專利名稱：：陶瓷擠出物用的自潤滑粘合劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于陶瓷擠出物中的自潤滑粘合劑，更具體涉及制造陶瓷體的方法，所述方法包括使用該新的自潤滑有機(jī)粘合劑。
背景技術(shù)：
：在制造陶瓷體(例如碳化硅、堇青石、多鋁紅柱石、氧化鋁或鈦酸鋁陶瓷體)的過程中，制備各種無機(jī)粉末批料的塑化混合物，然后將其形成各種形狀。這些塑化的混合物應(yīng)該充分共混，且是均勻的，以使所得成形陶瓷體具有較好的尺寸和形狀整體性以及均勻的物理性質(zhì)。這些混合物通常還包括有機(jī)添加劑，例如粘合劑、增塑劑、表面活性劑、潤滑劑和分散劑作為加工助劑，以提高凝聚性、塑性、潤滑性和/或潤濕性，從而形成更均勻的批料(batch)。在制造過程中(例如在擠出過程中)必須對塑化的批料材料和設(shè)備(例如擠出機(jī)模頭)施加高壓。目前，有機(jī)粘合劑(例如纖維素醚)和有機(jī)潤滑劑(例如單羧酸)已經(jīng)各自用于這些批料組合物中，以保證批料具有良好的凝聚性以及對于模頭和其他設(shè)備部件具有良好的潤滑性，從而確保長的設(shè)備壽命、良好的擠出產(chǎn)品質(zhì)量以及低的擠出壓力。有許多美國專利涉及通過形成包含這些原料的批料混合物來形成陶瓷蜂窩體，它包括美國專利4,772，580、3，885,977、4,417,908、5,114,643和5,114，644。但是，目前還需要改善提供均勻塑化混合物的能力，所述塑化混合物包括該粘合劑和潤滑劑添加劑，以提高產(chǎn)品品質(zhì)和加工設(shè)備的壽命。更具體地說，提高塑化混合物中的粘合劑和潤滑劑添加劑的均勻性可提供增強(qiáng)的潤滑特性，從而能夠使用相對溫和的加工條件，并最終使用便宜的加工設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容在一些方面中，本發(fā)明提供用于通過加工制造燒結(jié)或反應(yīng)燒結(jié)的陶瓷制品的新穎的自潤滑有機(jī)粘合劑，所述加工涉及擠出塑化的無機(jī)粉末批料。本發(fā)明第一方面提供一種制造陶瓷制品的方法，所述方法包括以下步驟提供塑化的陶瓷前體批料組合物，所述陶瓷前體批料組合物包括一種無機(jī)陶瓷粉末批料混合物；液體載體；以及有機(jī)粘合劑體系，所述有機(jī)粘合劑體系包括接枝到纖維素醚粘合劑上的至少一種有機(jī)潤滑劑。由所述塑化的陶瓷前體批料組合物形成擠出的坯料體，隨后在足以使所述擠出的坯料體經(jīng)燒結(jié)或反應(yīng)一燒結(jié)轉(zhuǎn)化為整體陶瓷制品的條件下燒制。這樣制備的陶瓷制品的例子有由玻璃、玻璃一陶瓷或陶瓷制成的燒結(jié)陶瓷，所述陶瓷包括例如氧化鋁或碳化硅的主要結(jié)晶相。特別優(yōu)選的反應(yīng)一燒結(jié)陶瓷的例子是包括堇青石或鈦酸鋁主結(jié)晶相的陶瓷。本發(fā)明第二方面提供一種塑化陶瓷前體批料組合物，所述組合物包括無機(jī)陶瓷粉末批料組合物；液體載體；以及粘合劑體系，所述粘合劑體系包括接枝到纖維素醚粘合劑上的至少一種單羧酸。本發(fā)明第三方面提供一種由本文所述的方法形成的陶瓷制品。本發(fā)明的其他方面一部分在下述的發(fā)明詳述部分、附圖和權(quán)利要求中描述，一部分可由發(fā)明詳述部分推導(dǎo)出來，或者可由本發(fā)明的實踐推導(dǎo)出來?？梢岳斫?，前面的概述和下面的詳細(xì)描述均僅僅是示例性的，并沒有限制本發(fā)明的范圍。附圖簡述包括在本說明書中且構(gòu)成本說明書一部分的所述附示說明了本發(fā)明的某些方面，并與說明書一起描述而非限定本發(fā)明的原理。圖l是本發(fā)明和常規(guī)試樣的落球數(shù)據(jù)和水含量數(shù)據(jù)關(guān)系的圖表。圖2是本發(fā)明和常規(guī)試樣的透度計硬度(STIP)數(shù)據(jù)和水含量數(shù)據(jù)關(guān)系的圖表。圖3是代表性的本發(fā)明和常規(guī)試樣的模頭壓力(P-最大)數(shù)據(jù)和落球數(shù)據(jù)關(guān)系的圖表。圖4是本發(fā)明和常規(guī)試樣的扭矩數(shù)據(jù)和落球數(shù)據(jù)關(guān)系的圖表。圖5是本發(fā)明和常規(guī)試樣的拉伸強(qiáng)度數(shù)據(jù)和割線模數(shù)數(shù)據(jù)關(guān)系的圖表。圖6描述了由常規(guī)塑化陶瓷組合物形成的一系列擠出物的表面品質(zhì)。圖7描述了本發(fā)明塑化陶瓷組合物形成的一系列擠出物的可見表面品質(zhì)。具體實施例方式如上簡述，本發(fā)明的第一方面提供一種制造燒結(jié)或反應(yīng)一燒結(jié)的組合物的陶瓷制品的方法。所述方法包括提供塑化陶瓷前體批料組合物，所述陶瓷前體批料組合物包括一種無機(jī)陶瓷粉末批料混合物、液體載體和有機(jī)粘合劑體系，所述有機(jī)粘合劑體系包括至少一種接枝到纖維素醚粘合劑的有機(jī)潤滑劑。接著將所述塑化陶瓷前體組合物形成具有所需大小和形狀的坯料體，隨后在足以使所述坯料體轉(zhuǎn)化為具有晶體相的陶瓷制品的條件下進(jìn)行燒制，所述晶體相主要由所選擇的無機(jī)粉末坯料組合物決定，還由燒制條件決定，這在本領(lǐng)域中是已知的。適合用于提供塑化陶瓷前體組合物的無機(jī)陶瓷粉末坯料混合物或組合物包括這樣的無機(jī)粉末坯料混合物，即它能夠在燒制時形成(develop)包括陶瓷、玻璃一陶瓷、玻璃或其組合的主要燒制結(jié)構(gòu)。可以理解，在本文中，玻璃、陶瓷和/或玻璃一陶瓷組合物的組合包括無機(jī)和/或化學(xué)組合，例如混合物或復(fù)合物。適合用作這些無機(jī)陶瓷粉末坯料混合物的示例性和非限制性無機(jī)粉末材料包括堇青石、多鋁紅柱石、粘土(例如高嶺土)、氧化鎂源(例如滑石)、氧化鋁形成源(包括礬土及其前體)、二氧化硅源(包括硅石及其前體)、鋁酸鹽、鋁硅酸鋰、硅酸鹽、氧化鋁一氧化硅組合(例如多鋁紅柱石)、長石、二氧化鈦、鋯、氧化鋯、尖晶石、熔融石英、和氮化物、碳化物或硼化物(例如碳化硅、氮化硅)或其混合物。一方面，可選擇無機(jī)陶瓷粉末坯料，以通過燒制得到包括堇青石、多鋁紅柱石、鈦酸鋁或其混合物的陶瓷制品。例如，但不限于，可選擇所述無機(jī)陶瓷粉末坯料混合物，以提供包括至少約93重量％堇青石的陶瓷制品，所述堇青石主要由約49一53重量％二氧化硅、約33—38重量％八1203和約12—16重量XMgO所組成。從這點上說，示例性無機(jī)堇青石前體粉末坯料混合物可包括約33—41重量％氧化鋁源、約46—53重量％二氧化硅源和約11一17重量％氧化鎂源。用于形成堇青石的一些示例性陶瓷坯料混合物可參見美國專利3,885,977，其全文以引用的方式插入于此。所述無機(jī)陶瓷粉末批料可以是合成材料，例如氧化物、氫氧化物等?；蛘?，他們可以是天然存在的礦物，例如粘土、滑石或其組合。因此，可以理解本發(fā)明并不限定粉末或原料的類型，因為可根據(jù)最終陶瓷體所需的性能進(jìn)行選擇。一方面，用于形成含堇青石的陶瓷的示例性且非限制性氧化鎂源可包括滑石。示例性的氧化鋁源可包括鋁氧化物或含鋁化合物，所述含鋁化合物在加熱到足夠高的溫度時會產(chǎn)生基本上100%的氧化鋁。如果需要的話，所述氧化鋁源可包括可分散的氧化鋁形成源。一方面，合適的二氧化硅源可包括粘土或混合物，例如高嶺土、煅燒的高嶺土和/或其混合物。示例性和非限制性的粘土包括非分層的高嶺石原料粘土和分層高嶺石。如果需要的話，所述二氧化硅形成源還可包括二氧化硅原料，所述二氧化硅原料包括熔融二氧化硅、膠體二氧化硅、結(jié)晶二氧化硅(例如石英或方石英)或低氧化鋁且基本上無堿沸石。通常，所述無機(jī)陶瓷粉末材料是細(xì)粉末(相對于粗顆粒材料)，與液體載體(例如水)混合時，所述細(xì)粉末的一些組分(例如粘土)可提供塑性，或者與有機(jī)材料(例如甲基纖維素或多乙烯基醇)混合時，所述細(xì)粉末的一些組分有助于形成塑性。隨后，可將包括上述陶瓷形成原料的無機(jī)陶瓷粉末批料混合物與有機(jī)粘合劑體系和液體載體混合，以提供塑化的陶瓷前體組合物以及提供可擠出的混合物，所述可擠出的混合物是可成形的和/或可模塑的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在所述陶瓷前體批料組合物中加入有機(jī)粘合劑有利于塑化的陶瓷批料混合物的凝聚性和塑性，從而將所述混合物成形為坯料體。本發(fā)明有機(jī)粘合劑體系包括至少一種自潤滑的有機(jī)粘合劑。在本文中，術(shù)語"自潤滑的有機(jī)粘合劑"是指但不限于一種有機(jī)粘合劑(例如纖維素醚和/或其衍生物)，其上化學(xué)接枝有至少一種有機(jī)潤滑劑。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，當(dāng)一種有機(jī)潤滑劑存在于陶瓷前體批料組合物中時，該有機(jī)潤滑劑可為所述批料組合物提供潤滑性以及潤濕性。常規(guī)陶瓷擠出方法通常采用單獨的有機(jī)粘合劑組分和單獨的潤滑劑組分形成的混合物，以使塑化的陶瓷前體組合物具有適當(dāng)水平的凝聚性和潤滑性。但是，這些有機(jī)組分與無機(jī)組分的混合對于不同的批次會具有很大的差異。另外，在模頭流動過程中不合適的或者不均勻的混合會產(chǎn)生局部流變差異，從而在擠出的陶瓷制品表面或片材上形成缺陷。因此，通過使用包括接枝到所述有機(jī)粘合劑上的潤滑劑的粘合劑體系，本發(fā)明提供一種制造陶瓷制品的方法，所述方法能夠提高這些組分在塑化的陶瓷前體批料組合物中的均勻性。在較好的實例中，本發(fā)明自潤滑有機(jī)粘合劑包括至少一種化學(xué)接枝到至少一種纖維素醚粘合劑上的單羧酸潤滑劑。可通過任何已知的使單羧酸與纖維素醚或其衍生物反應(yīng)的方法得到所述接枝的粘合劑。例如，在一個方面，所述接枝的粘合劑可通過常規(guī)溶液聚合方法得到，該方法包括使至少一種纖維素醚和至少一種單羧酸潤滑劑溶解在合適的溶劑中，隨后在足以形成所述接枝的粘合劑的時間和溫度條件下反應(yīng)?；蛘?，在另一個方面，所述接枝的粘合劑可通過常規(guī)本體聚合方法得到，所述方法并不需要加入附加的溶劑。更具體地說，在一個本體聚合方法中，將至少一種單羧酸潤滑劑加熱到足以熔融所述有機(jī)酸的溫度，在該溫度所述單羧酸可充分潤濕并涂敷在至少一種有機(jī)粘合劑顆粒上，從而在沒有加入溶劑的條件下進(jìn)行接枝反應(yīng)。適合形成本發(fā)明自潤滑有機(jī)粘合劑的示例性和非限制性有機(jī)粘合劑包括纖維素醚粘合劑及其衍生物，例如甲基纖維素、乙基羥基乙基纖維素、羥基丁基纖維素、羥基丁基甲基纖維素、羥基乙基纖維素、羥基甲基纖維素、羥基丙基纖維素、羥基丙基甲基纖維素、羥基乙基甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、以及上述兩種或多種物質(zhì)的混合物。示例性的市售甲基纖維素和甲基纖維素衍生物有購自陶氏化學(xué)公司的麥斯賽耳(Methocel)A4M和20-333、F4、F40和F240。麥斯賽耳⑧A4M是凝膠溫度約為50-55"C以及凝膠強(qiáng)度約為5000g/cm2(在65"C以2%溶液計)的甲基纖維素粘合劑。麥斯賽耳⑧20-333、F4、F40和F240是示例性羥基丙基甲基纖維素粘合劑?？苫瘜W(xué)接枝到有機(jī)粘合劑組分的至少一部分上的示例性和非限制性潤滑劑包括單羧酸，例如飽和和/或不飽和單羧酸。適合用作接枝潤滑劑的示例性和非示例性飽和單羧酸包括硬脂酸、棕櫚酸、肉豆蔻酸、丁酸、十五烷酸、十七烷酸、發(fā)酸、辛酸和花生酸。同樣，適合用作接枝潤滑劑的示例性和非限制性不飽和單羧酸的包括油酸、妥爾油、棕櫚油酸、亞麻酸、亞油酸、蓖麻油酸、肉豆蔻酸(myristolenicacid)、棕櫚油酸、異油酸、反油酸、反亞油酸(linoelaidicicacid)、異亞油酸(isolinoleicacid)、Y—亞麻酸(inolenicacid)、moroctic酸、二十碳烯酸(eicosenoicadd)、二十碳二烯酸、蜂蜜酸(meadadd)、二十碳三烯酸、二均-g-亞麻酸(dihomo-g-linolenicacid)、"-3-花生四烯酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸(timnodonicacid)、芥酸、二十二碳二烯酸、二十二碳三烯酸、芝麻酸(adrenicacid)、二十二碳五烯酸、二十二碳五烯酸、二十二碳六烯酸、神經(jīng)酸(nervonicacid)和二十四碳六烯酸。上述潤滑劑和有機(jī)粘合劑的任何組合均可用于提供本發(fā)明自潤滑粘合劑。但是，在一個方面以及如下列實施例所述，適用于本發(fā)明的示例性自潤滑粘合劑可包括用硬脂酸(例如購自考尼斯(Cognis)的E120)接枝的甲基纖維素(例如購自陶氏的F240)。此外，本發(fā)明所述的自潤滑粘合劑可以適合形成所需塑化的陶瓷前體批料組合物的任何量使用。因此，在一個方面，塑化的陶瓷前體批料組合物可包括約0.1重量％到6.0重量％的自潤滑粘合劑。如果需要的話，一種或多種附加的常規(guī)非自潤滑粘合劑可與上述自潤滑粘合劑一起包含在塑化的陶瓷前體批料組合物中。因此，在一個方面中，非自潤滑粘合劑(例如上述適合形成本發(fā)明自潤滑粘合劑的潤滑劑)的含量可約占塑化的陶瓷前體批料組合物的0-6.0重量％。應(yīng)該理解，一種或多種附加的常規(guī)非接枝潤滑劑可與上述自潤滑粘合劑一起包含在塑化的陶瓷前體批料組合物中。因此，在一個方面中，非接枝潤滑劑(例如上述適合形成本發(fā)明自潤滑粘合劑的潤滑劑)的量可約占塑化的陶瓷前體批料組合物的0-3.0重量％。具體所需的有機(jī)粘合劑體系組分和這些組分的相對量可根據(jù)具體的形成或成形方法、具體的最終用途以及所用設(shè)備的特性和尺寸的不同而不同。因此，可以理解本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員僅僅通過常規(guī)試驗就可以得到該最佳組合。根據(jù)本發(fā)明的實踐，也可以理解所述自潤滑粘合劑提供了一種新穎的單一化合物，其具有優(yōu)良的可混和性和潤滑劑，所述單一化合物可部分或完全代替通常需要徹底混勻的單獨有機(jī)潤滑劑和有機(jī)粘合劑的常規(guī)混合物。此外，由于所述潤滑劑和粘合劑是化學(xué)接枝的，因此它們不會在高剪切條件下(這種高剪切條件存在于雙螺桿混合器或其它擠出設(shè)備中)發(fā)生分離。因此，改善了塑化的前體批料的混合度。另外，據(jù)信在所述有機(jī)粘合劑加入溶液中時接枝潤滑劑的羧酸部分可形成一種更穩(wěn)定的乳液，另一方面該有機(jī)粘合劑還有助于疏水顆粒(例如滑石或粘土)與所述有機(jī)粘合劑的結(jié)合，從而也提高塑化的混合物的凝聚力。如所附實施例和相應(yīng)的附圖所示，本發(fā)明自潤滑潤滑劑及其使用方法的某些優(yōu)點可以得到下列證據(jù)的證明，例如塑化的陶瓷批料組合物可在較少功率下就可均勻混合。此外，與常規(guī)塑化的批料組合物相比，這些混合物在成形成結(jié)構(gòu)體時在材料和設(shè)備之間呈現(xiàn)更小的摩擦力。例如，在一個方面，這些優(yōu)點可如下量化與不含自潤滑粘合劑的常規(guī)陶瓷組合物相比，擠出含本發(fā)明自潤滑粘合劑的陶瓷組合物時模頭壓力下降。因此，在一個方面，與不含自潤滑粘合劑的常規(guī)塑化的陶瓷批料組合物相比，包括本發(fā)明自潤滑粘合劑的塑化的陶瓷批料組合物的擠出模頭壓力下降約200-700psi。同樣地，改進(jìn)的濕潤性可由混合時所需的能量下降得到證明。因此，測量該降低的能量的示例性方法是測量大致與混合所需能量成比例的混合扭矩。因此，在一個方面，與不含自潤滑粘合劑的類似常規(guī)塑化陶瓷的批料組合物相比，包括本發(fā)明自潤滑粘合劑的塑化的陶瓷批料組合物所需的混合扭矩下降了約15-30%。另外，在有些情況下，所得結(jié)構(gòu)體的性能(例如均勻性、凝聚性、表面品質(zhì)和密實度(knitting))也得到了明顯提高。例如，密實度可指示表面開裂程度，例如沿蜂窩結(jié)構(gòu)體橫截面的孔壁(蜂窩網(wǎng))線開裂以及所述結(jié)構(gòu)體中裂縫。相對較高的密實度很少或沒有肉眼可見的裂縫。也可以理解，基于所需的終端用途，塑化的陶瓷前體批料組合物還包括其它添加劑，例如助粘合劑、分散劑、表面活性劑和/或燃燒劑。例如，在過濾器用途(例如柴油機(jī)顆粒過濾器)中，在所述塑化的陶瓷混合物中有時候適當(dāng)包含燃燒劑，所述燃燒劑的量足以得到滿足具體過濾用途的孔隙度。燃燒劑可以是任意顆粒物質(zhì)，在燒制過程中它能從坯料體中"燒去"。適用的示例性和非限制性燃燒劑包括室溫時為固體的有機(jī)物、元素碳及其組合。一些例子是石墨、纖維素、淀粉、面粉等。如上所述，所述塑化的陶瓷前體批料組合物還包括至少一種液體載體或溶劑組分。在一個方面，所述液體載體組分可包括水。因此，所述液體載體含量可根據(jù)所用材料類型的變化而變化，以使加工性能和與陶瓷批料混合物中其它組分的相容性最佳化。通常，所述液體載體含量占所述塑化的組合物的20-50重量％。在另一個方面，根據(jù)所述陶瓷批料組合物的組分，可以理解可使用有機(jī)溶劑例如甲醇、乙醇或其混合物作為所述溶劑載體?？蓪⑺稣澈蟿w系和液體載體的各個組分以任何已知合適的方式與無機(jī)陶瓷粉末批料組合物混合在一起，形成所述陶瓷材料、粘合劑體系和液體載體的均勻混合物，所述均勻混合物能夠通過例如擠出形成陶瓷體。例如，所述粘合劑體系的組分可先與所述液體載體混合，然后與所述陶瓷前體批料組合物混合在一起。在這種情況下，所述粘合劑體系和液體載體全部一次加入，或者所述粘合劑體系和液體載體分成幾部分以合適的間隔時間依次加入?；蛘撸澈蟿w系的組分可依次加入到所述陶瓷前體批料組合物中，或者先將所述粘合劑體系的兩種或多種組分預(yù)先制備的混合物加入到所述陶瓷前體批料組合物中。此外，可先將所述粘合劑體系與一部分陶瓷前體批料組合物混合。在這種情況下，所述陶瓷前體批料組合物的剩余部分隨后加入到所制備的混合物中。無論怎樣，所述粘合劑體系和液體載體應(yīng)與預(yù)定部分的陶瓷前體批料組合物均勻混合。因此，在一個方面，可通過例如已知的常規(guī)捏煉方法完成所述粘合劑體系、液體載體和無機(jī)陶瓷前體批料組合物的均勻混合。接著可通過任何已知的陶瓷形成方法(例如擠出、注塑、粉漿澆鑄、離心澆鑄、壓鑄、干壓等)將所得的硬的、均勻和可擠出的塑化的陶瓷前體批料組合物成形為坯料體。在一個示例性的方面，可使用液壓擠壓機(jī)或兩階段脫氣單螺桿擠出機(jī)或帶有連接到排出端的模頭組件的雙螺桿混合器來完成擠出。在后者中，根據(jù)材料和其它加工條件選擇合適的螺桿元件，以形成足夠的壓力將所述批料壓過所述模頭。接著可干燥所制備的陶瓷坯料體，除去過量的水分?？赏ㄟ^熱空氣、蒸氣或絕緣干燥(它們可在空氣干燥之后進(jìn)行)進(jìn)行干燥。完成干燥后，可隨后對所述坯料體進(jìn)行燒制，燒制的條件足以將坯料體轉(zhuǎn)化成包括本文所述燒結(jié)相堇青石或其它所需組成的陶瓷制品。足以將所述坯料體轉(zhuǎn)化成陶瓷制品的燒制條件可根據(jù)加工條件(例如具體組成、坯料體大小和所用設(shè)備的性能)而變化。因此，在一個方面，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員僅僅根據(jù)常規(guī)試驗就可得到本發(fā)明陶瓷制品所需的最佳燒制條件。所以，本發(fā)明并不限于特定的燒制溫度和時間。但是，在一個方面中，對于主要用于形成多鋁紅柱石的塑化的混合物來說，所述燒制溫度約為1400-1600°C，所述燒制時間約為l-6小時。或者，對于主要用于形成堇青石的塑化的混合物來說，所述燒制條件包括將所述坯料體加熱到約1350-145(TC的溫度。這種情況下的燒制時間約為20-80小時，在該燒制過程中可達(dá)到最高燒制溫度，并保溫約5-16小時。本發(fā)明陶瓷體可具有常規(guī)尺寸和形狀。但是，在一個方面，本發(fā)明的方法非常適合制造多孔陶瓷(例如蜂窩體)。這些多孔陶瓷體具有各種用途，例如作為催化劑載體、過濾器，例如柴油機(jī)顆粒過濾器、熔融金屬過濾器、再生器(regenerator)芯等。盡管可以理解本發(fā)明并不限于此，但是一些本發(fā)明方法制得的蜂窩體試樣是高強(qiáng)度、較低CTE的薄壁堇青石、鈦酸鋁或碳化硅蜂窩體基材，適合用作催化劑載體或液體過濾器。通常，蜂窩體孔密度為235L/cm2(約1500孔/英寸2)到15孔/cm、約100L/英寸2)。此外，壁或蜂窩網(wǎng)厚度通常約為0.05-0.6毫米(約2-25密爾)。但是，可以理解，陶瓷體所需的具體大小和形狀取決于用途，例如在汽車用途中取決于發(fā)動機(jī)大小以及有效安裝空間等等。因此，盡管本發(fā)明陶瓷制品一方面適合用于制備薄壁蜂窩體，但是所述混合物也可用于制造更厚壁的結(jié)構(gòu)體。例如，具有約15-30孔/cm2(約100-200孔/英寸2)以及約0.30-0.64毫米(約12-25密爾)壁厚的蜂窩結(jié)構(gòu)體非常適用于柴油機(jī)顆粒過濾器用途。實施例為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的原理，提供了下述實施例，但是這些實施例純粹用于說明本發(fā)明，并非是本發(fā)明的發(fā)明人所認(rèn)定的發(fā)明范圍。除非有其它說明，所有的份均指重量份，溫度指'C或者環(huán)境溫度，壓力為大氣壓或接近大氣壓。實施例l:制備示例性的自潤滑粘合劑如下制備示例性的接枝的羥丙基甲基纖維素-硬脂酸自潤滑粘合劑使IOO重量份陶氏F240麥斯賽耳羥丙基甲基纖維素與21.4份考尼斯E120硬脂酸在裝有機(jī)械攪拌器以及恒定氮氣吹掃的三頸反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)。所述硬脂酸在約53"C熔化，在該溫度熔化的硬脂酸開始潤濕并涂覆所述羥丙基甲基纖維素顆粒。然后將所述反應(yīng)混合物加熱到至少7(TC，并保持約l小時，以保證完全反應(yīng)。冷卻到環(huán)境溫度或室溫后，通過常規(guī)NMR分析確認(rèn)，所得的接枝羥丙基甲基纖維素-硬脂酸粘合劑是下述通式表示的化合物硬脂酸接枝的羥丙基甲基纖維素可以注意到，接枝點的含量取決于甲基纖維素與硬脂酸的空間比例。還可以理解，所述硬脂酸和甲基纖維素之間的酯連接鍵可位于主鏈的任意纖維素重復(fù)單元中。實施例2:常規(guī)塑化的組合物和本發(fā)明塑化的組合物的比較制備本發(fā)明示例性塑化的堇青石前體批料組合物(稱為組合物"EX")，它包括根據(jù)實施例l方法制得的自潤滑粘合劑(本文稱為F240-g-E120)，并將該組合物與不包含自潤滑粘合劑的常規(guī)塑化堇青石前體批料組合物(稱為"EX對照")進(jìn)行比較。本發(fā)明無機(jī)粉末混合物的具體配方和載體/粘合劑體系的組成以及常規(guī)塑化的組合物分別列在表1和2中。在小福特(Littleford)混合器中將所述甲基纖維素和/或接枝的甲基纖維素與所有無機(jī)組分混合約5分鐘，制備相應(yīng)的批料組合物。之后，將水加入到所述小福特混合器中，同時混合約l-2分鐘。隨后，將附加的潤滑劑(購自杜拉西尼⑧(Durasyn6)162油的輕烴油)加入到小福特混合器中，同時再混合l-2分鐘。接著，將所述濕批料組合物加入到擠出機(jī)中，從而形成包含600孔/英寸2且蜂窩網(wǎng)厚約4密爾的蜂窩狀擠出物。所述蜂窩體的外徑約為2英寸。所述擠出機(jī)在60rpm的螺桿速度下工作。表l-組合物"EX"<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>用于比較本發(fā)明塑化的堇青石組合物和常規(guī)堇青石組合物的參數(shù)包括落球硬度、混合扭矩、模頭壓力、拉伸強(qiáng)度和擠出物表面品質(zhì)。圖1顯示具有不同批料水含量與表1和2類似的塑化的批料組合物的落球數(shù)據(jù)與批料水含量的關(guān)系。落球是擠出的蜂窩成形體的硬度的量度。所述落球試驗由如下步驟組成將具有預(yù)定重量的不銹鋼球置于所述蜂窩成形體上，并在一定的時間間隔記錄位移。硬度較高的批料能夠承受更重的重量，從而得到較小的位移或較低的落球。對圖l中落球位移(BD，單位為毫米)的研究表明包含自潤滑粘合劑的塑化的組合物(EX)在更高批料水含量(重量份的水)的條件下與EX對照類型組合物(CTL)具有相同范圍的落球硬度。圖2描述了本發(fā)明(EX)和常規(guī)(CTL)塑化的批料組合物的透度計硬度(STIP)數(shù)據(jù)與批料水含量(重量份)的關(guān)系。透度計硬度表示穿入塑化的批料的擠出帶固定深度所需的相對力。透度計硬度越高說明硬度越高。由所述擠出帶得到的透度計硬度通常與由擠出的蜂窩體基材得到的落球數(shù)據(jù)密切相關(guān)。再次比較所述數(shù)據(jù)說明，包括所述自潤滑粘合劑的塑化組合物在稍高的批料水含量條件下具有與對照樣品相同的硬度。圖3描述了蜂窩體擠出機(jī)中最大擠出壓力(P-最大)與擠出批料的落球數(shù)據(jù)之間的走向線。所述數(shù)據(jù)的比較說明，在所有低于約10的落球值條件下，本發(fā)明EX類型塑化組合物的P-最大模頭壓力低于CTL類型組合物，在落球值約為8時低約500psi。如前面所述，這種降低的擠出壓力具有明顯的加工優(yōu)勢。圖4描述了一系列本發(fā)明(EX類型)和常規(guī)(CTL類型)塑化批料組合物的相對擠出機(jī)螺桿扭矩(A)和落球數(shù)據(jù)之間的走向線。對于數(shù)據(jù)的比較說明，包括自潤滑粘合劑的本發(fā)明組合物的扭矩在相同的批料硬度(落球值)條件下相比常規(guī)對照組合物低約15%。圖5描述了代表性的本發(fā)明(EX類型)和常規(guī)(CTL類型)塑化批料組合物的拉伸強(qiáng)度數(shù)據(jù)和割線模數(shù)數(shù)據(jù)之間的走向線。根據(jù)針對塑料測試的ASTMD638-03得到的數(shù)據(jù)的比較說明，包括自潤滑粘合劑的本發(fā)明組合物的拉伸強(qiáng)度在相同割線模數(shù)(相對材料硬度)條件下相比常規(guī)對照組合物高約15%。本發(fā)明批料的較高材料強(qiáng)度是有利的，因為在本發(fā)明批料的擠出成形體中形成缺陷的可能性遠(yuǎn)小于常規(guī)組合物的類似擠出批料。如圖6和7所示，擠出行為得到改善的一個證據(jù)是包括自潤滑粘合劑的本發(fā)明EX批料形成擠出物的擠出蜂窩體表面品質(zhì)得到明顯改善。圖6描述了一系列不包含自潤滑粘合劑的常規(guī)塑化組合物(CTL類型)形成的擠出物，其中明顯可見氣泡和表面裂縫。圖7描述了一系列由含自潤滑粘合劑的本發(fā)明塑化組合物(EX類型)形成的擠出物，證明明顯提高了光滑表面的品質(zhì)，基本上沒有氣泡和表面裂縫。權(quán)利要求1.一種制造陶瓷制品的方法，它包括以下步驟提供一種塑化的陶瓷前體批料組合物，所述組合物包括i)一種無機(jī)陶瓷粉末批料混合物ii)液體載體；以及iii)一種有機(jī)粘合劑體系，它包括接枝到纖維素醚粘合劑上的至少一種有機(jī)潤滑劑；由所述塑化陶瓷前體批料組合物形成擠出的坯料體；以及在足以將所述擠出的坯料體轉(zhuǎn)化成整體陶瓷制品的條件下燒制所述坯料體。2.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述無機(jī)陶瓷粉末批料組合物包括氧化鎂源、氧化鋁形成源以及二氧化硅形成源。3.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述至少一種潤滑劑包括單羧酸。4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述單羧酸是飽和單羧酸。5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述單羧酸是不飽和單羧酸。6.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述潤滑劑包括硬脂酸、妥爾油或其混合物。7.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述纖維素醚包括甲基纖維素。8.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述纖維素醚包括羥丙基甲基纖維素。9.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述粘合劑體系包括接枝到所述甲基纖維素粘合劑上的硬脂酸潤滑劑。10.—種由權(quán)利要求l所述的方法制得的陶瓷制品。11.如權(quán)利要求10所述的陶瓷制品，其特征在于所述陶瓷制品相比由基本上不含下述粘合劑體系的塑化陶瓷前體批料組合物制得的陶瓷制品具有更少的表面裂縫，所述粘合劑體系包括接枝到纖維素醚粘合劑上的至少一種有機(jī)潤滑劑。12.如權(quán)利要求10所述的陶瓷制品，其特征在于所述陶瓷制品包括蜂窩體構(gòu)造。13.—種塑化的陶瓷前體批料組合物，它包括a)—種無機(jī)陶瓷粉末批料混合物；b)液體載體；以及C)一種粘合劑體系，它包括接枝到纖維素醚粘合劑上的至少一種單羧酸潤滑劑。14.如權(quán)利要求13所述的塑化陶瓷前體批料組合物，其特征在于所述無機(jī)陶瓷粉末批料組合物包括氧化鎂源、氧化鋁形成源和二氧化硅形成源。15.如權(quán)利要求13所述的塑化陶瓷前體批料組合物，其特征在于所述單羧酸包括飽和單羧酸。16.如權(quán)利要求13所述的塑化陶瓷前體批料組合物，其特征在于所述單羧酸包括不飽和單羧酸。17.如權(quán)利要求13所述的塑化陶瓷前體批料組合物，其特征在于所述潤滑劑包括硬脂酸、妥爾油或其混合物。18.如權(quán)利要求13所述的塑化陶瓷前體批料組合物，其特征在于所述纖維素醚包括甲基纖維素。19.如權(quán)利要求13所述的塑化陶瓷前體批料組合物，其特征在于所述纖維素醚包括羥丙基甲基纖維素。20.如權(quán)利要求13所述的塑化陶瓷前體批料組合物，其特征在于所述粘合劑體系包括接枝到甲基纖維素粘合劑上的硬脂酸潤滑劑。全文摘要一種制造陶瓷制品的方法，它包括以下步驟提供塑化陶瓷前體批料組合物，所述組合物包括無機(jī)陶瓷粉末批料組合物；液體載體；以及包括接枝到纖維素醚粘合劑上的至少一種有機(jī)潤滑劑的有機(jī)粘合劑體系；由所述塑化陶瓷前體批料組合物形成擠出的坯料體；以及在能夠?qū)⑺鰯D出的坯料體轉(zhuǎn)換成整體陶瓷制品的條件下燒制所述坯料體。也提供了一種由所述方法制造的陶瓷制品。文檔編號C08G18/28GK101374579SQ200680038789公開日2009年2月25日申請日期2006年10月3日優(yōu)先權(quán)日2005年10月20日發(fā)明者K·Y·周申請人:康寧股份有限公司