排放控制催化剂添加剂

技术挑战影响催化剂制造的未来

催化剂制造商使用含有颗粒的浆料来涂覆陶瓷基体。这些浆料被称为涂层，是分散在水中的陶瓷、金属粉末和添加剂的复杂混合物。涂层的确切成分可能因制造商和最终应用不同而各异，这意味着每个涂层配方的物理和化学特性都是独一无二的。

近年来，为实现新的性能和成本效益目标，涂层成分越来越复杂。浆料中颗粒与颗粒之间发生相互作用的情况也越来越多，让有些类型的涂层更难加工。

我们的添加剂通过优化催化剂涂层的流变性，可以帮助催化剂制造商克服技术上的难题，并实现以下目标：

优化涂层的流变性有什么作用？

优化产品的流变性可使催化剂制造商实现优异的产品稳定性、加工性和流动特性的目标。总体的流变控制可以通过对粘度和颗粒悬浮性的精心细致的控制来实现，这就需要选择合适的分散剂和流变添加剂。

粘度控制的重要性

粘度和颗粒分散性对催化剂制造商来说非常重要：

如果不能控制粘度和颗粒大小，就会导致各批次产品不一致，并可能造成低质量的排放控制，并因此耗时解决问题；过滤器堵塞、反应器内超压、涂层厚度不规则等都是催化剂制造商可能遇到的问题。因此，控制粘度和颗粒的分散性是至关重要的。

目前在催化剂涂层中如何控制粘度和颗粒大小？

目前通过精确的搅拌、研磨和分散机制来控制粒径，而pH值通常用于平衡系统的电稳定性（因此也是粘度）。由于每个颗粒都带电，所以需要通过在涂层过程中加入短链有机酸和碱来控制pH值，以确保分散体的pH调节至远离等电点，将浆料中的电荷相互作用有效降低。

图1：由于系统的电稳定性发生变化，粘度也会随着pH值的变化而发生改变。

虽然多年来催化剂行业都在使用pH值来控制粘度，但其决定参数难以控制，往往导致分散体的物理稳定性会经时下降。

此外，随着涂层成分变得越来越复杂，不能再依靠pH值调整产生的静电排斥作用，因为这种作用不足以克服颗粒的相互作用。此外，粘度也在很大程度上取决于固含量，为了克服这些制约，往往会降低固含量，这样又将带来更多的不良影响。

因此，对于催化剂的未来发展来说，在催化剂加工过程中，需要分散剂来控制粘度和颗粒大小。

为什么催化剂制造商也应考虑流变修饰剂？ 

只有通过使用稳定的流变改性添加剂才能获得全面的流变控制。虽然分散剂有助于控制粘度和粒径，但其稳定效果是有限的，尤其是当其他流动特性占居主导时。

流变修饰剂在赋予固体浆料稳定性，改善其在涂层和挤压过程中的操作起着重要作用。它可与分散剂结合使用，以获得稳定、可流动、颗粒分布均匀的优化浆料。 

流变修饰剂可以缩短生产时间并降低生产过程中的能耗。

分散剂和流变修饰剂如何改善催化剂涂层？

分散剂：Hypermer™ KD系列

Hypermer KD分散剂可提高涂层颗粒与水的相容性，改善润湿性，并通过静电空间位阻稳定浆液。因此可最大限度减少浆料中结块。

图2：通过使用分散剂来分散聚集体

在没有分散剂的情况下，缺乏颗粒与水的相互作用，而颗粒与颗粒之间的相互作用从能量的意义来说是有利的。为了克服颗粒的聚集，可以使用较低的固含量并进行高剪切力混合，但这将意味着增加了加工过程和水电消耗。如果用较低固含量的浆料不能有效地涂在陶瓷基体上，那么可能就需要多次涂敷。

添加了我们的分散剂的浆料质地更加均匀，具有较低的粘度，因此，可以在不影响涂层质量和可加工性的情况下同时具有较高的固含量。

图3：Hypermer分散剂可减小粒径，降低涂层的粘度，有助于实现更高的固含量。

流变修饰剂：Rheoptima™ 系列

流变修饰剂具有很强的增稠能力，能够以可控的方式准确、即时地提高涂层的粘度，而无需调整pH值。

通过添加流变修饰剂来改变涂层的粘度，可以使催化剂制造商能够更有效地控制涂层的流变性。我们的流变修饰剂的剪切稀化特性不仅可以通过防止沉淀来确保涂层的物理稳定性，还可以在加工过程中获得良好的流动性,且更便于处理。

图4：Rheoptima流变修饰剂可将涂料的粘度提高到所需水平

将分散剂和流变修饰剂结合使用，制造商能够完全控制涂层的流变特性。稳定性和固含量得到了优化，可降低加工和涂层的成本，而且批次间的再现性生产效果得到了提高。

新的立法和监管要求推动催化剂的发展