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蜂窩結(jié)構(gòu)體的制作方法

文檔序號:4974085閱讀:138來源:國知局

專利名稱::蜂窩結(jié)構(gòu)體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
:本發(fā)明涉及一種蜂窩結(jié)構(gòu)體。
背景技術(shù)
:目前,作為凈化汽車廢氣的系統(tǒng)之一,眾所周知的有通過使用氨將NOx還原為氮和水的SCR(SelectiveCatalyticReduction:選擇性催化劑還原)系統(tǒng)(參照下述)。4NO+4NH3+02—4N2+6H206N02+8NH3—7N2+12H20NO+N02+2NH3—2N2+3H20另外,在SCR系統(tǒng)中,作為吸附氨的材料,眾所周知的有沸石。這里,需要說明的是,一般來說,當(dāng)把SCR系統(tǒng)作為廢氣凈化裝置來使用時(shí),為了氧化HC(Hydrocarbon:碳?xì)浠衔?,要在相對于廢氣流動方向的、SCR系統(tǒng)的上游側(cè)配置DOC(DieselOxidationCatalyst:柴油氧化催化劑)。另外,在專利文獻(xiàn)l中公開了一種蜂窩結(jié)構(gòu)體,其中,蜂窩單元包含無機(jī)顆粒、無機(jī)纖維和/或須晶,無機(jī)顆粒是由氧化鋁、二氧化硅、氧化鋯、二氧化鈦、二氧化鈰、莫來石和沸石組成的組中選出的一種以上的顆粒。但是,如果在SCR系統(tǒng)中使用含有沸石的蜂窩結(jié)構(gòu)體,則因?yàn)闆]有被DOC氧化的HC吸附在沸石上,所以,存在著由于高溫時(shí)脫附的HC的燃燒而受到熱沖擊從而發(fā)生斷裂的問題。專利文獻(xiàn)1:國際公開第06/137149號小冊子。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的,其目的在于,提供一種能夠抑制由熱沖擊引起的斷裂的蜂窩結(jié)構(gòu)體。解決上述問題的技術(shù)手段如下本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體具有包含沸石和無機(jī)粘結(jié)劑的蜂窩單元,在該蜂窩單元中,沿長度方向隔著間壁并列設(shè)置了多個貫穿孔,其中,蜂窩單元的熱傳導(dǎo)率是O.15W/m/K以上、0.60W/m/K以下,楊氏模量是l.5MPa以上、7.0MPa以下。另外,在上述蜂窩單元中,單位表觀體積的上述沸石含量最好是23Og/L以上、27Og/L以下。這里,需要說明的是,蜂窩單元的表觀體積是包含貫穿孔的體積。另外,上述沸石最好是由i3型沸石、Y型沸石、鎂堿沸石、ZSM-5型沸石、絲光沸石、八面沸石、A型沸石以及L型沸石組成的組中選出的一種以上的沸石。另外,上述沸石的二氧化硅與氧化鋁的摩爾比最好是3O以上、50以下。另外,上述沸石最好是用從由Fe、Cu、Ni、Co、Zn、Mn、Ti、Ag以及V組成的組中選出的一種以上的物質(zhì)進(jìn)行了離子交換。另外,上述沸石最好包含二次粒子,二次粒子的平均粒徑最好是0.5/zm以上、10Aim以下。另外,上述蜂窩單元最好還包含除了沸石之外的無機(jī)顆粒,無機(jī)顆粒最好是由氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋯、二氧化鈰、莫來石以及它們的前驅(qū)體組成的組中選出的一種以上的顆粒。另外,上述無機(jī)粘結(jié)劑最好是包含在從由氧化鋁膠體溶液、二氧化硅膠體溶液、二氧化鈦膠體溶液、水玻璃、海泡石以及綠坡縷石組成的組中選出的一種以上的物質(zhì)中的固體成分。6另外,上述蜂窩單元最好還包含無機(jī)纖維,無機(jī)纖維最好是從由氧化鋁、二氧化硅、碳化硅、硅鋁、玻璃、鈦酸鉀以及硼酸鋁組成的組中選出的一種以上的纖維。另外,在上述蜂窩單元中,與上述長度方向垂直的截面的開口率最好是50%以上、65%以下。另外,在上述蜂窩結(jié)構(gòu)體中,多個上述蜂窩單元最好通過粘結(jié)層粘結(jié)在一起。根據(jù)本發(fā)明,其效果在于,可提供一種能夠抑制由熱沖擊引起的斷裂的蜂窩結(jié)構(gòu)體。圖1是本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個例子的立體圖。圖2A是本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的其他例子的立體圖。圖2B是圖2A的蜂窩單元的立體圖。主要符號說明10、20:蜂窩結(jié)構(gòu)體;11:蜂窩單元;12:貫穿孔;13:粘結(jié)層;14:外周涂層。具體實(shí)施例方式以下參照本發(fā)明的最佳實(shí)施方式。圖1中所示為本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一個例子。在蜂窩結(jié)構(gòu)體10中,包含沸石和無機(jī)粘結(jié)劑的、沿長度方向隔著間壁并列設(shè)置了多個貫穿孔12的一個蜂窩單元11的外周面上形成了外周涂層14。此時(shí),蜂窩單元ll的熱傳導(dǎo)率是O.150.60W/m/K,最好是0.200.40W/m/K。另夕卜,蜂窩單元11的楊氏模量是1.57.0MPa,最好是3.06.5MPa。這樣,蜂窩結(jié)構(gòu)體10可抑制由熱沖擊引起的斷裂,并可應(yīng)用于在相對于廢氣流動方向的、SCR系統(tǒng)(例如,尿素SCR系統(tǒng))的上游側(cè)配置了DOC的廢氣凈化裝置中。這里,需要說明的是,如果蜂窩單元ll的熱傳導(dǎo)率小于O.15W/m/K,則蜂窩單元ll的內(nèi)部產(chǎn)生溫度梯度,蜂窩單元ll受熱應(yīng)力的影響容易斷裂。另外,如果蜂窩單元ll的熱傳導(dǎo)率大于O.60W/m/K,則蜂窩單元ll內(nèi)部的空隙率降低,楊氏模量增大,蜂窩單元11容易斷裂。另外,如果蜂窩單元11的楊氏模量小于1.5MPa,則蜂窩單元11的強(qiáng)度容易下降;如果大于7.0MPa,則蜂窩單元11容易斷裂。在蜂窩單元11中,單位表觀體積的沸石含量最好為23Q270g/L。如果蜂窩單元11的單位表觀體積的沸石含量小于230g/L,則為了得到足夠大的NOx凈化率,有時(shí)必須要增加蜂窩單元ll的表觀體積;如果超過27Og/L,則蜂窩單元ll的強(qiáng)度可能會不足。作為沸石,對其并無特別限定,可以是i3型沸石、ZSM-5型沸石、絲光沸石、八面沸石、A型沸石、L型沸石等,也可以同時(shí)使用這些沸石中的兩種以上的沸石。另外,沸石中的二氧化硅與氧化鋁的摩爾比最好是3050。再有,為了提高氨的吸附率,可以對沸石進(jìn)行離子交換。作為用于離子交換的陽離子的種類,對其并無特別的限定,可以是Fe、Cu、Ni、Co、Zn、Mn、Ti、Ag、V等,也可以同時(shí)使用這些物質(zhì)中的兩種以上的物質(zhì)。離子交換量較好為1.010.0重量%,最好為1.05.0重量%。如果離子交換量小于1.0重量%,則由離子交換所引起的氨的吸附率的變化可能不充分;如果大于l0.0重量%,則加熱時(shí)結(jié)構(gòu)上可能會變得不穩(wěn)定。這里,需要說明的是,在對沸石進(jìn)行離子交換時(shí),只要將沸石浸入含有陽離子的水溶液中即8另外,沸石最好包含二次粒子,沸石的二次粒子的平均粒徑最好是0.510m。如果沸石的二次粒子的平均粒徑小于0.5Mm,則可能需要添加大量的無機(jī)粘結(jié)劑,這樣就很難進(jìn)行擠壓成型;如果大于l0/zm,則沸石的比表面積減小,NOx的凈化率可能會下降。再有,為了提高強(qiáng)度,蜂窩單元ll還可以包含除了沸石之外的無機(jī)顆粒。作為除了沸石之外的無機(jī)顆粒,對其并無特別的限定,可以是氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋯、二氧化鈰、莫來石以及它們的前驅(qū)體等,也可以同時(shí)使用這些顆粒中的兩種以上的顆粒。其中,特別地,優(yōu)選為氧化鋁、氧化鋯。除了沸石之外的無機(jī)顆粒的平均粒徑最好是O.510"m。如果該平均粒徑小于0.5m,則可能需要添加大量的無機(jī)粘結(jié)劑,這樣就很難進(jìn)行擠壓成型;如果大于l0Mm,則提高蜂窩單元ll的強(qiáng)度的效果可能不明顯。這里,需要說明的是,除了沸石之外的無機(jī)顆粒也可以包含二次粒子。另外,除了沸石之外的無機(jī)顆粒的二次粒子的平均粒徑與沸石的二次粒子的平均粒徑之比值較好為1以下,最好為0.11。如果該比值大于1,則提高蜂窩單元11的強(qiáng)度的效果可能不明顯。在蜂窩單元l1中,除了沸石之外的無機(jī)顆粒的含量較好為330重量%,最好為520重量%。如果該含量小于3重量%,則提高蜂窩單元l1的強(qiáng)度的效果可能不明顯;如果大于30重量%,則蜂窩單元ll中的沸石含量降低,NOx凈化率可能會下降。作為無機(jī)粘結(jié)劑,對其并不特別的限定,可以是包含在氧化鋁膠體溶液、二氧化硅膠體溶液、二氧化鈦膠體溶液、水玻璃、海泡石、綠坡縷石等中的固體成分,也可以同時(shí)使用這些物質(zhì)中的兩種以上的物質(zhì)。在蜂窩單元11中,無機(jī)粘結(jié)劑的含量較好為530重量%,最好為l020重量%。如果無機(jī)粘結(jié)劑的含量小于5重量%,則蜂窩單元ll的強(qiáng)度可能下降;如果大于30重量%,則可能很難成型。為了提高強(qiáng)度,蜂窩單元ll最好還包含無機(jī)纖維。作為無機(jī)纖維,只要能提高蜂窩單元ll的強(qiáng)度,對其并無特別的限定,可以是氧化鋁、二氧化硅、碳化硅、硅鋁、玻璃、鈦酸鉀、硼酸鋁等,也可以同時(shí)使用這些物質(zhì)中的兩種以上的物質(zhì)。無機(jī)纖維的長徑比較好為21000,更好為5800,最好為10500。如果長徑比小于2,則提高蜂窩單元11的強(qiáng)度的效果可能變小。另外,如果長徑比大于l000,則通過擠壓成型等來成型時(shí)可能發(fā)生模具網(wǎng)眼的堵塞等,并且,成型時(shí)無機(jī)纖維折斷,提高蜂窩單元ll的強(qiáng)度的效果可能變小。在蜂窩單元ll中,無機(jī)纖維的含量較好為350重量%,更好為330重量%,最好為520重量%。如果無機(jī)纖維的含量小于3重量%,則提高蜂窩單元ll的強(qiáng)度的效果可能變?。蝗绻笥?0重量%,則蜂窩單元ll中的沸石含量降低,NOx的凈化率有可能下降。在蜂窩單元ll中,與長度方向垂直的截面的開口率最好為5065%。如果開口率小于50%,則沸石可能不能被有效地用于NOx的凈化;如果大于65%,則蜂窩結(jié)構(gòu)體l0的強(qiáng)度可能不足。在蜂窩單元ll中,與長度方向垂直的截面的貫穿孔l2的密度較好為l5.5124個/cm2,最好為3193個/cm2。如果貫穿孔l2的密度小于15.5個/cm2,則廢氣很難與沸石接觸,蜂窩單元11的NOx凈化率可能下降;如果大于93個/cm2,則蜂窩單元11的壓力損失可能增大。用于分隔蜂窩單元ll的貫穿孔l2的間壁的厚度較好為0.11000.50mm,最好為0.150.35咖。如果間壁的厚度小于0.1Omm,則蜂窩單元ll的強(qiáng)度可能下降;如果大于0.50mm,則廢氣很難浸透至間壁的內(nèi)部,沸石可能不能被有效地用于NOx的凈化。外周涂層14的厚度最好為0.12mm。如果外周涂層14的厚度小于O.lmm,則提高蜂窩結(jié)構(gòu)體l0的強(qiáng)度的效果可能不明顯;如果大于2mm,則蜂窩結(jié)構(gòu)體l0的單位體積的沸石含量降低,蜂窩結(jié)構(gòu)體l0的NOx凈化率可能下降。蜂窩結(jié)構(gòu)體l0是圓柱形狀,但是,作為本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的形狀,對其并無特別的限定,可以是方柱形狀、橢圓柱形狀等。再有,貫穿孔l2的形狀是四棱柱形狀,但是,在本發(fā)明中,作為貫穿孔的形狀,對其并無特定的限定,可以是三棱柱形狀、六棱柱形狀等。以下對蜂窩結(jié)構(gòu)體lO的制造方法的一個例子進(jìn)行說明。首先,使用包含沸石以及無機(jī)粘結(jié)劑的、根據(jù)需要還可以包含除了沸石之外的無機(jī)顆粒、無機(jī)纖維等的原料漿進(jìn)行擠壓成型,制成圓柱形狀的生蜂窩成型體,其中,沿長度方向隔著間壁并列設(shè)置了多個貫穿孔。這樣,既使降低燒成溫度,也能得到具有充分強(qiáng)度的圓柱形狀蜂窩單元這里,需要說明的是,在原料漿中添加作為無機(jī)粘結(jié)劑的氧化鋁膠體溶液、二氧化硅膠體溶液、二氧化鈦膠體溶液、水玻璃、海泡石、綠坡縷石等,也可以同時(shí)使用這些物質(zhì)中兩種以上的物質(zhì)。另外,在原料漿中,如果有必要,可以適當(dāng)?shù)靥砑釉炜讋?、有機(jī)粘結(jié)劑、分散介質(zhì)、成型助劑等。作為造孔劑,對其并無特別的限定,可以是以氧化物系陶瓷為成分的微小中空球體即空心球、球狀丙烯酸樹脂顆粒、石墨等,也可以同時(shí)使用這些物質(zhì)中的兩種以上的物質(zhì)。另外,作為空心球,可以是氧化鋁空心球、玻璃空心微球、火山灰空心球、飛灰空心球(FA空心球)、莫來石空心球等。作為有機(jī)粘結(jié)劑,對其并無特別的限定,可以是甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚乙二醇、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等,也可以同時(shí)使用這些物質(zhì)中兩種以上的物質(zhì)。這里,需要說明的是,有機(jī)粘結(jié)劑的添加量相對于沸石、除了沸石之外的無機(jī)顆粒、無機(jī)纖維以及無機(jī)粘結(jié)劑的總重量最好為110%。在本發(fā)明中,通過使用有機(jī)粘結(jié)劑和造孔劑可以調(diào)整蜂窩單元11的楊氏模量。作為分散介質(zhì),對其并無特別的限定,可以是水、苯等的有機(jī)溶劑、甲醇等醇等,也可以同時(shí)使用這些物質(zhì)中的兩種以上的物質(zhì)。作為成型助劑,對其并無特別的限定,可以是乙二醇、糊精、脂肪酸、脂肪酸皂以及多元醇等,也可以同時(shí)使用這些物質(zhì)中的兩種以上的物質(zhì)。調(diào)制原料漿時(shí),最好進(jìn)行混合、混煉,可以使用攪拌機(jī)、磨碎機(jī)等來進(jìn)行混合,也可以使用捏合機(jī)等來進(jìn)行混煉。然后,使用微波干燥機(jī)、熱風(fēng)干燥機(jī)、高頻干燥機(jī)、減壓干燥機(jī)、真空干燥機(jī)、冷凍干燥機(jī)等干燥機(jī),對得到的蜂窩成型體進(jìn)行干燥。之后,對得到的蜂窩成型體進(jìn)行脫脂。對脫脂條件并無特別的限定,可以根據(jù)成型體中含有的有機(jī)物的種類、含量進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇,但是,優(yōu)選為400°C、2個小時(shí)。接下來,通過對得到的蜂窩成型體進(jìn)行燒成,得到圓柱形狀的蜂窩單元11。燒成溫度較好為6001200。C,最好為6001000t。如果燒成溫度小于600°C,則難以進(jìn)行燒結(jié),蜂窩結(jié)構(gòu)體lO的強(qiáng)度可能下降;如果大于l200°C,則燒結(jié)過度進(jìn)行,沸石的反應(yīng)點(diǎn)可能減少。12接下來,在圓柱形狀的蜂窩單元11的外周面上涂敷外周涂層用漿體。作為外周涂層用漿體,對其并無特別的限制,可以是無機(jī)粘結(jié)劑和無機(jī)顆粒的混合物、無機(jī)粘結(jié)劑和無機(jī)纖維的混合物、無機(jī)粘結(jié)劑、無機(jī)顆粒和無機(jī)纖維的混合物等。另外,外周涂層用漿體也可以包含有機(jī)粘結(jié)劑。作為有機(jī)粘結(jié)劑,對其并無特別的限制,可以是聚乙烯醇、甲基纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖維素等,也可以同時(shí)使用這些物質(zhì)中的兩種以上的物質(zhì)。接下來,通過對涂敷了外周涂層用漿體的蜂窩單元11進(jìn)行干燥、固化,得到圓柱形狀的蜂窩結(jié)構(gòu)體io。此時(shí),如果外周涂層用漿體中含有有機(jī)粘結(jié)劑,則最好對其進(jìn)行脫脂。脫脂條件可以根據(jù)有機(jī)物的種類、含量進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇,但是,優(yōu)選為700°C、20分鐘。圖2A和圖2B示出了本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的其他的例子。這里,需要說明的是,蜂窩結(jié)構(gòu)體20除了是通過粘結(jié)層13粘結(jié)了多個蜂窩單元ll而構(gòu)成之外,其他與蜂窩結(jié)構(gòu)體lO相同,其中,在所述蜂窩單元ll中,多個貫穿孔l2隔著間壁沿長度方向并排設(shè)置。在蜂窩單元l1中,與長度方向垂直的截面的截面面積最好是550cm2。如果截面面積小于5cm2,則蜂窩結(jié)構(gòu)體10的比表面積減小的同時(shí),壓力損失也可能增大;如果截面面積大于5Ocm2,則應(yīng)對蜂窩單元l1中產(chǎn)生的熱應(yīng)力的強(qiáng)度可能不足。使蜂窩單元ll粘結(jié)在一起的粘結(jié)層l3的厚度最好是0.52mm。如果粘結(jié)層l3的厚度小于0.5mm,則粘結(jié)強(qiáng)度可能不足。另外,如果粘結(jié)層l3的厚度大于2mm,則蜂窩結(jié)構(gòu)體10的比表面積減小的同時(shí),壓力損失也可能增大;另外,蜂窩單元ll是四棱柱形狀,但是,在本發(fā)明中,作為蜂窩單元的形狀,對其并無特別的限制,最好是使蜂窩單元彼此容易粘結(jié)在一起的形狀,例如,六棱柱形狀等。以下對蜂窩結(jié)構(gòu)體2O的制造方法的一個例子進(jìn)行說明。首先,與蜂窩結(jié)構(gòu)體l0同樣地制成四棱柱形狀的蜂窩單元11。然后,通過在蜂窩單元11的外周面上涂敷粘結(jié)層用漿體,使蜂窩單元11按順序地粘結(jié)在一起,并使其干燥、固化,制成蜂窩單元11的集合體。此時(shí),制成蜂窩單元11的集合體之后,可以將其切削加工成圓柱形狀,并對其進(jìn)行研磨。另外,也可以將截面為扇形或正方形的蜂窩單元11粘結(jié)在一起,制成圓柱形狀的蜂窩單元11的集合體。作為粘結(jié)層用漿體,對其并無特別的限制,可以是無機(jī)粘結(jié)劑和無機(jī)顆粒的混合物、無機(jī)粘結(jié)劑和無機(jī)纖維的混合物、無機(jī)粘結(jié)劑、無機(jī)顆粒和無機(jī)纖維的混合物等。另外,粘結(jié)層用漿體還可以包含有機(jī)粘結(jié)劑。作為有機(jī)粘結(jié)劑,對其并無特別的限定,可以是聚乙烯醇、甲基纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖維素等,也可以同時(shí)使用這些物質(zhì)中的兩種以上的物質(zhì)。之后,在圓柱形狀的蜂窩單元l1的集合體的外周面涂敷外周涂層用漿體。對外周涂層用漿體并無特別的限制,可以包含與粘結(jié)層用漿體相同的材料,也可以包含與之不同的材料。另外,外周涂層用漿體也可以與粘結(jié)層用漿體具有相同的組成成分。接下來,通過對涂敷了外周涂層用漿體的蜂窩單元11的集合體進(jìn)行干燥、固化,得到圓柱形狀的蜂窩結(jié)構(gòu)體20。此時(shí),如果粘結(jié)層用漿體和/或外周涂層用漿體中包含有機(jī)粘結(jié)劑,則最好對其進(jìn)行脫脂。脫脂條件可以根據(jù)有機(jī)物的種類、含量進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇,但是,優(yōu)選為700°C、20分鐘。這里,需要說明的是,也可以通過使用包含沒有進(jìn)行離子交換的沸石的原料漿制成蜂窩結(jié)構(gòu)體之后,將蜂窩結(jié)構(gòu)體浸漬在含有陽離子的水溶液中對沸石進(jìn)行離子交換來制得蜂窩結(jié)構(gòu)體10和20。在本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體中,既可以形成外周涂層,也可以不形成14外周涂層。實(shí)施例[實(shí)施例1]首先,通過將用Fe進(jìn)行了3重量X離子交換的、平均粒徑為2/^m、二氧化硅/氧化鋁之比為40、比表面積為110m2/g的/3型沸石2250g,作為含有無機(jī)粘結(jié)劑的成分的以固體成分計(jì)為20重量%的氧化鋁膠體溶液2600g,作為無機(jī)顆粒的平均粒徑為2/zm的Y—氧化鋁550g,作為無機(jī)纖維的平均纖維直徑為1/im、平均纖維長度為25Mm的氧化鋁纖維780g,作為有機(jī)粘結(jié)劑的甲基纖維素41Og進(jìn)行混合、混煉,得到原料漿l。這里,需要說明的是,F(xiàn)e離子交換是通過將沸石顆粒浸漬在硝酸鐵水溶液中來進(jìn)行的。另外,沸石的離子交換量是使用ICPS—8100(島津制作所制)通過IPC發(fā)光分析來求得的。之后,使用擠壓成型機(jī),通過將原料漿l擠壓成型,得到的圓柱形狀的生蜂窩成型體。接下來,通過使用微波干燥機(jī)和熱風(fēng)干燥機(jī)使蜂窩成型體干燥后,在400t溫度下對其進(jìn)行5個小時(shí)的脫脂。然后,在600。C溫度下進(jìn)行5個小時(shí)的燒成,制成直徑為143mm、長度為150mm的圓柱形狀的蜂窩單元11。另外,需要說明的是,在得到的蜂窩單元ll中,與長度方向垂直的截面的開口率為60%,貫穿孔的密度為78個/cm2,間壁的厚度為O.25mm,單位表觀體積的沸石含量為25Og/L。這里,開口率是使用光學(xué)顯微鏡通過計(jì)算蜂窩結(jié)構(gòu)體的邊長為lOcm的四方形區(qū)域內(nèi)的貫穿孔的面積來求得的。另外,貫穿孔的密度是使用光學(xué)顯微鏡通過測量蜂窩結(jié)構(gòu)體的邊長為1Ocm的四方形區(qū)域內(nèi)的貫穿孔的數(shù)量來求得的。再有,間壁的厚度是使用光學(xué)顯微鏡通過測量蜂窩結(jié)構(gòu)體的間壁的厚度(5處)而得到的平均值。另外,蜂窩單元ll的熱傳導(dǎo)率為O.16W/m/K、楊氏模量為7.0MPa(參照表l)。這里,熱傳導(dǎo)率是通過使用LF/TCM—FA851OB(Rigaku公司制)在600。C溫度下測定的。另外,楊氏模量是按照J(rèn)ISR1605的標(biāo)準(zhǔn)通過使用JE—RT型彈性模量測量裝置(日本TechN0P1us公司制)在600。C溫度下對從蜂窩單元1l中切出的lOmmXIOramX30mm的樣品進(jìn)行測定而得到的。其次,通過將作為無機(jī)顆粒的平均粒徑為2/zm的o/—氧化鋁29重量份,作為無機(jī)纖維的平均纖維直徑為6/zm、平均纖維長度為l00/xm的的氧化鋁纖維7重量份,作為含有無機(jī)粘結(jié)劑的成分的以固體成分計(jì)為2Q重量y。的氧化鋁膠體溶液34重量份,作為有機(jī)粘結(jié)劑的甲基纖維素5重量份,水25重量份進(jìn)行混合、混煉,得到外周涂層用漿體。再有,在蜂窩單元l1的外周面上涂敷外周涂層用漿體,以使外周涂層l4的厚度變?yōu)?.4mm,之后,使用微波干燥機(jī)和熱風(fēng)干燥機(jī)在l20。C溫度下對其進(jìn)行干燥、固化,并在400。C溫度下對其進(jìn)行2個小時(shí)的脫脂,制成直徑為l43.8mm、長度為150mm的圓柱形狀的蜂窩結(jié)構(gòu)體10。[實(shí)施例2]通過將用Fe進(jìn)行了3重量y。離子交換的、平均粒徑為2/im、二氧化硅/氧化鋁之比為40、比表面積為110m2/g的0型沸石2250g,固體成分為20重量%的氧化鋁膠體溶液2600g,平均粒徑為2/zm的T/一氧化鋁41Og,作為造孔劑的、平均粒徑為l0/zm的丙烯酸樹脂120g,平均纖維直徑為1Mm、平均纖維長度為25/xm的氧化鋁纖維780g,甲基纖維素41Og進(jìn)行混合、混煉,得到原料漿2。除了用原料漿2代替原料漿1之外,其他與實(shí)施例l相同,制成16蜂窩結(jié)構(gòu)體io(參照表i)。通過將用Fe進(jìn)行了3重量^離子交換的、平均粒徑為2/zm、二氧化硅/氧化鋁之比為40、比表面積為110m2/g的]3型沸石2250g,固體成分為20重量%的氧化鋁膠體溶液2600g,平均粒徑為2/zm的y—氧化鋁l90g,作為造孔劑的、平均粒徑為10/zm的丙烯樹脂300g,平均纖維直徑為1/zm、平均纖維長度為25/zm的氧化鋁纖維780g,甲基纖維素41Og進(jìn)行混合、混煉,得到原料漿3。除了用原料漿3代替原料漿1之外,其他與實(shí)施例l相同,制成蜂窩結(jié)構(gòu)體l0(參照表l)。[實(shí)施例4]除了將燒成溫度從600。C變更至100(TC之外,其他與實(shí)施例1相同,制成蜂窩結(jié)構(gòu)體l0(參照表l)。[實(shí)施例5]除了用平均纖維直徑為1Mm、平均纖維長度為25;um的硼酸鋁纖維代替平均纖維直徑為1Am、平均纖維長度為25/zm的氧化鋁纖維之外,與實(shí)施例4同樣地制得原料漿4。除了用原料漿4代替原料漿1之外,其他與實(shí)施例4相同,制成蜂窩結(jié)構(gòu)體l0(參照表l)。[實(shí)施例6]通過將用Fe進(jìn)行了3重量《離子交換的、平均粒徑為2/zm、二氧化硅/氧化鋁之比為40、比表面積為110m2/g的j3型沸石225Og,固體成分為20重量%的氧化鋁膠體溶液260Og,作為造孔劑的、平均粒徑為10/xm的600g,平均纖維直徑為1Am、平均纖維長度為25^m的氧化鋁纖維65Og,甲基纖維素410g進(jìn)行混合、混煉,得到原料漿5。除了用原料漿5代替原料漿1之外,其他實(shí)施例4相同,制成蜂窩結(jié)構(gòu)體l0(參照表l)。[實(shí)施例7]除了用平均纖維直徑為1^m、平均纖維長度為25/im的碳化硅纖維代替平均纖維直徑為1mm、平均纖維長度為25mm的氧化鋁纖維之外,其他與實(shí)施例2相同,制得原料漿6。除了用原料漿6代替原料漿1之外,其他與實(shí)施例l相同,制成蜂窩結(jié)構(gòu)體l0(參照表l)。[實(shí)施例8]除了用平均纖維直徑為1)um、平均纖維長度為25"m的碳化硅纖維代替平均纖維直徑為1"m、平均纖維長度為25m的氧化鋁纖維之外,其他與實(shí)施例3相同,制得原料漿7。除了用原料漿7代替原料漿1之外,其他與實(shí)施例l相同,制成蜂窩結(jié)構(gòu)體l0(參照表l)。[實(shí)施例9]除了用平均纖維直徑為1Am、平均纖維長度為25/zm的碳化硅纖維代替平均纖維直徑為1Mm、平均纖維長度為25am的氧化鋁纖維之外,其他與實(shí)施例6相同,制得原料漿8。除了用原料漿8代替原料漿1之外,其他與實(shí)施例l相同,制成蜂窩結(jié)構(gòu)體l0(參照表l)。[比較例1]除了將燒成溫度從600。C變更至80Ot之外,其他與實(shí)施例7相同,制成蜂窩結(jié)構(gòu)體l0(參照表l)。[比較例2]除了漿燒成溫度從600。C變更至800。C之外,其他與實(shí)施例9相同,制成蜂窩結(jié)構(gòu)體l0(參照表l)。18[比較例3]除了用平均纖維直徑為1"m、平均纖維長度為25/zm的硅鋁纖維代替平均纖維直徑為1#m、平均纖維長度為25//m的氧化鋁纖維之外,其他與實(shí)施例1相同,制得原料漿9。除了用原料漿9代替原料漿1之外,其他與實(shí)施例l相同,制成蜂窩結(jié)構(gòu)體l0(參照表l)。[比較例4]除了用平均纖維直徑為1/zm、平均纖維長度為25/zm的硅鋁纖維代替平均纖維直徑為1Am、平均纖維長度為25/zm的氧化鋁纖維之外,其他與實(shí)施例3相同,制得原料漿l0。除了用原料漿l0代替原料漿1之外,其他與實(shí)施例l相同,制成蜂窩結(jié)構(gòu)體l0(參照表l)。[比較例5]通過將用Fe進(jìn)行了3重量%離子交換的、平均粒徑為2/zm、二氧化硅/氧化鋁之比為40、比表面積為110m2/g的]3型沸石2250g,固體成分為20重量%的氧化鋁膠體溶液2600g,平均粒徑為2/zm的y型氧化鋁675g,平均纖維直徑為1mm、平均纖維長度為25"m的氧化鋁纖維700g,甲基纖維素410g進(jìn)行混合、混煉,得到原料漿11。除了用原料漿ll代替原料漿l之外,其他與實(shí)施例l相同,制成蜂窩結(jié)構(gòu)體l0(參照表l)。[比較例6]除了用平均纖維直徑為1)um、平均纖維長度為25/zm的氧化鋁纖維代替平均纖維直徑為1#m、平均纖維長度為25am的碳化硅纖維之外,其他與實(shí)施例9相同,制得原料漿l2。除了用原料漿12代替原料漿1之外,其他與比較例1相同,制成蜂窩結(jié)構(gòu)體io(參照表i)。除了用原料漿ll代替原料漿l之外,其他與實(shí)施例4相同,制成蜂窩結(jié)構(gòu)體l0(參照表l)。[比較例8]除了用平均纖維直徑為1Mm、平均纖維長度為25Mm的硼酸鋁纖維代替平均纖維直徑為1"m、平均纖維長度為25/zm的碳化硅纖維之外,其他與實(shí)施例9相同,制得原料漿l3。除了用原料漿l3代替原料漿1之外,其他與實(shí)施例4相同,制成蜂窩結(jié)構(gòu)體l0(參照表l)。[比較例9]除了用平均纖維直徑為1^m、平均纖維長度為25//m的碳化硅纖維代替平均纖維直徑為1^m、平均纖維長度為25"m的氧化鋁纖維之外,與實(shí)施例1同樣地制得原料漿14。除了用原料漿l4代替原料漿1之外,其他與實(shí)施例l相同,制成蜂窩結(jié)構(gòu)體l0(參照表l)。[表l]原料漿燒成溫度[。c]熱傳導(dǎo)率[W/m/K]楊氏模量[MPa]熱沖擊實(shí)驗(yàn)實(shí)施例116000.167.0〇實(shí)施例226000.165.0〇實(shí)施例336000.162.3〇實(shí)施例4110000.356.5〇實(shí)施例5410000.374.5〇實(shí)施例6510000.352.3〇實(shí)施例766000.605.7〇20<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>[熱沖擊實(shí)驗(yàn)]在實(shí)施例1一9以及比較例1一9的蜂窩結(jié)構(gòu)體的外周面上巻繞作為支撐用墊材的厚度為6mm的氧化鋁墊(46.5cmX15cm)(三菱化學(xué)公司制),并在置入金屬容器的狀態(tài)下,使用Instron材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行擠壓,將其制成罐狀(即封裝)。之后,將制成了罐狀的蜂窩結(jié)構(gòu)體置入溫度被設(shè)為600t的燒成爐中,在對其加熱l0分鐘后,從燒成爐中取出,并使其自然冷卻至室溫。重復(fù)進(jìn)行l(wèi)O次這樣的操作,然后通過肉眼觀察來對其是否產(chǎn)生了裂紋進(jìn)行評價(jià)。評價(jià)結(jié)果如表l所示。這里,需要說明的是,如果沒有觀察到裂紋,則將其表示為O;如果觀察到了裂紋,則將其表示為X。從表1可知,受熱沖擊時(shí),實(shí)施例1一9的蜂窩結(jié)構(gòu)體與比較例1一9的蜂窩結(jié)構(gòu)體相比不易產(chǎn)生裂紋。由以上可知,通過將蜂窩單元l1的熱傳導(dǎo)率和楊氏模量分別設(shè)為O.150.6OW/m/K以及1.57.0MPa,可以抑帝l贈窩結(jié)構(gòu)體lO的由熱沖擊而引起的斷裂。2權(quán)利要求1、一種蜂窩結(jié)構(gòu)體,其具有包含沸石和無機(jī)粘結(jié)劑的蜂窩單元,在所述蜂窩單元中,沿長度方向隔著間壁并列設(shè)置了多個貫穿孔,所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的特征在于,所述蜂窩單元的熱傳導(dǎo)率是0.15W/m/K以上、0.60W/m/K以下,楊氏模量是1.5MPa以上、7.0MPa以下。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體,其特征在于,在所述蜂窩單元中,單位表觀體積的所述沸石含量是23Qg/L以上、270g/L以下。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體,其特征在于,所述沸石是從由P型沸石、Y型沸石、鎂堿沸石、ZSM-5型沸石、絲光沸石、八面沸石、A型沸石以及L型沸石組成的組中選出的一種以上的沸石。4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體,其特征在于,在所述沸石中,二氧化硅與氧化鋁的摩爾比是30以上、50以下。5、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體,其特征在于,所述沸石用從由Fe、Cu、Ni、Co、Zn、Mn、Ti、Ag以及V組成的組中選出的一種以上的物質(zhì)進(jìn)行了離子交換。6、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體,其特征在于,所述沸石包含二次粒子,所述二次粒子的平均粒徑是0.5nm以上、10um以下。7、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體,其特征在于,所述蜂窩單元還包含除了沸石之外的無機(jī)顆粒。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體,其特征在于,所述無機(jī)顆粒是從由氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋯、二氧化鈰、莫來石以及它們的前驅(qū)體組成的組中選出的一種以上的顆粒。9、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體,其特征在于,所述無機(jī)粘結(jié)劑是包含在從由氧化鋁膠體溶液、二氧化硅膠體溶液、二氧化鈦膠體溶液、水玻璃、海泡石以及綠坡縷石組成的組中選出的一種以上的物質(zhì)中的固體成分。10、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體,其特征在于,所述蜂窩單元還包含無機(jī)纖維。11、根據(jù)權(quán)利要求lO所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體,其特征在于,所述無機(jī)纖維是從由氧化鋁、二氧化硅、碳化硅、硅鋁、玻璃、鈦酸鉀以及硼酸鋁組成的組中選出的一種以上的纖維。12、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體,其特征在于,在所述蜂窩單元中,與所述長度方向垂直的截面的開口率是50%以上、65%以下。13、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蜂窩結(jié)構(gòu)體,其特征在于,多個所述蜂窩單元通過粘結(jié)層粘結(jié)在一起,全文摘要本發(fā)明提供一種蜂窩結(jié)構(gòu)體,其具有包含沸石和無機(jī)粘結(jié)劑的蜂窩單元,在所述蜂窩單元中,沿長度方向隔著間壁并列設(shè)置了多個貫穿孔,所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的特征在于,所述蜂窩單元的熱傳導(dǎo)率是0.15W/m/K以上、0.60W/m/K以下,楊氏模量是1.5MPa以上、7.0MPa以下。文檔編號B01J35/04GK101678350SQ20088001985公開日2010年3月24日申請日期2008年5月20日優(yōu)先權(quán)日2008年5月20日發(fā)明者井戶貴彥,國枝雅文,大野一茂申請人:揖斐電株式會社
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