本申請是國際申請日為2010年12月15日，申請?zhí)枮?01080057084.2，名稱為“用于廢氣處理裝置的安裝墊”的發(fā)明專利申請的分案申請。

本公開涉及一種用于廢氣處理裝置(例如催化轉(zhuǎn)化器或柴油機(jī)顆粒捕集器)的濕法成網(wǎng)(wet laid)和物理纏結(jié)的安裝墊。所述廢氣處理裝置可包括通過安裝墊安裝在外殼內(nèi)的易碎結(jié)構(gòu)，所述安裝墊布置在外殼和催化劑支撐結(jié)構(gòu)之間的間隙中。

發(fā)明背景

在汽車上使用廢氣處理裝置來降低來自發(fā)動(dòng)機(jī)排放的大氣污染。廣泛使用的廢氣處理裝置的實(shí)例包括催化轉(zhuǎn)化器和柴油機(jī)顆粒捕集器。

用于處理由汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的廢氣的催化轉(zhuǎn)化器包括外殼；用于保持催化劑的易碎催化劑支撐結(jié)構(gòu)，所述催化劑用于實(shí)現(xiàn)一氧化碳和烴的氧化以及氮的氧化物的還原；和布置在易碎催化劑支撐結(jié)構(gòu)的外表面和外殼的內(nèi)表面之間的安裝墊，以在外殼內(nèi)保持易碎催化劑支撐結(jié)構(gòu)。

用于控制由柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的污染的柴油機(jī)顆粒捕集器通常包括外殼、用于收集來自柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)排放的顆粒的易碎顆粒過濾器或捕集器、以及布置在過濾器或捕集器的外表面和外殼的內(nèi)表面之間的安裝墊，以在外殼內(nèi)保持易碎過濾器或捕集器結(jié)構(gòu)。

易碎結(jié)構(gòu)通常包括由易碎金屬材料或脆的陶瓷材料(例如氧化鋁、二氧化硅、二氧化鎂、二氧化鋯、堇青石、碳化硅等)制造的單塊結(jié)構(gòu)。這些材料提供具有多個(gè)氣體流動(dòng)通道的骨架類型的結(jié)構(gòu)。這些單塊結(jié)構(gòu)如此易碎，以至于甚至小的沖擊載荷或應(yīng)力通常足以使它們破裂或粉碎。為了保護(hù)易碎結(jié)構(gòu)免受熱和機(jī)械沖擊和其它應(yīng)力以及提供絕熱和氣體密封，在易碎結(jié)構(gòu)和外殼之間的間隙內(nèi)安置安裝墊。

多晶毛料墊可通過干法成網(wǎng)(dry laid)或濕法成網(wǎng)方法生產(chǎn)。在生產(chǎn)多晶毛料墊中，在干燥和煅燒階段之前，溶膠-凝膠纖維是柔性的。在該階段使用針刺設(shè)備來機(jī)械聯(lián)鎖(interlock)溶膠-凝膠纖維，同時(shí)它們保持柔性。在針刺階段之后，將經(jīng)針刺的多晶毛料墊干燥和煅燒。煅燒過程使得溶膠-凝膠纖維更硬。

雖然在多晶毛料墊加工的干燥和煅燒階段之前，溶膠-凝膠纖維保持柔性，但是溶膠-凝膠纖維含有大于5％水，因此它們對暴露于水敏感。因此，在干燥階段之前，當(dāng)暴露于在濕法成網(wǎng)過程期間使用的水時(shí)，溶膠-凝膠纖維將劣化和溶解。由于水敏感性，僅經(jīng)干燥和煅燒的溶膠-凝膠纖維用于濕法成網(wǎng)的墊形成過程。由于在濕法成網(wǎng)的墊形成過程中僅使用經(jīng)干燥和煅燒的溶膠-凝膠纖維，不可能針刺，因?yàn)獒槾檀嗪陀驳娜苣z-凝膠纖維的任何嘗試將導(dǎo)致纖維破裂并得到具有極低拉伸強(qiáng)度的墊。

附圖簡述

圖1為包括本發(fā)明公開的安裝墊的說明性廢氣處理的透視圖。

圖2為用于針刺纖維質(zhì)安裝墊的合適的針刺機(jī)器的一部分的示意圖。

發(fā)明詳述

提供了一種可用于廢氣處理裝置的安裝墊。所述安裝墊包含多個(gè)溶膠-凝膠無機(jī)纖維，所述纖維經(jīng)過濕法成網(wǎng)成為片材并物理纏結(jié)。濕法成網(wǎng)和物理纏結(jié)的溶膠-凝膠衍生的纖維的墊可用作安裝墊以在外部外殼內(nèi)安裝易碎催化劑支撐結(jié)構(gòu)，或用作廢氣處理裝置的末端圓錐體區(qū)域中的絕熱墊。

根據(jù)某些說明性實(shí)施方案，用于廢氣處理裝置的安裝墊包括多個(gè)溶膠-凝膠無機(jī)纖維，該纖維經(jīng)過濕法成網(wǎng)成為片材，并且在其仍在濕潤狀態(tài)下將片材針刺。也就是說，在仍然濕潤時(shí)對濕法成網(wǎng)的層進(jìn)行針刺操作。濕法成網(wǎng)和針刺的溶膠-凝膠衍生的纖維的墊可用作安裝墊以在外部外殼內(nèi)安裝易碎催化劑支撐結(jié)構(gòu)或用作廢氣處理裝置的末端圓錐體區(qū)域中的絕熱墊。

安裝墊包含至少一層經(jīng)過濕法成網(wǎng)和物理纏結(jié)的溶膠-凝膠衍生的纖維。用于制備用于廢氣處理裝置的安裝墊的方法包括提供溶膠-凝膠衍生的無機(jī)纖維，穩(wěn)定該溶膠-凝膠纖維，濕法形成經(jīng)穩(wěn)定的溶膠-凝膠衍生的纖維的層，物理纏結(jié)溶膠-凝膠衍生的纖維的經(jīng)穩(wěn)定的層，和煅燒溶膠-凝膠衍生的纖維的物理纏結(jié)的層。

根據(jù)某些說明性實(shí)施方案，安裝墊包含至少一層經(jīng)過濕法成網(wǎng)和針刺的溶膠-凝膠衍生的纖維。用于制備用于廢氣處理裝置的安裝墊的方法包括提供溶膠-凝膠衍生的無機(jī)纖維，穩(wěn)定該溶膠-凝膠纖維，濕法形成經(jīng)穩(wěn)定的溶膠-凝膠衍生的纖維的層，針刺溶膠-凝膠衍生的纖維的經(jīng)穩(wěn)定的層，和煅燒溶膠-凝膠衍生的纖維的經(jīng)針刺的層。溶膠-凝膠衍生的無機(jī)纖維的層可通過形成多個(gè)溶膠-凝膠衍生的無機(jī)纖維、合適的加工劑和合適的液體(例如水)的漿料而制備。通過從漿料除去至少一部分液體，形成溶膠-凝膠衍生的纖維的層。該過程在本領(lǐng)域中稱為“濕法成網(wǎng)”，并且所得到的溶膠-凝膠衍生的無機(jī)纖維的層稱為“濕法成網(wǎng)的”層。

存在于濕法成網(wǎng)的層中的溶膠-凝膠衍生的無機(jī)纖維足夠柔性以承受典型的機(jī)械針刺過程。然而，溶膠-凝膠衍生的纖維也對水敏感，并且當(dāng)與水接觸時(shí)溶解。溶膠-凝膠衍生的纖維經(jīng)過處理以穩(wěn)定纖維免于溶解。進(jìn)行處理以穩(wěn)定溶膠-凝膠衍生的纖維免于溶解的步驟可包括在足以使得至少一部分溶膠-凝膠衍生的纖維不溶于水的溫度下，加熱層中的溶膠-凝膠衍生的纖維。非限制地，并且僅通過舉例說明，可在700℃或更低的溫度下加熱溶膠-凝膠衍生的纖維的層。根據(jù)其它實(shí)施方案，可在600℃或更低的溫度下加熱溶膠-凝膠衍生的纖維的層。在合適的溫度(例如700℃或更低的溫度)下加熱溶膠-凝膠衍生的纖維，使得當(dāng)暴露于水后溶膠-凝膠纖維實(shí)質(zhì)上耐溶解或其它劣化。當(dāng)在700℃或更低的溫度下加熱溶膠-凝膠衍生的纖維之后，纖維不變脆或硬，并且仍保持足夠的柔性以經(jīng)受得住針刺操作。雖然可如上所述加熱溶膠-凝膠纖維以穩(wěn)定免于溶解，可利用改進(jìn)溶膠-凝膠纖維的耐溶解性的任何方法。

在溶膠-凝膠衍生的纖維已穩(wěn)定(例如，通過熱處理溶膠-凝膠衍生的纖維)后，形成經(jīng)穩(wěn)定的纖維的濕法成網(wǎng)的層，并且該層經(jīng)歷機(jī)械針刺過程。針刺過程改變至少一部分纖維在層內(nèi)的取向，并且在層內(nèi)機(jī)械聯(lián)鎖這些纖維。

在用于制備主題安裝墊的方法的一個(gè)實(shí)施方案中，將包含耐高溫纖維、任選的有機(jī)粘合劑和任選的膨脹材料的疊(ply)或?qū)釉谡婵請A網(wǎng)造紙機(jī)上濕法成網(wǎng)，并且將多個(gè)仍然濕潤的紙或片材的疊或?qū)佣询B并通過“針刺器”加工，隨后進(jìn)料通過干燥烘箱。該過程包括針刺穿孔纖維，以在仍然被水性造紙溶液或漿料濕潤時(shí)將它們的一部分纏繞和纏結(jié)，隨后干燥片材。因此，與具有類似厚度和密度的現(xiàn)有技術(shù)安裝墊相比，所得到的安裝墊得到增強(qiáng)。

在典型的纖維針刺操作(通常在纖維化步驟之后立刻)中，使用潤滑液體(通常為油或其它潤滑有機(jī)材料)防止纖維損壞和有助于纖維移動(dòng)和纏結(jié)。在本過程中，使用來自濕法形成、造紙過程的水來幫助針刺過程。

“針刺”是指引起一部分纖維在紙或片材內(nèi)轉(zhuǎn)移其取向并在紙或片材的相對表面之間延伸一定長度的任何操作。針刺設(shè)備典型地包括其上鋪設(shè)或移動(dòng)纖維網(wǎng)的水平表面，和攜帶向下延伸的針的排列的針板。針板往復(fù)運(yùn)動(dòng)使針進(jìn)入網(wǎng)和從網(wǎng)中出來，并且使網(wǎng)的一些纖維重新取向進(jìn)入實(shí)質(zhì)上橫過網(wǎng)的表面的平面。針可從一個(gè)方向推動(dòng)纖維通過網(wǎng)，或者例如通過使用針上的倒鉤，可從網(wǎng)的頂部推纖維也可從網(wǎng)的底部拉纖維。典型地通過帶倒鉤的針完全或部分穿透纖維紙或片材來提供纖維的物理纏結(jié)。

此外或作為備選，水纏結(jié)方法(也稱為噴水針刺或流體射流針刺)可用于纏繞和纏結(jié)纖維。在水纏結(jié)過程中，水的小、高強(qiáng)度射流撞擊疏松纖維的層或片材，纖維支撐在穿孔的表面上，例如金屬絲網(wǎng)或穿孔的鼓。液體射流引起相對短且具有疏松末端的纖維重新排列，纖維的至少一些部分彼此物理纏結(jié)、卷繞和/或纏繞。

在針刺或水纏結(jié)仍然濕潤的紙或真空流延(cast)的墊后，墊可任選經(jīng)壓制，并在烘箱中干燥，例如但不限于在約80℃-約700℃下。

濕針刺步驟使得甚至脆的纖維被編織而沒有顯著損壞。濕針刺還提供高強(qiáng)度，即使在有機(jī)粘合劑已燒盡后，例如在車輛的開始操作中，這導(dǎo)致墊即使在汽車排氣系統(tǒng)經(jīng)歷的振動(dòng)條件下也保持耐久。

如圖2所示，針刺包括使形成的紙30在仍然濕潤的條件下在床板32和剝離器板34之間通過，所述兩個(gè)板均具有孔36、38，以允許帶倒鉤的針40以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式從中通過，如箭頭44所示。針40推和拉紙30中的纖維42，以誘導(dǎo)纖維42的纏結(jié)的三維聯(lián)鎖取向，增強(qiáng)紙30，所述紙30隨后在烘箱中干燥。

將溶膠-凝膠衍生的纖維的濕法成網(wǎng)和針刺的層煅燒以提供用于末端圓錐體絕熱體的最終墊產(chǎn)物或廢氣處理裝置中的安裝墊。根據(jù)某些實(shí)施方案，溶膠-凝膠衍生的纖維的濕法成網(wǎng)和針刺的層的煅燒可在約900-約1,500℃范圍的溫度下發(fā)生。

廢氣處理裝置包括外部外殼、易碎催化劑支撐結(jié)構(gòu)和安裝墊，其中至少一層濕法成網(wǎng)和物理纏結(jié)的無機(jī)溶膠-凝膠衍生的纖維布置在外部外殼的內(nèi)表面和易碎催化劑支撐結(jié)構(gòu)的外表面之間的間隙中。濕法成網(wǎng)和針刺的安裝墊用于在外殼內(nèi)有彈性地安裝易碎催化劑支撐結(jié)構(gòu)，并保護(hù)催化劑支撐結(jié)構(gòu)免受在廢氣處理裝置的操作期間遇到的機(jī)械和熱沖擊兩者。

根據(jù)某些說明性實(shí)施方案，廢氣處理裝置包括外部外殼、易碎催化劑支撐結(jié)構(gòu)和安裝墊，其中至少一層濕法成網(wǎng)和針刺的無機(jī)溶膠-凝膠衍生的纖維布置在外部外殼的內(nèi)表面和易碎催化劑支撐結(jié)構(gòu)的外表面之間的間隙中。濕法成網(wǎng)和針刺的安裝墊用于在外殼內(nèi)有彈性地安裝易碎催化劑支撐結(jié)構(gòu)，并保護(hù)催化劑支撐結(jié)構(gòu)免受在廢氣處理裝置的操作期間遇到的機(jī)械和熱沖擊兩者。

催化劑結(jié)構(gòu)通常包括一個(gè)或多個(gè)在外殼內(nèi)通過耐熱材料安裝的多孔的管狀或蜂窩狀結(jié)構(gòu)。每個(gè)結(jié)構(gòu)包括約200-約900或更多個(gè)之間的通道或胞孔/平方英寸，這取決于排氣處理裝置的類型。柴油機(jī)顆粒捕集器與催化劑結(jié)構(gòu)的不同之處在于，在顆粒捕集器內(nèi)的每個(gè)通道或胞孔在一端或另一端封閉。在多孔結(jié)構(gòu)中從廢氣收集顆粒，直至被高溫?zé)M過程再生。安裝墊的非汽車應(yīng)用可包括用于化學(xué)工業(yè)排放(排氣)堆的催化轉(zhuǎn)化器。

用于處理廢氣的裝置的一種說明性形式在圖1中用數(shù)字10指定。應(yīng)理解的是，安裝墊不旨在局限于用于示于圖1的裝置，因此僅作為說明性實(shí)施方案顯示形狀。實(shí)際上，安裝墊可用于安裝或支撐適于處理廢氣的任何易碎結(jié)構(gòu)，例如柴油機(jī)催化劑結(jié)構(gòu)、柴油機(jī)顆粒捕集器等。

催化轉(zhuǎn)化器10可包括由通過法蘭16固定在一起的兩塊金屬(例如，耐高溫鋼)形成的總體管狀的外殼12。或者，外殼可包括預(yù)先形成的罐，其中插入安裝墊-卷繞的易碎結(jié)構(gòu)。外殼12在一端包括入口14，在其相反端包括出口(未示出)。入口14和出口在它們的外端適宜地形成，由此可將它們固定于內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)中的導(dǎo)管。裝置10含有易碎結(jié)構(gòu)，例如易碎陶瓷單塊18，其通過安裝墊20支撐和限制在外殼12內(nèi)。單塊18包括多個(gè)氣體滲透通道，從在一端的入口端表面軸向延伸至在其相反端的其出口端表面。單塊18可由任何合適的耐火金屬或陶瓷材料以任何已知的方式和結(jié)構(gòu)構(gòu)成。所述單塊典型地在其橫截面結(jié)構(gòu)中為橢圓形或圓形，但是其它形狀是可能的。

所述單塊與外殼的內(nèi)表面間隔某一距離或間隙，這根據(jù)所用的裝置的類型和設(shè)計(jì)而變，所述裝置例如催化轉(zhuǎn)化器、柴油機(jī)催化劑結(jié)構(gòu)或柴油機(jī)顆粒捕集器。該間隙填充安裝墊20，以為陶瓷單塊18提供彈性支撐。彈性安裝墊20對外部環(huán)境提供絕熱并且為易碎結(jié)構(gòu)提供機(jī)械支撐，由此橫跨寬范圍的廢氣處理裝置操作溫度保護(hù)易碎結(jié)構(gòu)免受機(jī)械沖擊。

總的來說，安裝墊包括溶膠-凝膠衍生的多晶無機(jī)纖維，以及任選的膨脹材料、有機(jī)粘合劑、粘土和抗氧化劑中的至少一種。安裝墊20的組成足以提供保持壓力容量，能在整個(gè)寬的溫度范圍內(nèi)在廢氣處理裝置10的外殼12內(nèi)，有彈性地保持易碎催化劑支撐結(jié)構(gòu)18。

溶膠-凝膠衍生的纖維的濕法成網(wǎng)和針刺的層還可用作廢氣處理裝置的末端圓錐體中的絕熱墊。廢氣處理裝置的末端圓錐體包括外金屬圓錐體、內(nèi)金屬圓錐體和一層圓錐體絕熱體，該圓錐體絕熱體包含一層位于外和內(nèi)金屬末端圓錐體之間的濕法成網(wǎng)和針刺的無機(jī)溶膠-凝膠衍生的纖維。

可用于本發(fā)明的墊的溶膠-凝膠衍生的無機(jī)纖維包括多晶氧化物纖維，例如富鋁紅柱石、氧化鋁、高氧化鋁鋁硅酸鹽等。纖維優(yōu)選耐火。合適的溶膠-凝膠多晶氧化物纖維及其生產(chǎn)方法包含在美國專利號4,159,205和4,277,269中，這些專利通過引用結(jié)合到本文中。FIBERMAX多晶富鋁紅柱石纖維可得自Unifrax I LLC，Niagara Falls，N.Y。用于制造本發(fā)明的安裝墊的其它合適的多晶富鋁紅柱石纖維以商標(biāo)MAFTEC市售可得自Mitsubishi Chemical Corporation。合適的溶膠-凝膠衍生的多晶纖維包括氧化鋁纖維，例如包含至少60重量％氧化鋁的纖維。根據(jù)某些說明性實(shí)施方案，氧化鋁纖維可包含含高氧化鋁的纖維。例如但不限于，合適的含高氧化鋁的纖維市售可得自Saffil Ltd.(Cheshire，United Kingdom)。得自Saffil Ltd.的含高氧化鋁的纖維包含約95-約97重量％氧化鋁和約3-約5重量％二氧化硅。

溶膠-凝膠衍生的纖維的濕法成網(wǎng)和針刺的層還可包括少量的不同種類的無機(jī)纖維，只要所述纖維能承受安裝墊形成過程、能承受廢氣處理裝置的操作溫度和提供最小保持壓力性能用于在操作溫度下在廢氣處理裝置外殼內(nèi)保持易碎結(jié)構(gòu)。非限制地，安裝墊可包括其它類型的合適的無機(jī)纖維，例如耐火陶瓷纖維例如鋁硅酸鹽纖維、氧化鋁-氧化鎂-二氧化硅纖維、高嶺土纖維、堿土硅酸鹽纖維例如氧化鈣-氧化鎂-二氧化硅纖維和氧化鎂-二氧化硅纖維、鋁酸鈣纖維、磷酸鹽涂布的鋁酸鈣纖維、鋁酸鈣鉀纖維、硅酸鋁鉀纖維、氧化鈉-氧化鋁-硅酸鹽纖維、S-玻璃纖維、S2-玻璃纖維、E-玻璃纖維、石英纖維、二氧化硅纖維和它們的組合。

根據(jù)某些實(shí)施方案，耐熱無機(jī)纖維可包含陶瓷纖維。非限制地，合適的陶瓷纖維包括氧化鋁-二氧化硅纖維、氧化鋁-二氧化鋯-二氧化硅纖維、二氧化鋯-二氧化硅纖維、二氧化鋯纖維和類似的纖維?？捎玫难趸X-二氧化硅陶瓷纖維市售可得自Unifrax I LLC(Niagara Falls，N.Y.)，注冊商標(biāo)為FIBERFRAX。FIBERFRAX陶瓷纖維包含約45-約75重量％氧化鋁和約25-約55重量％二氧化硅的纖維化產(chǎn)物。FIBERFRAX纖維呈現(xiàn)最高約1540℃的操作溫度和最高約1870℃的熔點(diǎn)。FIBERFRAX纖維容易形成為耐高溫片材和紙。

氧化鋁二氧化硅纖維可包含約40重量％-約60重量％Al₂O₃和約60重量％-約40重量％SiO₂。所述纖維可包含約50重量％Al₂O₃和約50重量％SiO₂。氧化鋁/二氧化硅氧化鎂玻璃纖維典型地包含約64重量％-約66重量％SiO₂、約24重量％-約25重量％Al₂O₃和約9重量％-約10重量％MgO。

E-玻璃纖維典型地包含約52重量％-約56重量％SiO₂、約16重量％-約25重量％CaO、約12重量％-約16重量％Al₂O₃、約5重量％-約10重量％B₂O₃、最高約5重量％MgO、最高約2重量％的氧化鈉和氧化鉀以及痕量的鐵氧化物和氟化物，典型的組成為55重量％SiO₂、15重量％Al₂O₃、7重量％B₂O₃、3重量％MgO、19重量％CaO和痕量的上述材料。

非限制地，可用于制備用于廢氣處理裝置的安裝墊的生物可溶性堿土硅酸鹽纖維的合適的實(shí)例包括在美國專利號6,953,757、6,030,910、6,025,288、5,874,375、5,585,312、5,332,699、5,714,421、7,259,118、7,153,796、6,861,381、5,955,389、5,928,075、5,821,183和5,811,360中所公開的那些纖維，這些專利通過引用結(jié)合到本文中。

根據(jù)某些實(shí)施方案，生物可溶性堿土硅酸鹽纖維可包含鎂的氧化物和二氧化硅的混合物的纖維化產(chǎn)物。這些纖維通常稱為硅酸鎂纖維。硅酸鎂纖維通常包含約60-約90重量％二氧化硅、大于0-約35重量％氧化鎂和5重量％或更少雜質(zhì)的纖維化產(chǎn)物。根據(jù)某些實(shí)施方案，堿土硅酸鹽纖維包含約65-約86重量％二氧化硅、約14-約35重量％氧化鎂和5重量％或更少雜質(zhì)的纖維化產(chǎn)物。根據(jù)其它實(shí)施方案，堿土硅酸鹽纖維包含約70-約86重量％二氧化硅、約14-約30重量％氧化鎂和5重量％或更少雜質(zhì)的纖維化產(chǎn)物。合適的硅酸鎂纖維市售可得自Unifrax I LLC(Niagara Falls，N.Y.)，注冊商標(biāo)為ISOFRAX。市售可得的ISOFRAX纖維通常包含約70-約80重量％二氧化硅、約18-約27重量％氧化鎂和4重量％或更少雜質(zhì)的纖維化產(chǎn)物。

根據(jù)某些實(shí)施方案，生物可溶性堿土硅酸鹽纖維可包含鈣、鎂的氧化物和二氧化硅的混合物的纖維化產(chǎn)物。這些纖維通常稱為氧化鈣-氧化鎂-二氧化硅纖維。根據(jù)某些實(shí)施方案，氧化鈣-氧化鎂-硅酸鹽纖維包含約45-約90重量％二氧化硅、大于0-約45重量％氧化鈣、大于0-約35重量％氧化鎂和10重量％或更少雜質(zhì)的纖維化產(chǎn)物?？捎玫难趸}-氧化鎂-硅酸鹽纖維市售可得自Unifrax I LLC(Niagara Falls，N.Y.)，注冊商標(biāo)為INSULFRAX。INSULFRAX纖維通常包含約61-約67重量％二氧化硅、約27-約33重量％氧化鈣和約2-約7重量％氧化鎂的纖維化產(chǎn)物。其它合適的氧化鈣-氧化鎂-硅酸鹽纖維市售可得自Thermal Ceramics(Augusta，Ga.)，商業(yè)標(biāo)識為SUPER WOOL 607、SUPERWOOL 607MAX和SUPERWOOL HT。SUPERWOOL 607纖維包含約60-約70重量％二氧化硅、約25-約35重量％氧化鈣和約4-約7重量％氧化鎂和痕量的氧化鋁。SUPERWOOL 607MAX纖維包含約60-約70重量％二氧化硅、約16-約22重量％氧化鈣和約12-約19重量％氧化鎂和痕量的氧化鋁。SUPERWOOL HT纖維包含約74重量％二氧化硅、約24重量％氧化鈣和痕量的氧化鎂、氧化鋁和鐵氧化物。

用于生產(chǎn)用于廢氣處理裝置的安裝墊的合適的二氧化硅纖維包括那些浸漬玻璃纖維，其可得自BelChem Fiber Materials GmbH.Germany，商標(biāo)為BELCOTEX；得自Hitco Carbon Composites.Inc.，Gardena Calif.，注冊商標(biāo)為REFRASIL；和得自Polotsk-Steklovolokno，Republic ofBelarus，標(biāo)識為PS-23(R)。

BELCOTEX纖維為標(biāo)準(zhǔn)類型的短纖維預(yù)制紗(pre-yarn)。這些纖維的平均細(xì)度為約550特克斯，并且通常由被氧化鋁改性的硅酸制備。BELCOTEX纖維為無定形的，并且通常含有約94.5％二氧化硅、約4.5％氧化鋁、小于0.5％氧化鈉和小于0.5％的其它組分。這些纖維的平均纖維直徑為約9微米，并且熔點(diǎn)為1500-1550℃范圍。這些纖維對最高1100℃的溫度耐熱，并且通常無雜色(shot free)和不含粘合劑。

REFRASIL纖維，與BELCOTEX纖維一樣，為高二氧化硅含量的無定形浸漬玻璃纖維，用于對1000-1100℃溫度范圍的應(yīng)用提供絕熱。這些纖維的直徑為約6-約13微米，并且熔點(diǎn)為約1700℃。在浸漬后，纖維通常二氧化硅含量為約95重量％。氧化鋁可以約4重量％的量存在，其它組分以1％或更少的量存在。

得自Polotsk-Steklovolokno的PS-23(R)纖維為高二氧化硅含量的無定形的玻璃纖維，并且適于對需要耐至少約1000℃的應(yīng)用絕熱。這些纖維的纖維長度為約5-約20mm范圍，纖維直徑為約9微米。這些纖維，像REFRASIL纖維一樣，熔點(diǎn)為約1700℃。

濕法成網(wǎng)和針刺的溶膠-凝膠衍生的纖維的層還可包括膨脹材料。可摻入到安裝墊中的膨脹材料包括但不限于未膨脹的蛭石、離子交換的蛭石、熱處理的蛭石、可膨脹的石墨、水黑云母、水-溶脹四硅氟云母、堿金屬硅酸鹽或它們的混合物。安裝墊可包括多于一種類型的膨脹材料的混合物。膨脹材料可包括未膨脹的蛭石和可膨脹的石墨的混合物，相對量為約9:1-約1:2蛭石:石墨，如美國專利號5,384,188所述。

溶膠-凝膠衍生的纖維的層、疊或片材可通過真空流延漿料而形成。根據(jù)該方法，將組分的漿料在可滲透的網(wǎng)上濕法成網(wǎng)。將真空施用于網(wǎng)，以從漿料提取大多數(shù)水分，由此形成濕潤的片材。隨后將濕潤的疊或片材干燥，通常在烘箱中。在干燥之前，可將片材通過一組輥，以壓縮片材。

可將溶膠-凝膠纖維的層切割，例如通過模壓，以形成具有可重復(fù)的公差的精確形狀和尺寸的安裝墊。當(dāng)通過針刺等致密化后，安裝墊20呈現(xiàn)合適的處理性質(zhì)，意味著其可容易處理，并且不至于脆到像許多其它纖維毯或墊那樣在人手里粉碎。其可容易并柔軟地圍繞易碎結(jié)構(gòu)18或類似易碎結(jié)構(gòu)安裝或卷繞而不破裂，隨后布置在催化轉(zhuǎn)化器外殼12內(nèi)。通常，安裝墊-卷繞的易碎結(jié)構(gòu)可插入外殼內(nèi)或者外殼可圍繞安裝墊-卷繞的易碎結(jié)構(gòu)構(gòu)造或者制造。

實(shí)驗(yàn)

陳述以下實(shí)施例僅用于進(jìn)一步說明安裝墊和廢氣處理裝置。說明性實(shí)施例不應(yīng)解釋為以任何方式限制安裝墊、結(jié)合安裝墊的廢氣處理裝置或制備安裝墊或廢氣處理裝置的方法。

比較實(shí)施例1

組成為約72氧化鋁和約28二氧化硅的經(jīng)干燥和煅燒的多晶毛料纖維用于形成片材。如下制備多晶毛料纖維的濕法成網(wǎng)的片材：將纖維和水混合以形成漿料，隨后通過多孔篩真空除水。將經(jīng)煅燒的多晶毛料纖維的濕法成網(wǎng)的片材在110℃溫度下干燥。通過市售可得的針刺機(jī)器針刺經(jīng)煅燒的多晶毛料纖維的干燥的片材。將片材暴露于針刺過程之后，片材解體(fall apart)，因?yàn)榇嗪陀驳慕?jīng)煅燒的多晶毛料纖維因針刺機(jī)器的針的力量而破裂。所得到的墊碎裂，因此不具有可測量的拉伸強(qiáng)度。

實(shí)施例2

組成為約72氧化鋁和約28二氧化硅的溶膠-凝膠形成的多晶毛料纖維用于形成濕法成網(wǎng)和針刺的片材。將溶膠-凝膠纖維在250℃下干燥。隨后將溶膠-凝膠纖維熱處理，以在590℃溫度下穩(wěn)定它們。如下制備經(jīng)熱處理的溶膠-凝膠纖維的濕法成網(wǎng)的片材：將纖維和水混合以形成漿料，隨后通過多孔篩真空除水。使用與在比較實(shí)施例1中所用的相同的針刺機(jī)器針刺經(jīng)穩(wěn)定的溶膠-凝膠纖維的濕潤片材。將經(jīng)熱處理的溶膠-凝膠纖維的濕法成網(wǎng)和針刺的片材在110℃溫度下干燥。將片材在約1200℃溫度下進(jìn)一步煅燒1小時(shí)。使用Instron Universal Material Testing測量片材的拉伸強(qiáng)度。經(jīng)針刺和煅燒的片材呈現(xiàn)適于廢氣處理裝置安裝墊應(yīng)用的拉伸強(qiáng)度。

實(shí)施例3

組成為約72氧化鋁和約28二氧化硅的溶膠-凝膠形成的多晶毛料纖維用于形成濕法成網(wǎng)和針刺的片材。將溶膠-凝膠纖維在250℃下干燥。隨后將溶膠-凝膠纖維熱處理，以在570℃溫度下穩(wěn)定它們。如下制備經(jīng)熱處理的溶膠-凝膠纖維的濕法成網(wǎng)的片材：將纖維和水混合以形成漿料，隨后通過多孔篩真空除水。使用與在比較實(shí)施例1中所用的相同的針刺機(jī)器針刺經(jīng)穩(wěn)定的溶膠-凝膠纖維的濕潤片材。將經(jīng)熱處理的溶膠-凝膠纖維的濕法成網(wǎng)和針刺的片材在110℃溫度下干燥。將片材在約1200℃溫度下進(jìn)一步煅燒1小時(shí)。使用Instron Universal Material Testing測量片材的拉伸強(qiáng)度。經(jīng)針刺和煅燒的片材呈現(xiàn)適于廢氣處理裝置安裝墊應(yīng)用的拉伸強(qiáng)度。

實(shí)施例4

組成為約72氧化鋁和約28二氧化硅的溶膠-凝膠形成的多晶毛料纖維用于形成濕法成網(wǎng)和針刺的片材。將溶膠-凝膠纖維熱處理，以在440℃溫度下穩(wěn)定纖維。5加侖桶填充約4.5加侖水，并將混合機(jī)放置在桶中。將溶膠-凝膠衍生的經(jīng)穩(wěn)定的多晶纖維逐步加入到桶中。將約10重量％浸漬Belchem二氧化硅纖維逐步加入到含有水和經(jīng)穩(wěn)定的多晶纖維的桶中。將水、經(jīng)穩(wěn)定的多晶纖維和Belchem二氧化硅纖維的漿料混合約2-約3分鐘。

如下制備經(jīng)穩(wěn)定的多晶纖維和Belchem二氧化硅纖維的濕法成網(wǎng)的片材：在Handsheet成型機(jī)中連續(xù)混合漿料，隨后通過多孔篩真空除水。使用吸墨紙將過量的水分從片材中除去。使用與在比較實(shí)施例1中所用的相同的針刺機(jī)器針刺經(jīng)穩(wěn)定的溶膠-凝膠纖維的濕潤片材。將經(jīng)穩(wěn)定的溶膠-凝膠纖維的濕法成網(wǎng)和濕-針刺的片材在110℃溫度下干燥。將經(jīng)針刺的片材在約1200℃溫度下進(jìn)一步煅燒1小時(shí)。

MTS(Minneapolis，MN，USA)機(jī)械測試機(jī)器用于測試安裝墊樣品的拉伸強(qiáng)度。將安裝墊的測試樣品切割成尺寸為約1”×約6”的條。測試三個(gè)(3)樣品安裝墊并將三個(gè)安裝墊結(jié)果的平均值記錄于下表1。經(jīng)針刺和煅燒的片材呈現(xiàn)適于廢氣處理裝置安裝墊應(yīng)用的拉伸強(qiáng)度。

實(shí)施例5

組成為約72氧化鋁和約28二氧化硅的溶膠-凝膠形成的多晶毛料纖維用于形成濕法成網(wǎng)和針刺的片材。將溶膠-凝膠纖維熱處理，以在540℃溫度下穩(wěn)定纖維。5加侖桶填充約4.5加侖水，并將混合機(jī)放置在桶中。將溶膠-凝膠衍生的經(jīng)穩(wěn)定的多晶纖維逐步加入到桶中。將水和經(jīng)穩(wěn)定的多晶纖維的漿料混合約2-約3分鐘。

如下制備經(jīng)穩(wěn)定的多晶的濕法成網(wǎng)的片材：在Handsheet成型機(jī)中連續(xù)混合漿料，隨后通過多孔篩真空除水。使用吸墨紙將過量的水分從片材中除去。使用與在比較實(shí)施例1中所用的相同的針刺機(jī)器針刺經(jīng)穩(wěn)定的溶膠-凝膠纖維的濕潤片材。將經(jīng)穩(wěn)定的溶膠-凝膠纖維的濕法成網(wǎng)和濕-針刺的片材在110℃溫度下干燥。將經(jīng)針刺的片材在約1200℃溫度下進(jìn)一步煅燒1小時(shí)。

MTS機(jī)械測試機(jī)器用于測試安裝墊樣品的拉伸強(qiáng)度。將安裝墊的測試樣品切割成尺寸為約1”×約6”的條。測試三個(gè)(3)樣品安裝墊并將三個(gè)安裝墊結(jié)果的平均值記錄于下表1。經(jīng)針刺和煅燒的片材呈現(xiàn)適于廢氣處理裝置安裝墊應(yīng)用的拉伸強(qiáng)度。

實(shí)施例6

組成為約72氧化鋁和約28二氧化硅的溶膠-凝膠形成的多晶毛料纖維用于形成濕法成網(wǎng)和針刺的片材。將溶膠-凝膠纖維熱處理，以在540℃溫度下穩(wěn)定纖維。5加侖桶填充約4.5加侖水，并將混合機(jī)放置在桶中。將溶膠-凝膠衍生的經(jīng)穩(wěn)定的多晶纖維逐步加入到桶中。將約10重量％浸漬Belchem二氧化硅纖維逐步加入到含有水和經(jīng)穩(wěn)定的多晶纖維的桶中。將水、經(jīng)穩(wěn)定的多晶纖維和Belchem二氧化硅纖維的漿料混合約2-約3分鐘。

如下制備經(jīng)穩(wěn)定的多晶纖維和Belchem二氧化硅纖維的濕法成網(wǎng)的片材：在Handsheet成型機(jī)中連續(xù)混合漿料，隨后通過多孔篩真空除水。使用吸墨紙將過量的水分從片材中除去。使用與在比較實(shí)施例1中所用的相同的針刺機(jī)器針刺經(jīng)穩(wěn)定的溶膠-凝膠纖維的濕潤片材。將經(jīng)穩(wěn)定的溶膠-凝膠纖維的濕法成網(wǎng)和濕-針刺的片材在110℃溫度下干燥。將經(jīng)針刺的片材在約1200℃溫度下進(jìn)一步煅燒1小時(shí)。

MTS機(jī)械測試機(jī)器用于測試安裝墊樣品的拉伸強(qiáng)度。將安裝墊的測試樣品切割成尺寸為約1”×約6”的條。測試三個(gè)(3)樣品安裝墊并將三個(gè)安裝墊結(jié)果的平均值記錄于下表1。經(jīng)針刺和煅燒的片材呈現(xiàn)適于廢氣處理裝置安裝墊應(yīng)用的拉伸強(qiáng)度。

比較實(shí)施例C7

組成為約72氧化鋁和約28二氧化硅的市售可得的溶膠-凝膠形成的多晶毛料纖維用于形成濕法成網(wǎng)和針刺的片材。將溶膠-凝膠纖維熱處理，以在1100℃溫度下煅燒纖維約30分鐘。5加侖桶填充約4.5加侖水，并將混合機(jī)放置在桶中。將溶膠-凝膠衍生的經(jīng)煅燒的多晶纖維逐步加入到桶中。將水和經(jīng)煅燒的多晶纖維的漿料混合約2-約3分鐘。

如下制備經(jīng)煅燒的多晶纖維的濕法成網(wǎng)的片材：在Handsheet成型機(jī)中連續(xù)混合漿料，隨后通過多孔篩真空除水。使用吸墨紙將過量的水分從片材中除去。使用與在比較實(shí)施例1中所用的相同的針刺機(jī)器針刺溶膠-凝膠纖維的濕煅燒的片材。

MTS機(jī)械測試機(jī)器用于測試安裝墊樣品的拉伸強(qiáng)度。將安裝墊的測試樣品切割成尺寸為約1”×約6”的條。測試三個(gè)(3)樣品安裝墊并將三個(gè)安裝墊結(jié)果的平均值記錄于下表1。經(jīng)針刺和煅燒的片材呈現(xiàn)不適于廢氣處理裝置安裝墊應(yīng)用的拉伸強(qiáng)度。

比較實(shí)施例C8

組成為約72氧化鋁和約28二氧化硅的市售可得的溶膠-凝膠形成的多晶毛料纖維用于形成濕法成網(wǎng)和針刺的片材。將溶膠-凝膠纖維熱處理，以在1100℃溫度下煅燒纖維約30分鐘。5加侖桶填充約4.5加侖水，并將混合機(jī)放置在桶中。將溶膠-凝膠衍生的經(jīng)煅燒的多晶纖維逐步加入到桶中。將約10重量％浸漬Belchem二氧化硅纖維逐步加入到含有水和經(jīng)煅燒的多晶纖維的桶中。將水、經(jīng)煅燒的多晶纖維和Belchem二氧化硅纖維的漿料混合約2-約3分鐘。

如下制備經(jīng)煅燒的多晶纖維的濕法成網(wǎng)的片材：在Handsheet成型機(jī)中連續(xù)混合漿料，隨后通過多孔篩真空除水。使用吸墨紙將過量的水分從片材中除去。使用與在比較實(shí)施例1中所用的相同的針刺機(jī)器針刺溶膠-凝膠纖維的濕煅燒的片材。

MTS機(jī)械測試機(jī)器用于測試安裝墊樣品的拉伸強(qiáng)度。將安裝墊的測試樣品切割成尺寸為約1”×約6”的條。測試三個(gè)(3)樣品安裝墊并將三個(gè)安裝墊結(jié)果的平均值記錄于下表1。經(jīng)針刺和煅燒的片材呈現(xiàn)不適于廢氣處理裝置安裝墊應(yīng)用的拉伸強(qiáng)度。

比較實(shí)施例C9

組成為約72氧化鋁和約28二氧化硅的市售可得的溶膠-凝膠形成的多晶毛料纖維用于形成濕法成網(wǎng)和針刺的片材。將溶膠-凝膠纖維熱處理，以在1100℃溫度下煅燒纖維約30分鐘。5加侖桶填充約4.5加侖水，并將混合機(jī)放置在桶中。將溶膠-凝膠衍生的經(jīng)煅燒的多晶纖維逐步加入到桶中。將水和經(jīng)煅燒的多晶纖維的漿料混合約2-約3分鐘。

如下制備經(jīng)煅燒的多晶纖維的濕法成網(wǎng)的片材：在Handsheet成型機(jī)中連續(xù)混合漿料，隨后通過多孔篩真空除水。使用吸墨紙將過量的水分從片材中除去。使用與在比較實(shí)施例1中所用的相同的針刺機(jī)器針刺溶膠-凝膠纖維的濕煅燒的片材。將溶膠-凝膠纖維的經(jīng)針刺的片材在110℃溫度下干燥，隨后暴露于1200℃下1小時(shí)。

MTS機(jī)械測試機(jī)器用于測試安裝墊樣品的拉伸強(qiáng)度。將安裝墊的測試樣品切割成尺寸為約1”×約6”的條。測試三個(gè)(3)樣品安裝墊并將三個(gè)安裝墊結(jié)果的平均值記錄于下表1。經(jīng)針刺和煅燒的片材呈現(xiàn)不適于廢氣處理裝置安裝墊應(yīng)用的拉伸強(qiáng)度。

比較實(shí)施例C10

組成為約72氧化鋁和約28二氧化硅的市售可得的溶膠-凝膠形成的多晶毛料纖維用于形成濕法成網(wǎng)和針刺的片材。將溶膠-凝膠纖維熱處理，以在1100℃溫度下煅燒纖維約30分鐘。5加侖桶填充約4.5加侖水，并將混合機(jī)放置在桶中。將溶膠-凝膠衍生的經(jīng)煅燒的多晶纖維逐步加入到桶中。將約10重量％浸漬Belchem二氧化硅纖維逐步加入到含有水和經(jīng)煅燒的多晶纖維的桶中。將水、經(jīng)煅燒的多晶纖維和Belchem二氧化硅纖維的漿料混合約2-約3分鐘。

如下制備經(jīng)煅燒的多晶纖維的濕法成網(wǎng)的片材：在Handsheet成型機(jī)中連續(xù)混合漿料，隨后通過多孔篩真空除水。使用吸墨紙將過量的水分從片材中除去。使用與在比較實(shí)施例1中所用的相同的針刺機(jī)器針刺溶膠-凝膠纖維的濕煅燒的片材。將溶膠-凝膠纖維的經(jīng)針刺的片材在110℃溫度下干燥，隨后暴露于1200℃下1小時(shí)。

MTS機(jī)械測試機(jī)器用于測試安裝墊樣品的拉伸強(qiáng)度。將安裝墊的測試樣品切割成尺寸為約1”×約6”的條。測試三個(gè)(3)樣品安裝墊并將三個(gè)安裝墊結(jié)果的平均值記錄于下表1。經(jīng)針刺和煅燒的片材呈現(xiàn)不適于廢氣處理裝置安裝墊應(yīng)用的拉伸強(qiáng)度。

表1

與比較實(shí)施例C7和C8的安裝墊相比，實(shí)施例4-6的安裝墊呈現(xiàn)顯著的拉伸性質(zhì)改進(jìn)，前者通過針刺在針刺操作之前已在1100℃下完全煅燒的多晶纖維的片材制備，后者包含當(dāng)墊仍在濕潤狀態(tài)下針刺的經(jīng)穩(wěn)定的多晶無機(jī)纖維的濕法成網(wǎng)的片材。

與比較實(shí)施例C9和C10的安裝墊相比，實(shí)施例4-6的安裝墊也呈現(xiàn)顯著的拉伸性質(zhì)改進(jìn)，前者通過針刺在針刺操作之前已在1100℃下完全煅燒的多晶纖維的片材并且在安裝墊經(jīng)針刺之后經(jīng)歷在1200℃下的進(jìn)一步煅燒操作而制備，后者包含當(dāng)墊仍在濕潤狀態(tài)下針刺的經(jīng)穩(wěn)定的多晶無機(jī)纖維的濕法成網(wǎng)的片材。

因此，根據(jù)第一說明性實(shí)施方案，用于制備用于廢氣處理裝置的安裝墊的方法包括穩(wěn)定多個(gè)溶膠-凝膠衍生的無機(jī)纖維，濕法形成所述經(jīng)穩(wěn)定的溶膠-凝膠衍生的無機(jī)纖維的層，和在該濕層內(nèi)物理纏結(jié)一部分所述無機(jī)纖維。

第一說明性實(shí)施方案的用于制備用于廢氣處理裝置的安裝墊的方法，其中所述穩(wěn)定包括在足以使得至少一部分溶膠-凝膠衍生的纖維不溶于水的溫度下加熱溶膠-凝膠衍生的纖維。

第一或后續(xù)實(shí)施方案任一項(xiàng)的用于制備用于廢氣處理裝置的安裝墊的方法，所述方法還包括將所述經(jīng)穩(wěn)定的溶膠-凝膠衍生的無機(jī)纖維的濕法形成和物理纏結(jié)的層干燥。

第一或后續(xù)實(shí)施方案任意項(xiàng)的用于制備用于廢氣處理裝置的安裝墊的方法，其中所述加熱包括在700℃或更低的溫度下加熱溶膠-凝膠衍生的纖維。

第一或后續(xù)實(shí)施方案任意項(xiàng)的用于制備用于廢氣處理裝置的安裝墊的方法，其中所述加熱包括在600℃或更低的溫度下加熱溶膠-凝膠衍生的纖維。

第一或后續(xù)實(shí)施方案任意項(xiàng)的用于制備用于廢氣處理裝置的安裝墊的方法，其中所述物理纏結(jié)包括針刺所述溶膠-凝膠衍生的無機(jī)纖維的層。

第一或后續(xù)實(shí)施方案任意項(xiàng)的用于制備用于廢氣處理裝置的安裝墊的方法，其中所述物理纏結(jié)包括水纏結(jié)所述溶膠-凝膠衍生的無機(jī)纖維的層。

第一或后續(xù)實(shí)施方案任意項(xiàng)的用于制備用于廢氣處理裝置的安裝墊的方法，所述方法還包括將溶膠-凝膠衍生的無機(jī)纖維的經(jīng)針刺的層煅燒。

第一或后續(xù)實(shí)施方案任意項(xiàng)的用于制備用于廢氣處理裝置的安裝墊的方法，其中所述煅燒在約900-約1,500℃溫度范圍內(nèi)發(fā)生。

第一或后續(xù)實(shí)施方案任意項(xiàng)的用于制備用于廢氣處理裝置的安裝墊的方法，所述方法包括制備經(jīng)穩(wěn)定的溶膠-凝膠衍生的無機(jī)纖維和液體的漿料，和從所述漿料中除去至少一部分所述液體，以由所述漿料形成經(jīng)穩(wěn)定的溶膠-凝膠纖維的濕法成網(wǎng)的層。

第一或后續(xù)實(shí)施方案任意項(xiàng)的用于制備用于廢氣處理裝置的安裝墊的方法，其中所述溶膠-凝膠衍生的纖維包含約72-約100重量％氧化鋁和約0-約28重量％二氧化硅的纖維化產(chǎn)物。

第一或后續(xù)實(shí)施方案任意項(xiàng)的用于制備用于廢氣處理裝置的安裝墊的方法，其中所述溶膠-凝膠衍生的纖維包含高氧化鋁纖維。

第一或后續(xù)實(shí)施方案任意項(xiàng)的用于制備用于廢氣處理裝置的安裝墊的方法，其中所述層包括所述溶膠-凝膠衍生的纖維和選自以下的不同的無機(jī)纖維的混合物：陶瓷纖維、玻璃纖維、生物可溶性纖維、石英纖維、二氧化硅纖維和它們的混合物。

第一或后續(xù)實(shí)施方案任意項(xiàng)的用于制備用于廢氣處理裝置的安裝墊的方法，其中所述陶瓷纖維(如果包括)包括包含約45-約72重量％氧化鋁和約28-約55重量％二氧化硅的纖維化產(chǎn)物的鋁硅酸鹽纖維，或者其中所述生物可溶性纖維(如果包括)包括包含約65-約86重量％二氧化硅、約14-約35重量％氧化鎂和約5重量％或更少雜質(zhì)，或者約70-約86重量％二氧化硅、約14-約30重量％氧化鎂和約5重量％或更少雜質(zhì)，或者約70-約80重量％二氧化硅、約18-約27重量％氧化鎂和0-4重量％雜質(zhì)的纖維化產(chǎn)物的氧化鎂-二氧化硅纖維，或者其中所述生物可溶性纖維包括包含約45-約90重量％二氧化硅、大于0-約45重量％氧化鈣和大于0-約35重量％氧化鎂，或者約60-約70重量％二氧化硅、約16-約35重量％氧化鈣和約4-約19重量％氧化鎂，或者約61-約67重量％二氧化硅、約27-約33重量％氧化鈣和約2-約7重量％氧化鎂的纖維化產(chǎn)物的氧化鈣-氧化鎂-二氧化硅纖維。

第一或后續(xù)實(shí)施方案任意項(xiàng)的用于制備用于廢氣處理裝置的安裝墊的方法，其中所述安裝墊進(jìn)一步包括選自以下的膨脹材料：未膨脹的蛭石、離子交換的蛭石、熱處理的蛭石、可膨脹的石墨、水黑云母、水-溶脹四硅氟云母、堿金屬硅酸鹽或它們的混合物。

根據(jù)第二說明性實(shí)施方案，提供了一種安裝墊，所述安裝墊包含經(jīng)穩(wěn)定和濕纏結(jié)的溶膠-凝膠衍生的多晶纖維的濕法形成的層。

根據(jù)上述第二說明性實(shí)施方案的安裝墊，其中針刺所述經(jīng)穩(wěn)定的溶膠-凝膠衍生的多晶纖維的濕法形成的層。

根據(jù)上述第二說明性實(shí)施方案的安裝墊，其中水纏結(jié)所述經(jīng)穩(wěn)定的溶膠-凝膠衍生的多晶纖維的濕法形成的層。

根據(jù)上述第二說明性實(shí)施方案和任何以上提及的后續(xù)實(shí)施方案的安裝墊，將經(jīng)穩(wěn)定的溶膠-凝膠衍生的多晶纖維的濕法形成的層針刺，并且其中將所述層煅燒。

根據(jù)上述第二說明性實(shí)施方案和任何以上提及的后續(xù)實(shí)施方案的安裝墊，將經(jīng)穩(wěn)定的溶膠-凝膠衍生的多晶纖維的濕法形成的層水纏結(jié)，并且其中將所述層煅燒。

根據(jù)上述第二說明性實(shí)施方案和任何以上提及的后續(xù)實(shí)施方案的安裝墊，所述溶膠-凝膠衍生的纖維包含約72-約100重量％氧化鋁和約0-約28重量％二氧化硅的纖維化產(chǎn)物。

根據(jù)上述第二說明性實(shí)施方案和任何以上提及的后續(xù)實(shí)施方案的安裝墊，所述溶膠-凝膠衍生的纖維包含高氧化鋁纖維。

根據(jù)上述第二說明性實(shí)施方案和任何以上提及的后續(xù)實(shí)施方案的安裝墊，其中所述層包括所述溶膠-凝膠衍生的纖維和選自以下的不同的無機(jī)纖維的混合物：陶瓷纖維、玻璃纖維、生物可溶性纖維、石英纖維、二氧化硅纖維和它們的混合物。

根據(jù)上述第二說明性實(shí)施方案和任何以上提及的后續(xù)實(shí)施方案的安裝墊，其中所述陶瓷纖維(如果包括)包括包含約45-約72重量％氧化鋁和約28-約55重量％二氧化硅的纖維化產(chǎn)物的鋁硅酸鹽纖維，或者其中所述生物可溶性纖維(如果包括)包括包含約65-約86重量％二氧化硅、約14-約35重量％氧化鎂和約5重量％或更少雜質(zhì)，或者約70-約86重量％二氧化硅、約14-約30重量％氧化鎂和約5重量％或更少雜質(zhì)，或者約70-約80重量％二氧化硅、約18-約27重量％氧化鎂和0-4重量％雜質(zhì)的纖維化產(chǎn)物的氧化鎂-二氧化硅纖維，或者其中所述生物可溶性纖維包括包含約45-約90重量％二氧化硅、大于0-約45重量％氧化鈣和大于0-約35重量％氧化鎂，或者約60-約70重量％二氧化硅、約16-約35重量％氧化鈣和約4-約19重量％氧化鎂，或者約61-約67重量％二氧化硅、約27-約33重量％氧化鈣和約2-約7重量％氧化鎂的纖維化產(chǎn)物的氧化鈣-氧化鎂-二氧化硅纖維。

根據(jù)上述第二說明性實(shí)施方案和任何以上提及的后續(xù)實(shí)施方案的安裝墊，所述安裝墊進(jìn)一步包括選自以下的膨脹材料：未膨脹的蛭石、離子交換的蛭石、熱處理的蛭石、可膨脹的石墨、水黑云母、水-溶脹四硅氟云母、堿金屬硅酸鹽或它們的混合物。

這些墊對于催化轉(zhuǎn)化器和柴油機(jī)顆粒捕集器工業(yè)有利?？蓪惭b墊沖切，并且可作為彈性支撐體在薄剖面中操作，提供處理容器(case)，并且為柔性的形式，以便能夠提供催化劑支撐結(jié)構(gòu)的總的卷繞，如果期望的話，而沒有破裂?；蛘撸惭b墊可在催化劑支撐結(jié)構(gòu)的至少一部分的整個(gè)圓周或周長周圍整體卷繞。安裝墊還可部分卷繞并且包括末端密封，如在一些常規(guī)的轉(zhuǎn)化器裝置中目前使用的，如果期望的話，以防止氣體旁過。

上述安裝墊還可用于多種應(yīng)用，例如常規(guī)的汽車催化轉(zhuǎn)化器，除其它以外用于摩托車和其它小發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)器，和汽車預(yù)轉(zhuǎn)化器，以及高溫隔片，墊圈，甚至下一代汽車底部催化轉(zhuǎn)化器系統(tǒng)?？偟膩碚f，它們可用于需要墊或墊圈的任何應(yīng)用，以在室溫下施加保持壓力，更重要的是，提供在升高的溫度(包括在熱循環(huán)期間)下維持該保持壓力的能力。

安裝墊材料可在廢氣處理裝置中用作末端圓錐體絕熱體。根據(jù)某些實(shí)施方案，提供了用于廢氣處理裝置的末端圓錐體。末端圓錐體通常包括外金屬圓錐體、內(nèi)金屬圓錐體和布置在外和內(nèi)金屬末端圓錐體之間的間隙或空間內(nèi)的末端圓錐體絕熱體。

根據(jù)其它實(shí)施方案，末端圓錐體可包括外金屬圓錐體和至少一層與外金屬圓錐體的內(nèi)表面相鄰安置的圓錐體絕熱體。根據(jù)這些實(shí)施方案，末端圓錐體組件不提供有內(nèi)金屬圓錐體。而是，將圓錐體絕熱體硬化為某些方式，以提供耐流過裝置的高溫氣體的自支撐圓錐體結(jié)構(gòu)。

提供了包括至少一個(gè)末端圓錐體的廢氣處理裝置。所述廢氣處理裝置包括外殼、安置在外殼內(nèi)的易碎結(jié)構(gòu)、用于將排氣管與外殼連接的入口和出口末端圓錐體組件，每個(gè)末端圓錐體組件包含內(nèi)末端圓錐體外殼和外末端圓錐體外殼；和安置在內(nèi)和外圓錐體外殼之間的末端圓錐體絕熱體，其包含熱處理的生物可溶性纖維和任選的膨脹材料。

上述安裝墊還用于在化學(xué)工業(yè)中采用的催化轉(zhuǎn)化器，它們放置在排氣或排放堆內(nèi)，包括含有需要保護(hù)性安裝的易碎蜂窩型結(jié)構(gòu)的那些。

雖然已結(jié)合不同的說明性實(shí)施方案描述了安裝墊和廢氣處理裝置，應(yīng)理解的是，可使用其它類似的實(shí)施方案，或者可對所描述的實(shí)施方案進(jìn)行修改和添加，以執(zhí)行本文公開的相同的功能，而不偏離本文。上述實(shí)施方案不必作為備選，可組合不同的實(shí)施方案以提供期望的特征。因此，安裝墊和廢氣處理裝置不應(yīng)局限于任何單個(gè)實(shí)施方案，而是應(yīng)根據(jù)在所附權(quán)利要求中的描述的寬度和范圍內(nèi)進(jìn)行解釋。