專利名稱：在可再生的陶瓷顆粒過濾器中作為孔形成劑的共聚酰胺粉末的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制備柴油交通工具用的可再生陶瓷顆粒過濾器的 方法。
背景技術(shù)：
歐V ( EURO V)標(biāo)準(zhǔn)的引入和德國汽車工業(yè)對(duì)2008年起在每個(gè)新 的柴油交通工具中使用過濾器的自愿承諾，《I起對(duì)這樣的過濾系統(tǒng)的巨 大需求。柴油顆粒過濾器在越野領(lǐng)域中也正越來越多地被使用。
在柴油尾氣中的顆粒主要由炭黑和未燃燒的(unverbmnnt)碳?xì)浠?合物組成。取決于使用的發(fā)動(dòng)機(jī)，炭黑顆粒大小主要在大約50-100pm 范圍內(nèi)，且其被吸附在過濾器表面上，直到隨后它們?cè)谶m當(dāng)?shù)母采w范圍 內(nèi)再生。
在柴油過濾器中，作為針對(duì)特殊使用條件的功能性過濾材料是碳化 硅?，F(xiàn)今的炭黑顆粒過濾器是通過SiC粉末的擠出和隨后的重結(jié)晶而制 備的，或者直接由單獨(dú)的組分硅和碳而制備。硅化溫度 (Siliziemngstemperature )在1500-2300°C范圍。顆粒過濾器可以被毫無 問題地大載荷，然后熱燃盡(abbrennen),后者包括在部分加載操作中 讓具有高氧含量的尾氣達(dá)到600 。C的熱過濾器和熱分解積聚的顆粒。
為了增強(qiáng)使用的柴油顆粒過濾器的過濾性能，在可沉淀炭黑顆粒的 表面上提供盡可能大的表面是有必要的。迄今已經(jīng)被使用的擠出工藝能 產(chǎn)生相對(duì)多孔的表面，然而，該多孔表面未顯示最優(yōu)的吸附性質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在已經(jīng)令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，如權(quán)利要求中描迷的方法可生產(chǎn)大大改 善的顆粒過濾器。
如果將5-15重量％的特定量的共聚酰胺粉末加入至由SiC構(gòu)成的擠 出物料中，且該聚合物在擠出以后在大約350 。C再次被燒盡，由于BET 顯著增加至>350 m2/1至大約800m2/1,這產(chǎn)生具有顯著改善的過濾性質(zhì) 的過濾器結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的是使用粉末粒度分布在0-200 pm范圍內(nèi)的共聚 酰胺粉末，優(yōu)選0-80(im范圍內(nèi)。聚合物組分的燒盡(ausbrennen)顯著地 改變SiC物料的表面結(jié)構(gòu)；在整塊的SiC結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成了更多的橋
3(Stege)和溝道，這就增強(qiáng)了過濾性能，由此改善過濾器濾芯的效率。 由于所描述的效果，聚酰胺粉末的摻入和隨后的熱解可以顯著地減弱尾 氣負(fù)壓，這導(dǎo)致了顯著更好的過濾作用。
按照EP 1741685 Al ,為了特定用途制造了陶瓷成型體 (Formk6rper),該成型體的特征在于使用 一種物料，其由顆粒大小優(yōu) 選0.001-190(im的含硅顆粒與顆粒大小優(yōu)選0.001-150|im的含碳顆粒的 組合組成，該材料在600-1000 。C熱解。隨后的在排除氧條件下的在優(yōu) 選1150-170CTC的硅化(S"izieren)產(chǎn)生合意的SiC成型體。
在硅化之后，該物料具有300-450m2/g的內(nèi)表面積。然后加入粉狀 的聚合物，優(yōu)選以月桂內(nèi)酰胺、己內(nèi)酰胺、十二烷二酸和甲基戊二胺為 基礎(chǔ)的共聚酰胺。該共聚酰胺應(yīng)該優(yōu)選具有0-80 pm的顆粒分布 (Kornverteilimg)，其中顆粒的35-40%，優(yōu)選40-60 %應(yīng)該<50 ^m。 該聚合物的熔點(diǎn)應(yīng)該<150 。C,優(yōu)選地<120 。C和最佳地〈110 °C。 VESTAMELT 730 - Pl特別適于這個(gè)用途。
熱解以前，添加5- 15%,優(yōu)選7- 10 %數(shù)量范圍的聚酰胺，根據(jù)BET 的內(nèi)表面積顯著增加至600-800m2/g。在熱解期間，幾乎完全地分解該 共聚酰胺，且導(dǎo)致形成具有100-480|im,優(yōu)選220-350pm范圍的壁厚的 溝道壁。這導(dǎo)致了在顯著擴(kuò)大的表面積的同時(shí)足夠的穩(wěn)定性，這能生產(chǎn) 出顯著更小的過濾器。特別用于柴油的載客車(Diesel-Pkw)的尾氣區(qū) 域，提供具有較小體積的過濾器是必要的。
通過使用共聚酰胺帶來的壁厚降低，甚至減少70(am和同時(shí)增加溝 道密度，已經(jīng)導(dǎo)致相同體積的過濾器的內(nèi)表面積顯著增加。
多孔的含SiC陶瓷成型體適用于過濾系統(tǒng)，例如在機(jī)動(dòng)車輛的尾氣 系統(tǒng)中或者在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣處理裝置的尾氣系統(tǒng)中，在其內(nèi)部安置 多孔的含S i C陶瓷成型體。該陶瓷成型體同樣可以用作催化劑載體結(jié)構(gòu) 和用作相應(yīng)的催化劑系統(tǒng)。其實(shí)例是機(jī)動(dòng)車輛、船用發(fā)動(dòng)機(jī)、建筑用車 輛和具有因?yàn)樵擉w系而釋放出細(xì)粉塵的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)器。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例
為該研究而生產(chǎn)的陶瓷成型體由使用依EP 1 741 685 Al的教導(dǎo)的 VESTAMELT 730-P1的含水陶瓷漿體制備。為此目的，將顆粒分布為 0.001-75微米的含硅顆粒與顆粒分布為0.001-35微米的含碳顆粒以及與
4顆粒分布為0-80微米的共聚酰胺粉末混合，并在83(TC熱解。此時(shí)已經(jīng)
發(fā)生共聚酰胺粉末的熱分解，使得由于燃盡處理而發(fā)生內(nèi)表面積增加。
在此情況下，有可能使得根據(jù)BET的內(nèi)部表面積增加至780 m2/g。隨后， 在M50。C硅化(Silizierung)形成碳化硅SiC,其構(gòu)成最終的過濾材料。
使用了下列材料組成
活性炭 8.9%
硅粉 40.0%
VESTAMELT 730-P1 8.0%
水 24.0%
酚醛樹脂 12.5%
助劑 6.6%
權(quán)利要求
1.用于制備柴油交通工具用的可再生陶瓷顆粒過濾器的方法，其特征在于，在存在聚酰胺的情況下熱解由含硅顆粒構(gòu)成的物料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法， 其特征在于，將5至15%的共聚酰胺粉末添加到碳化硅中，并隨后在擠出之后 在大約35(TC再次燒盡該聚合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法， 其特征在于，所述共聚酰胺粉末具有0至200微米的粉末粒度分布。
4. 前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的方法， 其特征在于，使用基于月桂內(nèi)酰胺、己內(nèi)酰胺、十二烷二酸和曱基戊二胺的共聚 酰胺粉末。
5. 前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的方法， 其特征在于，所述共聚酰胺粉末具有〈15(TC的熔點(diǎn)。
6. 前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的方法， 其特征在于，所述熱解在600至100(TC進(jìn)行。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任 一 項(xiàng)生產(chǎn)的柴油交通工具用的可再生 陶資顆粒過濾器， 其特征在于，其具有〉350 m2/1的BET表面積。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)生產(chǎn)的柴油交通工具用的可再生 陶資顆粒過濾器，其特征在于，其具有600至800 m2/1的BET表面積。
全文摘要
本發(fā)明涉及在可再生的陶瓷顆粒過濾器中作為孔形成劑的共聚酰胺粉末。描述了一種用于生產(chǎn)柴油交通工具用的可再生陶瓷顆粒過濾器的方法，其中在存在聚酰胺的情況下熱解由含硅顆粒組成的物料。由此所得的顆粒過濾器具有＞350m²/l的BET表面積。
文檔編號(hào)C04B35/573GK101555160SQ20091013433
公開日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2009年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月11日
發(fā)明者H·-J·沃尼克, M·里斯托斯 申請(qǐng)人:贏創(chuàng)德固賽有限責(zé)任公司