一种纳米机空滤纸及其制备方法与流程

1.本发明涉及机空滤纸技术领域，尤其涉及一种纳米机空滤纸及其制备方法。


背景技术：

2.机空滤纸是机油滤清器和空气滤清器中的重要组成部件，关系到两种滤清器的整体性能，需同时满足复杂的空气环境的要求和高温机油环境，确保能够有效平稳运行。然而现有的机空滤纸采用普通木浆为主要成分制成的一种纸制的过滤层，但因普通木浆纤维较细、紧度高，因此制成的机空滤纸普遍存在着紧度高、过滤效率低、寿命短、纸页厚重等缺点，其过滤效率一般都低于90％，纸制的机空滤纸还普遍存在着固化性差、耐水性不够，当空气湿度改变时，纸张容易产生变形，进而影响过滤的效果。例如，中国专利申请公开号：cn109355978a，申请公开日2019年02月19号，发明创造名称为一种机空滤纸的制备方法。滤纸制备方法为先将原纸浸入质量浓度为均苯三甲酰氯溶液中，然后浸入油相溶液，再浸入1,2,6-己三醇水相溶液中，原纸在水相溶液中发生界面聚合反应生成聚氨酯高分子树脂，从而在原纸表面覆盖聚氨酯树脂保护层。其不足之处在于，该机空滤纸紧度过高，滤纸纸质较松，强度较低，耐水性较差，不能满足滤清器滤芯的生产加工制作及滤纸自身在使用中的要求。


技术实现要素：

3.本发明为了解决现有技术中的机空滤纸紧度过高，滤纸纸质较松，强度较低，耐水性较差，不能满足滤清器滤芯的生产加工制作及滤纸自身在使用中的要求的不足，提供了一种紧度好、纸质紧凑、强度高、耐水性好、使用寿命长、能够满足滤清器滤芯的生产加工制作及滤纸自身在使用中的高要求的纳米机空滤纸及其制备方法。
4.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种纳米机空滤纸，包括基纸，所述基纸按重量份数计算包括：碱处理过的棉短绒浆50—70份、阔叶木浆40—60份、纳米纤丝化纤维素10—20份、二氧化钛填剂1—3份、纳米碳纤维聚合物10—15份、聚苯并咪唑纤维25—35份、聚芳恶二唑纤维5—7份。取以上成分配比的原料、采用如下的制备方法所制得的旁通滤纸，其主要性能指标可达到，滤速≤95s，吸水高度≥170mm，挺度≥33mn
•
m，耐破度≥380kpa，吸水量≥340g/
㎡
。
5.作为优选，所述纳米机空滤纸还包括外层的纺粘层。纺粘层位于基纸的外侧，对于整张纳米机空滤纸起到支撑和保护作用，可有效延长滤纸的使用寿命。
6.作为优选，所述纺粘层的组成成分包括20—30份的pet、20—75份的pp、10—15份的羧甲基纤维素。采用该成分配比所制得的纺粘层既能保证足够的强度韧性的同时，又具有良好的透气性和容尘量。
7.作为优选，所述pet与pp的重量份数比不大于2：5。
8.作为优选，所述基纸和纺粘层通过超声波进行熔融复合。在超音波超高频率振动的热压块在适度压力下，使塑料助剂与塑料助剂之间产生摩擦热而瞬间熔融并与底纸接
合，焊接强度可与本体媲美，实现高效清洁的熔接，最终确保各层过滤材料紧密牢固地黏连在一起，不产生过滤间隙，提高过滤效果。
9.作为优选，所述二氧化钛填剂为粒径不大于100nm的二氧化钛气凝胶粒子。二氧化钛性质稳定，耐高温，吸水性好，粒径较小的二氧化钛气凝胶粒子有利于纤维的互相交织成型，从而抄出强度良好的滤纸。
10.作为优选，所述聚苯并咪唑纤维的粒径不大于100nm。粒径较小的聚苯并咪唑纤维有利于纤维的互相交织成型，从而抄出强度良好的滤纸。
11.作为优选，所述聚芳恶二唑纤维的粒径不大于100nm。粒径较小的聚芳恶二唑纤维有利于纤维的互相交织成型，从而抄出强度良好的滤纸。
12.作为优选，所述纳米机空滤纸的定量为225
±
15g/
㎡
。确定合适的定量，以平衡强度、过滤效果和速率之间的平衡关系，定量过高会导致滤纸过厚而过滤速率下降，而定量过低则强度和过滤效果达不到要求。
13.一种纳米机空滤纸的制备方法，包括如下步骤：a）取碱处理过的棉短绒浆、阔叶木浆，通过碎浆机进行碎浆，再经过磨浆机进行磨浆，成浆的叩解度为17
±
2度；b）取碱处理过的纳米纤丝化纤维素、纳米碳纤维聚合物、聚苯并咪唑纤维、聚芳恶二唑纤维，用纤维疏解机进行疏解，再经过双盘磨浆机在线打磨得到浆料度为6-8
°
sr的浆料；c）将经过步骤a）和步骤b）制得的浆料在成浆池中进行混合，加入二氧化钛填剂并匀浆，之后在斜网纸机或测流式圆网纸机抄制成型，获得基纸；d）将步骤c）制得的基纸在140℃中的烘缸内进行烘干固化获得目标基纸；e）取pet母粒、pp母粒和羧甲基纤维素，采用熔喷法制得目标纺粘层；f）将步骤d）制得的目标基纸和步骤e）制得的目标纺粘层，采用超声波进行熔融复合形成无粘合剂的纳米机空滤纸。
14.本发明的一种纳米机空滤纸及其制备方法具有以下优点：紧度好、纸质紧凑、强度高、耐水性好、使用寿命长、能够满足滤清器滤芯的生产加工制作及滤纸自身在使用中的高要求。
具体实施方式
15.下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
16.对比例某一种机空滤纸，按如下步骤制得：改性珊瑚礁粉的制备方法：将珊瑚礁粉碎后在高温250℃下焙烧4h得到珊瑚礁颗粒，备用；将丹参酚酸类提取物加入质量分数为70％乙醇水溶液中配制成浓度为7wt％丹参酚酸类提取物溶液，将珊瑚礁颗粒与环氧基硅烷偶联剂按质量比1:0.3加入丹参酚酸类提取物溶液中，珊瑚礁颗粒与丹参酚酸类提取物的质量比为1:4，在58℃下搅拌反应4.5h，经过过滤，水洗，干燥得到改性珊瑚礁粉。
17.原纸的制备方法：a)将芦苇浆、丝瓜纤维、竹纤维混合打浆，芦苇浆、丝瓜纤维、竹纤维的质量比为1:
0.35:3，加水稀释成浓度为2.2wt％的浆料1；b)向浆料1中加入改性珊瑚礁粉和分散剂三聚磷酸钠，改性珊瑚礁粉的添加量为浆料1的8wt％，三聚磷酸钠与改性珊瑚礁粉质量比为1:15，搅拌混合均匀得到浆料2；c)将浆料2进行上网抄造成型、压榨，然后使用乙醇清洗，干燥即得。
18.机空滤纸的制备方法：1)将聚乙二醇溶解在丙酮中配制成质量浓度为3.5％聚乙二醇溶液，然后将间苯二甲基异氰酸酯按聚乙二醇与间苯二甲基异氰酸酯摩尔比1:3.2以8ml/min的滴加速度滴加到聚乙二醇溶液中，滴加完毕后，升温至60℃进行反应3.5h，得到油相溶液；2)将1,2,6-己三醇溶解在水中配制成质量浓度为8％的1,2,6-己三醇水溶液，然后将羧甲基壳聚糖加入1,2,6-己三醇水溶液中，1,2,6-己三醇与羧甲基壳聚糖质量比1:0.3，搅拌溶解，再加入1,2,6-己三醇水溶液质量0.4％的表面活性剂十二烷基硫酸钠，搅拌混合均匀，得到水相溶液；3)将均苯三甲酰氯溶解在正己烷溶剂中配制成质量浓度为3％的均苯三甲酰氯溶液，将原纸浸入均苯三甲酰氯溶液中7min，取出后将原纸浸入油相溶液中45s，然后将原纸浸入水相溶液中，向水相溶液中加入1,2,6-己三醇质量15％的催化剂二氯二甲基锡，在65℃下进行界面聚合反应2.5h；4)界面聚合反应完成后将原纸从反应液中取出，依次经过丙酮、去离子水洗涤，先在53℃下干燥8min，然后在65℃下干燥15min，即得。
19.其主要性能指标包括滤速108s，吸水高度145mm，耐破度355kpa，挺度26mn
·
m，吸水量304g/
㎡
。
20.实施例1一种纳米机空滤纸，按重量份数计算取得：碱处理过的棉短绒浆50份、阔叶木浆40份、纳米纤丝化纤维素10份、粒径不大于100nm的二氧化钛气凝胶粒子1份、纳米碳纤维聚合物10份、粒径不大于100nm的聚苯并咪唑纤维25份、粒径不大于100nm的聚芳恶二唑纤维5份、pet20份、pp20份、羧甲基纤维素10份。
21.按照以下步骤制得目标纳米机空滤纸：a）取碱处理过的棉短绒浆、阔叶木浆，通过碎浆机进行碎浆，再经过磨浆机进行磨浆，成浆的叩解度为17度；b）取碱处理过的纳米纤丝化纤维素、纳米碳纤维聚合物、聚苯并咪唑纤维、聚芳恶二唑纤维，用纤维疏解机进行疏解，再经过双盘磨浆机在线打磨得到浆料度为6
°
sr的浆料；c）将经过步骤a）和步骤b）制得的浆料在成浆池中进行混合，加入二氧化钛填剂并匀浆，之后在斜网纸机或测流式圆网纸机抄制成型，获得基纸；d）将步骤c）制得的基纸在140℃中的烘缸内进行烘干固化获得目标基纸；e）取pet母粒、pp母粒和羧甲基纤维素，采用熔喷法制得目标纺粘层；f）将步骤d）制得的目标基纸和步骤e）制得的目标纺粘层，采用超声波进行熔融复合形成无粘合剂的纳米机空滤纸。
22.实施例2一种纳米机空滤纸，按重量份数计算取得：碱处理过的棉短绒浆62份、阔叶木浆50份、纳米纤丝化纤维素17份、粒径不大于100nm的二氧化钛填剂2份、纳米碳纤维聚合物13份、粒
径不大于100nm的聚苯并咪唑纤维28份、粒径不大于100nm的聚芳恶二唑纤维6份、25份的pet、48份的pp、12份的羧甲基纤维素。
23.按照以下步骤制得目标纳米机空滤纸：a）取碱处理过的棉短绒浆、阔叶木浆，通过碎浆机进行碎浆，再经过磨浆机进行磨浆，成浆的叩解度为17度；b）取碱处理过的纳米纤丝化纤维素、纳米碳纤维聚合物、聚苯并咪唑纤维、聚芳恶二唑纤维，用纤维疏解机进行疏解，再经过双盘磨浆机在线打磨得到浆料度为7
°
sr的浆料；c）将经过步骤a）和步骤b）制得的浆料在成浆池中进行混合，加入二氧化钛填剂并匀浆，之后在斜网纸机或测流式圆网纸机抄制成型，获得基纸；d）将步骤c）制得的基纸在140℃中的烘缸内进行烘干固化获得目标基纸；e）取pet母粒、pp母粒和羧甲基纤维素，采用熔喷法制得目标纺粘层；f）将步骤d）制得的目标基纸和步骤e）制得的目标纺粘层，采用超声波进行熔融复合形成无粘合剂的纳米机空滤纸。
24.实施例3一种纳米机空滤纸，按重量份数计算取得：碱处理过的棉短绒浆70份、阔叶木浆60份、纳米纤丝化纤维素20份、粒径不大于100nm的二氧化钛填剂3份、纳米碳纤维聚合物15份、粒径不大于100nm的聚苯并咪唑纤维35份、粒径不大于100nm的聚芳恶二唑纤维7份、30份的pet、75份的pp、15份的羧甲基纤维素。
25.按照以下步骤制得目标纳米机空滤纸：a）取碱处理过的棉短绒浆、阔叶木浆，通过碎浆机进行碎浆，再经过磨浆机进行磨浆，成浆的叩解度为19度；b）取碱处理过的纳米纤丝化纤维素、纳米碳纤维聚合物、聚苯并咪唑纤维、聚芳恶二唑纤维，用纤维疏解机进行疏解，再经过双盘磨浆机在线打磨得到浆料度为8
°
sr的浆料；c）将经过步骤a）和步骤b）制得的浆料在成浆池中进行混合，加入二氧化钛填剂并匀浆，之后在斜网纸机或测流式圆网纸机抄制成型，获得基纸；d）将步骤c）制得的基纸在140℃中的烘缸内进行烘干固化获得目标基纸；e）取pet母粒、pp母粒和羧甲基纤维素，采用熔喷法制得目标纺粘层；f）将步骤d）制得的目标基纸和步骤e）制得的目标纺粘层，采用超声波进行熔融复合形成无粘合剂的纳米机空滤纸。
26.将对比例、实施例1—3所制得的纳米机空滤纸进行性能检测，其检测结果如表1所示。
27.表1 定量滤速挺度吸水高度吸水量耐破度单位g/
㎡
smn
•
mmmg/
㎡
kpa对比例18210826145304355实施例11988134174342382实施例22098934181353389实施例32219435184361395根据表1的内容可得出，本发明所制得的纳米机空滤纸与对比例相比，其吸水高度、耐
破度、吸水量具有大幅度的提升，能够满足滤清器滤芯的生产加工制作及滤纸自身在使用中的高要求。
28.本发明中所用的原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备，本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
29.本发明的一种纳米机空滤纸及其制备方法具有紧度好、纸质紧凑、强度高、耐水性好、使用寿命长、能够满足滤清器滤芯的生产加工制作及滤纸自身在使用中的高要求的有益效果。