[发明专利]一种SiC质柴油车颗粒捕集器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种SiC质柴油车颗粒捕集器，首先将萜烯树脂、松节油、柴油、邻苯二甲酸二乙酯进行剪切处理制备成型剂，然后以SiC粉末、金属硅粉和成型剂为原料进行混料、干燥、挤压成型和控制烧结而成。本发明所得SiC质柴油车颗粒捕集器具有强度高、化学及热稳定性好，易于成型，尤其可实现超薄壁厚等优点，具有重要的推广应用价值。

技术领域

本发明属于材料科学与工程技术领域，具体涉及一种SiC质柴油车颗粒捕集器的及其制备方法。

背景技术

空气中的细颗粒物(PM2.5)是导致雾霾天气的最主要因素，而柴油车尾气是PM_2.5的主要来源之一。柴油车尾气中PM的排放量比汽油车高30～60倍，且PM直径大多在0.1～10μm之间，表面具有易挥发和可溶的致癌物，易被人类吸收进入肺部并沉积下来，严重威胁人类生活健康。

为了降低柴油车排放水平，改善空气质量，我国实施了日益严格的柴油车排放标准。目前，最常用且有效的降低柴油车尾气颗粒物排放技术是柴油车颗粒捕集器(DieselParticulate Filter，简称DPF)。DPF安装在排气管的后侧，当尾气通过DPF，PM会被DPF中过滤体截留，从而降低PM的排放。为了提高DPF的过滤效率，通常会将DPF制作成蜂窝管状，并将蜂窝管状中相邻的通道两端进行交替堵孔得到壁流式蜂窝陶瓷过滤体。由于DPF体积的限制，壁流式蜂窝陶瓷过滤体的过滤面积受到限制，在单位体积下，仅能通过降低壁流式蜂窝陶粒过滤体壁厚的方式，进一步提升过滤效率，以满足日益严苛的柴油车排放标准。

目前，DPF多采用陶瓷基作为过滤基体，包括堇青石质和碳化硅(SiC)质等，其中SiC质DPF具有优异的耐热、耐蚀性能和导热性能，机械强度大，能够承受恶劣的工况，耐久性好等特点，是未来的发展趋势。但是SiC质DPF在制备过程中，由于SiC粉体与水的亲水性差，虽然通过加入纤维素醚、表面活性剂等常规技术可以改善SiC泥料的可塑性，但是，面对DPF对于超薄壁厚的需求，现有技术难以满足要求。因此，进一步探索和研究具有强度高、化学及热稳定性好、易于成型、可实现超薄壁厚等优点的SiC质柴油车颗粒捕集器并优化其制备工艺，对大气污染防治，提升人民生活品质具有重大的意义。

发明内容

本发明的主要目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种SiC质柴油车颗粒捕集器，它具有强度高、化学及热稳定性好，易于成型，可实现超薄壁厚等优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种SiC质柴油车颗粒捕集器，首先将萜烯树脂、松节油、柴油、邻苯二甲酸二乙酯进行剪切处理制备成型剂，然后以SiC粉末、金属硅粉和成型剂为原料进行混料、干燥、挤压成型和控制烧结而成。

上述方案中，所述SiC粉末、金属硅和成型剂的质量比为100:(5～10):(10～15)。

上述方案中，所述萜烯树脂、松节油、柴油、邻苯二甲酸二乙酯的质量比为100:(50～70):(20～40):(2～3)。

上述一种SiC质柴油车颗粒捕集器的制备方法，具体包括如下步骤：

1)烧制原料制备

将萜烯树脂、松节油、柴油、邻苯二甲酸二乙酯按比例混合，进行剪切处理，得成型剂；然后将SiC粉末、金属硅粉和成型剂搅拌混合均匀，干燥，得烧制原料；

2)素胚成型

将所得烧制原料进行挤出成型得到所需形状的试件，再进行鼓风干燥，得成型后的素胚；

3)烧制

将所得素胚在真空或惰性气氛条件下，首先以6-10℃/min的速率升温至800～900℃，保温2～4h，再以10-15℃/min的速率升温至2080～2150℃，保温1～1.5h，随炉冷却至室温，即得所述SiC质柴油车颗粒捕集器。