[发明专利]一种陶瓷纤维衬垫及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车尾气净化催化器领域，特别涉及一种陶瓷纤维衬垫及其制备方法。

背景技术

衬垫是汽车尾气净化器中不可缺少的重要组成部分，作为净化器缓冲层的一种很好的材料，它对于整个净化器正常工作、确保净化器一定的使用寿命起到至关重要的作用。汽车尾气净化器主要由金属壳体、衬垫和蜂窝载体三部分组成。目前，陶瓷纤维衬垫是实用范围最广、使用效果最好的一类复合衬垫。

衬垫的主要功能是用来在金属壳体与陶瓷载体之间缓冲其轮廓偏差造成的问题；衬垫还用来提供足够的保持力以防止载体在震动和排气背压的双重作用下发生位移及降低窜动损坏的风险；保持力必须能应对各种操作条件，包括催化器开始工作后，由于载体和金属壳体的膨胀系数差异导致的相对间隙变化；

陶瓷纤维衬垫对陶瓷蜂窝体起到良好的固定和保护作用，同时可以提供良好的密封性，防止排放废气的泄漏。陶瓷纤维衬垫所具有的膨胀功能是因为加入了具有膨胀功能的材料。常用的膨胀性材料包括：蛭石、金云母、膨胀珍珠岩等。陶瓷纤维衬垫通常由耐高温纤维、黏合剂和膨胀性材料制作而成。衬垫安装在金属外壳与陶瓷蜂窝体之间，包覆在陶瓷蜂窝体外面。由于含有膨胀性材料，随着环境温度的升高其厚度不断增加，从而可以很好地弥补金属壳体与陶瓷蜂窝体之间的热膨胀差别，提供很好的气密性，同时起到隔热、减震的作用，因此衬垫是保证净化器使用寿命和安全工作的重要部件。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种具有耐高温陶瓷纤维衬垫的制备方法及一种陶瓷纤维衬垫。

本发明的陶瓷纤维衬垫的制备方法，由陶瓷纤维、膨胀材料、有机粘结剂、起蓬松作用的助剂制作而成，各原料的重量份为：

包括以下步骤：

步骤1，称取陶瓷纤维，将陶瓷纤维加入到去离子水中，向去离子水中滴加弱酸，在酸性条件下进行水解；

步骤2，陶瓷纤维水解完全后，加入膨胀材料，有机粘结剂，起蓬松作用的助剂，充分搅拌混合均匀；

步骤3，成型、过滤处理、压缩，烘干，冷却、裁切等工艺后制得耐高温陶瓷纤维衬垫。

上述方法中进一步特征在于，步骤1中陶瓷纤维为氧化铝纤维，水解时间为20-40min。

上述方法中进一步特征在于，步骤2中膨胀材料经过处理，处理方法为将膨胀材料先浸泡在浓度为1％-5％过氧化氢溶液中，浸泡5h后，50-80℃低温将膨胀材料烘干；有机粘结剂为水溶性粘结剂；搅拌时间为1小时。

上述方法中进一步特征在于，步骤3中陶瓷纤维衬垫在不高于100℃环境下烘干制得。

本发明还公开一种陶瓷纤维衬垫，各原料的重量份为：

制得的陶瓷纤维衬垫成品厚度在5-15mm之间，面密度在2600-3900g/m²，抗拉强度大于50kPa，起始膨胀温度小于390℃。

陶瓷纤维选用耐高温的氧化铝陶瓷纤维；待陶瓷纤维水解完全后，向其中添加的膨胀材料为经过处理后的蛭石，处理方法为将膨胀材料先浸泡在浓度为1％-5％过氧化氢溶液中，浸泡5h后，50-80℃低温将膨胀材料烘干。确保衬垫具有在较低适宜温度下的膨胀的特性，膨胀温度在150-390℃可实现膨胀。

本发明具有如下效果：本发明的陶瓷纤维衬垫的制作方法，确保膨胀材料在衬垫中分散均匀，避免膨胀材料在衬垫底面沉积；不同于斜网式成型工艺(采样斜网式成型工艺制作出的衬垫，膨胀材料分布不均匀，往往出现膨胀材料沉底，沉积现象的发生)。本发明的方法陶瓷纤维衬垫的制作按照一定比例、时间先后顺序添加各类材料，制备的耐高温性能陶瓷纤维衬垫具有较低的膨胀温度、较高的耐高温性能，密封固定效果好，具有较强的耐折性能、良好的膨胀性能，及大于50kpa抗拉强度。并且使用的有机粘结剂具有对环境友好，绿色无污染易降解等优点。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施方式1：

称取40g氧化铝陶瓷纤维，将氧化铝陶瓷纤维加入到去离子水中，向去离子水中滴加4g弱酸，弱酸为醋酸，在酸性条件下进行水解，陶瓷纤维水解时间20-40min之间，待陶瓷纤维水解完全后，按比例加入经过处理过的膨胀蛭石40g，处理方法为将蛭石事先浸泡在浓度为1％-5％过氧化氢溶液中，浸泡5h后，50-80℃低温将蛭石烘干。有机粘结剂10g，起到蓬松作用的助剂6g，经过充分搅拌混合均匀，搅拌时间为1小时，有机粘结剂起到固定、粘结陶瓷纤维与膨胀材料的作用。