Rudnick，L.S.，Shubkin,R.L.(1999)，合成潤(rùn)滑劑和高性能功能流體(SyntheticLubricantsandHigh-PerformanceFunctionalFluids),第二版(2nded·),MarcelandDekker,NY,ISBN0-8247-0194-1。在又一個(gè)實(shí)施方式中，適合用于本發(fā)明的堵塞混合物的流變改進(jìn)劑是熱解法氧化硅。在一些實(shí)施方式中，流變改進(jìn)劑作為追加物存在，其量為無機(jī)粉末批料組合物的約0.1重量％至15重量％范圍，優(yōu)選約為0.1-10重量％，包括例如1.0重量％，2.0重量％，3.重量％，4.0重量％，5.0重量％，6.0重量％，7.0重量％，8.0重量％，和9.0重量％，以及在這些值的任何范圍中的量。例如，在另一個(gè)實(shí)施方式中，需要作為追加物加入的流變改進(jìn)劑的用量為所述無機(jī)粉末批料組合物的4.0-8.0重量％。在一些實(shí)施方式中，流變改進(jìn)劑是熱解法氧化硅，其作為追加物的添加量為無機(jī)粉末批料組合物的0.1-2重量％范圍。在其他實(shí)施方式中，流變改進(jìn)劑是有機(jī)流變改進(jìn)劑，例如，油品或非離子型表面活性劑，其作為追加物的添加量為無機(jī)粉末批料組合物的大于2重量％。所述無機(jī)粉末批料組合物可以由足以形成所需燒結(jié)相陶瓷組合物的無機(jī)批料組分的組合組成，包括例如由陶瓷、玻璃-陶瓷、玻璃、及其組合組成的燒結(jié)相占優(yōu)勢(shì)的組合物。應(yīng)理解，本文所用的玻璃、陶瓷和/或玻璃_陶瓷組合物的組合包括物理組合和/或化學(xué)組合，如混合物或復(fù)合物。為此，適合用于這些無機(jī)陶瓷粉末批料混合物的示例的非限制性無機(jī)粉末材料可包括堇青石，鈦酸鋁，多鋁紅柱石，粘土，高嶺土，氧化鎂源，滑石，鋯石，氧化鋯，尖晶石，氧化鋁形成源(包括氧化鋁和其前體)，氧化硅形成源(包括氧化硅和其前體)，硅酸鹽，鋁酸鹽，鋁硅酸鋰，氧化鋁氧化硅(aluminasilica)，長(zhǎng)石，氧化鈦，熔凝石英，氮化物，碳化物，硼化物，如碳化硅，氮化硅或它們的混合物。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，無機(jī)粉末批料組合物可以包含形成鈦酸鋁的組分的混合物，該混合物可以在能夠有效提供燒結(jié)相鈦酸鋁組合物的條件下加熱。根據(jù)這個(gè)實(shí)施方式，所述無機(jī)粉末批料組合物包含粉末化原料，包括氧化鋁源、氧化硅源、以及氧化鈦源。這些無機(jī)粉末化原料可以例如選擇為適當(dāng)?shù)挠昧?，以提供燒結(jié)相鈦酸鋁陶瓷組合物，該組合物以氧化物重量百分?jǐn)?shù)基準(zhǔn)表示，包含約8-15重量％的SiO2，約45-53重量％的Al2O3，約27-33重量％的Ti02。一種示例的無機(jī)鈦酸鋁前體粉末批料組合物可包含約10%石英；約47%氧化鋁；約30%氧化鈦和約13%另外的無機(jī)添加劑。適合用于形成鈦酸鋁的其他非限制性的示例無機(jī)批料組分混合物包括在以下美國(guó)專利、美國(guó)專利申請(qǐng)和國(guó)際專利申請(qǐng)中揭示的那些美國(guó)專利4，483，944；4,855,265；5,290，739；6,620,751；6，942，713;6，849，181；美國(guó)專利申請(qǐng)2004/0020846;2004/0092381；和PCT申請(qǐng)公開WO2006/015240；WO2005/046840和W02004/011386。上述參考文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容都參考結(jié)合入本文中。在又一個(gè)實(shí)施方式中，無機(jī)粉末批料組合物可以包含形成堇青石的組分的混合物，該混合物可以在能夠有效提供燒結(jié)相堇青石組合物的條件下加熱。根據(jù)該實(shí)施方式，形成陶瓷的無機(jī)粉末批料組合物可包含氧化鎂源；氧化鋁源；和氧化硅源。例如但不限制，可以選擇無機(jī)陶瓷粉末批料組合物，以提供一種堇青石組合物，該組合物主要由以下組分組成約49-53重量％WSiO2，約33-38重量％WAl2O3和約12-16重量％的MgO。為此，一種示例的無機(jī)堇青石前體粉末批料組合物可包含約33-41重量％的氧化鋁源、約46-53重量％的氧化硅源和約11-17重量％的氧化鎂源。適合用來形成堇青石的示例性而非限制性的無機(jī)批料組分混合物包括以下文獻(xiàn)中揭示的那些美國(guó)專利3，885，977；RE38，888；6，368，992；6，319，870；6，24，437；6，210，626；5，183，608；5，258，150；6，432，856；6，773，657；6，864，198；以及美國(guó)專利申請(qǐng)公開2004/0029707；2004/0261384；這些文獻(xiàn)的全文內(nèi)容參考結(jié)合于本文。氧化鋁形成源的示例性而非限制性的例子包括金剛砂或α-氧化鋁、Y-氧化鋁，、過渡氧化鋁、水鋁礦和三羥鋁石之類的氫氧化鋁、勃姆石、水鋁石、異丙醇鋁等。所述氧化鋁源的中值粒度優(yōu)選大于5微米，包括例如中值粒度最大為10微米，15微米，20微米，或者甚至25微米。商業(yè)可得的氧化鋁源可包括相對(duì)粗的氧化鋁，例如AlcanC-700系列，其粒度約為4-6微米，比表面積約為0.5-1米7克，如C-701，以及相對(duì)細(xì)的氧化鋁，其粒度約為0.5-2微米，比表面積約為8-11米7克，如可從Alcoa獲得的A-16SG。如果需要，氧化鋁源還可以包括可分散的氧化鋁形成源。如本文所用，可分散的氧化鋁形成源是至少能顯著分散在溶劑或液體介質(zhì)中和可用來提供在溶劑或液體介質(zhì)中的膠態(tài)懸浮液的氧化鋁形成源。一個(gè)實(shí)施方式中，可分散的氧化鋁源可以是相對(duì)高表面積的氧化鋁源，其比表面積至少為20米7克?；蛘撸煞稚⒌难趸X源的比表面積至少為50米7克。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，適合用于本發(fā)明方法的可分散的氧化鋁源包括α-羥基氧化鋁(aluminumoxidehydroxide)(A100H·H2O)，通常稱作勃姆石，假勃姆石和一水合鋁。在另一個(gè)示例性實(shí)施方式中，可分散的氧化鋁源包括所謂的過渡或活化的氧化鋁(即，氧化氧氧化招(aluminumoxyhydroxide)禾口φ-、η-、ρ-、ι-、κ-、γ-、δ-禾口θ-氧化鋁)，它們可以包含各種含量的通過化學(xué)方式結(jié)合的水或者羥基官能團(tuán)?？捎糜诒景l(fā)明的商業(yè)可得的可分散的氧化鋁源的具體例子包括但不限于=DispalBoehmite(可從德克薩斯，休斯頓的CONDEA維斯塔公司(C0NDEAVistaCompanyofHouston,Texas)購(gòu)得)和α-氧化鋁Α1000(可從瑪特公司(Almatis,Inc.)購(gòu)得)。在一個(gè)實(shí)施方式中，合適的氧化硅源包括粘土或混合物，例如，生高嶺土，煅燒的高嶺土，和/或它們的混合物。非限制性的示例粘土包括非分層的高嶺石生粘土，其粒度約為7-9微米，表面積約為5-7米7克；如HydriteMP，其粒度約為2_5微米，表面積約為10-14米7克，如HydritePX和K-10生粘土，分層的高嶺石，其粒度約為1_3微米，表面積約為13-17米7克，如KA0PAQUE-10，煅燒的粘土，粒度約為1_3微米，表面積約為6_8米7克，如GlomaxLL0上面指定的所有材料都可以從DryBranchKaolin,DryBranch,Ga獲得。在另一個(gè)實(shí)施方式中，還應(yīng)當(dāng)理解所述氧化硅形成源還可包含晶體氧化硅，例如石英或方石英，非晶體二氧化硅，例如熔凝石英或者溶膠_凝膠氧化硅，硅樹脂，沸石，以及硅藻土氧化硅。為此，商業(yè)可得的石英氧化硅形成源包括但不限于ImsilA25氧化硅(可從俄亥俄州拜斯維的拉庚納粘土公司(LagunaClayCo.，ofByesville,Ohio)獲得)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，氧化硅形成源可包括加熱時(shí)能形成游離氧化硅的化合物，例如，硅酸或硅有機(jī)金屬化合物。氧化鈦源優(yōu)選自但不限于金紅石和銳鈦型氧化鈦。在一個(gè)實(shí)施方式中，可以對(duì)氧化鈦源的中值粒度進(jìn)行最優(yōu)化，以免未反應(yīng)的氧化物被快速生長(zhǎng)的晶核截留在燒結(jié)的陶瓷體中。因此，在一個(gè)實(shí)施方式中，氧化鈦的中值粒度最大為20微米。示例性而非限制性的氧化鎂形成源可以包括滑石。在另一個(gè)實(shí)施方式中，合適的滑石可包括平均粒度至少約為5微米，至少約8微米，至少約12微米或者甚至至少約15微米的滑石。粒度可采用粒度分布(PSD)技術(shù)，優(yōu)選通過Micrometrics公司的Sedigraph進(jìn)行測(cè)量。在一些實(shí)施方式中，滑石的粒度為15-25微米。在另一個(gè)實(shí)施方式中，滑石可以是扁平狀滑石。如本文所用，扁平狀滑石指顯示小片狀顆粒形態(tài)的滑石，即顆粒具有兩個(gè)長(zhǎng)尺寸和一個(gè)短尺寸，或者例如，小片狀的長(zhǎng)度和寬度比其厚度要大得多。在一個(gè)實(shí)施方式中，滑石具有的形態(tài)指數(shù)(MI)大于約0.50，0.60，0.70或0.80。因此，如美國(guó)專利5，141，686中揭示的，形態(tài)指數(shù)是對(duì)滑石的扁平程度(platiness)的一個(gè)度量。測(cè)量形態(tài)指數(shù)的一種常規(guī)方法是將樣品放置在一夾持器中，使扁平狀滑石最大尺寸定位在該樣品夾持器的平面內(nèi)。然后，對(duì)定向的滑石進(jìn)行χ-射線衍射(XRD)圖譜測(cè)定。采用以下等式，形態(tài)指數(shù)可以將滑石的扁平特征與其XRD峰強(qiáng)度半定量關(guān)聯(lián)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>其中，Ix是峰強(qiáng)度，Iy是反射強(qiáng)度。因此，適合用于本發(fā)明的氧化鎂源的商業(yè)可得的實(shí)例包括但不限于Mistron002和F-Cor(100目)(來自加拿大安大略，奧卡飛立的魯澤納卡公司(Luzenac,Inc.ofOakville,Ontario,Canada))以及96_67Talc(來自蒙大納，迪龍的巴瑞特礦物公司(Barrett，sMinerals,Inc.ofDillon，Montana))。在另一個(gè)實(shí)施方式中，無機(jī)粉末批料組合物包含一種或多種已燒制即陶瓷化的無機(jī)難熔陶瓷組合物的粉末。可用于無機(jī)粉末批料組合物的陶瓷化無機(jī)難熔組合物的例子包括碳化硅、氮化硅、鈦酸鋁、多鋁紅柱石、鋁酸鈣和堇青石。在一個(gè)實(shí)施方式中，無機(jī)粉末批料組合物包含燒制的堇青石組合物。適合用于無機(jī)粉末批料中的陶瓷化堇青石組合物可以從已知來源購(gòu)得，包括例如，美國(guó)紐約州康寧的康寧有限公司(CorningIncorporated,Corning,NY,USA)。或者，合適的堇青石組合物還可以通過以下方式制造在能將形成堇青石的批料組合物有效轉(zhuǎn)化為燒結(jié)相堇青石的條件下，如上所述加熱該組合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，合適的陶瓷化堇青石主要由以下組分組成約49-53重量％SiO2，約33-38重量％Al2O3和約12-16重量％MgO0粉末化堇青石的中值粒度d5(l優(yōu)選在約10-45微米范圍。在另一個(gè)實(shí)施方式中，粉末化堇青石組分可包括兩種或更多種堇青石組合物的摻混物，各組合物具有不同的中值粒度。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，粉末化堇青石可包括相對(duì)粗的粉末化堇青石和相對(duì)細(xì)的粉末化堇青石的摻混物。如本文中所用，相對(duì)粗的堇青石可以是例如中值粒度在約35-45微米范圍的粉末化堇青石。如本文中所用，相對(duì)細(xì)的堇青石可以是例如中值粒度在約10-20微米范圍的粉末化堇青石。當(dāng)粉末化堇青石組合物以兩種或更多種具有不同粒度的堇青石組分的摻混物存在時(shí)，無機(jī)粉末批料組合物例如可包含約40-70重量％相對(duì)粗的粉末化堇青石和約30-60重量％相對(duì)細(xì)的粉末化堇青石。此外，應(yīng)理解，無機(jī)批料組合物可進(jìn)一步包含一種或多種附加組分。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，無機(jī)粉末批料組合物可包含無機(jī)粘結(jié)劑，例如硼硅酸鹽玻璃。無機(jī)粉末批料組合物中存在附加組分時(shí)，所述附加組分的用量例如最多為該無機(jī)批料組合物的25重量％，包括例如1重量％，5重量％，10重量％，15重量％，20重量％，以及由這些數(shù)值構(gòu)成的任何重量百分?jǐn)?shù)范圍。為提供本發(fā)明的組合物，包含上述粉末化陶瓷材料和任意任選的無機(jī)附加組分的無機(jī)陶瓷粉末批料組合物可以與流變改進(jìn)劑、粘結(jié)劑和液體載劑一起混合。粘結(jié)劑組分可以包括有機(jī)粘結(jié)劑、無機(jī)粘結(jié)劑，或者它們的組合。合適的有機(jī)粘結(jié)劑包括水溶性纖維素醚粘結(jié)劑，如甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素衍生物、丙烯酸羥基乙酯、聚乙烯醇，和/或它們的任意組合。較好地，組合物中存在的有機(jī)粘結(jié)劑作為追加物加入計(jì)，其量為無機(jī)粉末批料組合物的0.1-5.0重量％，更優(yōu)選其量為無機(jī)粉末批料組合物的0.5-2.0重量％。因此，在上述批料組合物中加入有機(jī)粘結(jié)劑能進(jìn)一步改進(jìn)組合物的內(nèi)聚力和塑性。改進(jìn)的內(nèi)聚力和塑性可以例如改進(jìn)將混合物成形并堵塞蜂窩體的選定的端部的能力?？墒褂玫臒o機(jī)粘結(jié)劑的例子包括膠態(tài)氧化硅和膠態(tài)氧化鋁?！N用于為本發(fā)明組合物提供可流動(dòng)或者糊狀稠度的液體載劑是水，但是應(yīng)理解，可以使用對(duì)于合適的臨時(shí)有機(jī)粘結(jié)劑顯示溶劑作用的其他液體載劑。所述液體載劑組分的含量可以變化，從而為陶瓷批料混合物提供最優(yōu)化的加工性質(zhì)以及與該混合物中其它組分的相容性。在一些實(shí)施方式中，液體載劑作為追加物加入，其量為無機(jī)粉末批料組合物重量的8-60重量％，在其他實(shí)施方式中為8-40重量％范圍，在其他實(shí)施方式中為15-60重量％范圍，在一些實(shí)施方式中為20-40重量％范圍。然而，還應(yīng)當(dāng)理解，在另一個(gè)實(shí)施方式中，需要盡可能減少液體載劑組分的量，同時(shí)得到類似糊狀的稠度，使其能夠在受力作用的情況下進(jìn)入蜂窩體基材的選定端部。盡可能減少本發(fā)明組合物中的液體組分量能進(jìn)一步降低干燥過程中不希望的干燥收縮和裂紋形成。除了流變改進(jìn)劑、液體載劑和粘結(jié)劑外，本發(fā)明的組合物還可以包含一種或多種任選的的成形助劑或加工助劑。示例的加工助劑或添加劑可包括潤(rùn)滑劑、離子型表面活性齊U、增塑劑和燒結(jié)助劑。示例的潤(rùn)滑劑可包括妥爾油或者硬脂酸鈉。適合用于所述組合物的示例增塑劑包括甘油。此外，合適的燒結(jié)助劑通?？砂ㄒ环N或多種金屬的氧化物源，所述金屬例如是鍶、鋇、鐵、鎂、鋅、鈣、鋁、鑭、釔、鈦、鉍或鎢。在一個(gè)實(shí)施方式中，任選的燒結(jié)助劑包括氧化鍶源、氧化鈣源以及氧化鐵源的混合物。在另一個(gè)實(shí)施方式中，任選的所述燒結(jié)助劑包含至少一種稀土金屬。應(yīng)當(dāng)理解所述燒結(jié)助劑可以以粉末和/或液體形式加入批料混合物中。如上文進(jìn)一步總結(jié)，本發(fā)明的組合物可以用作堵塞混合物，提供端部堵塞的多孔陶瓷壁流式過濾器。具體來說，這些堵塞混合物非常適合用來提供端部堵塞的陶瓷蜂窩體。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，端部堵塞的陶瓷壁流式過濾器可以由蜂窩體基材形成，所述蜂窩體基材具有大量孔道，所述孔道由從上游進(jìn)口端縱向延伸至下游出口端的多孔孔道壁界定。所述多個(gè)孔道的第一部分可包括由本文所述的堵塞混合物形成的端部堵塞物，在下游出口端密封相應(yīng)的孔道壁，形成進(jìn)口孔道。所述多個(gè)孔道的第二部分也可包括由本文所述的堵塞混合物形成的端部堵塞物，在上游進(jìn)口端密封相應(yīng)的孔道壁，形成出口孔道。因此，本發(fā)明還提供了一種制造多孔陶瓷壁流式過濾器的方法，所述過濾器具有陶瓷蜂窩體，以及由多孔陶瓷壁界定的大量孔道，其中選定的孔道各自結(jié)合了密封于孔道壁的堵塞物。該方法大體包括以下步驟提供蜂窩體，其包括大量孔道，所述孔道由從上游進(jìn)口端縱向延伸至下游出口端的多孔孔道壁界定，使用本文所述的堵塞混合物選擇性堵塞至少一個(gè)預(yù)定孔道的端部。然后所述選擇性堵塞的蜂窩體可以在一定的條件下進(jìn)行燒制，所述條件能夠在至少一個(gè)選擇性堵塞的孔道中有效形成燒結(jié)相陶瓷堵塞物。在一個(gè)實(shí)施方式中，將被堵塞的蜂窩體基材可以是生坯基材。根據(jù)該實(shí)施方式，如果用來堵塞生坯基材上選定的孔道的堵塞混合物由本文所述的形成陶瓷的粉末批料組合物組成，則堵塞混合物可以和生坯蜂窩體基材一起在“單次燒制”工藝中同時(shí)進(jìn)行燒制。在另一個(gè)實(shí)施方式中，將被堵塞的蜂窩體基材可以是已燒制或已陶瓷化的蜂窩體基材。根據(jù)該實(shí)施方式，燒制端部堵塞物的燒制溫度將至少部分地取決于堵塞材料的組成。例如，如果用來堵塞陶瓷化基材上選定孔道的堵塞混合物也是由本文所述的形成陶瓷的粉末批料組合物組成，則堵塞混合物可以在稱為“二次燒制”工藝中的第一時(shí)間進(jìn)行燒制?；蛘撸绻糜诙氯沾苫纳线x定孔道的堵塞混合物由已燒制或已陶瓷化的無機(jī)粉末批料組分組成，則堵塞混合物可以在低于燒制時(shí)的溫度下加熱，也稱作“冷定型”堵塞工藝。參見圖2，圖中顯示了示例性的端部堵塞的壁流式過濾器100。如圖所示，所述壁流式過濾器100具有上游進(jìn)口端102和下游出口端104，以及從所述進(jìn)口端縱向延伸至出口端的多個(gè)孔道108(進(jìn)口)、110(出口)。所述多個(gè)孔道由交叉的多孔孔道壁106形成。所述多個(gè)孔道的第一部分在下游出口端(圖中未顯示)用端部堵塞物112堵塞，從而形成進(jìn)口孔道，所述多個(gè)孔道的第二部分在上游進(jìn)口端用堵塞物112堵塞，形成出口孔道。示例性的堵塞結(jié)構(gòu)形成了交替的進(jìn)口孔道和出口孔道，使得流入反應(yīng)器的流體流通過進(jìn)口端102處的開放孔道，然后通過多孔孔道壁106，然后通過出口端104處的開放孔道離開反應(yīng)器。在本文中將示例性的端部堵塞的孔道結(jié)構(gòu)稱為“壁流式”結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)榻惶婵椎蓝氯a(chǎn)生的流動(dòng)路徑會(huì)引導(dǎo)被處理的流體流通過多孔陶瓷孔道壁，然后離開該過濾器。所述蜂窩體基材可以由任何適于形成多孔整體型蜂窩體的常規(guī)材料形成。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，所述基材可以由增塑的形成陶瓷的組合物形成。示例性的形成陶瓷的組合物可以包含那些通常已知的用來形成以下物質(zhì)的那些堇青石、鈦酸鋁、碳化硅、氧化鋁、鋯氧化物、氧化鋯、鎂穩(wěn)定化的氧化鋯、氧化鋯穩(wěn)定化的氧化鋁、釔穩(wěn)定化的氧化鋯、鈣穩(wěn)定化的氧化鋯、氧化鋁、鎂穩(wěn)定化的氧化鋁、鈣穩(wěn)定化的氧化鋁、氧化鈦、氧化硅、氧化鎂、氧化鈮(niobia)、氧化鈰(ceria)、氧化釩(vanadia)、氮化硅，或它們的任意組合。所述蜂窩體基材可以根據(jù)任何適合用來形成蜂窩體整體型主體的常規(guī)方法形成。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，采用任何已知的陶瓷成形的常規(guī)方法，對(duì)增塑的形成陶瓷的批料組合物進(jìn)行成形，制成生坯，所述常規(guī)方法包括例如擠出，注塑，粉漿澆鑄，離心澆鑄，加壓澆鑄，干壓制等。較好地，陶瓷前體批料組合物包含能夠形成例如一種或多種上述燒結(jié)相陶瓷組合物的形成陶瓷的無機(jī)批料組分，液體載劑，粘結(jié)劑，以及一種或多種任選的加工助劑和添加劑，包括例如潤(rùn)滑劑和/或成孔劑。在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中，擠出可以使用液壓油缸擠出壓機(jī)，或兩段排氣單鉆擠出機(jī)，或在出料端連接模頭組件的雙螺桿混合機(jī)進(jìn)行。后一情況中，可以根據(jù)材料和其他工藝條件選擇適當(dāng)?shù)穆輻U元件，以形成足夠的壓力，迫使批料物質(zhì)通過模頭。形成的整體型蜂窩體100的示例孔密度可以為大約70個(gè)孔/英寸2(10.9個(gè)孔/厘米2)至400個(gè)孔/英寸2(62個(gè)孔/厘米2)。另外，如上所述，孔道110位于進(jìn)口端102處的一部分使用組成與主體101相同或類似的糊料堵塞。優(yōu)選只在孔道的端部進(jìn)行堵塞，形成深度約為5-20毫米的堵塞物112，但是可以改變堵塞深度。位于出口端104處但并不與在進(jìn)口端102處堵塞的孔道對(duì)應(yīng)的孔道的一部分也可以類似的圖案堵塞。因此，每個(gè)孔道優(yōu)選僅在一端堵塞。優(yōu)選的排列方式是如圖1所示，在指定表面以棋盤格圖案每隔一個(gè)孔道進(jìn)行堵塞。另外，所述進(jìn)口孔道和出口孔道可以具有任意所需的形狀。但是，在圖1所示的示例性實(shí)施方式中，所述孔道的截面形狀通常是正方形的。形成后，將生坯體燒制，形成燒結(jié)相陶瓷組合物?？梢赃x擇無機(jī)批料組分，以便在燒制后產(chǎn)生包含堇青石、富鋁紅柱石、尖晶石、鈦酸鋁或它們的混合物的陶瓷蜂窩體制品。例如但不限制，在一個(gè)實(shí)施方式中，可以選擇無機(jī)批料組分，以提供一種堇青石組合物，以氧化物重量百分?jǐn)?shù)基準(zhǔn)表征，該組合物主要由以下組分組成約49-53重量％的SiO2,約33-38重量％的Al2O3和約12-16重量％的MgO。為此，一種示例的無機(jī)堇青石前體粉末批料組合物較好地包含約33-41重量％的氧化鋁源、約46-53重量％的氧化硅源和約11-17重量％的氧化鎂源。適合于形成堇青石的示例的非限制性無機(jī)批料組分混合物包括在以下專利和專利申請(qǐng)中揭示的那些美國(guó)專利3，885，977；RE38，888；6，368，992；6，319，870；6，214，437；6，210，626；5，183，608；5，258，150；6，432，856；6，773，657；6，864，198；和美國(guó)專利申請(qǐng)公開2004/0029707；2004/0261384。或者，在另一個(gè)實(shí)施方式中，蜂窩體可以由選擇的無機(jī)批料組分形成，以在燒結(jié)之后提供多鋁紅柱石組合物，以氧化物重量百分?jǐn)?shù)基準(zhǔn)表征，該組合物主要由以下組分組成約27-30重量％的SiO2和約68-72重量％的A1203。一種示例的無機(jī)多鋁紅柱石前體粉末批料組合物可包含約76%多鋁紅柱石的難熔集料；約9.0%細(xì)粘土和約15%的α-氧化鋁。適合形成多鋁紅柱石的另一個(gè)非限制性的示例無機(jī)批料組分混合物包括在美國(guó)專利6，254，822和6，238，618中所述的那些。另外，蜂窩體可以由選擇的無機(jī)批料組分形成，從而在燒制后提供鈦酸鋁組合物，以氧化物重量百分?jǐn)?shù)為基準(zhǔn)計(jì)，所述鈦酸鋁組合物主要由以下組分組成約8-15重量％的SiO2，約45-53重量％的Al2O3，以及約27-33重量％的Ti02。一種示例的無機(jī)鈦酸鋁前體粉末批料組合物可包含約10%石英；約47%氧化鋁；約30%氧化鈦和約13%另外的無機(jī)添加劑。適合用于形成鈦酸鋁的其他非限制性的示例無機(jī)批料組分混合物包括在以下美國(guó)專利、美國(guó)專利申請(qǐng)公開和國(guó)際專利申請(qǐng)中揭示的那些美國(guó)專利4，483，944；4,855，265；5，290，739；6，620，751；6，942，713；6，849，181；美國(guó)專利申請(qǐng)公開2004/0020846；2004/0092381；和PCT申請(qǐng)公開WO2006/015240；WO2005/046840和WO2004/011386。一旦形成了蜂窩體基材，就可以通過常規(guī)已知的堵塞工藝中的一種迫使本文所述的堵塞混合物按要求的堵塞圖案進(jìn)入生坯蜂窩體基材或已燒制的蜂窩體基材中選定的開放孔道之中，進(jìn)入所需的深度。例如，選定的孔道可以如圖3所示在端部堵塞，以提供“壁流式”結(jié)構(gòu)，通過交替的孔道堵塞形成的流動(dòng)路徑引導(dǎo)流體流或氣流進(jìn)入示例的蜂窩體基材的上游進(jìn)口端，通過所述多孔陶瓷孔道壁，然后在下游出口端離開過濾器。堵塞可以通過例如使用常規(guī)掩模裝置和方法(例如在美國(guó)專利6，673，300中揭示和描述，該專利全文通過參考結(jié)合于本文)進(jìn)行。然后對(duì)得到的堵塞的蜂窩體進(jìn)行干燥，隨后在能有效將堵塞混合物轉(zhuǎn)化為主要燒結(jié)相陶瓷組合物的條件下燒制。有效干燥堵塞材料的條件包括能夠除去堵塞混合物中至少基本所有液體載劑的條件。在本文中，所述“至少基本所有”表示堵塞混合物中至少95%、至少98%、至少99%、或者甚至至少99.9%的液體載劑都被除去。適合用來除去液體載劑的示例性而非限制性的干燥條件包括在以下溫度條件下對(duì)端部堵塞的蜂窩體基材進(jìn)行加熱溫度為至少50°C，至少60°C，至少70°C，至少80°C，至少90°C，至少100°C，至少110°C，至少120°C，至少130°C，至少140°C，或者甚至至少150°C，加熱持續(xù)時(shí)間足以至少基本除去堵塞混合物中的液體載劑。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述能夠有效地至少基本除去液體載劑的條件包括在至少60°C的溫度加熱堵塞混合物。另外，加熱可以通過任意常規(guī)已知的方法進(jìn)行，例如熱空氣干燥，RF和/或微波干燥。在干燥之后，本文所述的堵塞混合物可以在能夠?qū)⒍氯牧嫌行мD(zhuǎn)化為主要燒結(jié)相陶瓷組合物的條件下進(jìn)行燒制。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述燒制堵塞材料的步驟可以是如上所述的“單次燒制”工藝。根據(jù)這個(gè)實(shí)施方式，選擇性端部堵塞的蜂窩體基材是由干燥的增塑的形成陶瓷的前體組合物構(gòu)成的生坯體或未燒制的蜂窩體。能夠有效燒制堵塞混合物的條件也能夠有效地將生坯的干燥的陶瓷前體組合物轉(zhuǎn)化為燒結(jié)相陶瓷組合物。再根據(jù)該實(shí)施方式，可以使用堵塞混合物選擇性地堵塞未燒制的蜂窩體生坯，所述堵塞混合物的組成與蜂窩生坯體的無機(jī)組成基本上相同。因此，所述堵塞材料可以例如包含相同的原料源，或者選擇的另外原料源，以便至少與生坯蜂窩體的干燥和燒制收縮相匹配。同時(shí)單次燒制堵塞混合物和生坯體的有效示例條件可包括在1350-1500°C的最大燒制溫度范圍，更優(yōu)選1375-1425°C的最大燒制溫度范圍對(duì)選擇性堵塞的蜂窩體進(jìn)行燒制。在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述燒制堵塞材料的步驟可以是“二次燒制”工藝。根據(jù)這個(gè)實(shí)施方式，提供的蜂窩體基材已經(jīng)進(jìn)行過燒制，以提供陶瓷蜂窩體，然后用本發(fā)明的堵塞混合物對(duì)所述蜂窩體基材進(jìn)行選擇性端部堵塞。因此，能夠有效地?zé)贫氯旌衔锏臈l件是能夠有效地將堵塞混合物轉(zhuǎn)化為陶瓷組合物的條件。為此，需要用堵塞混合物選擇性地堵塞所述蜂窩體的一個(gè)或多個(gè)孔道，形成物理性質(zhì)類似于蜂窩體的堵塞物，但是該堵塞物可以進(jìn)行燒制而不會(huì)改變陶瓷化的蜂窩體基材的性質(zhì)。例如，可以選擇根據(jù)這個(gè)實(shí)施方式的堵塞混合物，將燒制堵塞物所需的峰值燒制溫度降低至低于燒制的陶瓷蜂窩體的峰值燒制溫度。使堵塞混合物在二次加熱過程中有效定型或固化的條件也部分地取決于堵塞材料的特定組成。但是，有效加熱條件可包括在至少40(TC，至少70(TC，至少80(TC，至少900°C，或者甚至至少1000°C的最高溫度下加熱堵塞材料。較好地，有機(jī)材料因該加熱過程而從蜂窩體中除去。在又一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的組合物還適合用于在擠出的蜂窩體上施用“后施加的”或非共擠出的人造外皮或表面涂層。如本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的，當(dāng)形成蜂窩體基材和干燥時(shí)，制成的蜂窩體可能需要調(diào)整尺寸或成形，以符合指定的終端用途的應(yīng)用所要求的尺寸和形狀公差。因此，形成的蜂窩體的部分外表面可能任選通過已知方法除去，所述方法例如有砂磨、研磨等，以使制成的蜂窩體具有要求的形狀。從蜂窩體外表面除去材料后，可以將本發(fā)明的組合物施用到外周邊，從而在蜂窩體上形成一種后施加的外皮，并將蜂窩體基材上因去除材料而露出或破裂的孔道再次密封。實(shí)施例為進(jìn)一步說明本發(fā)明的原理，提供以下實(shí)施例，以向本領(lǐng)域技術(shù)人員提供對(duì)構(gòu)成本文要求權(quán)利的堵塞材料和方法以及評(píng)價(jià)的完整說明和描述。這些實(shí)施例規(guī)定為僅是本發(fā)明的示例，不是用來限制本發(fā)明人認(rèn)為是他們的發(fā)明的范圍。除非另外指出，否則，份數(shù)是重量份數(shù)，溫度按。C表示或是環(huán)境溫度，壓力為大氣壓或接近大氣壓。在以下實(shí)施例中，制備多個(gè)堵塞混合物，并通過對(duì)抗下陷和變形能力以及毛細(xì)管粘度來評(píng)價(jià)流變性質(zhì)，包括屈服強(qiáng)度。此外，還評(píng)價(jià)堵塞混合物形成堇青石蜂窩體制品和鈦酸鋁蜂窩體制品中的端部堵塞物的性能。具體地，評(píng)價(jià)的性能包括堵塞材料實(shí)現(xiàn)均勻和所需堵塞深度以及提供干燥和燒制后顯示很少形成或不形成小凹陷的能力。評(píng)價(jià)實(shí)施例1-27中包含已燒制或陶瓷化堇青石的堵塞混合物的性能.下面表1列出在實(shí)施例1-27中用來制備堵塞混合物的材料。表1-所用材料產(chǎn)品名稱供應(yīng)商"I供應(yīng)商地址氣芥丨J_____代碼甲基纖維素Methocel陶氏化學(xué)品(DowMidland,Ml-~___A4M__Chemical)___膠態(tài)氧化硅Ludox~W.R.格瑞斯(W.R.~ColumbiaMD-__HS4Q__Grace)___~硼硅酸鹽玻璃Pyrex7761康寧公司(Corning,Corning,NY-(-325目)___Inc1)___粉末化堇青石粗堇青石康寧公司Corning,NYdS04Q.4_______粉末化堇青石細(xì)堇青石康寧公司Corning,NYdso14.5_____“去離子水去離子水丨--丨-一<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>為制備上面表3列出的堵塞制劑，將各制劑的干組分稱量到250毫升塑料容器中并用蓋密封。然后，將干組分振搖1分鐘，以保證良好混合。然后加入各制劑的液體組分，并用金屬刮刀進(jìn)行混合，提供制成的堵塞混合物。傾斜面測(cè)試、毛細(xì)管粘度測(cè)試和基材堵塞測(cè)試分別要求約75克，150克和225克的批料。為擴(kuò)大至中試和制造生產(chǎn)線，還可以制備較大批量的這些制劑(如，10千克或更大)。在完成混合堵塞混合物后，即刻進(jìn)行流變測(cè)試和部件的堵塞。進(jìn)行傾斜面測(cè)試以評(píng)價(jià)堵塞混合物糊料制劑的抗變形和下陷性能。該測(cè)試是對(duì)材料保持形狀和不屈服的能力的度量，以及提供對(duì)材料不形成小凹陷的了解。該測(cè)試使用60度傾斜面來測(cè)量混合物流動(dòng)的速率。傾斜面測(cè)試設(shè)備的示意圖示于圖2。如圖所示，該測(cè)試設(shè)備包括透明塑料板301(由Lexan牌的聚碳酸酯形成)，并具有連接在該塑料板下側(cè)的標(biāo)尺302。該塑料板相對(duì)于水平面成60度角定位。使用內(nèi)徑32毫米、外徑36毫米、長(zhǎng)度50毫米的氧化硅玻璃管303作為容納堵塞混合物的容器，該堵塞混合物將以60度角304進(jìn)行測(cè)試。所示玻璃管兩端敞開，管中全部裝填進(jìn)行測(cè)試的堵塞混合物306，在其端部裝有約75克混合物糊料。為保證該管完全裝填和不存在任何內(nèi)空隙，在管中填入過量的堵塞混合物，之后管的兩端刮平以去除任何過量物。填充后的管保持水平，用蠟紙封住端部，直到將其插入固定裝置305，該固定裝置與塑料傾斜面板相連，使該管303的內(nèi)徑與板的表面齊平。將開始流動(dòng)的時(shí)間定義為管中的堵塞混合物開始接觸板301表面的時(shí)間，并可由該時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。所有傾斜面測(cè)試均在約22-24°C的室溫和約50%相對(duì)濕度條件下進(jìn)行。在即將進(jìn)行傾斜面測(cè)試之前制備混合物糊料制劑。在完成該測(cè)試的8分鐘時(shí)間段內(nèi)，記錄混合物糊料相對(duì)于時(shí)間的流動(dòng)的測(cè)量值。對(duì)堵塞制劑在8分鐘的傾斜面測(cè)試的結(jié)果列于下面表5，其流動(dòng)的單位為毫米。在一些情況中，傾斜面測(cè)試因混合物糊料快速流過板301的端部而較早結(jié)束；對(duì)沒有添加本發(fā)明的流變改進(jìn)劑的一些陶瓷糊料制劑觀察到這種現(xiàn)象。采用毛細(xì)管粘度測(cè)試來確定和比較堵塞混合物在Ι/s至50/s剪切速率下的粘度。采用這種表征方法來確定材料在施加剪切時(shí)的流動(dòng)能力，即在泵壓混合物糊料并堵塞基材時(shí)經(jīng)歷的剪切條件下的流動(dòng)能力。使用RosandRH-7毛細(xì)管粘度計(jì)(MalvernInstrumentsInc.10SouthvilleRoad,SouthboroughMA01772)進(jìn)行毛細(xì)管粘度測(cè)試。該粘度計(jì)具有一個(gè)直徑15毫米的筒體/柱塞、以及在該筒體內(nèi)約250毫米的樣品室，使用毛細(xì)管模(備件號(hào)DA-1.0-0.25-90-15)，其長(zhǎng)度為0.25毫米，直徑1毫米，入口角度為90度，外徑為15毫米。使用250psi壓力傳感器。柱塞速度與相應(yīng)的剪切速率示于下面表4中。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>記錄作為剪切速率的變量的未經(jīng)校正的表觀粘度。根據(jù)將要端部堵塞的蜂窩體的典型孔幾何特性和促使堵塞糊料進(jìn)入選擇的蜂窩體孔道通常所需的時(shí)間，估計(jì)用于將以下實(shí)施例中使用的蜂窩陶瓷基材堵塞的剪切速率約為10/s。因此，實(shí)施例1-24的堵塞混合物在ΙΟ/s剪切速率下的表觀粘度列于下面表5。實(shí)施例1-30的堵塞混合物進(jìn)行上述傾斜面測(cè)試和毛細(xì)管粘度測(cè)試后，用來堵塞示例的鈦酸鋁蜂窩基材和堇青石蜂窩基材。然后評(píng)價(jià)堵塞的基材的堵塞深度，是否存在形成的小凹陷以及是否存在形成的空隙或針孔。鈦酸鋁基材包括300個(gè)孔/英寸2的孔幾何特性和13密耳的壁厚度。鈦酸鋁蜂窩體的總尺寸為4”X7.8”X6.8”的橢圓形，孔隙率％P約為50-51%。此外，孔隙率％P的中值孔徑為12-16微米。類似地，所用堇青石基材的孔幾何特性為275個(gè)孔/英寸2，壁厚度為15密耳。總體部件的尺寸如下直徑5.66”X長(zhǎng)度6”，孔隙率約為50%。為堵塞蜂窩體，在將用混合物糊料堵塞的陶瓷基材的兩端放置棋盤格圖案的聚合物掩模。該掩模上具有對(duì)基材端部的交替的孔敞開的空洞。使用1英寸寬的掩模帶卷纏繞基材端部，因此形成用于堵塞混合物的約5毫米高的堰。在進(jìn)行堵塞之前即刻制備堵塞混合物制劑，并放置在陶瓷基材上至掩模帶堰的頂部。將該組合件放置在水壓機(jī)中(平行端部推向混合物糊料)，需約5-10秒將糊料推入掩蔽的陶瓷基材。如上所述，根據(jù)孔的幾何特性和將堵塞糊料推入孔中所需的時(shí)間，估算對(duì)這些實(shí)施例中使用的蜂窩體陶瓷基材進(jìn)行堵塞時(shí)的毛細(xì)管粘度剪切速率約為10/s。施壓后，除去聚合物掩模；將樣品放置在設(shè)定為60°C的烘箱中干燥6-24小時(shí)。然后切開各部分，以測(cè)量填充陶瓷基材的堵塞混合物的深度。這些部分也在約1000°C燒制1-6小時(shí)。傾斜面測(cè)試、毛細(xì)管粘度計(jì)測(cè)試和基材堵塞測(cè)試的結(jié)果示于下面表5。在一些實(shí)施方式中，要求堵塞深度達(dá)到5-10毫米，以保證所述部分被堵塞(堵塞物不能脫落)，和保證在蜂窩體如柴油機(jī)過濾器壽命期間維持所述堵塞物。本發(fā)明的堵塞混合物包含流變改進(jìn)齊U，顯示優(yōu)良的堵塞深度，低的毛細(xì)管粘度，在干燥或燒制后沒有小凹陷或大的內(nèi)空隙，并具有優(yōu)良的抗下陷性。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>*“一些”表示一些孔的小凹陷深度約為1毫米，但沒有大的內(nèi)空隙；“無”表示沒有觀察到小凹陷或大的內(nèi)空隙。表5中列出的數(shù)據(jù)表明實(shí)施例1-25的堵塞混合物顯示幾個(gè)改進(jìn)的流變性質(zhì)和性能。例如，本發(fā)明的堵塞混合物在剪切速率為10/s時(shí)顯示毛細(xì)管粘度小于8000Pa-s。在又一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的一些堵塞混合物在10/s剪切速率下測(cè)定時(shí)，顯示毛細(xì)管粘度小于6000Pa-s，小于4000Pa-s，甚至小于2000Pa_s。此外，本發(fā)明的堵塞混合物在以60度角度測(cè)定時(shí)的傾斜面流速小于60毫米/8分鐘。在又一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的一些堵塞混合物顯示傾斜面流速小于50毫米/8分鐘，小于40毫米/8分鐘，甚至小于30毫米/8分鐘。此外，本發(fā)明的堵塞混合物能夠?qū)崿F(xiàn)在5-10毫米范圍的相對(duì)均勻的堵塞深度，因此減少表面小凹陷和空隙的形成。例如，在圖3和圖4中分別示出用類似于實(shí)施例2但不含流變改進(jìn)劑且只有1克水的堵塞制劑進(jìn)行堵塞的鈦酸鋁基材的頂視圖和側(cè)視圖。如圖3所示，在該圖片頂部的標(biāo)尺表明在干燥后的堵塞物端部存在約1毫米直徑的小凹陷，1毫米長(zhǎng)度的空隙或者針孔。類似地，如圖4所示，在圖片側(cè)面的標(biāo)尺表明，存在4-5毫米深度的小凹陷和1毫米的間隔或空隙，該結(jié)果與1000°C燒制后的結(jié)果類似。與此不同，圖5和圖6分別示出用實(shí)施例2的本發(fā)明堵塞混合物進(jìn)行堵塞的鈦酸鋁基材的頂視圖和側(cè)視圖，結(jié)果與1000°C燒制后的結(jié)果類似。這些圖片表明，在圖3和圖4中示出的針孔和小凹陷當(dāng)使用包含本文所述的流變改進(jìn)劑的本發(fā)明堵塞混合物時(shí)就不再存在。下面，評(píng)價(jià)實(shí)施例25-30的堵塞混合物，這些堵塞混合物用于對(duì)由未燒制的形成堇青石的陶瓷前體組合物所形成的生坯蜂窩體進(jìn)行堵塞。具體地，該生坯蜂窩體由下面表6列出的水增塑的前體批料組合物(將該組合物擠出形成蜂窩體，然后干燥)形成表6<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>*三乙醇胺和妥爾油的11摩爾比的混合物，用水稀釋至10重量％所用表6列出的增塑的批料組合物，通過擠出方法制備蜂窩體，其直徑約為6英寸，長(zhǎng)度約為6.5英寸，孔密度約為196個(gè)孔/英寸2，孔道壁厚度約為17密耳。然后干燥形成的生坯體，從擠出部分至少基本上除去所有的液體。為堵塞和干燥實(shí)施例25-30的生坯蜂窩體，采用實(shí)施例1-25中用于堵塞和干燥蜂窩體的方式。然后，對(duì)經(jīng)過堵塞和干燥的生坯蜂窩體評(píng)價(jià)堵塞深度和是否存在形成的小凹陷。該評(píng)價(jià)的結(jié)果列于下表7:表7<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>表7列出的數(shù)據(jù)再次說明本發(fā)明的組合物甚至用作對(duì)未燒制的生坯蜂窩體進(jìn)行堵塞的堵塞混合物時(shí)，具有幾個(gè)改進(jìn)的性能性質(zhì)。具體地，表7顯示，實(shí)現(xiàn)至少10毫米的均勻堵塞深度，在干燥過程中沒有明顯形成小凹陷。最后，應(yīng)理解，雖然參照一些說明性的具體實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但是并不認(rèn)為構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制，在不偏離所附權(quán)利要求書定義的本發(fā)明的廣義精神和范圍內(nèi)，可以進(jìn)行許多的修改。權(quán)利要求一種制備多孔陶瓷壁流式過濾器的方法，該方法包括以下步驟提供蜂窩體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)限定出大量孔道，所述孔道由從上游進(jìn)口端縱向延伸至下游出口端的多孔孔道壁界定；用堵塞混合物選擇性堵塞至少一個(gè)預(yù)定孔道的端部，該堵塞混合物在10/s剪切速率下測(cè)定時(shí)其毛細(xì)管粘度小于8000Pa-s；和在能夠有效地在至少一個(gè)選擇性堵塞的孔道中形成燒結(jié)相陶瓷堵塞物的條件下對(duì)所述選擇性堵塞的蜂窩體進(jìn)行燒制。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述堵塞混合物在以60度角度測(cè)定時(shí)的傾斜面流速小于60毫米/8分鐘。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述堵塞混合物包含無機(jī)批料組合物；粘結(jié)劑；液體載劑；和流變改進(jìn)劑，其選自非離子型表面活性劑、油和熱解法氧化硅。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述流變改進(jìn)劑包括非離子型表面活性劑。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述流變改進(jìn)劑包括油。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述流變改進(jìn)劑包括花生油、大豆油、植物油或油醇。7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述流變改進(jìn)劑包括熱解法氧化硅。8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述流變改進(jìn)劑包括聚乙二醇二油酸酯。9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述流變改進(jìn)劑包括聚氧乙烯(2)油基醚，脫水山梨醇單月桂酸酯或丙三醇單油酸酯。10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述無機(jī)批料組合物包含堇青石。11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述堇青石包括中值粒度在35-45微米范圍的第一粉末化堇青石和中值粒度在10-20微米范圍的第二粉末化堇青石的摻混物。12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述無機(jī)批料還包含硼硅酸鹽玻璃。13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑組分包括膠態(tài)氧化硅、膠態(tài)氧化鋁，或它們的組合。14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述無機(jī)粉末批料組合物是形成鈦酸鋁的批料組合物，包含氧化鋁源、氧化硅源和氧化鈦源。15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述無機(jī)粉末批料組合物是形成堇青石的批料組合物，包含氧化鎂源、氧化鋁源和氧化硅源。16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述無機(jī)粉末批料組合物是形成多鋁紅柱石的批料組合物。17.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述流變改進(jìn)劑作為追加物加入，其量相對(duì)于無機(jī)粉末批料組合物重量為0.1-15重量％。18.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在對(duì)選擇性堵塞的蜂窩體進(jìn)行燒制之前，堵塞混合物在能夠有效地至少基本上除去液體載劑的條件下進(jìn)行干燥。19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述能夠有效地至少基本除去液體載劑的條件包括在60-120°C的溫度范圍加熱堵塞混合物。20.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述能夠有效地?zé)贫氯旌衔锏臈l件包括在至少400°C對(duì)選擇性堵塞的蜂窩體進(jìn)行燒制。21.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述能夠有效地?zé)贫氯旌衔锏臈l件包括在至少1000°C對(duì)選擇性堵塞的蜂窩體進(jìn)行燒制。22.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述能夠有效地?zé)贫氯旌衔锏臈l件包括在1350-1450°C溫度范圍對(duì)選擇性堵塞的蜂窩體進(jìn)行燒制。23.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述蜂窩體由燒制的堇青石組合物構(gòu)成。24.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述蜂窩體由燒制的鈦酸鋁組合物構(gòu)成。25.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述蜂窩體是未燒制的生坯體。26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，所述未燒制的生坯體由形成堇青石的組合物、形成鈦酸鋁的組合物或形成多鋁紅柱石的組合物構(gòu)成。27.一種制備多孔陶瓷結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括以下步驟提供蜂窩體，該蜂窩體包含大量限定許多孔道的多孔孔道壁，所述孔道由從進(jìn)口端縱向延伸至出口端；和在蜂窩體外周邊施用混合物層，該混合物在10/s剪切速率下測(cè)定的毛細(xì)管粘度小于8000Pa-so28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，所述蜂窩體采用擠出法形成，并且所述混合物層不與該蜂窩體共擠出。29.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，所述蜂窩體由未燒制的形成陶瓷的組分構(gòu)成。30.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，所述蜂窩體由燒制的陶瓷構(gòu)成。31.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，所述蜂窩體和施用的層在能有效形成具有燒結(jié)相外層的多孔陶瓷蜂窩體的條件下進(jìn)行燒制。32.一種可應(yīng)用于蜂窩體的組合物，該組合物包含無機(jī)粉末批料組合物；粘結(jié)劑；液體載劑；和流變改進(jìn)劑，其選自非離子型表面活性劑、油和熱解法氧化硅；其中，所述組合物在10/s剪切速率測(cè)定時(shí)顯示毛細(xì)管粘度小于8000Pa-s。33.如權(quán)利要求32所述的組合物，其特征在于，所述組合物在以60度角度測(cè)定時(shí)的傾斜面流速小于60毫米/8分鐘。34.如權(quán)利要求32所述的組合物，其特征在于，所述流變改進(jìn)劑包括非離子型表面活性劑。35.如權(quán)利要求32所述的組合物，其特征在于，所述流變改進(jìn)劑包括油。36.如權(quán)利要求32所述的組合物，其特征在于，所述流變改進(jìn)劑包括花生油、大豆油、植物油或油醇。37.如權(quán)利要求32所述的組合物，其特征在于，所述流變改進(jìn)劑包括熱解法氧化硅。38.如權(quán)利要求32所述的組合物，其特征在于，所述流變改進(jìn)劑包括聚乙二醇二油酸酯。39.如權(quán)利要求32所述的組合物，其特征在于，所述流變改進(jìn)劑包括聚氧乙烯(2)油基醚，脫水山梨醇單月桂酸酯或丙三醇單油酸酯。40.如權(quán)利要求32所述的組合物，其特征在于，所述無機(jī)批料組合物包含燒制的堇青石。41.如權(quán)利要求32所述的組合物，其特征在于，所述堇青石包括中值粒度在35-45微米范圍的第一粉末化堇青石和中值粒度在10-20微米范圍的第二粉末化堇青石的摻混物。42.如權(quán)利要求41所述的組合物，其特征在于，所述無機(jī)批料還包含硼硅酸鹽玻璃。43.如權(quán)利要求32所述的組合物，其特征在于，所述粘結(jié)劑組分包括膠態(tài)氧化硅、膠態(tài)氧化鋁，或它們的組合。44.如權(quán)利要求32所述的組合物，其特征在于，所述無機(jī)粉末批料組合物是形成鈦酸鋁的批料組合物，包含氧化鋁源、氧化硅源和氧化鈦源。45.如權(quán)利要求32所述的組合物，其特征在于，所述無機(jī)粉末批料組合物是形成堇青石的批料組合物，包含氧化鎂源、氧化鋁源和氧化硅源。46.如權(quán)利要求32所述的組合物，其特征在于，所述無機(jī)粉末批料組合物是形成多鋁紅柱石的批料組合物。47.如權(quán)利要求32所述的組合物，其特征在于，所述流變改進(jìn)劑作為追加物加入，其量相對(duì)于無機(jī)粉末批料組合物重量為0.1-15重量％。48.如權(quán)利要求32所述的組合物，其特征在于，所述流變改進(jìn)劑是非離子型表面活性齊U，油或它們的組合，流變改進(jìn)劑作為追加物加入，其量大于無機(jī)粉末批料組合物重量的2重量％。49.如權(quán)利要求32所述的組合物，其特征在于，所述流變改進(jìn)劑是熱解法氧化硅，流變改進(jìn)劑作為追加物加入，其量為無機(jī)粉末批料組合物重量的0.1-2重量％。50.一種多孔陶瓷壁流式過濾器，其包括蜂窩體基材，該基材限定出大量孔道，所述孔道由從上游進(jìn)口端縱向延伸至下游出口端的多孔孔道壁界定；大量孔道的第一部分包含在下游出口端密封各孔道壁的端部堵塞物，以形成進(jìn)口孔道，所述大量孔道的第二部分包含在上游進(jìn)口端密封各孔道壁的端部堵塞物，以形成出口孔道；和其中，端部堵塞物由包含以下組分的堵塞混合物形成無機(jī)批料組合物；粘結(jié)劑；液體載劑；和流變改進(jìn)劑，其選自非離子型表面活性劑、油和熱解法氧化硅；和其中，所述堵塞混合物在10/s剪切速率測(cè)定時(shí)顯示毛細(xì)管粘度小于8000Pa-s。51.如權(quán)利要求50所述的多孔陶瓷壁流式過濾器，其特征在于，所述堵塞混合物在以60度角度測(cè)定時(shí)的傾斜面流速小于60毫米/8分鐘。全文摘要揭示了可應(yīng)用于蜂窩體的組合物。該組合物可以用作形成陶瓷壁流式過濾器用的堵塞混合物。或者，該組合物可用來在蜂窩體的外部形成外皮涂層。揭示的組合物包含無機(jī)粉末批料組合物；有機(jī)粘結(jié)劑；液體載劑和流變改進(jìn)劑。該組合物顯示改進(jìn)的流變性質(zhì)，包括提高屈服強(qiáng)度和減小剪切下的粘度，在各種實(shí)施方式中，該組合物能夠制備燒結(jié)相端部堵塞物，減少在最終干燥和燒制的端部堵塞物中小凹陷和針孔的形成，并且使端部堵塞物具有相對(duì)均勻和要求的深度。還揭示由本文所述的堵塞混合物形成端部堵塞的陶瓷壁流式過濾器的方法。文檔編號(hào)C04B35/478GK101801879SQ200880107029公開日2010年8月11日申請(qǐng)日期2008年7月22日優(yōu)先權(quán)日2007年7月31日發(fā)明者D·C·布克班德,D·L·坦南特,J·A·小格里芬,L·-M·吳申請(qǐng)人:康寧股份有限公司