CN103261594A - 具有可挠性边缘保护的安装垫和合并安装垫的废气处理装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于废气处理装置的安装垫包括第一和第二主背对表面、前边缘和后边缘，和相背侧边缘。所述相背侧边缘中的一个或两个的至少一部分包括边缘保护剂，其保护安装垫免受在废气处理装置的正常操作期间所面临的热气体腐蚀。所述边缘保护剂在被施用到安装垫并实质上干燥后维持可挠。还公开了一种废气处理装置，其包括外壳和通过上面积淀有边缘保护剂的安装垫而被安装在所述外壳内的脆性结构。还公开了制造所述安装垫和废气处理装置的方法。

Description

具有可挠性边缘保护的安装垫和合并安装垫的废气处理装置
技术领域
提供了一种用于将脆性结构安装在废气处理装置（诸如催化转化器或柴油微粒捕集器）的外壳内的安装垫。还提供了一种废气处理装置，其包括通过被布置在外壳与脆性结构之间的间隙中的安装垫而被安装在外壳内的脆性结构。
发明背景
废气处理装置被用在车辆上以减少来自发动机废气排放的污染。常见废气处理装置的实例包括催化转化器和柴油微粒捕集器。
用于处理车辆发动机废气的催化转化器一般包括外壳、固定用于进行一氧化碳和烃的氧化及氮氧化物的还原的催化剂的脆性催化剂支撑结构，和布置在脆性催化剂支撑结构的外表面与外壳内表面之间以在操作期间将脆性催化剂支撑结构固定在外壳内的安装垫。
用于控制由柴油发动机所产生的污染的柴油微粒捕集器一般包括外壳、用于控制来自柴油发动机排放的微粒的脆性微粒过滤器或捕集器，和布置在过滤器或捕集器的外表面与外壳内表面之间以在操作期间将脆性过滤器或捕集器结构固定在外壳内的安装垫。
脆性结构（催化剂支撑结构或柴油微粒过滤器）是通过脆性结构的外表面与外壳的内表面之间的空间或间隙而被包含在外壳内。脆性结构基本上包括由易碎陶瓷材料的易脆材料（诸如氧化铝、钛酸铝、二氧化硅、氧化镁、氧化锆、堇青石、碳化硅和类似材料）制成的结构。这些材料提供具有多个气体流通通道的骨架型结构。这些结构可能是十分脆弱，以致微小冲击载荷或应力通常便足以使它们破裂或碎裂。为了保护脆性结构免受在装置的正常操作期间所面临的热和机械冲击及其它应力，并且提供热隔绝和有效气密性，将安装或支撑垫材料放置在脆性结构与外壳之间的间隙内。
所采用的安装垫材料应能够满足脆性结构制造商或废气处理装置制造商所提出的多种设计或物理要求中的任一种。例如，安装垫材料应能够在脆性结构上产生有效残余固定压力，即使废气处理装置经受大温度波动，大温度波动导致金属外壳相对脆性结构显著膨胀和收缩，从而导致安装垫在一段时间内经历显著压缩和释放循环。
一般有两类可用于废气处理装置中的安装垫，即，发泡性和非发泡性安装垫。发泡性安装垫含有响应热施加而膨胀的材料。发泡性材料在安装垫中的使用取决于预期应用和安装垫将面临的条件。非发泡性安装垫实质上不膨胀。“实质上不膨胀”意指在施加热时所述垫不会按照发泡性垫所预期般轻易膨胀。当然，这种垫确实会发生基于其热膨胀系数的一定程度膨胀。但是，膨胀量相比发泡性垫的膨胀来说极不显著。
当合并在废气处理装置内时，所有安装垫均面临边缘腐蚀。由内燃机产生的热排放气体先经过排废管，然后进入废气处理装置。在经过排废管时，这些排放物必然进入入口区域且经由废气处理装置的出口区域离开。废气处理装置的安装垫的前和后边缘将暴露于这些热气体，从而导致安装垫边缘降解。
发泡性和非发泡性安装垫均无法抵受热气体边缘腐蚀。支撑垫的不适当安装或安装垫在外壳内缺少固定力可能导致支撑垫腐蚀。此外，取决于特定应用，在废气处理装置内利用非发泡性安装垫可能无法为废气处理装置提供充分保护和支撑。就发泡性垫来说，已知将不同非发泡性垫窄条粘合到发泡性垫的边缘以提供边缘保护。但是，这是一种相对昂贵且复杂的程序，因为其涉及将两种不同组分（即安装垫和非发泡性垫条）彼此物理接合在一起。
对于发泡性垫存在各种边缘保护方法。曾使用耐高温织布和硬化溶液来减轻边缘腐蚀问题。耐高温织物的使用（例如）要求缠绕垫边缘以改善对气体腐蚀的抗性。织布边缘处理保护垫的前和后边缘。由于将被耐高温织物缠绕的安装垫装配到外壳中所带来的复杂性，所以各种耐高温织物的使用并未得到广泛接受。
还已知将高温硬化溶液添加到被布置在催化剂支撑元件与金属外壳之间的安装垫。高温硬化溶液可在安装垫被组装在金属壳体内之前或之后添加。硬化溶液虽然极为有效，但需在罐装操作期间由最终用户施加而且是一种当施用到安装垫时会造成脏乱的产品。此外，在围绕脆性结构组装安装垫前，不能将硬化溶液施用到安装垫，因为该溶液干燥后极硬且使得安装垫过于僵硬以致无法缠绕在脆性催化剂支撑结构周围。
发明内容
提供了一种用于包括无机纤维垫的废气处理装置的安装垫，其包括第一和第二背对表面、前和后边缘，及相背侧边缘，其中所述相背侧边缘中的至少一个的至少一部分包括实质干燥可挠性边缘保护剂，其包含会热分解而留下抗气体腐蚀剂吸附在安装垫上的实质上不可交联聚合物。
还提供了一种废气处理装置，其包括外壳、无机纤维垫，该无机纤维垫包括第一和第二主要背对表面、前和后边缘，及相背侧边缘，其中所述相背侧边缘中的至少一个的至少一部分包括实质干燥可挠性边缘保护剂，其包含会热分解，留下耐气体腐蚀剂吸附在安装垫上的实质上不可交联聚合物；和通过所述安装垫而被弹性安装在所述外壳内的脆性催化剂支撑结构。
还提供了一种用于包括无机纤维垫的废气处理装置的安装垫，其，包括第一和第二主要背对表面、前和后边缘，及相背侧边缘，其中所述相背侧边缘中的至少一个的至少一部分包括实质干燥可挠性边缘保护剂，其包含实质上不可交联聚合物和吸附在安装垫上的耐气体腐蚀剂。
还提供了一种废气处理装置，其包括：外壳；无机纤维垫，其包括第一和第二主要背对表面、前和后边缘，及相背侧边缘，其中所述相背侧边缘中的至少一个的至少一部分包括实质干燥可挠性边缘保护剂，其包含实质不可交联聚合物和吸附在安装垫上的耐气体腐蚀剂；和通过所述安装垫而被弹性安装在所述外壳内的脆性催化剂支撑结构。
还提供了一种制造用于废气处理装置或废气导管的垫的方法，其包括：将包括以下物质的液体可挠性边缘保护剂：（i）会分解以留下耐气体腐蚀剂吸附在垫上的实质不可交联聚合物，或（ii）实质不可交联聚合物及耐气体腐蚀剂，施用到包括无机纤维的垫的至少一个边缘的至少一部分；和将所述液体中的至少一部分从所述边缘保护剂移除。
还提供了一种制造废气处理装置的方法，其包括用本文中所描述的安装垫缠绕被调适以处理废气的脆性催化剂结构的至少一部分；和将被缠绕的脆性结构布置在外壳内。
附图说明
图1示出了含有经过可挠性边缘保护剂处理的安装垫的废气处理装置的横截面视图。
图2示出了具有榫槽构造的安装垫的平面视图。
图3示出了经过可挠性边缘保护剂处理的具有榫槽构造的安装垫的立体视图。
图4是示出可挠性边缘保护剂的差示扫描量热法-热重量分析结果的图。
图5是示出经过可挠性边缘保护剂处理的XPE®-AV2纤维垫样品的腐蚀测定结果的图。
图6是示出经过可挠性边缘保护剂处理的ISOMAT® AV5纤维垫样品的腐蚀测定结果的图。
具体实施方式
公开了一种用于废气处理装置的安装垫。所述安装垫包括由耐热无机纤维和可挠性边缘保护剂处理组成的至少一个层或板。根据某些实施方案，安装垫包括由耐热无机纤维、发泡性材料，和可挠性边缘保护剂处理组成的至少一个层或板。出乎意料地发现，可挠性边缘保护剂处理的存在消除了将分离边缘保护剂材料邻接接合到安装垫的前和后边缘来保护安装垫免受热排放气体腐蚀的需求。在边缘保护剂处理被施用到垫并实质上干燥后，安装垫保持其大部分原有可挠性以使其能够缠绕在催化剂支撑结构周围并从而克服使用使安装垫硬化的边缘保护剂溶液所带来的问题。
还提供了一种用于处理废气的装置，其具有被安装在外壳内的脆性催化剂支撑结构，该脆性催化剂支撑结构是通过布置在外壳与脆性结构之间的安装垫而被支撑在所述外壳内。术语“脆性结构”意指且包括催化剂支撑结构，诸如金属或陶瓷单石或类似结构，其可以是脆性或在性质上易脆，且可从本文中所描述的安装垫受益。图1示出了一个说明性废气处理装置。应当明白，废气处理装置并不限于在图1中所示出的催化转化器中使用，且因此这种形状只作为说明性实施方案示出。实际上，安装垫可用于安装或支撑适用于处理废气的任何脆性结构，诸如柴油催化剂结构、柴油微粒捕集器、NOx捕集器和类似结构。
催化剂支撑结构基本上包括通过耐热材料而被安装在外壳内的一个或多个多孔管状或蜂巢形结构。每个结构可包括约200至约900或更多个通道或小室/平方英寸的任何处，取决于废气处理装置的类型。柴油微粒捕集器与催化剂结构的不同在于在微粒捕集器内的每个通道或小室呈一端封闭。在柴油微粒捕集器中，微粒从废气中被收集到多孔结构中，然后通过高温烧出过程再生。用于催化转化器或柴油微粒捕集器的任何已知催化剂结构均可用于所述废气处理装置中。本发明的安装垫的非车辆应用可包括用于化学工业排放（废气）堆的催化转化器。
催化转化器10可包括大体上为管状的外壳12，其由两个金属件（例如耐高温钢）形成，通过法兰16固定在一起。或者，外壳可包括预形成罐，在其中插入缠绕安装垫的催化剂支撑结构。外壳12包括在一个末端处的入口14和在相反末端处的出口（未显示）。入口14和出口在其外末端适当成形，从而将它们紧固到内燃机废气系统中的导管。装置10含有脆性催化剂支撑结构，诸如易脆陶瓷单石18，其通过将进一步描述的安装垫20而被支撑和约束在外壳12内。单石18包括从其一个末端的入口端表面轴向延伸到在其相反末端处的出口端表面的多个透气通路。单石18可用任何合适耐火金属或陶瓷材料，按照任何已知方式和构造来建造。单石一般具有椭圆形或圆形横截面构造，但可以是其它形状。可将任何已知单石与外壳和安装垫组合使用。
单石与其外壳分隔一定距离或间隙，该距离或间隙根据所采用的废气处理装置的类型和设计（例如，催化转化器、柴油催化剂结构，或柴油微粒捕集器）而变化。这个间隙是用安装垫20填充以对陶瓷单石18提供弹性支撑。弹性安装垫20提供对外界环境的热隔绝和对催化剂支撑结构的机械支撑，保护脆性结构免受横跨大范围废气处理装置操作温度的机械冲击。
参考图2，其示出了一个说明性安装垫20。该安装垫20是由耐高温无机纤维形成的均质垫，其已经过冲压以获得具有榫槽构造的安装垫。所述安装垫20含有前边缘22和后边缘24。安装垫还包括可被暴露于热废排放物的相背侧边缘26、28。将可挠性边缘保护剂32施用到安装垫20的第一主表面30和侧边缘26及28以保护安装垫20免受在催化转化器的操作期间的热排放气体边缘腐蚀和降解。还可将可挠性边缘保护剂施用到邻接侧边缘的垫第二主表面（未显示）的一部分。
参考图3，其示出了一个说明性安装垫20。该安装垫20是由耐高温无机纤维形成的均质垫，其已经过冲压以获得具有榫槽构造的安装垫。所述安装垫20含有前边缘22和后边缘24。该安装垫还包括可被暴露于热废排放物的相背侧边缘26和28。将可挠性边缘保护剂32施用到安装垫20的侧边缘26和28及第一主表面30，以保护安装垫20免受在催化转化器的操作期间的热排放气体边缘腐蚀和降解。还可将边缘保护剂32施用到邻接侧边缘的垫第二主表面（未显示）的一部分。
基本上来说，安装垫包括具有吸附在其一部分上的可挠性边缘保护剂的无机纤维、任选至少一类发泡性材料，和任选至少一类无机粘合剂。术语“吸附”意指边缘保护被布置在侧边缘的表面及邻接侧边缘的第一和第二主表面的任选部分上、和/或边缘保护剂材料已沿着垫的侧边缘渗入到安装垫厚度的至少一部分及吸附在垫侧表面上的第一和第二主表面的任选部分中。当聚合物从边缘保护剂被烧出后，留下耐气体腐蚀剂以保护安装垫的边缘免受热撞击气体降解。在安装垫已被耐气体腐蚀材料渗入的厚度处，安装垫的那些部分变得更稠密且耐热气体腐蚀。
将边缘保护剂材料吸附到安装垫20的至少前边缘和后边缘的一部分。根据某些实施方案，可将边缘保护剂吸附到安装垫20的前边缘和后边缘中的至少一个边缘的一部分。根据其它实施方案，可将边缘保护剂吸附到安装垫的前边缘和后边缘两者的一部分。根据其它实施方案，可将边缘保护剂吸附到安装垫的前边缘和后边缘中的至少一个边缘的整个边缘长度上。根据其它实施方案，可将边缘保护剂吸附到安装垫的前边缘和后边缘两者的整个长度上。安装垫的组成能够保护暴露于热废气的安装垫边缘，以防止安装垫发生边缘腐蚀或过早分解。
可将任何耐热无机纤维用于建造所述安装垫，只要这些纤维可抵受安装垫形成过程，可抵受废气处理装置的操作温度，可提供尽可能小热隔绝和在保持压力性能的同时提供机械冲击保护，以在预期操作温度下将脆性结构固定在废气处理装置外壳内。不作限制地，可用于制备安装垫和废气处理装置的合适无机纤维包括某些氧化物纤维（诸如高铝多晶型纤维和硅酸铝纤维）、铝-镁-硅纤维、碱土硅酸盐纤维（诸如钙-镁-硅纤维和镁-硅纤维）、S-玻璃纤维、S2-玻璃纤维、E-玻璃纤维、石英纤维、二氧化硅纤维及其组合。
根据某些实施方案，用于制备安装垫的耐热无机纤维包括陶瓷氧化物纤维。不作限制地，合适陶瓷氧化物纤维包括氧化铝纤维、铝-硅纤维、铝-锆-硅纤维、锆-硅纤维、氧化锆纤维和类似纤维。可用的铝-硅陶瓷纤维可以注册商标FIBERFRAX从Unifrax I LLC（Niagara Falls, New York）购买。FIBERFRAX陶瓷纤维包括约45至约75重量百分比氧化铝与约25至约55重量百分比二氧化硅的纤维化产物。FIBERFRAX纤维展现高达约1540℃的操作温度和高达约1870℃的熔点。FIBERFRAX纤维可轻易形成耐高温板、纸、层和垫。铝/硅纤维可包含约45重量百分比至约60重量百分比氧化铝和约40重量百分比至约55重量百分比二氧化硅。铝/硅纤维可包含约50重量百分比氧化铝和约50重量百分比二氧化硅。
铝/硅/镁玻璃纤维一般包含约64重量百分比至约66重量百分比二氧化硅、约24重量百分比至约25重量百分比氧化铝，和约9重量百分比至约10重量百分比镁石。E-玻璃纤维一般包含约52重量百分比至约56重量百分比二氧化硅、约16重量百分比至约25重量百分比钙石、约12重量百分比至约16重量百分比氧化铝、约5重量百分比至约10重量百分比硼石、至多约5重量百分比镁石、至多约2重量百分比氧化钠和氧化钾及痕量氧化铁和氟化物，常见组成为55重量百分比二氧化硅、15重量百分比氧化铝、7重量百分比硼石、3重量百分比镁石、19重量百分比钙石和痕量上述材料。
根据某些实施方案，可用于制备安装垫的碱土硅酸盐纤维为耐热和生物可溶解。不作限制地，可用于制备废气处理装置的安装垫的生物可溶解碱土硅酸盐纤维的合适实例包括公开在美国专利6,953,757、6,030,910、6,025,288、5,874,375、5,585,312、5,332,699、5,714,421、7,259,118、7,153,796、6,861,381、5,955,389、5,928,075、5,821,183和5,811,360中的那些纤维，这些专利是以引用的方式并入本文。
根据某些实施方案，生物可溶解碱土硅酸盐纤维可包含镁石与二氧化硅氧化物的混合物的纤维化产物。这些纤维通常被称为硅酸镁纤维。硅酸镁纤维基本上包含约60至约90重量百分比二氧化硅、大于0至约35重量百分比镁石和5重量百分比或更少杂质的纤维化产物。根据某些实施方案，碱土硅酸盐纤维包含约65至约86重量百分比二氧化硅、约14至约35重量百分比镁石和5重量百分比或更少杂质的纤维化产物。根据其它实施方案，碱土硅酸盐纤维包含约70至约86重量百分比二氧化硅、约14至约30重量百分比镁石，和5重量百分比或更少杂质的纤维化产物。合适硅酸镁纤维是以注册商标ISOFRAX从Unifrax I LLC（Niagara Falls, New York）购买。市售ISOFRAX纤维基本上包含约70至约80重量百分比二氧化硅、约18至约27重量百分比镁石和4重量百分比或更少杂质的纤维化产物。
根据某些实施方案，生物可溶解碱土硅酸盐纤维可包含钙、镁和硅氧化物的混合物的纤维化产物。这些纤维通常被称为钙-镁-硅纤维。根据某些实施方案，钙-镁-硅纤维包含约45至约90重量百分比二氧化硅、大于0至约45重量百分比钙石、大于0至约35重量百分比镁石、和10重量百分比或更少杂质的纤维化产物。可用的钙-镁-硅纤维是以注册商标INSULFRAX从Unifrax I LLC（Niagara Falls, New York）购买。INSULFRAX纤维基本上包含约61至约67重量百分比二氧化硅、约27至约33重量百分比钙石，和约2至约7重量百分比镁石的纤维化产物。其它合适钙-镁-硅纤维可以商标名SUPERWOOL 607和SUPERWOOL 607 MAX从Thermal Ceramics（Augusta, Georgia）购买。SUPERWOOL 607纤维包含约60至约70重量百分比二氧化硅、约25至约35重量百分比钙石，和约4至约7重量百分比镁石，及痕量氧化铝。SUPERWOOL 607 MAX纤维包含约60至约70重量百分比二氧化硅、约16至约22重量百分比钙石、和约12至约19重量百分比镁石，及痕量氧化铝。
在某些实施方案中，安装垫20可包括由具有高二氧化硅含量的熔化形成、非晶形、耐高温浸渍玻璃纤维、和任选粘合剂或适合用作粘合剂的其它纤维形成的一个或多个非发泡性层。可按照任何方式和利用本领域已知的任何技术浸渍玻璃纤维。基本上来说，可通过将熔化形成的玻璃纤维接触酸溶液或适用于从纤维萃取非硅质氧化物和其它组分的其它溶液来实施浸渍。各种已知浸渍技术的更详细叙述论述于美国专利2,624,658和欧洲专利申请公开0973697中，但浸渍技术不限于此。术语“高二氧化硅含量”意指纤维含有比纤维中的任何其它组成成分更多量的二氧化硅。实际上，如下文所论述，将明白这些纤维在浸渍后的二氧化硅含量优选大于含有任何其它含有二氧化硅的玻璃纤维，包括S-玻璃纤维，但不包括晶体石英衍生纤维或纯二氧化硅纤维。
可用于制造废气处理装置的安装垫的合适二氧化硅纤维包括从以商标BELCOTEX BelChem Fiber Materials, Germany，以注册商标REFRASIL从Hitco Carbon Composites, Inc. of Gardena California，和以商标PS-23(R)从Polotsk-Steklovolokno, Republic of Belarus购买的那些浸渍玻璃纤维。
BELCOTEX纤维是标准型人造短纤维预制纱。这些纤维具有约550 tex的平均细度且基本上是由经过氧化铝改性的硅酸制成。BELCOTEX纤维是非晶形纤维且基本上含有约94.5二氧化硅、约4.5百分比氧化铝、少于0.5百分比氧化钠，和少于0.5百分比其它组分。这些纤维具有约9微米的平均纤维直径和在1500至1550℃的范围内的熔点。这些纤维耐热达至高1100℃的温度，和一般无瑕疵且不含粘合剂。
REFRASIL纤维类似于BELCOTEX纤维，是高二氧化硅含量的非晶形浸渍玻璃纤维，以在1000至1100℃温度范围下应用时提供热隔绝。这些纤维具有介于约6与约13微米之间的直径，且具有约1700℃的熔点。这些纤维在浸渍后一般具有约95重量百分比的二氧化硅含量。氧化铝可以约4重量百分比的量存在，而其它组分是以1百分比或更小的量存在。
Polotsk-Steklovolokno的PS-23(R)纤维是高二氧化硅含量的非晶形玻璃纤维且适合在需要抵受至少约1000℃的应用中提供热隔绝。这些纤维具有在约5至约20 mm的范围内的纤维长度和约9微米的纤维直径。这些纤维类似于REFRASIL纤维，具有约1700℃的熔点。
在某些实施方案中，安装垫20可包括发泡性安装垫。发泡性安装垫20包括发泡性材料，如不膨胀蛭石、离子交换蛭石、热处理蛭石、可膨胀石墨、水黑云母、水溶胀四硅氟云母、碱金属硅酸盐，或其混合物。安装垫可包括多于一类发泡性材料的混合物。根据某些实施方案，包括在安装垫中的发泡性材料可包含具有9：1至约1：2蛭石：石墨的相对量的不膨胀蛭石和可膨胀石墨的混合物，如美国专利5,384,188所描述。
如上文所述，安装垫可或可不包括与可挠性边缘保护剂分离的粘合剂。当使用粘合剂时，可混合这些组分以形成混合物或浆液。随后使纤维、任选发泡性材料和粘合剂的浆液形成垫结构和移除粘合剂，从而提供实质上只含有耐高温无机纤维和任选发泡性材料的安装垫。
合适粘合剂包括有机粘合剂、无机粘合剂和这两类粘合剂的混合物。根据某些实施方案，安装垫包括一种或多种有机粘合剂。有机粘合剂可以固体、液体、溶液、分散液、乳胶、乳液的形式，或类似形式提供。有机粘合剂可包括热塑性或热固性粘合剂，其在固化后是可挠性材料，可从安装好的安装垫被烧出。合适有机粘合剂的实例包括，但不限于，丙烯酸系乳胶、（甲基）丙烯酸系乳胶、苯乙烯与丁二烯的共聚物、乙烯吡啶、丙烯腈、丙烯腈与苯乙烯的共聚物、氯乙烯、聚氨酯、乙酸乙烯酯与乙烯的共聚物、聚酰胺、硅酮，和类似化合物。其它树脂包括低温可挠热固性树脂，诸如不饱和聚酯、环氧树脂和聚乙烯酯。
有机粘合剂可以基于安装垫的总重量的大于0至约20重量百分比、约0.5至约15重量百分比、约1至约10重量百分比和约2至约8重量百分比的量包含在安装垫中。
安装垫可包括聚合性粘合剂纤维以替代或附加到树脂质或液体粘合剂。这些聚合性粘合剂纤维可以基于100重量百分比总组合物的介于大于0至约20重量百分比、约1至约15重量百分比，和约2至约10重量百分比的量使用，以辅助将耐热无机纤维粘合在一起。粘合剂纤维的合适实例包括聚乙烯醇纤维、聚烯烃纤维（诸如聚乙烯和聚丙烯）、丙烯酸系纤维、聚酯纤维、乙基乙酸乙烯酯纤维、尼龙纤维及其组合。可将包括芯鞘构造的二组分式纤维用作粘结剂纤维。
一般来说，有机粘合剂是用于在开始时将纤维粘合在一起的牺牲型粘合剂。“牺牲型”意指有机粘合剂最终从安装垫被烧出，留下由无机纤维和用于将催化剂支撑结构支撑在金属外壳内的任选发泡性材料构成的成一体的安装垫。
根据某些说明性实施方案，安装垫是成一体的。“成一体”意指在制成后，安装垫具有自支撑结构，不需要强化或约束性织物、塑料或纸张层（包括缝合到垫的那些层）且可以操作、操控或安装而不致崩解。
除有机粘合剂外，安装垫还可包括无机粘合剂材料。不作限制地，合适无机粘合剂材料包括氧化铝、二氧化硅、氧化锆及其混合物的胶状分散液。
将粘合剂或边缘保护剂施用到垫的方法包括涂布、蘸、浸泡、浸没、辊压、刷、喷洒、喷雾，和类似方法。就使用连续工艺将粘合剂施用到垫来说，可以卷轴形式运输的纤维垫被展开并移动（诸如在输送机或平稳棉麻织物上）通过将粘合剂施用到垫的喷嘴。或者，可将垫以重力给料方式通过喷嘴。随后使垫/粘合剂半固化片在压辊之间通过，以移除过量液体和将所述半固化片增密到接近其所需厚度。然后可使增密半固化片通过烘箱以移除任何残留溶剂且如果需要，那么使粘合剂部分固化以形成复合物。干燥和固化温度主要取决于所使用的粘合剂和溶剂（如果存在）。随后可切割或滚压所述复合物以进行保存或运输。
在废气处理装置10的操作期间，热废排放物进入废气处理装置10的入口14和经由出口（未显示）离开。这些排放物导致位于安装垫入口14侧的前边缘26和位于出口侧（未显示）的后边缘28（未使用边缘保护剂处理）随时间被腐蚀，造成安装垫的整体降解。将边缘保护剂施用到安装垫20可保护垫20免受高温废气排放物的腐蚀。
当制成安装垫时，将含有可挠性聚合物和耐气体腐蚀剂的液体边缘保护剂施用到安装垫，且在边缘保护剂实质上干燥后安装垫维持充分可挠，以允许将垫缠绕在脆性催化剂支撑结构的至少一部分周围并在不干扰其安置或功能下安置到废气处理装置内。所述安装垫不会遭受与在正常情况下硬化边缘保护剂材料相比更大程度的破裂或不可挠性而导致难以装配到外壳内。
就解决边缘腐蚀的现有措施的缺点来说，所述安装垫还包括有效对抗边缘腐蚀和降解且更易于施用的边缘保护剂处理。可将边缘保护剂处理施用到包括上述无机纤维中的任一种的发泡性或非发泡性安装垫。先将边缘保护剂处理施用到安装垫，然后将所述垫缠绕在催化剂支撑周围，但也可在废气处理装置的制造过程中的任何步骤施用，包括在将安装垫装配到外壳内之后。在过去，将二氧化硅织布缠绕在安装垫的边缘以提供边缘保护。这导致安装垫的厚度增大和垫可挠性下降。然而，施用本发明边缘保护剂处理不会导致安装垫的厚度增加且允许安装垫保持其大部分原有可挠性。在使用非发泡性材料边缘保护剂时，可挠性边缘保护剂也具有优势，因为不需要使用粘着性胶带或其它接合构件便可将安装垫的分离和不同零件固定在一起。
在某些实施方案中，可通过使安装垫的一部分与液体边缘保护剂浴接触来施用边缘保护剂处理。施用边缘保护剂处理的一种方法涉及将单个均质安装垫的至少边缘部分蘸入含有边缘保护剂溶液的储液器中。安装垫吸附溶液且被边缘保护剂处理至少部分饱和。蘸入边缘保护剂溶液中的安装垫长度可视实施方案而变化且应足以在安装垫上赋予热气体腐蚀抗性。在储液器中的安装垫优选蘸落到某一特定长度，以使边缘保护剂处理安装垫的前和后边缘的一部分。安装垫的纤维通过毛细管作用吸附边缘保护剂处理。
随后，在装配到废气处理装置内之前或之后对安装垫进行加工以将至少一部分水分从边缘保护剂处理移除，从而获得上覆有实质干燥可挠性边缘保护剂的安装垫。关于边缘保护剂，术语“实质干燥”意指边缘保护剂的水分含量为边缘保护剂在干燥前的原水分含量的约10百分比。根据某些实施方案，术语“实质干燥”意指边缘保护剂的水分含量为边缘保护剂在干燥前的原水分含量的约5百分比。根据其它实施方案，术语“实质干燥”意指边缘保护剂的水分含量为边缘保护剂在干燥前的原水分含量的约2百分比。
根据某些实施方案，对具有饱和边缘保护剂的安装垫进行干燥加工，然后将其装配到废气处理装置内。可通过施加热和高速空气运动来加速干燥。一种干燥方法将经过可挠性边缘保护剂处理的安装垫放置在具有约200℃或更高的空气温度的对流烘箱中。所述干燥方法允许蒸发边缘保护剂溶液中的水或其它液体。在干燥时，耐气体腐蚀剂（诸如二氧化硅固体）随着液体载体一起移动到发生汽化的点并在那些点上以实质上大于其它位置的程度积淀。这意味着二氧化硅固体倾向于集中在安装垫的暴露末端而在安装垫20与管状外壳12或预形成罐及单石18的界面上的量较少。如果需要，可使用选择性加热来替代烘箱干燥，以控制二氧化硅的积淀面积。干燥后，具有边缘保护剂的安装垫保持足以缠绕单石的可挠性，从而允许轻易地装配废气处理装置的零件而不引起垫破裂或分裂或在其它情况中干扰安置或功能。经过边缘保护剂处理的安装垫维持围绕单石脆性支撑结构定位的充足可挠性。实际上，具有边缘保护剂的安装垫实质上如同未施用边缘保护剂的均质底层安装垫般可挠且因此不会影响在安装垫产品中的使用。这使得罐装操作更系统地进行，从而允许将安装垫简单地缠绕在脆性支撑结构周围而不需要在装配后使用任何额外步骤来完善安装垫的边缘腐蚀保护。
将边缘保护剂处理施用到安装垫的另一种方法涉及在将安装垫装配到废气处理装置的外壳内之前或之后，将边缘保护剂处理浸泡或注入到安装垫中。这种方法涉及用针头将边缘保护剂处理注入到安装垫的暴露前或后边缘的至少一个边缘中。随后所浸泡或注入的边缘保护剂处理将自行分配遍布整个安装垫。可将废气处理装置的正常操作温度与其它干燥方法一起用于促进安装垫的干燥过程，使所述安装垫耐边缘腐蚀。
聚合物热分解留下耐气体腐蚀剂，诸如耐高温无机颗粒。根据某些实施方案，这些颗粒足够小以致可穿透安装垫纤维的边缘表面和主表面，但穿透纤维的深度不如胶状二氧化硅般显著。例如，在聚合物热分解后所留下的无机物可具有约小于2.6×10-3 mm2的粒径，可实现这类表面穿透。
边缘保护剂包括实质非反应性或不可交联聚合物。这种聚合物在干燥过程期间不交联。使用不交联的非反应性硅酮基材料（诸如Dow Corning 1520-US硅酮（“1520”））将减轻在燃烧前形成较大、较复杂分子的问题。在燃烧时，硅酮聚合物热分解，留下粒状二氧化硅作为边缘保护剂吸附在垫上。
希望不受任何特定理论约束，相信积淀在安装垫边缘上的某些可交联硅酮聚合物可形成当在缺氧环境中快速燃烧时会汽化和/或升华的结构。据信这些硅酮聚合物的快速汽化导致耐气体腐蚀剂分离并从安装垫被带走。另一方面，某些不可交联硅酮聚合物（诸如Dow 1520）不形成对温度快速提高作出响应的结构和因此耐气体腐蚀剂保留在安装垫内。
根据某些实施方案，不作限制地，边缘保护剂包括聚硅氧烷乳液。不作限制地，合适聚硅氧烷乳液可以商标名称Dow 1520购买。Dow 1520是一种以浑浊乳液形式提供的水性聚硅氧烷。当干燥时，边缘保护剂处理保持可挠。Dow 1520可从Dow Corning Corporation（Midland, Michigan）购买。其它合适乳化硅油包括Dow 544、Dow Q2-3183A、Dow 2-3436，和Dow 2-3522。
任选地，可包括表面活性剂作为边缘保护剂浴的组分以促进边缘保护剂吸附到垫中。表面活性剂的使用允许通过促进边缘保护剂液体吸附到垫中使边缘保护剂处理的施用更轻易。
一旦安装垫形成并被冲切成最终形状，便可施用可挠性边缘保护剂。使边缘保护剂实质干燥以提供吸附在垫上的可挠性边缘保护剂。边缘保护剂处理的应用涉及将冲切安装垫的边缘部分蘸入边缘保护剂浴中。已利用边缘保护剂处理的安装垫保持足以缠绕在经调适以处理废气的脆性结构的至少一部分周围的可挠性。随后将被经过边缘保护剂处理的安装垫缠绕的脆性结构布置在废气处理装置的外壳部分内。将被经过边缘保护剂处理的安装垫缠绕的脆性结构布置在外壳内之后，装配所述外壳并密封以形成所述废气处理装置。
以下实例只希望进一步例示安装垫和废气处理装置的说明性实施方案。应当明白，这些实例只用于说明且不应理解为以任何方式限制所要求的安装垫、废气处理装置，或方法。
实例是基于含有以XPE®-AV2从Unifrax I LLC, Niagara Falls, New York购买的耐火硅酸铝纤维，或以在ISOMAT® AV5从Unifrax I LLC, Niagara Falls, New York购买的生物可溶解硅酸镁纤维的无机纤维型安装垫。XPE®-AV2和ISOMAT® AV5是被设计以用作陶瓷基板的机械支撑和用作废气密封，同时在废气处理装置内提供热隔绝的发泡性膨胀垫。
耐久度测试
制备具有XPE®-AV2和ISOMAT® AV5的安装垫样品和测试以评价可挠性边缘保护剂对安装垫的性能特性和边缘腐蚀的作用。将XPE®-AV2和ISOMAT® AV5安装垫样品冲切成1.5”×2.0”的尺寸。随后称出这些样品的重量以计算安装垫的基重和计算需由在测试期间定位在安装垫的第一和第二主背对表面周围的安装板留出的必要间隙。由所述安装板留出的间隙被用于容纳安装垫的间隙容积密度（“GBD”）或厚度且接近脆性催化剂支撑结构的外表面与外壳的内表面之间所留出的用于将安装垫固定在废气处理装置内的距离或间隙。
将垫样品安装在包括用于固定安装垫的第一和第二主背对表面的两个相背安装板的安装固定装置内。将安装垫样品放置在被预热到600℃的烤炉中。将烤炉冷却到100℃和在600℃下再加热30分钟，然后冷却到环境温度。这种加热导致有机材料从安装垫烧出。
将安装固定装置/安装垫总成从烤炉移出和随后放置在腐蚀耐久度测试仪内测试气体腐蚀。在测试期间，运作发动机以引导脉动气流经由安装固定装置的安装板内的孔口到达安装垫的暴露部分。在2.00 bar的气压、666 rpm的发动机速度，和环境温度下测试全部样品60分钟。随后将样品从腐蚀耐久度测试仪移出和测定腐蚀情况。
通过用扁平氧化铝填充样品内的腐蚀空隙和称出填充到每个样品的空隙内的扁平氧化铝的量（克）来测定腐蚀情况。利用1.67 cm3/g的扁平氧化铝的密度倒数因子计算耐久度以确定以立方厘米（cc）测定的体积损失平均值。
对照实例1
对照实例1示出了在测试未经过可挠性边缘保护剂处理的XPE®-AV2垫后的腐蚀耐久度。从纤维垫切出1.5”×2”试样并如上所述般加热。将纤维垫样品定位在如上所述的腐蚀耐久度测试仪内。在环境温度下对XPE®-AV2纤维样品施以2 bar的脉动气流60分钟以评价性能和垫腐蚀情况。XPE®-AV2纤维样品垫在0.58 g/cm3的间隙容积密度下展现0.327 cm3的腐蚀或体积损失。
实例2
实例2是经过可挠性边缘保护剂处理的无机纤维型XPE®-AV2安装垫，在如上所描述般加热安装垫之前，其质量为0.12 g Dow Corning 1520（“DC 1520”）/cm2安装垫。在环境温度下对经加热和可挠性边缘保护剂处理的样品垫施以2 bar的脉动气流60分钟以评价性能和垫腐蚀情况。经过处理的XPE®-AV2纤维样品在0.58 g/cm3的间隙容积密度下展现0.020 cm3的腐蚀或体积损失。
实例3
实例3是经过可挠性边缘保护剂处理的无机纤维型XPE®-AV2安装垫，在如上所述般加热安装垫前，其质量为0.21 g DC 1520/cm2安装垫。在环境温度下对经过可挠性边缘保护剂处理的XPE®-AV2样品垫施以2 bar的脉动气流60分钟以评价如上所描述的性能和垫腐蚀情况。经过处理的XPE®-AV2纤维样品垫在0.58 g/cm3的间隙容积密度下不展现任何可测腐蚀或体积损失。
实例4
实例4是经过可挠性边缘保护剂处理的无机纤维型XPE®-AV2安装垫，在如上所述般加热安装垫之前，其质量为0.32 g DC 1520/cm2安装垫。在环境温度下对经过可挠性边缘保护剂处理的XPE®-AV2纤维样品施以2 bar的脉动气流60分钟以评价如上所描述的性能和垫腐蚀情况。经过处理的XPE®-AV2纤维样品垫在0.58 g/cm2的间隙容积密度下不展现任何可测腐蚀或体积损失。
对照实例5
对照实例5是未经过可挠性边缘保护剂处理的生物可溶解硅酸镁纤维型ISOMAT® AV5安装垫。从纤维垫切出1.5”×2”试样并如上所描述般加热。将纤维垫样品定位在如上所述的腐蚀耐久度测试仪内。在环境温度下对ISOMAT® AV5纤维样品施以2 bar的脉动气流60分钟以评价性能和垫腐蚀情况。ISOMAT® AV5纤维样品垫在0.50 g/cm3的间隙容积密度下展现0.246 cm3的腐蚀或体积损失。
实例6
实例6是经过可挠性边缘保护剂处理的生物可溶解硅酸镁纤维型ISOMAT® AV5安装垫，在加热安装垫之前，其质量为0.11 g DC 1520/cm2安装垫。在环境温度下对经过可挠性边缘保护剂处理的ISOMAT® AV5纤维样品施以2.00 bar的脉动气流60分钟以评价如上所述的性能和垫腐蚀情况。经过处理的ISOMAT® AV5纤维样品垫在0.50 g/cm3的间隙容积密度下展现0.039cm3的腐蚀或体积损失。
实例7
实例7是经过可挠性边缘保护剂处理的生物可溶解硅酸镁纤维型ISOMAT® AV5安装垫，在加热安装垫之前，其质量为0.17 g DC 1520/cm2安装垫。在环境温度下对经过可挠性边缘保护剂处理的ISOMAT® AV5纤维样品施以2 bar的脉动气流60分钟以评价如上所述的性能和垫腐蚀情况。经过处理的ISOMAT® AV5纤维样品垫在0.50 g/cm3的间隙容积密度下展现0.001cm3的腐蚀或体积损失。
实例8
实例8是经过可挠性边缘保护剂处理的生物可溶解硅酸镁纤维型ISOMAT® AV5安装垫，在加热安装垫之前，其质量为0.23 g DC 1520/cm2安装垫。在环境温度下对经过可挠性边缘保护剂处理的ISOMAT® AV5纤维样品施以2 bar的脉动气流60分钟以评价如上所述的性能和垫腐蚀情况。经过处理的ISOMAT® AV5纤维样品垫在0.50 g/cm3的间隙容积密度下不展现任何可测腐蚀或体积损失。
实例9
实例9是经过可挠性边缘保护剂处理的生物可溶解硅酸镁纤维型ISOMAT® AV5安装垫，在加热安装垫之前，其质量为0.28 g DC 1520/cm2安装垫。在环境温度下对经过可挠性边缘保护剂处理的ISOMAT® AV5纤维样品施以2 bar的脉动气流60分钟以评价如上所述的性能和垫腐蚀情况。经过处理的ISOMAT® AV5纤维样品垫在0.50 g/cm3的间隙容积密度下不展现任何可测腐蚀或体积损失。
实例10
实例10是经过可挠性边缘保护剂处理的生物可溶解硅酸镁纤维型ISOMAT® AV5安装垫，在加热安装垫之前，其质量为0.34 g DC 1520/cm2安装垫。在环境温度下对经过可挠性边缘保护剂处理的ISOMAT® AV5纤维样品施以2 bar的脉动气流60分钟以评价如上所述的性能和垫腐蚀情况。经过处理的ISOMAT® AV5纤维样品垫在0.50 g/cm3的间隙容积密度下不展现任何可测腐蚀或体积损失。
测试结果提供在以下表1中。
表1
样品 Dow Corning 1520质量（g）/cm2安装垫 间隙容积密度（g/cc） 腐蚀耐久度（体积损失-cc）
对照实例1 0.00 0.58 0.327
实例2 0.12 0.58 0.020
实例3 0.21 0.58 0.000
实例4 0.32 0.58 0.000
对照实例5 0.00 0.50 0.246
实例6 0.11 0.50 0.039
实例7 0.17 0.50 0.001
实例8 0.23 0.50 0.000
实例9 0.28 0.50 0.000
实例10 0.34 0.50 0.000
图4是示出说明性可挠性边缘保护剂材料的差示扫描量热法-热重量分析的结果的图。分析实质非反应性硅酮聚合物DC 1520。将样品在两种不同升温速率（即，3℃/分钟和25℃/分钟）下加热到600℃。在3℃/分钟下被加热到600℃的样品的残余质量测得为约10.12%。在25℃/分钟下被加热到600℃的样品的残余质量测得为约11.56%。图4反映升温速率对纤维安装垫样品的体积损失的最小作用。
实施热重量分析（“TGA”）以分析热处理速率对含有可挠性边缘保护剂分子的有潜能硅酮在燃烧后的残余质量百分比的作用。这十分重要，因为耐腐蚀剂包含在含硅酮聚合物热分解后残留的无机颗粒。对在干燥后的可挠性边缘保护溶液实施TGA测试。利用3℃/分钟或25℃/分钟的升温速率加热到600℃的最高温度以分析热处理速率对聚合物热降解动力学的作用。快速加热交联硅酮聚合物导致保留在垫内的残余无机颗粒的量减小，但对于不交联DC 1520来说则导致量增大。因此，快速分解可导致交联硅酮的耐腐蚀性下降，但对不交联硅酮聚合物不产生不利作用。表2示出这个TGA测试的结果。
表2
FEP材料 升温速率（℃/分钟） 最高温度（℃） 残余质量变化（%）
交联硅酮 3 600 ---
交联硅酮 25 600 -28.8
DC 1520 3 600 ---
DC 1520 25 600 14.6
参考图5，其示出了关于经过可挠性边缘保护剂处理的XPE®-AV2纤维垫样品的腐蚀测定结果的图。如上所述，将纤维垫试样安装在0.58 GBD并放置到600℃下的预热烤炉中以快速烧出粘合剂。在2 bar下实施腐蚀测定一小时。如图所指示，非反应性硅酮Dow Corning 1520对0.21 g/cm2安装垫下的纤维垫赋予耐腐蚀性。
图6是描绘关于经过可挠性边缘保护剂处理的ISOMAT® AV5纤维垫的腐蚀测定结果的图。如上所述，将纤维垫试样安装在0.50 GBD并放置到600℃下的预热烤炉中以快速烧出粘合剂。在2 bar下实施腐蚀测定一小时。如图所指示，非反应性硅酮Dow Corning 1520对0.17 g/cm2安装垫下的纤维垫赋予耐腐蚀性。
这些结果表明，可挠性边缘保护剂材料适合用于尽可能减小或避免安装垫的热气体腐蚀。
本发明的第一实施方案包括一种用于包括无机纤维垫的废气处理装置的安装垫，其包括第一和第二主背对表面、前和后边缘，和相背侧边缘，其中所述相背侧边缘中的至少一个的至少一部分包括实质干燥可挠性边缘保护剂，所述边缘保护剂包含会热分解，留下耐气体腐蚀剂吸附在所述安装垫上的实质不可交联聚合物。
第一实施方案的安装垫还可包括所述垫，所述垫包括有机粘合剂和无机粘合剂中的至少一种。
第一或后续实施方案中的一个或两个实施方案的安装垫还可包括所述无机纤维，所述无机纤维选自由高铝多晶型纤维、耐火陶瓷纤维、玻璃纤维、生物可溶解纤维、石英纤维、二氧化硅纤维及其组合组成的组。所述陶瓷纤维可包括硅酸铝纤维，其包含约45至约75重量百分比氧化铝和约25至约55重量百分比二氧化硅的纤维化产物。所述生物可溶解纤维可包含约65至约86重量百分比二氧化硅和约14至约35重量百分比镁石的纤维化产物。所述生物可溶解纤维可包含约45至约90重量百分比二氧化硅、大于0至约45重量百分比钙石，和大于0至约35重量百分比镁石的纤维化产物。
第一或后续实施方案中的任一个实施方案的安装垫还可包括所述可挠性边缘保护剂，其包括水性不可交联乳化硅油。
第一或后续实施方案中的任一个实施方案的安装垫还可包括所述耐气体腐蚀剂，其包含无机微粒。所述无机微粒可包括氧化铝、二氧化硅、氧化锆及其混合物。所述无机微粒可包括二氧化硅。所述无机微粒的粒径可为约5至约100纳米。
第一或后续实施方案中的任一个实施方案的安装垫还可包括所述边缘保护剂，其还包括表面活性剂。
第一或后续实施方案中的任一个实施方案的安装垫还可包括所述垫，其包括选自由不膨胀蛭石、离子交换蛭石、热处理蛭石、可膨胀石墨、水黑云母、水溶胀四硅氟云母、碱金属硅酸盐，或其混合物组成的组的发泡性材料。
第一或后续实施方案中的任一个实施方案的安装垫还可包括所述垫，其包括选自由绿坡缕石、球土、皂土、水辉石、蓝晶石、高岭石、蒙脱土、坡缕石、皂石、海泡石、硅线石及其组合组成的组的粘土。
本发明的第二实施方案包括一种废气处理装置，其包括：外壳；无机纤维垫，其包括第一和第二主背对表面、前和后边缘、和相背侧边缘，其中所述相背侧边缘中的至少一个边缘的至少一部分包括实质干燥可挠性边缘保护剂，其包含热分解，留下耐气体腐蚀剂吸附在所述安装垫上的实质不可交联聚合物；和通过所述安装垫而被弹性安装在所述外壳内的脆性催化剂支撑结构。
第二实施方案的废气处理装置还可包括所述外壳，其具有供废气流过的在一个末端处的入口和在相反末端处的出口；和其中所述催化剂支撑结构具有外表面、在一个末端处与所述外壳的所述入口连通的入口末端表面和在相反末端处与所述外壳的所述出口连通的出口末端表面。
第二或后续实施方案中的一个或两个实施方案的废气处理装置还可包括所述无机纤维，其选自由高铝多晶型纤维、耐火陶瓷纤维、玻璃纤维、生物可溶解纤维、石英纤维、二氧化硅纤维及其组合组成的组。所述陶瓷纤维可包括硅酸铝纤维，其包含约45至约75重量百分比氧化铝和约25至约55重量百分比二氧化硅的纤维化产物。所述生物可溶解纤维可包含约65至约86重量百分比二氧化硅和约14至约35重量百分比镁石的纤维化产物。所述生物可溶解纤维可包含约45至约90重量百分比二氧化硅、大于0至约45重量百分比钙石，和大于0至约35重量百分比镁石的纤维化产物。
第二或后续实施方案中的任一个实施方案的废气处理装置还可包括所述可挠性边缘保护剂，其包含水性不可交联乳化硅油。
第二或后续实施方案中的任一个实施方案的废气处理装置还可包括所述耐气体腐蚀剂，其包含无机微粒。所述无机微粒可包括二氧化硅。所述无机微粒的粒径可为约5至约100纳米。
第二或后续实施方案中的任一个实施方案的废气处理装置还可包括所述边缘保护剂，其还包括表面活性剂。
第二或后续实施方案中的任一个实施方案的废气处理装置还可包括所述安装垫，其包括选自由不膨胀蛭石、离子交换蛭石、热处理蛭石、可膨胀石墨、水黑云母、水溶胀四硅氟云母、碱金属硅酸盐，或其混合物组成的组的发泡性材料。
第二或后续实施方案中的任一个实施方案的废气处理装置还可包括所述安装垫，其包括选自由绿坡缕石、球土、皂土、水辉石、蓝晶石、高岭石、蒙脱土、坡缕石、皂石、海泡石、硅线石或其组合组成的组的粘土。
第二或后续实施方案中的任一个实施方案的废气处理装置还可包括所述装置，其是催化转化器、柴油微粒捕集器，或NOx捕集器。
本发明的第三实施方案包括一种用于包括无机纤维垫的废气处理装置的安装垫，其包括第一和第二主背对表面、前和后边缘，和相背侧边缘，其中所述相背侧边缘中的至少一个的至少一部分包括实质干燥可挠性边缘保护剂，所述边缘保护剂包含实质不可交联聚合物和吸附在所述安装垫上的耐气体腐蚀剂。
第三实施方案的安装垫还包括所述垫，其包括有机粘合剂和无机粘合剂中的至少一种。
第三或后续实施方案中的一个或两个实施方案的安装垫还可包括所述无机纤维，其选自由高铝多晶型纤维、耐火陶瓷纤维、玻璃纤维、生物可溶解纤维、石英纤维、二氧化硅纤维及其组合组成的组。
第三或后续实施方案中的任一个实施方案的安装垫还可包括所述陶瓷纤维，其包括硅酸铝纤维，所述硅酸铝纤维包含约45至约75重量百分比氧化铝和约25至约55重量百分比二氧化硅的纤维化产物。所述生物可溶解纤维可包含约65至约86重量百分比二氧化硅和约14至约35重量百分比镁石的纤维化产物。所述生物可溶解纤维可包含约45至约90重量百分比二氧化硅、大于0至约45重量百分比钙石，和大于0至约35重量百分比镁石的纤维化产物。
第三或后续实施方案中的任一个实施方案的安装垫还可包括所述可挠性边缘保护剂，其包含水性不可交联乳化硅油。
第三或后续实施方案中的任一个实施方案的安装垫还可包括所述耐气体腐蚀剂，其包含无机微粒。所述无机微粒可包括氧化铝、二氧化硅、氧化锆及其混合物。所述无机微粒可包括二氧化硅。所述无机微粒的粒径可为约5至约100纳米。
第三或后续实施方案中的任一个实施方案的安装垫还可包括所述边缘保护剂，其还包括表面活性剂。
第三或后续实施方案中的任一个实施方案的安装垫还可包括所述垫，其包括选自由不膨胀蛭石、离子交换蛭石、热处理蛭石、可膨胀石墨、水黑云母、水溶胀四硅氟云母、碱金属硅酸盐，或其混合物组成的组的发泡性材料。
第三或后续实施方案中的任一个实施方案的安装垫还可包括所述垫，其包括选自由绿坡缕石、球土、皂土、水辉石、蓝晶石、高岭石、蒙脱土、坡缕石、皂石、海泡石、硅线石或其组合组成的组的粘土。
本发明的第四实施方案包括一种废气处理装置，其包括：外壳；无机纤维垫，其包括第一和第二主背对表面、前和后边缘，和相背侧边缘，其中所述相背侧边缘中的至少一个的至少一部分包括实质干燥可挠性边缘保护剂，所述边缘保护剂包含实质不可交联聚合物和吸附在所述安装垫上的耐气体腐蚀剂；和通过所述安装垫而被弹性安装在所述外壳内的脆性催化剂支撑结构。
第四实施方案的废气处理装置还可包括所述外壳，其具有供废气流过的在一个末端处的入口和在相反末端处的出口；和其中所述催化剂支撑结构具有外表面、在一个末端处与所述外壳的所述入口连通的入口末端表面和在相反末端处与所述外壳的所述出口连通的出口末端表面。
第四或后续实施方案中的一个或两个实施方案的废气处理装置还可包括所述无机纤维，其选自由高铝多晶型纤维、耐火陶瓷纤维、玻璃纤维、生物可溶解纤维、石英纤维、二氧化硅纤维及其组合组成的组。所述陶瓷纤维可包括硅酸铝纤维，其包含约45至约75重量百分比氧化铝和约25至约55重量百分比二氧化硅的纤维化产物。所述生物可溶解纤维可包含约65至约86重量百分比二氧化硅和约14至约35重量百分比镁石的纤维化产物。所述生物可溶解纤维可包含约45至约90重量百分比二氧化硅、大于0至约45重量百分比钙石，和大于0至约35重量百分比镁石的纤维化产物。
第四或后续实施方案中的任一个实施方案的废气处理装置还可包括所述可挠性边缘保护剂，其包含水性不可交联乳化硅油。
第四或后续实施方案中的任一个实施方案的废气处理装置还可包括所述耐气体腐蚀剂，其包含无机微粒。所述无机微粒可包括二氧化硅。所述无机微粒的粒径可为约5至约100纳米。
第四或后续实施方案中的任一个实施方案的废气处理装置还可包括所述边缘保护剂，其还包括表面活性剂。
第四或后续实施方案中的任一个实施方案的废气处理装置还可包括所述安装垫，其包括选自由不膨胀蛭石、离子交换蛭石、热处理蛭石、可膨胀石墨、水黑云母、水溶胀四硅氟云母、碱金属硅酸盐，或其混合物组成的组的发泡性材料。
第四或后续实施方案中的任一个实施方案的废气处理装置还可包括所述安装垫，其包括选自由绿坡缕石、球土、皂土、水辉石、蓝晶石、高岭石、蒙脱土、坡缕石、皂石、海泡石、硅线石或其组合组成的组的粘土。
第四或后续实施方案中的任一个实施方案的废气处理装置还可包括所述装置，所述装置为催化转化器、柴油微粒捕集器，或NOx捕集器。
本发明的第五个实施方案包括一种制造废气处理装置或废气导管的垫的方法，其包括：将包括以下物质的液体可挠性边缘保护剂：（i）分解以留下耐气体腐蚀剂吸附在所述垫上的实质不可交联聚合物，或（ii）实质不可交联聚合物和耐气体腐蚀剂，施用到包括无机纤维的垫的至少一个边缘的至少一部分；和将所述液体的至少一部分从所述边缘保护剂移除。
第五实施方案的方法可包括所述移除所述液体，其包括在环境温度下实质干燥。
第五或后续实施方案中的一个或多个实施方案的方法还可包括所述所述液体的所述移除，其包括通过加热所述安装垫实质干燥。所述加热可包括在对流烘箱中在约100至约200摄氏度的温度下加热所述垫。可利用选择性加热来控制所述边缘保护剂在所述安装垫上的积淀面积。
第五或后续实施方案中的任一个实施方案的方法还可包括所述液体的所述移除，其包括通过射频加热所述安装垫实质干燥。
第五或后续实施方案中的任一个实施方案的方法还包括在所述液体的所述移除后，所述边缘保护剂的水分含量为所述边缘保护剂的原水分含量的约10百分比。在所述液体的所述移除后，所述边缘保护剂的水分含量可为所述边缘保护剂的原水分含量的约5百分比。在所述液体的所述移除后，所述边缘保护剂的水分含量为所述边缘保护剂的原水分含量的约2百分比。
本发明地第六实施方案包括一种用于包括无机纤维垫的废气处理装置的安装垫，其包括第一和第二主背对表面、前和后边缘，和相背侧边缘，其中所述相背侧边缘中的至少一个的至少一部分包括实质干燥可挠性边缘保护剂，所述可挠性边缘保护剂包括：（i）热分解而留下耐气体腐蚀剂吸附在安装垫上的实质不可交联聚合物；或（ii）实质不可交联聚合物和吸附在安装垫上的耐气体腐蚀剂。
第六实施方案的安装垫还可包括所述垫，其包括有机粘合剂或无机粘合剂中的至少一种。
第六或后续实施方案中的一个或两个实施方案的安装垫还可包括所述无机纤维，其选自由高铝多晶型纤维、耐火陶瓷纤维、玻璃纤维、生物可溶解纤维、石英纤维、二氧化硅纤维及其组合组成的组。所述陶瓷纤维可包括硅酸铝纤维，其包含约45至约75重量百分比氧化铝和约25至约55重量百分比二氧化硅的纤维化产物。所述生物可溶解纤维可包含约65至约86重量百分比二氧化硅和约14至约35重量百分比镁石的纤维化产物。所述生物可溶解纤维可包含约45至约90重量百分比二氧化硅、大于0至约45重量百分比钙石，和大于0至约35重量百分比镁石的纤维化产物。
第六或后续实施方案中的任一个实施方案的安装垫还可包括所述可挠性边缘保护剂，其包含水性不可交联乳化硅油。
第六或后续实施方案中的任一个实施方案的安装垫还可包括所述耐气体腐蚀剂，其包含无机微粒。所述无机微粒可包括氧化铝、二氧化硅、氧化锆及其混合物。所述无机微粒可包括二氧化硅。所述无机微粒的粒径可为约5至约100纳米。
第六或后续实施方案中的任一个实施方案的安装垫还可包括所述边缘保护剂，其还包括表面活性剂。
第六或后续实施方案中的任一个实施方案的安装垫还可包括所述垫，所述垫包括选自由不膨胀蛭石、离子交换蛭石、热处理蛭石、可膨胀石墨、水黑云母、水溶胀四硅氟云母、碱金属硅酸盐，或其混合物组成的组的发泡性材料。
第六或后续实施方案中的任一个实施方案的安装垫还可包括所述垫，其包括选自由绿坡缕石、球土、皂土、水辉石、蓝晶石、高岭石、蒙脱土、坡缕石、皂石、海泡石、硅线石或其组合组成的组的粘土。
本发明的第七实施方案包括一种废气处理装置，其包括：外壳；根据第六或后续实施方案中的任一个实施方案的无机纤维安装垫；和通过所述安装垫而被弹性安装在所述外壳内的脆性催化剂支撑结构。
虽然已结合某些说明性实施方案在上文描述安装垫和废气处理装置，但是应当明白，可使用其它类似实施方案或可对所述实施方案实施修改和添加以在不脱离所述实施方案下实施相同功能。此外，所公开的全部实施方案不一定相互替代，因为可组合或删减各个实施方案以提供所需的特性。本领域一般技术人员可在不脱离本发明的精神和范围下执行改变。因此，所述安装垫和废气处理装置不应限于任何单个实施方案，而应在广度和范围上根据随附权利要求的详述加以理解。

Claims (15)

1.一种用于包括无机纤维垫的废气处理装置的安装垫，其包括第一和第二主背对表面、前和后边缘、和相背侧边缘，其中所述相背侧边缘中的至少一个的至少一部分包括实质干燥可挠性边缘保护剂，其包括：（i）热分解留下耐气体腐蚀剂吸附在所述安装垫上的实质不可交联聚合物；或（ii）实质不可交联聚合物和吸附在所述安装垫上的耐气体腐蚀剂。
2.根据权利要求1所述的安装垫，其中所述垫包括有机粘合剂或无机粘合剂中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的安装垫，其中所述无机纤维选自由高铝多晶型纤维、耐火陶瓷纤维、玻璃纤维、生物可溶解纤维、石英纤维、二氧化硅纤维及其组合组成的组。
4.根据权利要求3所述的安装垫，其中所述陶瓷纤维包括硅酸铝纤维，其包括约45至约75重量百分比氧化铝和约25至约55重量比二氧化硅的纤维化产物。
5.根据权利要求3所述的安装垫，其中所述生物可溶解纤维包括约65至约86重量百分比二氧化硅和约14至约35重量百分比镁石的纤维化产物。
6.根据权利要求3所述的安装垫，其中所述生物可溶解纤维包括约45至约90重量百分比二氧化硅、大于0至约45重量百分比钙石、和大于0至约35重量百分比镁石的纤维化产物。
7.根据权利要求1所述的安装垫，其中所述可挠性边缘保护剂包括水性不可交联乳化硅油。
8.根据权利要求1所述的安装垫，其中所述耐气体腐蚀剂包括无机微粒。
9.根据权利要求8所述的安装垫，其中所述无机微粒包括氧化铝、二氧化硅、氧化锆及其组合。
10.根据权利要求9所述的安装垫，其中所述无机微粒包括二氧化硅。
11.根据权利要求10所述的安装垫，其中所述无机微粒的粒径为约5至约100纳米。
12.根据权利要求7所述的安装垫，其中所述边缘保护剂还包括表面活性剂。
13.根据权利要求1所述的安装垫，其中所述垫包括选自由不膨胀蛭石、离子交换蛭石、热处理蛭石、可膨胀石墨、水黑云母、水溶胀四硅氟云母、碱金属硅酸盐，或其混合物组成的组的发泡性材料。
14.根据权利要求1所述的安装垫，其中所述垫包括选自由绿坡缕石、球土、皂土、水辉石、蓝晶石、高岭石、蒙脱土、坡缕石、皂石、海泡石、硅线石或其组合组成的组的粘土。
15.一种废气处理装置，其包括：
外壳；
根据权利要求1至14中任一项所述的无机纤维安装垫；和
通过所述安装垫而被弹性安装在所述外壳内的脆性催化剂支撑结构。
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