[发明专利]流动优化的涂布的改进或与流动优化的涂布相关的改进

说明书

本发明涉及流动优化的涂布的改进或与流动优化的涂布相关的改进。提供了将非匀质催化剂涂料施加至表面的方法。该方法包括使用第一模板部分地掩蔽表面；将第一涂层浆料施加至该表面未被第一模板掩蔽的那些部分；使用第二模板部分地掩蔽表面；和将第二涂层浆料施加至该表面未被第二模板掩蔽的那些部分。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年12月14日提交的英国专利申请号1621236.7的优先权。上面提到的申请的全部内容因而出于所有目的通过引用以其整体并入。

技术领域

本公开内容涉及流动优化的(flow optimized)涂布(washcoating)的改进或与流动优化的涂布相关的改进，并且具体而言涉及用于非匀质(non-homogenous)汽车排气流动的流动优化的涂布。

背景技术

内燃机可以生成有害的排放物。例如，已知柴油发动机排放一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、未燃烧的碳氢化合物(HC)和微粒物质(PM)。可以在车辆的排气流动路径中的多个表面上提供催化剂尝试减少或消除这些排放物。这些催化剂可以帮助促进在排气流动中进行的反应，以便确保从车辆最终排放的气体满足日益严格的排放法规和/或二氧化碳车队平均目标或排放以及二氧化碳城市或市场激励目标。

为了优化排气途径内的催化反应，入口和出口锥体(cone)可以被设计为促进匀质气体流动穿过催化剂。另外，可以在排气途径内提供流动障碍物以努力改进排气的流动特性。然而，对入口与出口锥体和障碍物的这类设计约束均对排气系统的包装要求具有影响。这些包装要求可能与其它发动机和/或车辆设计目标冲突。例如，它们可能与愈加单独的车辆结构完整性和乘客安全性措施——特别是在碰撞事件中——对抗。

在催化剂跨越表面被匀质施加的应用中，催化剂表面的前面或区域可能比催化剂表面的其它部分更快地劣化。因此，为了满足使用符合性(compliance)，需要增加催化剂体积。然而，由于总系统体积可能增加，这可能以包装要求为代价。因此，基质表面上的分区(zone)涂布已经被用于催化剂涂布。传统的分区涂覆涵盖在使用期间在表面的第一部分——排气入射在其上——上提供增加浓度的催化剂。此分区涂覆承认表面的前部可以更快地劣化，这是由于它可以是排气入射在其上的表面。排气可以包含最高水平的污染物和最高温度，这是由于它们影响催化剂表面的此部分。催化剂表面的前部的催化剂负载也可以使得能够在催化剂开始作用(light off)期间利用热通量效率，以及使得催化剂体积能够减小和/或催化剂材料能够优化(减少使用高价值催化剂含量)。

传统的分区涂覆可以通过在表面的前部中提供增加的催化剂浓度来有效地增加催化剂表面的寿命。传统的分区涂覆假设排气的流动是实质上匀质的。然而，本发明人已经认识到排气系统内催化剂表面中的故障模式倾向于显示排气的流动可以是非匀质的，并且极大地归因于但是可能不排他地归因于上述限制，例如归因于由增加的硬件和包装约束引起的额外的排气系统弯曲。非匀质流动也可以由发动机设计的一些优化引起。

Kazi等的美国专利号9,333,490公开了用于柴油应用的分区的催化剂。公开了氧化催化剂复合材料，其中通过特定的Pt/Pd比和特定的长度比区分两个涂层区。然而，本发明人已经认识到此方法的缺点。例如，分区的相对位置仅区别于第一区在第二区的上游，和分区的表面与排气流动方向仅纵向取向。

发明内容

根据本公开内容，提供了将非匀质催化剂涂料施加至表面的方法，该方法可以包括：使用第一模板(template)部分地掩蔽表面；将第一涂层浆料(slurry)施加(apply)至该表面未被第一模板掩蔽(mask)的那些部分；使用第二模板部分地掩蔽表面；和将第二涂层浆料施加至该表面未被第二模板掩蔽的那些部分。以此方式，表面可以具有沿着横向于排气流动方向的方向不同的，并且可以在纵向和横向二者中均不同的催化剂材料。还以此方式，催化剂材料可以在表面上以更适于非匀质流动的特定方式变化。