CN102899968A - 一种阻燃型汽车空气滤纸及其制备方法 - Google Patents

一种阻燃型汽车空气滤纸及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种阻燃型汽车空气滤纸及其制备方法，其由下列重量份的原料制成：针叶木浆60-70、聚酰亚胺纤维30-40、陶瓷纤维10-15、碳分子筛2-5、钠基澎润土1-3、轻质碳酸钙1-2、改性活性氧化铝2-4、磷酸二氢铵0.5-0.8、改性丙烯酸乳液3-4、苯丙乳液2-5、木质素磺酸钠0.5-1、硅烷偶联剂A1500.5-1、月桂醇硫酸钠0.4-0.8、聚乙烯亚胺4-6。本发明制备出来的滤纸具有透水性好、过滤面积大、最大孔径小、过滤精度高、耐破度强、耐高温阻燃等优点，过滤效率达到99.99％，在常温及高温工况下有稳定的性能指标，具有较好的耐温和过滤效果。

Description

一种阻燃型汽车空气滤纸及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种滤清器滤纸，具体涉及一种阻燃型汽车空气滤纸及其制备方法。 
背景技术
汽车空气滤纸是制造汽车发动机空气滤清器的核心材料，由于空气滤清器位于发动机的进气系统中，且发动机在工作时通常会放大量的热，因此通常希望这　一空气过滤介质具备一定的抗热性或耐温性。特别是近年来，由于空气滤纸的燃烧而引起的汽车爆炸事故频发，越来越多的发动机主机厂商对空气滤纸的阻燃　性能提出了要求。目前，日本阿波、美国ＨＶ及韩国奥斯龙等公司已推出含磷系阻燃剂的环保型空气滤纸或具有持久性阻燃效果的空气滤纸。国内也有少数厂家生产出了相应产品，但由于其阻燃剂添加量过大，导致滤纸的力学性能和滤清效率受到了较严重的影响。国内市场上阻燃型空气滤纸的稀缺导致一些滤清器企业只能依托进口来满足客户的需求。所以，研发高效阻燃空气滤纸成了一个亟待解决的课题。 
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种阻燃型汽车空气滤纸及其制备方法，增加滤纸的吸附性能及抗腐蚀性耐高温等性能，从而提高滤纸的滤清效率和延长滤纸的使用寿命。 
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下： 
    一种阻燃型汽车空气滤纸，由下列重量份的原料制成：针叶木浆60-70、聚酰亚胺纤维30-40、陶瓷纤维10-20、碳分子筛2-5、钠基澎润土1-3、轻质碳酸钙1-2、改性活性氧化铝2-4、磷酸二氢铵0.5-0.8、改性丙烯酸乳液3-4、苯丙乳液2-5、木质素磺酸钠0.5-1、硅烷偶联剂A150 0.5-1、月桂醇硫酸钠 0.4-0.8、聚乙烯亚胺 4-6。
    所述的改性活性氧化铝由以下方法制得：将直径为5-6mm的活性氧化铝放入10-15%高锰酸钾溶液中，浸泡22-24h后滤出，放置在马弗炉中,在600-700℃下焙烧2-3h,得到预处理后的活性氧化铝；将预处理后的活性氧化铝置于混合浸渍液中浸泡16-24h后滤出，于600-700℃下焙烧5-8h，即得改性活性氧化铝，其中，所述的浸渍液制备方法如下：取下列重量份原料：6-7份Fe(NO3)3·9H2O、1-2份AgNO3和3-4份Mn(NO3)2分别溶解于二次蒸馏水中,然后将三者混合定容至500mL,得到混合浸渍液体。 
    所述的改性丙烯酸乳液有下列方法制得：取下列重量份原料：4-5份丙烯酸乳液、1-2份空心玻璃微珠、0.2-0.4份羟丙基甲基纤维素、0.2-0.4份烷基醇酰胺、0.1-0.2份二甲基硅油、0.1-0.2份水性氟碳流平剂FC-129，混合均匀加热至50-60℃，30-40分钟后冷却即可。     所述的阻燃型汽车空气滤纸的制备方法，包括以下步骤： 
    （1）先将改性活性氧化铝、钠基澎润土、碳分子筛、轻质碳酸钙搅拌混合均匀，再加入硅烷偶联剂A150 ，充分搅拌10-20min后，静置5-8min，然后在100-120℃下烘干，得到粉体材料；
    （2）将针叶木浆、聚酰亚胺纤维、陶瓷纤维分别按配比称重，放入碎浆机中，加入适量的硫酸水碎解至固含量为5-6%的浆料，加入聚乙烯亚胺继续碎解1-2h，制成混合浆料；
    （3）将步骤（1）制好的粉体材料加入混合浆料中，加入磷酸二氢铵、木质素磺酸钠、月桂醇硫酸钠，加热至70-80℃，搅拌均匀，经疏解机疏解后，再磨浆，加适量的水调浆至固含量为2-3%，调好的浆料经成型网成型后，在0.05-0.08Mpa的真空条件下对成型后的湿纸进行抽吸脱水；
    （4）将改性丙烯酸乳液和苯丙乳液混合后稀释10-20倍制成浸渍液，将脱水后的纸浸于浸渍液中浸渍2-3h，再用压力辊除去过量的浸渍液；
    （5）将浸渍后的纸在180-200℃下烘干至干度95-98%，压光和整理即得本发明阻燃型汽车空气滤纸。
本发明与现有技术具有以下有益效果： 
本发明通过对活性氧化铝的改性，提高了滤纸的吸附性能，改性丙烯酸乳液中添加了空心玻璃微珠，增强了滤纸的阻燃效果，避免使用大量的阻燃剂，从而不影响滤纸的力学性能和滤清效果，改性丙烯酸乳液乳液和苯丙乳液搭配对滤纸进行浸渍处理，可以明显提高滤纸的耐水性和耐破度。本发明制备出来的滤纸具有透水性好、过滤面积大、最大孔径小、过滤精度高、耐破度强、耐高温阻燃等优点，过滤效率达到99.99％，在常温及高温工况下有稳定的性能指标，具有较好的耐温和过滤效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。 
实施例
     一种阻燃型汽车空气滤纸，由下列重量份的原料制成：针叶木浆70份、聚酰亚胺纤维40份、陶瓷纤维15份、碳分子筛5份、钠基澎润土3份、轻质碳酸钙2份、改性活性氧化铝4份、纳米二氧化钛2份、磷酸二氢铵0.8份、改性丙烯酸乳液4份、苯丙乳液5份、木质素磺酸钠1份、硅烷偶联剂A150 1份、月桂醇硫酸钠 0.8份、聚乙烯亚胺 5份。 
    所述的改性活性氧化铝由以下方法制得：将直径为5mm的活性氧化铝放入10%高锰酸钾溶液中，浸泡24h后滤出，放置在马弗炉中,在600℃下焙烧3h,得到预处理后的活性氧化铝；将预处理后的活性氧化铝置于混合浸渍液中浸泡20h后滤出，于600℃下焙烧6h，即得改性活性氧化铝，其中，所述的浸渍液制备方法如下：取下列重量份原料：7份Fe(NO3)3·9H2O、2份AgNO3和4份Mn(NO3)2分别溶解于二次蒸馏水中,然后将三者混合定容至500mL,得到混合浸渍液体。 
所述的改性丙烯酸乳液有下列方法制得：取下列重量份原料：4-5份丙烯酸乳液、1-2份空心玻璃微珠、0.2-0.4份羟丙基甲基纤维素、0.2-0.4份烷基醇酰胺、0.1-0.2份二甲基硅油、0.1-0.2份水性氟碳流平剂FC-129，混合均匀加热至50-60℃，30-40分钟后冷却即可。     所述的阻燃型汽车空气滤纸的制备方法，包括以下步骤： 
    （1）先将改性活性氧化铝、钠基澎润土、碳分子筛、轻质碳酸钙搅拌混合均匀，再加入硅烷偶联剂A150 ，充分搅拌20min后，静置8min，然后在120℃下烘干，得到粉体材料；
    （2）将针叶木浆、聚酰亚胺纤维、陶瓷纤维分别按配比称重，放入碎浆机中，加入适量的硫酸水碎解至固含量为6%的浆料，加入聚乙烯亚胺继续碎解2h，制成混合浆料；
    （3）将步骤（1）制好的粉体材料加入混合浆料中，加入磷酸二氢铵、木质素磺酸钠、月桂醇硫酸钠，加热至80℃，搅拌均匀，经疏解机疏解后，再磨浆，加适量的水调浆至固含量为3%，调好的浆料经成型网成型后，在0.05Mpa的真空条件下对成型后的湿纸进行抽吸脱水；
    （4）将改性丙烯酸乳液和苯丙乳液混合后稀释15倍制成浸渍液，将脱水后的纸浸于浸渍液中浸渍2-3h，再用压力辊除去过量的浸渍液；
    （5）将浸渍后的纸在200℃下烘干至干度98%，压光和整理即得本发明阻燃型汽车空气滤纸。
    经检测，本发明制得的滤纸的成纸透气度在92L/m2·s ，最大孔径为48μm，平均孔径为28μm，湿伸长率为0.6%，耐破度为 389KPa，抗张强度为15.67kN·m，过滤精度为5μm，杂质去除率为99.99%。 

Claims (4)

1.一种阻燃型汽车空气滤纸，其特征在于，由下列重量份的原料制成：针叶木浆60-70、聚酰亚胺纤维30-40、陶瓷纤维10-20、碳分子筛2-5、钠基澎润土1-3、轻质碳酸钙1-2、改性活性氧化铝2-4、磷酸二氢铵0.5-0.8、改性丙烯酸乳液3-4、苯丙乳液2-5、木质素磺酸钠0.5-1、硅烷偶联剂A150 0.5-1、月桂醇硫酸钠 0.4-0.8、聚乙烯亚胺 4-6。
2.根据权利要求1所述的阻燃型汽车空气滤纸，其特征在于，所述的改性活性氧化铝由以下方法制得：将直径为5-6mm的活性氧化铝放入10-15%高锰酸钾溶液中，浸泡22-24h后滤出，放置在马弗炉中,在600-700℃下焙烧2-3h,得到预处理后的活性氧化铝；将预处理后的活性氧化铝置于混合浸渍液中浸泡16-24h后滤出，于600-700℃下焙烧5-8h，即得改性活性氧化铝，其中，所述的浸渍液制备方法如下：取下列重量份原料：6-7份Fe(NO3)3·9H2O、1-2份AgNO3和3-4份Mn(NO3)2分别溶解于二次蒸馏水中,然后将三者混合定容至500mL,得到混合浸渍液体。
3.根据权利要求1所述的阻燃型汽车空气滤纸，其特征在于，所述的改性丙烯酸乳液有下列方法制得：取下列重量份原料：4-5份丙烯酸乳液、1-2份空心玻璃微珠、0.2-0.4份羟丙基甲基纤维素、0.2-0.4份烷基醇酰胺、0.1-0.2份二甲基硅油、0.1-0.2份水性氟碳流平剂FC-129，混合均匀加热至50-60℃，30-40分钟后冷却即可。
4. 一种如权利要求1所述的阻燃型汽车空气滤纸的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）先将改性活性氧化铝、钠基澎润土、碳分子筛、轻质碳酸钙搅拌混合均匀，再加入硅烷偶联剂A150 ，充分搅拌10-20min后，静置5-8min，然后在100-120℃下烘干，得到粉体材料；
（2）将针叶木浆、聚酰亚胺纤维、陶瓷纤维分别按配比称重，放入碎浆机中，加入适量的硫酸水碎解至固含量为5-6%的浆料，加入聚乙烯亚胺继续碎解1-2h，制成混合浆料；
（3）将步骤（1）制好的粉体材料加入混合浆料中，加入磷酸二氢铵、木质素磺酸钠、月桂醇硫酸钠，加热至70-80℃，搅拌均匀，经疏解机疏解后，再磨浆，加适量的水调浆至固含量为2-3%，调好的浆料经成型网成型后，在0.05-0.08Mpa的真空条件下对成型后的湿纸进行抽吸脱水；
（4）将改性丙烯酸乳液和苯丙乳液混合后稀释10-20倍制成浸渍液，将脱水后的纸浸于浸渍液中浸渍2-3h，再用压力辊除去过量的浸渍液；
（5）将浸渍后的纸在180-200℃下烘干至干度95-98%，压光和整理即得本发明阻燃型汽车空气滤纸。
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