專利名稱：干法成型汽車三元催化轉(zhuǎn)化器密封襯墊及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于陶瓷纖維材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種干法成型汽車三元催化轉(zhuǎn)化器密封襯墊及其制備方法。
背景技術(shù)：
城市中日益嚴(yán)重的大氣污染問題在很大程度上是由汽車造成的。汽車對(duì)TSP、S02、 CO, NOx, Pb的平均分擔(dān)率分別為15%、3%、81%、41%、80%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每1000輛車每天排出的CO約3000kg，HC約400kg，NOx約150kg。平均每燃燒It汽油，產(chǎn)生約70kg污染物。 全世界的汽車每年排放CO約2. 2億t，占全球排放量的1/3以上。汽車是流動(dòng)源，它排放的有害物分布在近地面的氣流中，其濃度與汽車總排放量成正比。最高濃度離地面Im左右， 正處在呼吸帶內(nèi)，對(duì)人體影響很大。在車流量為每小時(shí)1000 2000輛時(shí)監(jiān)測(cè)氣體排放情況發(fā)現(xiàn)，CO, HC, NOx等有害氣體占全部有害氣體的80% 90%以上。汽車排放的污染物主要有CO、HC、NOx, TSP、顆粒物，以及少許的SO2、醛類、苯并芘等有害氣體，約98% CO、NOx和 60%的碳?xì)浠衔锖蛶缀?00%的SO2、醛類、多環(huán)芳烴類化合物都是通過汽車的尾氣管排入大氣的。目前汽車尾氣的凈化方法主要有兩種，一種是機(jī)內(nèi)凈化，另一種是機(jī)外凈化。機(jī)內(nèi)凈化是通過改變發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，使燃料充分燃燒或使排出的部分廢氣再次燃燒，以減少?gòu)U氣中的有害物質(zhì)；機(jī)外凈化主要采用催化凈化法。目前所用的催化法有催化氧化法、催化還原氧化法和三元催化凈化法，目前世界各國(guó)都趨向于使用三元催化凈化法。三元催化凈化器主要由催化劑載體、催化劑、密封襯墊和殼體四部分組成。在國(guó)際上，催化轉(zhuǎn)化器經(jīng)過長(zhǎng)期市場(chǎng)應(yīng)用和競(jìng)爭(zhēng)，形成了全世界四大催化劑集團(tuán)， 兩大陶瓷載體集團(tuán)，一大汽車襯墊集團(tuán)，壟斷了全球市場(chǎng)。目前主要集團(tuán)已經(jīng)進(jìn)入中國(guó)獨(dú)資或合資建廠。世界上汽車催化轉(zhuǎn)化器用襯墊最大供應(yīng)商為總部在美國(guó)明尼蘇達(dá)州的3M公司，基本對(duì)世界汽車催化轉(zhuǎn)化器用襯墊市場(chǎng)進(jìn)行了壟斷。該公司向世界上主要生產(chǎn)催化轉(zhuǎn)化器的廠家供應(yīng)合乎用戶需求具有高性能的陶瓷密封襯墊，在中國(guó)已申請(qǐng)汽車密封襯墊方面的專利四項(xiàng)，原料涉及各種不同含量的硅酸鋁纖維、晶體氧化鋁纖維、各種膨脹材料及粘結(jié)劑，制備工藝有濕法成型、造紙工藝、編織、針刺等，產(chǎn)品為多種形式復(fù)合。催化轉(zhuǎn)化器中的襯墊作用非常重要，它是載體與殼體之間的固結(jié)、緩沖裝置。由于殼體材料一般選用不銹鋼，載體材料為陶瓷，因而殼體的熱膨脹系數(shù)一般為載體的熱膨脹系數(shù)的10倍左右，熱膨脹系數(shù)相差較大。因此將會(huì)導(dǎo)致溫度變化幅度較大時(shí)載體與殼體之間的間隙增大問題，這就需要墊層具有特殊的熱膨脹性能，以避免載體在殼體內(nèi)部發(fā)生串動(dòng)導(dǎo)致載體破碎等后果。目前，常用的密封襯墊有金屬網(wǎng)和陶瓷密封襯墊兩種形式，兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)。一般選用陶瓷密封襯墊作為催化轉(zhuǎn)化器用襯墊，這種襯墊具有較好的綜合使用性能，主要有以下三部分組成陶瓷纖維，具有良好的抗高溫能力；膨脹材料，主要起到熱膨脹和隔熱作用；粘合劑，具有足夠的強(qiáng)度以利于裝配操作。目前生產(chǎn)的陶瓷密封襯墊采用濕法造紙工藝生產(chǎn)時(shí)具有蛭石分散不均勻、生產(chǎn)成本高等缺點(diǎn)。為此，需要開發(fā)一種新配方產(chǎn)品及一條新工藝路線，解決蛭石分散均勻性，同時(shí)解決生產(chǎn)成本過高的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種干法成型汽車三元催化轉(zhuǎn)化器密封襯墊及其制備方法，使得汽車三元催化轉(zhuǎn)化器密封襯墊結(jié)構(gòu)更加均勻，密度和緊固力更加合理，結(jié)合更加緊密，同時(shí)提高了密封襯墊的高溫強(qiáng)度和緊固力。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種干法成型汽車三元催化轉(zhuǎn)化器密封襯墊，其特征是由如下重量份數(shù)的原料組成陶瓷纖維50 100份未膨脹蛭石5 40份
濃度為30 %的鈉基膨潤(rùn)土溶液20 30份柔性丙烯酸共聚乳液25 35份水80 120 份。所述的干法成型汽車三元催化轉(zhuǎn)化器密封襯墊，其特征在于由如下重量份數(shù)的原料組成陶瓷纖維80份未膨脹蛭石20份濃度為30 %的鈉基膨潤(rùn)土溶液 25份納米二氧化硅與丙烯酸共聚乳液30份水100 份。所述的陶瓷纖維為硅酸鋁纖維。其中硅酸鋁纖維為山東魯陽(yáng)股份有限公司生產(chǎn)的高純硅酸鋁纖維噴吹棉，產(chǎn)品代號(hào)LYGX-321，這種纖維是以高溫氧化鋁粉和石英粉的合成料為原材料，采用電阻爐熔融經(jīng)過噴吹成纖工藝制備的。所述的柔性丙烯酸共聚乳液為納米二氧化硅與丙烯酸的共聚乳液。其中柔性丙烯酸共聚乳液，是本發(fā)明密封襯墊的有機(jī)結(jié)合劑。未膨脹蛭石(新疆產(chǎn))用來做熱膨脹材料，并通過復(fù)合使用鈉基膨潤(rùn)土和納米二氧化硅與丙烯酸共聚乳液結(jié)合劑來提高陶瓷纖維密封襯墊的強(qiáng)度。鈉基膨潤(rùn)土，是指一級(jí)鈉基膨潤(rùn)土，其具體指標(biāo)如下表
權(quán)利要求
1.一種干法成型汽車三元催化轉(zhuǎn)化器密封襯墊，其特征在于由如下重量份數(shù)的原料組成陶瓷纖維50 100份未膨脹蛭石5 40份濃度為30 %的鈉基膨潤(rùn)土溶液20 30份柔性丙烯酸共聚乳液25 35份水80 120份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干法成型汽車三元催化轉(zhuǎn)化器密封襯墊，其特征在于由如下重量份數(shù)的原料組成陶瓷纖維80份未膨脹蛭石20份濃度為30 %的鈉基膨潤(rùn)土溶液25份納米二氧化硅與丙烯酸共聚乳液 30份水100份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的干法成型汽車三元催化轉(zhuǎn)化器密封襯墊，其特征在于所述的陶瓷纖維為硅酸鋁纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的干法成型汽車三元催化轉(zhuǎn)化器密封襯墊，其特征在于所述的柔性丙烯酸共聚乳液為納米二氧化硅與丙烯酸的共聚乳液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干法成型汽車三元催化轉(zhuǎn)化器密封襯墊，其特征在于采用如下制作方法(1)配料和面工序?qū)⒐杷徜X纖維、未膨脹蛭石粉、納米二氧化硅與丙烯酸共聚乳液和鈉基膨潤(rùn)土溶液加入和面機(jī)進(jìn)行和面；(2)擠面成型工序?qū)⒉襟E(1)中制好的泥料通過面皮機(jī)進(jìn)行脫水并形成濕坯；(3)干燥工序?qū)⒊尚秃蟮臐衽鳎腿朐旒埜稍餀C(jī)進(jìn)行加熱脫水。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的干法成型汽車三元催化轉(zhuǎn)化器密封襯墊干法成型工藝，其特征在于所述的硅酸鋁纖維的長(zhǎng)度為2 5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的干法成型汽車三元催化轉(zhuǎn)化器密封襯墊干法成型工藝，其特征在于步驟( 所述的造紙干燥機(jī)為蒸缸式干燥機(jī)或平面板網(wǎng)式干燥機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種干法成型汽車三元催化轉(zhuǎn)化器密封襯墊，其特征是由如下重量份數(shù)的原料組成陶瓷纖維50～100份；未膨脹蛭石5～40份；濃度為30％的鈉基膨潤(rùn)土溶液20～30份；柔性丙烯酸共聚乳液25～35份；水80～120份。通過引入鈉基膨潤(rùn)土作為增塑劑，借鑒食品工業(yè)的和面擠面皮工藝，顛覆了汽車三元催化轉(zhuǎn)化器密封襯墊傳統(tǒng)的濕法造紙生產(chǎn)工藝，創(chuàng)新采用干法擠面皮工藝。保證了產(chǎn)品更好的結(jié)構(gòu)均勻性，提高了產(chǎn)品的密度和緊固力。
文檔編號(hào)C08L33/00GK102465740SQ20101055131
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者劉超, 岳耀輝, 張善才, 徐營(yíng) 申請(qǐng)人:山東魯陽(yáng)股份有限公司