一种单面涂固化滤纸及其制备方法技术

本发明专利技术涉及固化滤纸技术领域，为制备一种强度较高的单面固化滤纸，本发明专利技术的目的在于提供一种单面涂固化滤纸及其制备方法，该单面涂固化滤纸由原纸本体的单面涂布浸渍胶液后加热固化制成，其中原纸本体由复合木浆液、PPTA短纤维、聚醚酰亚胺粉末、聚乙烯亚胺等制成，复合木浆液为丝光化木浆与针叶木浆的混合物；浸渍胶液由热固性酚醛树脂、苯丙乳液、纳米氮化硅气凝胶、阻燃剂等制成。本发明专利技术的单面涂固化滤纸的过滤阻力小，而且保持了较强的阻燃性、耐热耐高温性以及滤纸强度，而且滤纸的强度和过滤精度高，制备方法省步骤少，过程简洁，更加容易操作，所得固化滤纸适合作为发动机的滤清器的滤芯使用。

One-sided solidified filter paper and its preparation method

The invention relates to the technical field of solidified filter paper, in order to prepare a single-sided solidified filter paper with high strength. The purpose of the invention is to provide a single-sided solidified filter paper and a preparation method thereof. The single-sided solidified filter paper is made by heating and solidifying the single-sided impregnated glue on the base paper body, in which the base paper body is made of composite wood pulp, PPTA short fiber, polyetherimide powder and polyethylene. The composite wood pulp is made from a mixture of silk photochemical wood pulp and coniferous wood pulp. The impregnating glue is made from thermosetting phenolic resin, styrene acrylic emulsion, nano silicon nitride aerogel, flame retardant and so on. The solidified filter paper coated on one side has low filtration resistance, strong flame retardancy, heat resistance, high temperature resistance and filter paper strength, and has high strength and filtration accuracy, less preparation steps, simple process and easier operation. The solidified filter paper obtained is suitable for use as filter element of engine filter.

【技术实现步骤摘要】
一种单面涂固化滤纸及其制备方法
本专利技术涉及固化滤纸
，具体涉及一种单面涂固化滤纸及其制备方法。
技术介绍
滤清器位于发动机系统中，按功能划分有空气、机油、燃油三种滤清器，作用在于滤除流体中的灰尘、砂粒、杂质。常用的滤清器有惯性油浴式滤清器、纸质干式滤清器、聚氨酯滤芯滤清器等。其中纸质干式滤清器是目前应用较为广泛的汽车用滤清器，其滤芯由胶黏剂处理的滤纸原纸形成固化滤纸后卷制而成，胶黏剂形成固化滤纸的固化层，滤纸原纸则主要由植物纤维浆液抄造制成，具有滤清效率高、结构简单、重量轻、成本低等优点。目前市场上制备滤芯的固化滤纸基本为双面固化滤纸，双面固化滤纸过滤阻力大，造成滤清器使用时寿命偏低，所以需要一种过滤阻力较小的固化滤纸，而单面固化滤纸是一种较好的选择，固化层设在微孔滤纸的单侧，可以明显降低过滤阻力。申请人在授权公告号为CN104831586B的专利技术专利“一种重载荷用固化机油滤纸”中公开了一种采用滤纸原纸置于浸渍剂浸渍、然后固化得到的双面固化滤纸，该固化滤纸的过滤效率高、过滤精度好、耐高温，然而虽然与其他同类型固化滤纸相比耐用，但是距申请人满意的使用效果仍有一定的差距。进一步的，当将该固化滤纸单面涂覆时，虽然过滤阻力下降，但是由于缺少双面固化层的增强保护，滤纸的强度和过滤精度也受到影响，同时滤纸原纸的一侧裸露，固化滤纸的耐热性和阻燃性有所下降。因此，如何制备强度高，过滤精度、耐热性、阻燃性与双面固化滤纸相当的单面固化滤纸需要进一步的探究。
技术实现思路
为制备一种强度较高的单面固化滤纸，本专利技术的目的在于提供一种单面涂固化滤纸，过滤阻力低，同时强度高，能够满足在发动机系统中的应用。本专利技术的另一目的在于提供该单面固化滤纸的制备方法。本专利技术提供如下的技术方案：一种单面涂固化滤纸，由原纸本体的单面涂布浸渍胶液后加热固化制成，其中：原纸本体由以下重量份的组份制成：复合木浆液100～120份、PPTA短纤维30～40份、聚醚酰亚胺粉末16～22份、聚乙烯亚胺2～5份、增容剂4～7份、防水剂2～4份、分散剂5～8份、消泡剂2～5份、增白剂0.2～0.5份，所述复合木浆液为丝光化木浆与针叶木浆的混合物；浸渍胶液由以下重量份的组份制成：热固性酚醛树脂100～120份、苯丙乳液20～30份、纳米氮化硅气凝胶15～25份、阻燃剂20～26份、锆类偶联剂1～3份、硬脂酸钙1～3份、甲醇250～300份、乙酸异丙酯20～30份。作为本专利技术的优选，所述PPTA短纤维经以下过程制备：将聚对苯二甲酰对苯二胺溶于浓硫酸，加入全氟硅油、月桂醇聚氧乙烯醚混合均匀，然后经常规的干喷湿纺工艺制成PPTA纤维，然后切割得到长度为600～1000μm的PPTA短纤维。作为本专利技术的优选，聚对苯二甲酰对苯二胺与全氟硅油、月桂醇聚氧乙烯醚的质量比为1:0.2～0.4:0.01～0.03。作为本专利技术的优选，所述复合浆液经以下过程制成：将丝光化木浆和针叶木浆按质量比2～3.8:1混合得混合浆液，木浆浓度为54～62wt％，加入硫酸铝溶液和硬脂酸铝溶解混合均匀，调节浆液的pH值至3～4，加热至75～80℃，60～80r/min搅拌条件下缓慢加入氢氧化钙乳液，加入完毕后迅速投加钛酸酯偶联剂、纳米水滑石粉末，继续搅拌90～120min，静置得复合木浆液。作为本专利技术的优选，加入的硫酸铝的质量为混合浆液质量的8～13wt％，硬脂酸铝、氢氧化钙与硫酸铝的摩尔比为0.15～0.2:1.5～2:1，纳米滑石粉、钛酯酸偶联剂和硫酸铝的质量比为0.28～0.45:0.01～0.02:1。作为本专利技术的优选，聚醚酰亚胺粉末的各粒径X范围为：5≤X<10μm、10<X≤18μm、18<X≤24μm、24<X≤30μm，各粒径的质量比为：0.1～0.2:1:0.3～0.5:0.6～0.8。作为本专利技术的优选，增容剂为甲基丙烯酸乙酯与吡啶按质量比1:0.4～0.6组成的混合物。作为本专利技术的优选，所述阻燃剂为三聚氰胺多聚磷酸盐、聚甲基三乙氧基硅烷与聚合硫酸铝的复配物，三者的质量比依次为3～4:1～2:1。专利CN104831586B中采用棉短绒浆、聚乳酸纤维与丝光化木浆复配制备原纸，棉短绒浆由棉短绒蒸煮去除木质素、果胶、棉籽壳和其他杂质等制成，棉短绒在高温、高碱蒸煮过程中损失棉纤维较多，导致棉绒短浆的强度下降，同时棉绒短浆使用时要再次碱处理碱处理，因此不利于在对原纸强度要求较高的单面涂固化滤纸制备中使用。而聚乳酸纤维虽然强度较高，但是150～170℃之间会发生熔融，由于原纸本体的一侧裸露且工作环境温度较高，因此聚乳酸纤维也不适宜在单面涂固化滤纸中使用。本专利技术的原纸本体以复合木浆液为主体、通过与PPTA短纤维、聚醚酰亚胺粉末、聚乙烯亚胺等复配制成。所用复合木浆液为丝光化木浆和针叶木浆的混合浆液，针叶木浆可以针对性的增强原纸本体的强度。而PPTA短纤维即对位芳纶，与间位芳纶相比，虽然阻燃性能弱，但是耐温性能和强度模量高，因此适宜使用在原纸本体中增强原纸本体的强度和耐热性，在此基础上，专利技术人针对性的选择PPTA短纤维和针叶木浆替代聚乳酸纤维以及棉短绒浆。而聚醚酰亚胺粉末是一种无定型的工程树脂，具有阻燃性能和耐高温尺寸稳定性，可以赋予原纸本体一定的阻燃性能，并增强原纸本体的耐热稳定性，聚乙烯亚胺中的伯胺和仲胺能够与木浆纤维的羟基发生交联反应，增强滤纸的干强度，而且能起到絮凝效果，强化滤纸的过滤效率和精度。为强化PPTA短纤维与木纤维的连接强度以及PPTA纤维的阻燃性，将PPTA短纤维在制备过程中加入全氟硅油，全氟硅油经月桂醇聚氧乙烯醚与PPTA表面连接，一方面引入含氟分子，与木纤维之间发生氢键作用，在PPTA短纤维与木浆液之间起到架桥连接作用，另一方面全氟硅油自身具有较强的阻燃性能和耐热、耐水稳定性，可以增强PPTA短纤维的阻燃性以及使用强度，强化PPTA短纤维在原纸本体中的作用。为进一步增强固化滤纸的强度和过滤精度，专利技术人向复合木浆液中加入硫酸铝溶液和硬脂酸铝溶解均匀，然后再缓慢加入氢氧化钙乳液对复合木浆液进行强化处理。氢氧化钙乳液与硫酸铝在硬脂酸铝的稳定作用形成网络状的聚合硫酸铝。聚合硫酸铝是造纸工业废水处理过程中常用的絮凝剂，具有多孔结构，可以作为过滤介质使用。专利技术人在实践中发现，聚合硫酸铝具有较强的耐热性能。由于木浆的主要成分是多孔状的交联的木浆纤维以及少量的木质素，因此聚合硫酸铝通过在木浆中原位聚合制备而与木浆纤维形成互穿网络结构。这样通过在微观结构层面形成互穿网络连接起到对木浆纤维的改性作用，增强木浆纤维的耐热性，并能增强使用强度。聚合硫酸铝在250℃左右高温分解释放出结晶水，可降低木浆纤维表面温度，而且在更高的温度下聚合硫酸铝分解得到氧化铝等非易燃物质，附着在木浆纤维表面，从而起到降温和隔氧阻燃效果，补强PPTA纤维的阻燃性。同时因为聚合硫酸铝自身具有多孔结构，而且对小粒径杂质具有絮凝作用，因此可以提高得到的固化滤纸的过滤效率和精度。在氢氧化钙乳液加入完毕后，互穿网络尚未完全成型，此时加入纳米水滑石，能够存储于互穿网络内，并经钛酯酸偶联剂连接到木浆纤维表面，一方面增强木浆纤维的强度和防水性能，另一方面水滑石在200℃前后，尤其在250℃以上时会受本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单面涂固化滤纸，其特征在于，所述单面涂固化滤纸由原纸本体的单面涂布浸渍胶液后加热固化制成，其中：原纸本体由以下重量份的组份制成：复合木浆液100～120份、PPTA短纤维30～40份、聚醚酰亚胺粉末16～22份、聚乙烯亚胺2～5份、增容剂4～7份、防水剂2～4份、分散剂5～8份、消泡剂2～5份、增白剂0.2～0.5份，所述复合木浆液为丝光化木浆与针叶木浆的混合物；浸渍胶液由以下重量份的组份制成：热固性酚醛树脂100～120份、苯丙乳液20～30份、纳米氮化硅气凝胶15～25份、阻燃剂20～26份、锆类偶联剂1～3份、硬脂酸钙1～3份、甲醇250～300份、乙酸异丙酯20～30份。

【技术特征摘要】
1.一种单面涂固化滤纸，其特征在于，所述单面涂固化滤纸由原纸本体的单面涂布浸渍胶液后加热固化制成，其中：原纸本体由以下重量份的组份制成：复合木浆液100～120份、PPTA短纤维30～40份、聚醚酰亚胺粉末16～22份、聚乙烯亚胺2～5份、增容剂4～7份、防水剂2～4份、分散剂5～8份、消泡剂2～5份、增白剂0.2～0.5份，所述复合木浆液为丝光化木浆与针叶木浆的混合物；浸渍胶液由以下重量份的组份制成：热固性酚醛树脂100～120份、苯丙乳液20～30份、纳米氮化硅气凝胶15～25份、阻燃剂20～26份、锆类偶联剂1～3份、硬脂酸钙1～3份、甲醇250～300份、乙酸异丙酯20～30份。2.根据权利要求1所述的单面涂固化滤纸，其特征在于，所述PPTA短纤维经以下过程制备：将聚对苯二甲酰对苯二胺溶于浓硫酸，加入全氟硅油、月桂醇聚氧乙烯醚混合均匀，然后经常规的干喷湿纺工艺制成PPTA纤维，切割得到长度为600～1000μm的PPTA短纤维。3.根据权利要求2所述的单面涂固化滤纸，其特征在于，聚对苯二甲酰对苯二胺与全氟硅油、月桂醇聚氧乙烯醚的质量比为1:0.2～0.4:0.01～0.03。4.根据权利要求1所述的单面涂固化滤纸，其特征在于，所述复合浆液经以下过程制成：将丝光化木浆和针叶木浆按质量比2～3.8:1混合得混合浆液，木浆浓度为54～62wt%，加入硫酸铝溶液和硬脂酸铝溶解混合均匀，调节浆液的pH值至3～4，加热至75～80℃，60～80r/min搅拌条件下缓慢加入氢氧化钙乳液，加入完毕后迅速投加钛酸酯偶联剂、纳米水滑石粉末，继续搅拌90～120min，静置得复合木浆液。5.根据权利要求4所述的单面涂固化滤纸，其特征在于，加入的硫酸铝的质量为混合浆液质量的8～13wt%，硬脂酸铝、氢氧化钙与硫酸铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建业，吴琼华，吴安波，
申请(专利权)人：杭州特种纸业有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33