一种发动机空滤用纤维素复合滤芯材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种发动机空滤用纤维素复合滤芯材料的制备方法，包括以下步骤：1)将植物纤维素A和植物纤维素B分别打浆得到浆料A和浆料B；2)将浆料A抄造成上层滤芯材料；3)将浆料A和浆料B以3:7至7:3的质量比配合抄造成下层滤芯材料；4)采用层间湿法复合工艺将上层滤芯材料和下层滤芯材料压榨复合成润湿状态的复合滤芯材料；5)将润湿状态的复合滤芯材料干燥成型得到孔径为10‑15μm的发动机空滤用纤维素复合滤芯材料。本发明降低了生产成本，延长了滤芯的使用寿命，且滤芯可自然降解，对环境不会产生危害，更加节能环保。

权利要求

1.一种发动机空滤用纤维素复合滤芯材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将松木纸浆和杨木纸浆、桉木纸浆或相思木纸浆中的一种分别打浆至25-30 SR°，打浆浓度为1-2%，得到浆料A和浆料B；

2）将步骤1）中得到的浆料A抄造成定量为50 g/m2的上层滤芯材料；

3）将步骤1）中得到的浆料A和浆料B以3:7至7:3的质量比配合抄造成定量为50 g/m2的下层滤芯材料；

4）采用层间湿法复合工艺将步骤2）中得到的上层滤芯材料和步骤3）中得到的下层滤芯材料压榨复合形成润湿状态的复合滤芯材料；

5）将步骤4）中得到的润湿状态的复合滤芯材料干燥成型，干燥温度为104-106℃，干燥时间为10-20分钟，干燥真空度为0.8-1 MPa，得到孔径为10-15μm的发动机空滤用纤维素复合滤芯材料。

说明书

一种发动机空滤用纤维素复合滤芯材料的制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于滤芯材料制备领域，尤其是涉及一种发动机空滤用纤维素复合滤芯材料的制备方法。

背景技术

[0002] 我国车用空气滤清器需求总量由2006年的3.9亿套，增加到2010年的5.7亿套，预计2020年将达11.6亿套。空气滤清器作为汽车发动机“三滤”之一，是发动机的重要部件，位于发动机进气系统，由滤芯和机壳组成，其中滤芯是主要过滤部分，起过滤空气作用，机壳则为滤芯提供必要的外部保护。空气滤清器主要为汽车发动机提供清洁空气，防止其运行中吸入含杂质颗粒空气而增加气缸、活塞与气门的磨蚀和损坏。若发动机气缸磨损过大，则其密封性降低，进而导致汽车动力下降，油耗增加；同时导致燃料不能在气缸内充分燃烧，进而引起汽车尾气有害物质含量增加，另一部分可燃混合气可能透过气缸与活塞间隙渗入油底壳，引起机油变质，影响发动机润滑，加剧磨损，缩短发动机使用寿命。

[0003] 目前，国内外研发和应用的滤芯材料主要有树脂处理微孔滤纸、无纺布和复合滤芯。树脂处理微孔滤纸是目前使用最广泛的干式滤芯材料，其利用皮革纤维、植物纤维、化学纤维等复配，再经树脂处理制得，具有较好的机械强度和抗水性能；但存在使用寿命短、运行成本高、恶劣条件下性能不稳定等问题，同时树脂和化纤的引入，使其生物可降解性降低，废弃产品处理存在隐患。在空气滤芯制备领域，中国专利(CN 104693589)“利用再生聚丙烯和玻纤复合生产汽车过滤器的增强材料)”提供了一种利用再生聚丙烯和玻纤复合生产汽车过滤器的增强材料，由聚丙烯、玻纤、PE蜡、滑石粉、聚烯烃弹性体、共混增韧剂、黑色母粒组成，其中聚丙烯和聚烯烃弹性体均为回收废料；中国专利(CN 105111395)“一种聚氨酯汽车空气滤芯的制备方法”将聚醚多元醇、聚酯多元醇、二甘醇、三乙醇胺、黑聚醚浆、三乙烯二胺在40-80℃条件下反应2-4h，制得A液；在60-100℃温度下反应4-8h，制得B液；开机注胶，其中A液、B液的质量比为100:15-30；注胶后再插入过滤纸芯，6-8分钟后脱模，制得聚氨酯汽车空气滤芯；中国专利(CN 204051237)“带静电纳米纤维空气滤芯”在金属支撑网的上表面复合有聚合阳离子纳米纤维层，金属制成网的下表面复合有聚合阴离子纳米纤维层，金属制成网、聚合阳离子纳米纤维层、聚合阴离子纳米纤维层通过复合压制工艺复合为一体；美国专利(US 20120152859 A1)“Filter media with fibrillated fibers”用玻璃纤维和非原纤化的合成纤维形成空气滤芯。截至目前，还未见到利用100％不同类型植物纤维制造新型发动机空滤用复合滤芯材料的相关工艺技术出现。

发明内容

[0004] 为了克服现有技术的不足，本发明提供一种成本低、使用寿命长、节能环保的发动机空滤用纤维素复合滤芯材料的制备方法。

[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种发动机空滤用纤维素复合滤芯材料的制备方法，包括以下步骤：

[0006] 1)将植物纤维素A和植物纤维素B分别打浆至25-30SR°，得到浆料A和浆料B；

[0007] 2)将步骤1)中得到的浆料A抄造成定量为50g/m2的上层滤芯材料；

[0008] 3)将步骤1)中得到的浆料A和浆料B以3:7至7:3的质量比配合抄造成定量为50g/m2的下层滤芯材料；

[0009] 4)采用层间湿法复合工艺将步骤2)中得到的上层滤芯材料和步骤3)中得到的下层滤芯材料压榨复合形成润湿状态的复合滤芯材料；

[0010] 5)将步骤4)中得到的润湿状态的复合滤芯材料干燥成型得到孔径为10-15μm的发动机空滤用纤维素复合滤芯材料。

[0011] 作为优选，所述的植物纤维素A为松木纸浆。

[0012] 作为优选，所述的植物纤维素B为杨木纸浆、桉木纸浆或相思木纸浆中的一种。

[0013] 作为优选，所述步骤1)中的打浆浓度为1-2％。

[0014] 作为优选，所述步骤5)中的干燥温度为104-106℃。

[0015] 作为优选，所述步骤5)中的干燥时间为10-20分钟。

[0016] 作为优选，所述步骤5)中的干燥真空度为0.8-1MPa。

[0017] 本发明采用100％不同类型植物纤维，基于纤维素羟基氢键键合机理，无粘合剂添加制备综合性能均衡、优异，可生物降解的新型复合滤芯材料，有利于对进入发动机的空气进行高效、安全的清洁过滤，提高发动机的可靠性和使用寿命，减少汽车尾气的排放。

[0018] 本发明采用双层结构的植物纤维制备复合滤芯，具有较高的过滤精度、容尘能力及较低的过滤阻力，使不同材料间形成优势互补，充分发挥不同材料的特性；通过双层纤维滤材实现密度渐增的深度过滤，每层滤材具有不同密度和过滤效率，空气通过滤芯时，各层滤材可沿气流方向高效地滤除粒径逐渐减小的污染颗粒。

[0019] 综上所述，本发明的有益效果是：降低了生产成本，延长了滤芯的使用寿命，且滤芯可自然降解，对环境不产生危害，更加节能环保。

附图说明

[0020] 图1为本发明实施例1制备的发动机空滤用纤维素复合滤芯材料的数码照片：(a)为复合滤芯材料表面照片；(b)为复合滤芯材料截面照片。

具体实施方式

[0021] 为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

[0022] 实施例一

[0023] 1)将松木纸浆和杨木纸浆分别打浆至25SR°和30SR°，打浆浓度为1％，得到经打浆的松木纸浆和杨木纸浆；

[0024] 2)将步骤1)中得到的经打浆的松木纸浆抄造成定量为50g/m2的上层滤芯材料；

[0025] 3)将步骤1)中得到的经打浆的松木纸浆和经打浆的杨木纸浆以3:7的质量比配合抄造成定量为50g/m2的下层滤芯材料；

[0026] 4)采用层间湿法复合工艺将步骤2)中得到的上层滤芯材料和步骤3)中得到的下层滤芯材料压榨复合形成润湿状态的复合滤芯材料；

[0027] 5)将步骤4)中得到的润湿状态的复合滤芯材料在104℃的温度条件下，0.8MPa的真空度下，干燥20分钟，得到孔径为14μm的发动机空滤用纤维素复合滤芯材料(a)。

[0028] 实施例二

[0029] 1)将松木纸浆和桉木纸浆分别打浆至27SR°和28SR°，打浆浓度为1.5％，得到经打浆的松木纸浆和杨木纸浆；

[0030] 2)将步骤1)中得到的经打浆的松木纸浆抄造成定量为50g/m2的上层滤芯材料；

[0031] 3)将步骤1)中得到的经打浆的松木纸浆和经打浆的桉木纸浆以5:5的质量比配合抄造成定量为50g/m2的下层滤芯材料；

[0032] 4)采用层间湿法复合工艺将步骤2)中得到的上层滤芯材料和步骤3)中得到的下层滤芯材料压榨复合形成润湿状态的复合滤芯材料；

[0033] 5)将步骤4)中得到的润湿状态的复合滤芯材料在105℃的温度条件下，0.9MPa的真空度下，干燥15分钟，得到孔径为12μm的发动机空滤用纤维素复合滤芯材料(b)。

[0034] 实施例三

[0035] 1)将松木纸浆和相思木纸浆分别打浆至30SR°和25SR°，打浆浓度为2％，得到经打浆的松木纸浆和相思木纸浆；

[0036] 2)将步骤1)中得到的经打浆的松木纸浆抄造成定量为50g/m2的上层滤芯材料；

[0037] 3)将步骤1)中得到的经打浆的松木纸浆和经打浆的相思木纸浆以7:3的质量比配合抄造成定量为50g/m2的下层滤芯材料；

[0038] 4)采用层间湿法复合工艺将步骤2)中得到的上层滤芯材料和步骤3)中得到的下层滤芯材料压榨复合形成润湿状态的复合滤芯材料；

[0039] 5)将步骤4)中得到的润湿状态的复合滤芯材料在106℃的温度条件下，1MPa的真空度下，干燥10分钟，得到孔径为13μm的发动机空滤用纤维素复合滤芯材料(c)。

[0040] 测定实施例一、二、三制备得到的三种发动机空滤用纤维素复合滤芯材料的性能参数。表1为由实施例一、二、三所制备的发动机空滤用纤维素复合滤芯材料性能参数的表征结果。由表1中数据可知，采用本发明所述的制备方法获得的发动机空滤用纤维素复合滤芯材料的性能参数(a)、(b)、(c)厚度分布在0.35-0.40mm，孔径分布在12-14μm，过滤效率在97-98％之间，表观结构上与发动机空滤用普通单层滤芯材料相近，但过滤效率高于普通单层滤芯材料，说明其可实现普通单层滤芯材料的完全替代与升级。

[0041] 如图1，从实施例1制备的发动机空滤用纤维素复合滤芯材料的数码照片可看出，其表面形貌与发动机空滤用普通单层滤芯材料较为相近；但从截面照片可以看出，其由上、下两层滤芯材料复合而成，进而可提升其使用过程中的过滤效率。

[0042] 表1

[0043]

[0044] 上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。