單燒制二步驟保溫法
【專利說明】單燒制二步驟保溫法
[000。相關申請的香叉引用
[0002] 本申請根據35U.S.C. §120,要求2012年5月16日提交的美國申請系列號第 13/472, 770號的優先權，本文W該申請為基礎并將其全文通過引用結合于此。
[000引本申請設及2010年11月29日提交、2012年5月29日公開的、標題為叩ROCESS FOR CONTROL OF CO畑IERITE FILTER PROPERTIES(用于控制堇青石過濾器性質的方法）" 的共同擁有和轉讓的待審國際專利申請號PCT/US10/58176,但是沒有要求其優先權。相 關的申請設及一種制備堇青石過濾器制品的方法，該方法包括：選擇擠出的生巧體批料組 合物并在選定的第一參數下完成第一次燒制，W提供具有第一孔性質的第一燒制制品；并 在選定的第二參數下完成第二次燒制，W提供具有熱機械性質和第二孔性質的第二燒制制 品。還揭示了堇青石過濾器制品，其包含用公開的共同待審方法制備的壁的基質。
技術領域
[0004] 本發明一般地設及用于制造堇青石過濾器制品的制備方法。
[0005] MM.
[0006] 已知用來制造減少發動機廢氣排放的制品的各種方法，此類制品包括催化劑載體 或基材W及過濾器。
[0007] 盤述
[000引本發明提供二步驟保溫燒制方法用于制造堇青石過濾器制品。該過濾器制品能用 于，例如，發動機廢氣系統。
【附圖說明】
[0009] 在本發明的實施方式中：
[0010] 圖1顯示US 7, 485, 170的對照現有技術燒制循環。
[001U圖2顯示共同待審的PCT/US10/58176的對照現有技術的第一和第二燒制循環。[0012]圖3顯示本發明的二步驟燒制過程的例子。
[001引圖4顯示EP 2183199的對照現有技術燒制循環。
[0014] 圖5顯示對于線性擬合的CTE (500)和本發明的CTE樣品巧10)，CTE X107 (°C-1) 與0/H比的關系圖。
[00巧]圖6顯示在約1425。0/H(正方形，610)和總堇青石（％堇青石，立角形，600)與 單燒制保溫時間的關系圖。
[0016] 圖7顯示小于10微米的％細粒和孔d50與單保溫時間的關系圖。
[0017] 圖8顯示對于本發明的二步驟燒制過程，無定形相％、總次相、0/H比和CTE與第 二次保溫溫度的關系圖。
[001引圖9顯示對比樣品8 (900,左）和本發明樣品10 (910,右）的掃描電子顯微圖。 [0019] 圖10顯示對比樣品8 (1000,左）和本發明樣品10 (1010,右）的截面掃描電子顯 微圖，所述本發明樣品10(1010,右）顯示經燒制（under-fired)的樣品8的顆粒間區域中 的玻璃相。
[0020] 圖11顯示對于1405°C和1350°C的第二次保溫溫度，小于10微米的％TPV與第一 保溫時間的關系圖。
【具體實施方式】
[0021] 下面參考附圖（如果有的話）詳細描述本發明的各種實施方式。對各種實施方式 的參考不限制本發明的范圍，本發明范圍僅受權利要求書范圍的限制。此外，在本說明書中 列出的任何實施例都不是限制性的，且僅列出要求保護的本發明的諸多可能的實施方式中 的一些實施方式。
[0022] 在實施方式中，揭示的制品W及制品的制造方法及其用途提供了一個或多個優勢 特征或方面，包括例如，如下文所述。任一項權利要求所述的特征或方面一般在本發明的所 有方面適用。在任一項權利要求中所述的任意單個或多個特征或方面可W結合或與任一項 或多項其它權利要求中所述的任意其它特征或方面置換。
[002引定義
[0024] 術語"孔隙度"W及類似術語一般指的是蜂窩材料中因存在孔并排除了在蜂窩材 料中因存在蜂窩的宏觀孔道或穿孔而產生的總空隙空間，或者指的是粉狀固體材料中孔體 積與總體積的比例，可用孔隙度百分比（％巧表示。陶瓷體的孔隙度及其孔結構特征，W及 類似方面，在共同擁有和轉讓的US6, 864, 198中提到。例如cU、ds。和dw之類的參數設及 孔徑分布。數值屯。是基于孔體積的中值孔徑（MPS)，單位是微米；因此，根據水銀孔隙度測 定法測得的dg。是陶瓷中50%的開孔中滲入水銀時的孔直徑。數值dW是90%的孔體積由 直徑小于該屯。數值的孔構成時的孔直徑；因此，dg。等于陶瓷中10體積％的開孔孔隙度滲 入水銀時的孔直徑。數值di。是10%的孔體積由直徑小于該di。值的孔構成時的孔直徑；因 此，di。等于陶瓷中90體積％的開孔孔隙度滲入水銀時的孔直徑。di。和dW的數值單位也 是微米。數值（dw-cU)/dg。描述小于中值孔徑（dg。）的孔徑分布的寬度。
[0025] "總滲入體積"、"總孔隙度"、"TIV"等類似術語或表述設及通過壓隸孔隙度法測得 的孔體積。
[0026] "總孔體積"、"TPV"、"百分比細粒"、"％細粒"等類似術語或表述設及小于10微米 的總孔體積。
[0027] 術語"百分比小孔分布"W及類似的術語指的是用百分比表示的小于特定孔徑或 尺寸的孔的分數量。因而，例如，可W通過在總滲入體積中減去在填滿所有大于或等于10 微米的孔的壓強下水銀滲入體積，然后該差值除W總滲入體積來計算小于10微米的孔。 [002引"超添加劑"、"超添加"和類似的術語一般指的是向批料組合物或類似配方中加入 超過100重量％基礎無機配方或者過量的額外成分或材料。總量100重量％的基礎配方 可W是，例如，單獨的無機材料或無機材料的組合，并且超添加劑可W是成孔劑和/或沒有 其它超添加劑的混合物，并且除了基本配方100重量％^外，可W在批料中存在或添加，例 如，約5-300重量％。
[0029] "包括"、"包含"或類似術語意為包括但不限于，即內含而非排它。
[0030] 本公開的實施方式中用來對例如組合物中成分的量、濃度、體積、過程溫度、過程 時間、產率、流速、壓力和類似數值及其范圍進行修飾的"約"是指可能發生的數值量的改 變，例如，源自制備組合物、濃縮物或使用制劑所用的常規測量和操作過程；源自該些過程 中的偶然性誤差；源自用來實施所述方法的起始材料或成分的生產、來源或純度的差異； W及類似因素。術語"約"還包括由于組合物或制劑的老化而與特定的初始濃度或混合物 不同的量，W及由于混合或加工組合物或制劑而與特定的初始濃度或混合物不同的量。本 發明所附的權利要求書包括該些"約"等于的量值的等價形式。
[0031] 實施方式中的"基本由…組成"指的是，例如，具有例如預定的物理性質（如孔結 構）的過濾器制品，過濾器制品及其前體、包含過濾器制品的裝置的制造方法，并且可W包 括權利要求書中所列的組分或步驟，W及其他組分或步驟，只要它們不會對本發明的組合 物、制品、設備或者制備方法和用途的基本性質和新穎性造成實質性的影響，例如，所選定 的特定反應劑、特定添加劑或成分、特性試劑、特定表面改性劑或表面條件，或者類似結構、 材料或工藝變量。可實質上影響本發明組分或步驟的基本性質或可使本發明產生不需要特 征的項目包括，例如，有顯著孔隙度差異的制品，和制作超過本文所定義和規定的數值，包 括中間值和范圍的燒制規格的方法。
[0032] 除非另外說明，否則，本文所用的不定冠詞"一個"或"一種"及其相應的定冠詞 "該"表示至少一（個/種），或者一（個/種）或多（個/種）。
[0033] 可采用本領域普通技術人員熟知的縮寫（例如，表示小時的"h"或"虹"，表示克的 "g"或"gm"，表示毫升的"血"，表示室溫的"rt"，表示納米的"皿"W及類似縮寫）。
[0034] 組分、成分、添加劑和類似方面所公開的具體和優選數值及其范圍僅用于說明，它 們不排除其他限定數值或限定范圍內的其他數值。本發明的組合物、設備和方法可包括本 文所述的任何數值或數值、具體數值、更具體的數值和優選數值的任何組合，包括本文所述 的中間值和范圍。
[00巧]堇青石蜂窩結構用于例如柴油顆粒過濾器之類的應用。一種此類商業產品是重型 高級堇青石（HDAC)。重型高級堇青石（HDAC)過濾器產品的制造方法可設及單步驟燒制過 程（下文稱作"單燒制"），其中，將制品加熱到保溫溫度，保溫（即保持）一段時間并冷卻 至室溫；或者可采用二步驟燒制過程（下文稱作"雙燒制"），其中，將產品再次加熱至第二 保溫溫度，保溫一段時間并再次冷卻至室溫。第一燒制步驟之后可接著進行堵塞和/或結 皮（skinning),之后第二燒制步驟使得堵塞和/或結皮固定。該第二燒制是具有相關成本 W及資本和資產利用率的額外加工步驟。如果將堵塞和/或結皮材料施加到未燒制的生巧 制品或者如果使用的堵塞和/或結皮材料不需要高溫熱加工（下文稱作"冷固定"結皮或 堵塞），則可W消除第二燒制過程。但是，能夠提供所需的過濾器性質，例如孔尺寸分布、相 組成和熱膨脹系數（CTE)的單燒制方法是希望的。
[0036] 對于堇青石過濾器組合物，例如共同擁有和轉讓