CN107142789B - 一种改善发动机能耗与排放的燃油滤清器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及滤清器技术领域，具体涉及一种改善发动机能耗与排放的燃油滤清器，所述滤清器本体内按机油流向依次设有远红外陶瓷滤芯和红外滤纸，所述远红外陶瓷滤芯的孔隙率为80%‑90%，孔密度为30‑50ppi，所述红外滤纸由植物纤维浆、红外功能粉末等原料组成。本发明通过远红外陶瓷滤芯以及红外滤纸的红外射线活化作用，活化燃油，与燃油分子团发生共振并使其细微化，从而降低燃油分子之间的范华德力，增强燃油的雾化程度，从而使燃烧更加充分，提高燃油燃烧值，降低发动机的能耗与排放。本发明的燃油滤清器可安装在油箱或油管内。

Description

一种改善发动机能耗与排放的燃油滤清器
技术领域
本发明涉及滤清器技术领域，具体涉及一种改善发动机能耗与排放的燃油滤清器。
背景技术
燃油滤清器是串联在燃油泵和节流阀体进油口之间的管路上。 燃油滤清器的作用，是把含在燃油中的氧化铁、粉尘等固体杂物除去，防止燃油系统堵塞（特别是喷油嘴）。减少机械磨损，确保发动机稳定运行，提高可靠性。燃油器的结构由一个铝壳和一个内有不锈刚的支架组成，在支架上装有高效滤纸片组成，滤纸片成菊花形，以增大流通面积。
现有技术的燃油滤清器基本只能起到过滤功能，而发明人认为，燃油滤清器作为汽车的一个必备零部件，能起到的作用应不止于过滤杂质，因此发明人寻求一种方式，使燃油滤清器兼具对燃油性能的改善作用。而通过在滤清器增加一些具有远红外发射功能、热电效应或压电效应的矿物质，在有温度和压力变化的情况下，这些矿物的极性离子在平衡位置振动而引起偶极矩变化产生远红外波段的电磁辐射，加速燃油分子的运动，使燃油大分子活化成燃油小分子，提高燃油的雾化程度，从而提升燃烧效率和充分燃烧效果，降低能耗与排放。
专利申请号为201410020564.1的发明专利公开了一种汽车滤清器滤纸涂覆材料，由如下重量份的组分制得：1～6份的远红外陶瓷粉、2～20份的海泡石纳米纤维、4～10份的合成纤维、0.8～2份的硅烷偶联剂、0.8～2份的稀释剂、9～20份的施胶剂、20～40份的苯丙乳液、60～96份的木浆组成。利用本发明涂覆材料结合滤纸制作的燃油、燃油、燃油滤清器，综合作用明显，汽车尾气排放污染物减少13～40%，动力性能提高5%～15%，可节省燃油2%～7%，排放标准达到欧Ⅳ标准。但是由于采用外部施胶涂覆的方式，涂覆层容易遮盖气孔，涂覆层内的远红外陶瓷粉也容易在高频冲击下脱离，使用寿命和过滤精度有限，而且燃油经过滤纸的速度较快，路程较短，红外活化效果较低。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供一种红外活化性能强、滤纸不容易堵塞的改善发动机能耗与排放的燃油滤清器
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种改善发动机能耗与排放的燃油滤清器，包括滤清器本体，所述滤清器本体内按燃油流向依次设有远红外陶瓷滤芯和红外滤纸，所述远红外陶瓷滤芯的孔隙率为80%-90%，孔密度为30-50ppi，所述红外滤纸由如下重量份的原料组成：
植物纤维浆 120-150份
微晶纤维素 10-16份
红外功能粉末 20-40份
硅藻土 5-10份
分散剂 5-7份
偶联剂 1-5份
增强树脂 10-20份
表面活性剂 1-5份；
所述红外功能粉末的制备方法包括如下步骤：
（1）将纳米红外矿石加入聚合物纺丝溶液中，并进行超声分散，得到纺丝原液；
（2）将纺丝原液进行静电纺丝，得到纳米纤维；
（3）将所述纳米纤维进行预氧化，然后置于惰性气体氛围中升温碳化，制得所述红外功能粉末；
其中，所述纳米红外矿石为纳米电气石粉、纳米砭石粉、纳米麦饭石粉、纳米锗石粉中的至少一种。
电气石、砭石、麦饭石和锗石均属于具有发射红外功能和热电效应的矿石，用于燃油滤清器，红外线能够活化燃油，与燃油分子团发生共振并使其细微化，从而降低燃油分子之间的范华德力，增强燃油的雾化程度，从而使燃烧更加充分，提高燃油燃烧值，降低发动机的能耗与排放。
但是微米级别的红外矿石比表面积小，与燃油的接触效率有效，而且粒径大，基本只能涂覆在滤纸上，然而这就会造成红外矿石分布不均、堵塞滤纸气孔、红外矿石易脱离并且刮擦破坏油管等问题。本发明的关键创造点在于：（1）将纳米红外矿石混入滤纸材料中，结合牢度更高，纳米红外矿石剥离难度高，而且也基本不会影响滤纸的孔径大小，还增加了滤纸的耐破度；（2）利用静电纺丝和碳化技术将比表面积极大的纳米红外矿石嵌于多孔碳纳米纤维（聚合物纺丝碳化后即为多孔碳纳米纤维）中，制得100nm-300nm的红外功能粉末，避免了纳米红外矿石的团聚现象；（3）多孔碳纳米纤维相对红外矿石活性点更多，更容易分散在植物纤维浆内，提高了纳米红外矿石在滤纸的均布性，增加了纳米红外矿石与燃油的接触效率；（4）纳米红外矿石也能够活化植物纤维浆中的水分子，增加植物纤维和多孔碳纳米纤维的接枝的活性羟基数目，从而增加红外矿石粉末在植物纤维浆中的相容性和分散性；（5）具有一定厚度的远红外陶瓷滤芯设在红外滤纸前，可以起到拦截部分杂质的作用，并且通过与燃油的长时间接触，可以将大量的燃油大分子活化成燃油小分子团，燃油小分子团再经过红外效率较高的红外滤纸，即可实现燃油小分子团的进一步细微化，大幅度提升红外滤纸的活化效率；（7）增强树脂可以增强滤纸的机械性能、耐油性和抗水性；（8）微晶纤维素是天然纤维素经稀酸水解至极限聚合度( LOOP) 的可自由流动的极细微的短棒状或粉末状多孔状颗粒，常用于医药品领域，本发明创造性地在植物纤维浆中加入微晶纤维素，微晶纤维素可以在浆液中形成稳定均匀的分散体系，利用微晶纤维素多羟基的特性，可以增强本发明的双子表面活性剂的作用，提高红外功能粉末在浆液中的分散程度，在干燥后，微晶纤维素多孔的特性可以提高滤纸对杂质的拦截率，20μm以上的杂质拦截率高达99%，同时微晶纤维素还可以作为粘结剂，提升红外功能粉末与植物纤维骨架的连接牢度。
其中，所述聚合物纺丝溶液由聚合物溶于溶剂制得，所述聚合物纺丝溶液中聚合物的质量百分比浓度为15%-35%，所述聚合物为聚丙烯腈和聚丙烯腈衍生物中的至少一种，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和四氢呋喃中的至少一种。所述步骤（2）中，纳米红外矿石与聚合物纺丝溶液的质量比为1：7-9。
其中，所述纳米红外矿石的粒径为10-100nm。粒径越小，理论而言，表面能就越大，更有利于粒子吸收外来的能量从最低能级的“基态”向上跃迁至较高能级的“激发态”，但是粒径过小，容易造成严重的团聚现象，当粒径小到一定的程度，纳米红外矿石的红外辐射率不能得到很大的提升，为此，综合考虑辐射率、团聚性、表面能，纳米红外矿石的粒径最好为10-100nm，其中，纳米电气石粉优选为53-62nm，纳米砭石粉优选为67-85nm，纳米麦饭石粉优选为75-87nm。
其中，所述纳米红外矿石由纳米电气石粉、纳米砭石粉和纳米麦饭石粉按重量比10-12：5-9：1-3的比例组成。
纳米电气石粉是把电气石原矿经过去除杂质后，经过机械粉碎得到的粉体，具有较高的负离子产生量和远红外发射率，还具有优良的压电效应，相对纳米砭石粉和纳米麦饭石粉，红外辐射效率更高。纳米砭石粉，是用砭石（学名：泗滨浮石）为原料，以砭石特有红外效应，和所含有超过30种对人体有益的氧化钙、氧化硅、氧化钠等，微量元素铝、铁、镁、磷等及稀土元素铬、锰、镍、铜、钇等，经纳米技术萃取而成的粉末状物质，具有14.5-16.5的远红外辐射、类纳米微晶等物理特性。纳米麦饭石粉是由麦饭石原矿经过筛选，粉碎，分级加工而成的粉末，麦饭石成本较低。通过三者合适比例的复配，可以对于远红外陶瓷滤芯初步活化的燃油具有较高活化效率的同时，有效控制成本，并且该比例的纳米红外矿石组成更适用于#92或#95燃油。
其中，所述增强树脂由丙烯腈单体、苯乙烯单体、丙烯酸丁酯单体共聚得到，所述丙烯腈单体、苯乙烯单体、丙烯酸丁酯单体的摩尔配比为2:1:3。丙烯腈单体虽然具有一定的水溶性，但是其具有苯乙烯单体和丙烯酸丁酯单体所不具有的耐油性；苯乙烯单体则具有较好的防水性；丙烯酸丁酯单体能赋予增强树脂良好的粘结性、成膜性、韧性和憎水性。通过严格控制三个单体的配比，可以使本申请增强树脂有效改善红外滤纸的防潮防水耐油性能、以及优良的挺度。
其中，所述聚合物纺丝溶液由聚合物溶于溶剂制得，所述聚合物纺丝溶液中聚合物的质量百分比浓度为20%-40%，所述聚合物为聚丙烯腈和聚丙烯腈衍生物中的至少一种，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和四氢呋喃中的至少一种。
其中，所述聚合物由聚丙烯腈、聚（丙烯腈-吡咯）和聚（丙烯腈-衣康酸铵）按摩尔比40-60:35-45:5-15的比例组成，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
聚（丙烯腈-吡咯）在预氧化过程中发生环化、氧化和脱氢等复杂反应，分子链结构进行改变，生成了具有导电性能的共轭聚吡咯，增强了聚合物的导电性，从而增强纳米红外矿石的热电效应和负离子效应；但是由于预氧化过程是剧烈的结构转变时期，极易产生缺陷，而后续的炭化并不能矫正预氧化稳定化带来的缺陷，反而会逐级放大，导致纳米红外矿石容易脱离碳纳米纤维，而聚（丙烯腈-衣康酸铵）中的共聚单体衣康酸铵有效地降低了聚丙烯腈在预氧化过程的放热峰起始温度和放热量，使放热峰拓宽，有助于控制预氧化过程，减少缺陷的形成，从而增加纳米红外矿石与多孔碳纳米纤维的结合牢度。更为优选地，所述聚合物由聚丙烯腈、聚（丙烯腈-吡咯）、聚（丙烯腈-衣康酸铵）按摩尔比50:40:10的比例组成。
其中，所述步骤（2）中，静电纺丝的纺丝电压为20-40kV，纺丝温度为30-40℃。
其中，所述步骤（3）中，预氧化温度为300-400℃，预氧化时间为2-3h；碳化温度为1000-1200℃，碳化时间为1-3h。
其中，所述植物纤维浆由植物纤维打成浆制得，所述植物纤维浆的固含量为40wt%-60wt%，所述植物纤维为竹纤维、龙须草纤维、针叶松木纤维中的至少一种。
竹纤维是从自然生长的竹子中提取出的纤维素，经扫描电子显微镜观察，竹原纤维纵向有横节，粗细分布很不均匀，纤维表面有无数微细凹槽。横向为不规则的椭圆形、腰圆形等，内有中腔，横截面上布满了大大小小的空隙，且边缘有裂纹，作为红外滤纸基体之一可以增强过滤精度；龙须草纤维截面成不规则圆形，表面有细微凹凸、无扭转，纤维宽度只有几微米，但是具有很强的抗断裂性能，作为红外滤纸基体之一可以增强耐破度，同时基本对过滤精度无影响；针叶松木纤维具有优良的交联结构，能够协同龙须草纤维增强滤纸骨架强度，而且能够降低成本。本发明的复合纤维浆与红外功能粉末相容性好，复配能够形成稳定的网络结构，有效提高滤纸的透气度、挺度和耐破度，并且提升红外功能粉末在滤纸的结合牢度，提升滤清器的使用寿命。
其中，所述表面活性剂由具有结构式（Ⅰ）烷基苯磺酸盐双子表面活性剂和具有结构式（Ⅱ）的季铵型双子表面活性剂组成：
结构式（Ⅰ）
结构式（Ⅱ）。
其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述分散剂由羧甲基纤维素、亚甲基双萘磺酸钠、丙烯酸酰胺按重量比2:1:2的比例组成。
本发明的表面活性剂分别含有单苯环和双苯环结构的双子表面活性剂，苯环结构有助于本发明纳米红外矿石在植物纤维浆中的分散，协同本申请的复配分散剂增强滤纸的孔隙率。进一步优选地，所述聚丙烯酰胺与表面活性剂的重量比为2-3:1-2， 所述表面活性剂由具有结构式（Ⅰ）烷基苯磺酸盐双子表面活性剂和具有结构式（Ⅱ）的季铵型双子表面活性剂按重量比2-3:4-6的比例组成。更进一步优选地，所述双子表面活性剂由具有结构式（Ⅰ）烷基苯磺酸盐双子表面活性剂和具有结构式（Ⅱ）的季铵型双子表面活性剂按重量比1:2的比例组成。
其中，所述红外滤纸的制备方法包括如下步骤：
A、按重量配比将微晶纤维素、聚丙烯酰胺、红外功能粉末、硅藻土、分散剂、偶联剂、增强树脂、表面活性剂加入到植物纤维浆中，加热至50℃-70℃混合均匀，得到混合浆料；
B、将所述混合浆料进行磨浆、抄纸、成型和烘干，制得所述红外滤纸。
本发明的有益效果：（1）能够活化燃油，与燃油分子团发生共振并使其细微化，从而降低燃油分子之间的范华德力，增强燃油的雾化程度，从而使燃烧更加充分，提高燃油燃烧值，降低发动机的能耗与排放，百公里油耗能降低10%-32%；（2）本发明的滤清器采用的红外滤纸强度高，抗耗损，使用寿命长，一个滤清器能满足用户1-3年或5000-10000公里的使用需求；（4）本发明的燃油滤清器可安装在油箱或油管内。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种改善发动机能耗与排放的燃油滤清器，包括滤清器本体，所述滤清器本体内按燃油流向依次设有远红外陶瓷滤芯和红外滤纸，所述远红外陶瓷滤芯的孔隙率为85%，孔密度为40ppi，所述红外滤纸由如下重量份的原料组成：
植物纤维浆 120-150份
微晶纤维素 10-16份
红外功能粉末 20-40份
硅藻土 5-10份
分散剂 5-7份
偶联剂 1-5份
增强树脂 10-20份
表面活性剂 1-5份；
其中，所述红外功能粉末的制备方法包括如下步骤：
（1）将纳米红外矿石加入聚合物纺丝溶液中，并进行超声分散，得到纺丝原液；
（2）将纺丝原液进行静电纺丝，得到纳米纤维，纺丝电压为30kV，纺丝温度为35℃；
（3）将所述纳米纤维进行预氧化，然后置于惰性气体氛围中升温碳化，制得所述红外功能粉末，预氧化温度为350℃，预氧化时间为2.5h；碳化温度为1100℃，碳化时间为2h；
其中，所述增强树脂由丙烯腈单体、苯乙烯单体、丙烯酸丁酯单体共聚得到，所述丙烯腈单体、苯乙烯单体、丙烯酸丁酯单体的摩尔配比为2:1:3。
其中，所述纳米红外矿石的粒径为55nm。
其中，所述纳米红外矿石由纳米电气石粉、纳米砭石粉、纳米麦饭石粉按重量比11：7：2的比例组成。
所述聚合物纺丝溶液由聚合物溶于溶剂制得，所述聚合物纺丝溶液中聚合物质量百分比浓度为30%，所述聚合物由聚丙烯腈、聚（丙烯腈-吡咯）、聚（丙烯腈-衣康酸铵）按摩尔比50:40:10的比例组成，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。所述步骤（2）中，纳米红外矿石与聚合物纺丝溶液的质量比为1：8。
其中，所述植物纤维浆由植物纤维打成浆制得，所述植物纤维浆的固含量为50wt%，所述植物纤维由竹纤维、龙须草纤维、针叶松木纤维按重量比2:2:1的比例组成。
其中，所述表面活性剂由具有结构式（Ⅰ）烷基苯磺酸盐双子表面活性剂和具有结构式（Ⅱ）的季铵型双子表面活性剂按重量比2.5:4.5的比例组成：
结构式（Ⅰ）
结构式（Ⅱ）。
其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述分散剂由羧甲基纤维素、亚甲基双萘磺酸钠、丙烯酸酰胺按重量比2:1:2的比例组成。
所述红外滤纸的制备方法包括如下步骤：
A、按重量配比将微晶纤维素、红外功能粉末、硅藻土、分散剂、偶联剂、增强树脂、表面活性剂加入到植物纤维浆中，加热至60℃，得到混合浆料；
B、将所述混合浆料进行磨浆、抄纸、成型、烘干，即得所述的红外滤纸。
实施例2
一种改善发动机能耗与排放的燃油滤清器，包括滤清器本体，所述滤清器本体内按燃油流向依次设有远红外陶瓷滤芯和红外滤纸，所述远红外陶瓷滤芯的孔隙率为90%，孔密度为50ppi，所述红外滤纸由如下重量份的原料组成：
植物纤维浆 120份
微晶纤维素 10份
红外功能粉末 20份
硅藻土 5份
分散剂 5份
偶联剂 1份
增强树脂 10份
表面活性剂 1份；
其中，所述红外功能粉末的制备方法包括如下步骤：
（1）将纳米红外矿石加入聚合物纺丝溶液中，并进行超声分散，得到纺丝原液；
（2）将纺丝原液进行静电纺丝，得到纳米纤维，纺丝电压为20kV，纺丝温度为30℃；
（3）将所述纳米纤维进行预氧化，然后置于惰性气体氛围中升温碳化，制得所述红外功能粉末，预氧化温度为300℃，预氧化时间为2h；碳化温度为1000℃，碳化时间为1h；
其中，所述增强树脂由丙烯腈单体、苯乙烯单体、丙烯酸丁酯单体共聚得到，所述丙烯腈单体、苯乙烯单体、丙烯酸丁酯单体的摩尔配比为1:2:3。
其中，所述纳米红外矿石的粒径为100nm。
其中，所述纳米红外矿石由纳米电气石粉、纳米砭石粉、纳米麦饭石粉按重量比10：5：1的比例组成。
所述聚合物纺丝溶液由聚合物溶于溶剂制得，所述聚合物纺丝溶液中聚合物质量百分比浓度为20%，所述聚合物由聚丙烯腈、聚（丙烯腈-吡咯）、聚（丙烯腈-衣康酸铵）按摩尔比40:45: 15的比例组成，所述溶剂为N,N-二甲基乙酰胺。所述步骤（2）中，纳米红外矿石与聚合物纺丝溶液的质量比为1：7。
其中，所述植物纤维浆由植物纤维打成浆制得，所述植物纤维浆的固含量为40wt%，所述植物纤维为竹纤维。
其中，所述表面活性剂由具有结构式（Ⅰ）烷基苯磺酸盐双子表面活性剂和具有结构式（Ⅱ）的季铵型双子表面活性剂按重量比1:2的比例组成：
结构式（Ⅰ）
结构式（Ⅱ）。
其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述分散剂由羧甲基纤维素、亚甲基双萘磺酸钠、丙烯酸酰胺按重量比1:1:1的比例组成。
所述红外滤纸的制备方法包括如下步骤：
A、按重量配比将微晶纤维素、红外功能粉末、硅藻土、分散剂、偶联剂、增强树脂、表面活性剂加入到植物纤维浆中，加热至50℃，得到混合浆料；
B、将所述混合浆料进行磨浆、抄纸、成型、烘干，即得所述的红外滤纸。
实施例3
一种改善发动机能耗与排放的燃油滤清器，包括滤清器本体，所述滤清器本体内按燃油流向依次设有远红外陶瓷滤芯和红外滤纸，所述远红外陶瓷滤芯的孔隙率为80%，孔密度为30ppi，所述红外滤纸由如下重量份的原料组成：
植物纤维浆 150份
微晶纤维素 16份
红外功能粉末 40份
硅藻土 10份
分散剂 7份
偶联剂 5份
增强树脂 20份
表面活性剂 5份；
其中，所述红外功能粉末的制备方法包括如下步骤：
（1）将纳米红外矿石加入聚合物纺丝溶液中，并进行超声分散，得到纺丝原液；
（2）将纺丝原液进行静电纺丝，得到纳米纤维，纺丝电压为35kV，纺丝温度为30℃；
（3）将所述纳米纤维进行预氧化，然后置于惰性气体氛围中升温碳化，制得所述红外功能粉末，预氧化温度为400℃，预氧化时间为3h；碳化温度为1200℃，碳化时间为3h；
其中，所述增强树脂由丙烯腈单体、苯乙烯单体、丙烯酸丁酯单体共聚得到，所述丙烯腈单体、苯乙烯单体、丙烯酸丁酯单体的摩尔配比为2:2:3。
其中，所述纳米红外矿石的粒径为10nm。
其中，所述纳米红外矿石由纳米电气石粉、纳米砭石粉、纳米麦饭石粉按重量比12：9：3的比例组成。
所述聚合物纺丝溶液由聚合物溶于溶剂制得，所述聚合物纺丝溶液中聚合物质量百分比浓度为40%，所述聚合物由聚丙烯腈、聚（丙烯腈-吡咯）、聚（丙烯腈-衣康酸铵）按摩尔比60: 35:5的比例组成，所述溶剂由N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺按重量比1:1的比例组成。所述步骤（2）中，纳米红外矿石与聚合物纺丝溶液的质量比为1：9。
其中，所述植物纤维浆由植物纤维打成浆制得，所述植物纤维浆的固含量为60wt%，所述植物纤维由竹纤维、龙须草纤维、针叶松木纤维按重量比2:1:1的比例组成。
其中，所述表面活性剂由具有结构式（Ⅰ）烷基苯磺酸盐双子表面活性剂和具有结构式（Ⅱ）的季铵型双子表面活性剂按重量比1:3的比例组成：
结构式（Ⅰ）
结构式（Ⅱ）。
其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述分散剂由羧甲基纤维素、亚甲基双萘磺酸钠、丙烯酸酰胺按重量比2:1:1的比例组成。
所述红外滤纸的制备方法包括如下步骤：
A、按重量配比将微晶纤维素、红外功能粉末、硅藻土、分散剂、偶联剂、增强树脂、表面活性剂加入到植物纤维浆中，加热至70℃，得到混合浆料；
B、将所述混合浆料进行磨浆、抄纸、成型、烘干，即得所述的红外滤纸。
实施例4
一种改善发动机能耗与排放的燃油滤清器，包括滤清器本体，所述滤清器本体内按燃油流向依次设有远红外陶瓷滤芯和红外滤纸，所述远红外陶瓷滤芯的孔隙率为83%，孔密度为45ppi，所述红外滤纸由如下重量份的原料组成：
植物纤维浆 136份
微晶纤维素 12份
红外功能粉末 25份
硅藻土 6份
分散剂 5.5份
偶联剂 2份
增强树脂 12份
表面活性剂 2份；
其中，所述红外功能粉末的制备方法包括如下步骤：
（1）将纳米红外矿石加入聚合物纺丝溶液中，并进行超声分散，得到纺丝原液；
（2）将纺丝原液进行静电纺丝，得到纳米纤维，纺丝电压为25kV，纺丝温度为32℃；
（3）将所述纳米纤维进行预氧化，然后置于惰性气体氛围中升温碳化，制得所述红外功能粉末，预氧化温度为320℃，预氧化时间为2.2h；碳化温度为1050℃，碳化时间为1.5h；
其中，所述增强树脂由丙烯腈单体、苯乙烯单体、丙烯酸丁酯单体共聚得到，所述丙烯腈单体、苯乙烯单体、丙烯酸丁酯单体的摩尔配比为1:1:1。
其中，所述纳米红外矿石的粒径为70nm。
其中，所述纳米红外矿石由纳米电气石粉、纳米砭石粉、纳米麦饭石粉按重量比11：6：2的比例组成。
所述聚合物纺丝溶液由聚合物溶于溶剂制得，所述聚合物纺丝溶液中聚合物质量百分比浓度为25%，所述聚合物由聚丙烯腈、聚（丙烯腈-吡咯）、聚（丙烯腈-衣康酸铵）按摩尔比45:38:17的比例组成，所述溶剂由N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃按重量比1:1的比例组成。所述步骤（2）中，纳米红外矿石与聚合物纺丝溶液的质量比为1：8。
其中，所述植物纤维浆由植物纤维打成浆制得，所述植物纤维浆的固含量为42wt%，所述植物纤维由竹纤维、龙须草纤维、针叶松木纤维按重量比1:1:1的比例组成。
其中，所述表面活性剂由具有结构式（Ⅰ）烷基苯磺酸盐双子表面活性剂和具有结构式（Ⅱ）的季铵型双子表面活性剂按重量比3:4的比例组成：
结构式（Ⅰ）
结构式（Ⅱ）。
其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述分散剂由羧甲基纤维素、亚甲基双萘磺酸钠、丙烯酸酰胺按重量比1:1:3的比例组成。
所述红外滤纸的制备方法包括如下步骤：
A、按重量配比将微晶纤维素、红外功能粉末、硅藻土、分散剂、偶联剂、增强树脂、表面活性剂加入到植物纤维浆中，加热至65℃，得到混合浆料；
B、将所述混合浆料进行磨浆、抄纸、成型、烘干，即得所述的红外滤纸。
实施例5
一种改善发动机能耗与排放的燃油滤清器，包括滤清器本体，所述滤清器本体内按燃油流向依次设有远红外陶瓷滤芯和红外滤纸，所述远红外陶瓷滤芯的孔隙率为88%，孔密度为44ppi，所述红外滤纸由如下重量份的原料组成：
植物纤维浆 140份
微晶纤维素 15份
红外功能粉末 35份
硅藻土 8份
分散剂 6份
偶联剂 4份
增强树脂 18份
表面活性剂 4份；
其中，所述红外功能粉末的制备方法包括如下步骤：
（1）将纳米红外矿石加入聚合物纺丝溶液中，并进行超声分散，得到纺丝原液；
（2）将纺丝原液进行静电纺丝，得到纳米纤维，纺丝电压为30kV，纺丝温度为34℃；
（3）将所述纳米纤维进行预氧化，然后置于惰性气体氛围中升温碳化，制得所述红外功能粉末，预氧化温度为330℃，预氧化时间为2.5h；碳化温度为1150℃，碳化时间为2.5h；
其中，所述增强树脂由丙烯腈单体、苯乙烯单体、丙烯酸丁酯单体共聚得到，所述丙烯腈单体、苯乙烯单体、丙烯酸丁酯单体的摩尔配比为5:1:1。
其中，所述纳米红外矿石的粒径为35nm。
其中，所述纳米红外矿石由纳米电气石粉、纳米砭石粉、纳米麦饭石粉按重量比10：8：3的比例组成。
所述聚合物纺丝溶液由聚合物溶于溶剂制得，所述聚合物纺丝溶液中聚合物质量百分比浓度为35%，所述聚合物由聚丙烯腈、聚（丙烯腈-吡咯）、聚（丙烯腈-衣康酸铵）按摩尔比55:37:8的比例组成，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。所述步骤（2）中，纳米红外矿石与聚合物纺丝溶液的质量比为1：8.5。
其中，所述植物纤维浆由植物纤维打成浆制得，所述植物纤维浆的固含量为57wt%，所述植物纤维由竹纤维、龙须草纤维、针叶松木纤维按重量比1:1:1的比例组成。
其中，所述表面活性剂由具有结构式（Ⅰ）烷基苯磺酸盐双子表面活性剂和具有结构式（Ⅱ）的季铵型双子表面活性剂按重量比2:5的比例组成：
结构式（Ⅰ）
结构式（Ⅱ）。
其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述分散剂由羧甲基纤维素、亚甲基双萘磺酸钠、丙烯酸酰胺按重量比2:1:2的比例组成。
所述红外滤纸的制备方法包括如下步骤：
A、按重量配比将微晶纤维素、红外功能粉末、硅藻土、分散剂、偶联剂、增强树脂、表面活性剂加入到植物纤维浆中，加热至55℃，得到混合浆料；
B、将所述混合浆料进行磨浆、抄纸、成型、烘干，即得所述的红外滤纸。
实施例6
一种改善发动机能耗与排放的燃油滤清器，包括滤清器本体，所述滤清器本体内按燃油流向依次设有远红外陶瓷滤芯和红外滤纸，所述远红外陶瓷滤芯的孔隙率为88%，孔密度为46ppi，所述红外滤纸由如下重量份的原料组成：
植物纤维浆 130份
微晶纤维素 12.5份
红外功能粉末 33份
硅藻土 6份
分散剂 7份
偶联剂 3份
增强树脂 18份
表面活性剂 3份；
其中，所述红外功能粉末的制备方法包括如下步骤：
（1）将纳米红外矿石加入聚合物纺丝溶液中，并进行超声分散，得到纺丝原液；
（2）将纺丝原液进行静电纺丝，得到纳米纤维，纺丝电压为28kV，纺丝温度为34℃；
（3）将所述纳米纤维进行预氧化，然后置于惰性气体氛围中升温碳化，制得所述红外功能粉末，预氧化温度为380℃，预氧化时间为2.7h；碳化温度为1020℃，碳化时间为1.5h；
其中，所述增强树脂由丙烯腈单体、苯乙烯单体、丙烯酸丁酯单体共聚得到，所述丙烯腈单体、苯乙烯单体、丙烯酸丁酯单体的摩尔配比为2:1:3。
其中，所述纳米红外矿石的粒径为16nm。
其中，所述纳米红外矿石由纳米电气石粉、纳米砭石粉、纳米麦饭石粉按重量比10：8：3的比例组成。
所述聚合物纺丝溶液由聚合物溶于溶剂制得，所述聚合物纺丝溶液中聚合物质量百分比浓度为26%，所述聚合物为聚丙烯腈，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。所述步骤（2）中，纳米红外矿石与聚合物纺丝溶液的质量比为1：9。
其中，所述植物纤维浆由植物纤维打成浆制得，所述植物纤维浆的固含量为46wt%，所述植物纤维由竹纤维、龙须草纤维、针叶松木纤维按重量比1:3:1的比例组成。
其中，所述表面活性剂由具有结构式（Ⅰ）烷基苯磺酸盐双子表面活性剂和具有结构式（Ⅱ）的季铵型双子表面活性剂按重量比1:2的比例组成：
结构式（Ⅰ）
结构式（Ⅱ）。
其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述分散剂由羧甲基纤维素、亚甲基双萘磺酸钠、丙烯酸酰胺按重量比2:1:2的比例组成。
所述红外滤纸的制备方法包括如下步骤：
A、按重量配比将微晶纤维素、红外功能粉末、硅藻土、分散剂、偶联剂、增强树脂、表面活性剂加入到植物纤维浆中，加热至60℃，得到混合浆料；
B、将所述混合浆料进行磨浆、抄纸、成型、烘干，即得所述的红外滤纸。
对比例1
一种燃油滤清器，包括滤清器本体，所述滤清器本体内设普通纤维滤纸，所述普通纤维滤纸包括如下重量份的原料：
植物纤维浆 110份
聚丙烯酰胺 6.5份
膨润土 12.5份
表面活性剂 3份；
其中，所述植物纤维浆由植物纤维打成浆制得，所述植物纤维浆的固含量为55wt%，所述植物纤维为针叶松木纤维。
所述普通纤维滤纸的制备方法包括如下步骤：
A、按重量配比将聚丙烯酰胺、蒙脱土、表面活性剂加入到植物纤维浆中，加热至60℃，得到混合浆料；
B、将所述混合浆料进行磨浆、抄纸、成型、烘干，即得所述的普通纤维滤纸。
将实施例1-6和对比例1的滤纸分别按照GB/T451.2-2002、GB/T2679.3-1996、GB/T454-2002、GB/T2679.14进行定量、挺度、耐破度、孔径进行检测，得到下表。
由上表可知，本申请的红外滤纸较一般纤维滤纸挺度、透气度和耐破度均有很大的提升，证明本申请的红外功能粉末分散均匀，结合牢度高。
将实施例1-6和对比例1的滤清器用于车龄6年以上的汽车中，车辆型号、排放情况、油耗情况见下表，排放情况中，实施例6的检测依据是GB18258-2005《点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测试方法（双怠速法及简易工况法）》，实施例2-5和对比例1的检测依据是DB44/592-2009《在用点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法（稳态工况法）》。
由上表可知，本发明的滤清器具有明显改善排放和降低油耗的作用，通过实施例1-6与对比例的对比可知，本发明的红外功能粉末确实能够起到活化燃油、提供燃烧效率的作用，具有极大的市场前景。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种改善发动机能耗与排放的燃油滤清器，包括滤清器本体，其特征在于：所述滤清器本体内按燃油流向依次设有远红外陶瓷滤芯和红外滤纸，所述远红外陶瓷滤芯的孔隙率为80％-90％，孔密度为30-50ppi，所述红外滤纸由如下重量份的原料组成：
所述红外功能粉末的制备方法包括如下步骤：
(1)将纳米红外矿石加入聚合物纺丝溶液中，并进行超声分散，得到纺丝原液；
(2)将纺丝原液进行静电纺丝，得到纳米纤维；
(3)将所述纳米纤维进行预氧化，然后置于惰性气体氛围中升温碳化，制得所述红外功能粉末；
其中，所述纳米红外矿石为纳米电气石粉、纳米砭石粉、纳米麦饭石粉和纳米锗石粉中的至少一种；
其中，所述聚合物纺丝溶液由聚合物溶于溶剂制得，所述聚合物纺丝溶液中聚合物的质量百分比浓度为20％-40％，所述聚合物为聚丙烯腈和聚丙烯腈衍生物中的至少一种，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和四氢呋喃中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种改善发动机能耗与排放的燃油滤清器，其特征在于：所述增强树脂由丙烯腈单体、苯乙烯单体和丙烯酸丁酯单体共聚得到，所述丙烯腈单体、苯乙烯单体和丙烯酸丁酯单体的摩尔配比为2:1:3。
3.根据权利要求1所述的一种改善发动机能耗与排放的燃油滤清器，其特征在于：所述纳米红外矿石由纳米电气石粉、纳米砭石粉和纳米麦饭石粉按重量比10-12：5-9：1-3的比例组成。
4.根据权利要求1所述的一种改善发动机能耗与排放的燃油滤清器，其特征在于：所述聚合物由聚丙烯腈、聚(丙烯腈-吡咯)和聚(丙烯腈-衣康酸铵)按摩尔比40-60:35-45:5-15的比例组成，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
5.根据权利要求1所述的一种改善发动机能耗与排放的燃油滤清器，其特征在于：所述步骤(2)中，静电纺丝的纺丝电压为20-40kV，纺丝温度为30-40℃。
6.根据权利要求1所述的一种改善发动机能耗与排放的燃油滤清器，其特征在于：所述步骤(3)中，预氧化温度为300-400℃，预氧化时间为2-3h；碳化温度为1000-1200℃，碳化时间为1-3h。
7.根据权利要求1所述的一种改善发动机能耗与排放的燃油滤清器，其特征在于：所述植物纤维浆由植物纤维打成浆制得，所述植物纤维浆的固含量为40wt％-60wt％，所述植物纤维为竹纤维、龙须草纤维和针叶松木纤维中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种改善发动机能耗与排放的燃油滤清器，其特征在于：所述表面活性剂由具有结构式(Ⅰ)烷基苯磺酸盐双子表面活性剂和具有结构式(Ⅱ)的季铵型双子表面活性剂组成：
9.根据权利要求1所述的一种改善发动机能耗与排放的燃油滤清器，其特征在于：所述红外滤纸的制备方法包括如下步骤：
A、按重量配比将微晶纤维素、红外功能粉末、硅藻土、分散剂、偶联剂、增强树脂、表面活性剂加入到植物纤维浆中，加热至50-70℃混合均匀，得到混合浆料；
B、将所述混合浆料进行磨浆、抄纸、成型和烘干，制得所述红外滤纸。
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