CN107447512A - 一种适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布及其制备方法，按重量份计，所述无纺布包括聚丙烯无纺布28～55份、苯乙烯磺酸钠14～22份、N‑乙烯基‑2‑吡咯烷酮3～9份、丙烯酰胺11～24份、丙烯酸2～11份、二苯甲酮12～25份、正十六烷15～28份、碳酸钠3～11份、碳酸钙2～11份、去离子水12～23份、无水乙醇20～46份。本发明所述适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布能够显著提高复合滤材的过滤精度，同时也会引起过滤阻力的轻微增加；本发明所述适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布的纳污容量增大。
Description
技术领域
本发明属于材料化学领域，涉及一种功能性无纺布材料，具体为一种适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布及其制备方法。
背景技术
燃油滤纸是一种经过树脂浸渍加工的过滤用纸，主要作用是除去燃油中的杂质，防止发动机零件过度磨损，延长其寿命。燃油滤纸的性能主要由原纸、浸渍树脂和浸渍工艺三个因素决定。目前，滤纸原纸主要以植物纤维为原料，根据产品的特殊需求可以加入一些合成纤维或无机纤维。为了优化滤纸的过滤性能，原纸中的纤维直径大小以及纤维长短不尽相同。由于原纸紧度小、结构疏松、强度较低，不能满足过滤产品的要求，因此，需要经过浸渍工艺以提高其性能。浸渍树脂主要有水溶性和醇溶性两种。随着人们环保意识的增强，水溶性树脂得到越来越多的关注。燃油滤纸除需具有一般工业用纸的抗拉强度、撕裂度等物理性能外，还要求满足一些特殊性能指标：(1)单位面积上具有能够承受一定流体压力的能力，即有良好的耐破度和挺度；(2)满足燃油过滤材料透气度、最大孔径、平均孔径、过滤效率等方面的要求；(3)在保证过滤精度和使用寿命的同时尽量降低过滤阻力。目前，国内燃油滤材多为纸质结构，然而与无纺布过滤材料相比，纸质过滤材料仍然存在滤阻大、使用寿命短的缺点。
近年来，在节能减排相关国家政策的引导下，为满足排放法规的要求，各发动机厂家纷纷采用了高压共轨、电控单体(组合)泵等不同类型的高压喷射燃油电控系统。现代柴油机已进入电控时代，在各种工况下柴油机对燃油喷射的控制更加严格，包括对循环供油量进行精确控制、对喷油速率和喷油规律进行精确控制以获得在燃烧过程中理想的放热率；对喷油压力进行精确控制，以获得足够高的燃油喷射的初速度，使燃油粒度细化以提高雾化质量并加快燃烧速度以及对供油正时进行精确控制，以便在各种转速下总是以最佳供油提前角供油。为实现上述的几个精确控制，供油系统需要有足够高的响应速度，同时，系统中各种装置必须具备足够的可靠性，尤其是供油泵和喷油器，它直接影响到电控的质量。供油泵、喷油器或增压油塞精密偶件的磨损是电控失效的主要原因之一。而引起精密偶件磨损的主要原因是柴油中的污染物质，尤其是3～10μm的颗粒。由此可见燃油供给系统中的过滤部件“柴油滤清器”对主机的性能和可靠性的重要性。因而要求柴油滤清器必须能更有效地过滤或分离柴油中的机械杂质和水分，避免精密偶件的非正常磨损，保护电控系统从而保证发动机的性能及排放达标。
以往的柴油滤清器一般采用单层的过滤纸来加工滤芯，然而对于电控燃油喷射系统而言，单层的过滤纸很难同时满足过滤精度、油水分离和使用寿命的要求。目前市场上的高精度柴油滤清器的滤芯普遍采用的是无纺布与高精度柴油过滤纸的复合材料，但这种材料目前主要依赖从国外进口，因而大大增加了生产成本。因此，成功制备一种高效国产燃油滤材迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的是：为了克服现有技术的缺陷，获得一种能够高效过滤国产燃油的滤材，本发明提供了一种适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布及其制备方法。
技术方案：一种适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布，按重量份计，所述无纺布包括聚丙烯无纺布28～55份、苯乙烯磺酸钠14～22份、N-乙烯基-2-吡咯烷酮3～9份、丙烯酰胺11～24份、丙烯酸2～11份、二苯甲酮12～25份、正十六烷15～28份、碳酸钠3～11份、碳酸钙2～11份、去离子水12～23份、无水乙醇20～46份。
优选的，按重量份计，所述无纺布包括聚丙烯无纺布46份、苯乙烯磺酸钠18份、N-乙烯基-2-吡咯烷酮7份、丙烯酰胺21份、丙烯酸9份、二苯甲酮20份、正十六烷23份、碳酸钠8份、碳酸钙9份、去离子水19份、无水乙醇42份。
一种适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将聚丙烯无纺布裁剪为10cm×10cm的样品，用无水乙醇洗净后25～35℃条件下烘干，并围绕玻璃棒卷成圆柱状后捆扎；
(2)18～30℃条件下，将苯乙烯磺酸钠、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、丙烯酰胺溶于去离子水中，向其中滴加丙烯酸，混合均匀后置于4℃密封保存；
(3)将步骤(1)捆扎后的聚丙烯无纺布浸没在步骤(2)获得的溶液中，并转移至辐照管中，待抽真空和充氮除氧后密封辐照试管，并置于60Co源室中，在20～35℃条件下进行辐照；
(4)取出辐照后的聚丙烯无纺布，用去离子水浸泡并超声洗涤，然后置于电热鼓风干燥箱中，20～35℃条件下干燥至恒重；
(5)18～30℃条件下，将二苯甲酮和丙酮溶于正十六烷中，向其中滴加丙烯酸，然后将碳酸钠和碳酸钙分散于其中，混合均匀后置于4℃密封保存；
(6)将步骤(4)处理后的聚丙烯无纺布浸没于步骤(5)获得的溶液中，20～26℃条件下避光反应12～18小时，去离子水洗净，真空干燥后制得。
优选的，步骤(1)中将聚丙烯无纺布裁剪为10cm×10cm的样品，用无水乙醇洗净后31℃条件下烘干，并围绕玻璃棒卷成圆柱状后捆扎。
优选的，步骤(2)中26℃条件下，将苯乙烯磺酸钠、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、丙烯酰胺溶于去离子水中，向其中滴加丙烯酸，混合均匀后置于4℃密封保存。
优选的，步骤(3)中将步骤(1)捆扎后的聚丙烯无纺布浸没在步骤(2)获得的溶液中，并转移至辐照管中，待抽真空和充氮除氧后密封辐照试管，并置于60Co源室中，在28℃条件下进行辐照。
优选的，步骤(4)中取出辐照后的聚丙烯无纺布，用去离子水浸泡并超声洗涤，然后置于电热鼓风干燥箱中，32℃条件下干燥至恒重。
优选的，步骤(5)中25℃条件下，将二苯甲酮和丙酮溶于正十六烷中，向其中滴加丙烯酸，然后将碳酸钠和碳酸钙分散于其中，混合均匀后置于4℃密封保存。
优选的，步骤(6)中将步骤(4)处理后的聚丙烯无纺布浸没于步骤(5)获得的溶液中，23℃条件下避光反应15小时，去离子水洗净，真空干燥后制得。
有益效果：(1)本发明所述适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布能够显著提高复合滤材的过滤精度，同时也会引起过滤阻力的轻微增加；(2)本发明所述适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布的纳污容量增大。
具体实施方式
实施例1
一种适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布，按重量份计，所述无纺布包括聚丙烯无纺布28份、苯乙烯磺酸钠14份、N-乙烯基-2-吡咯烷酮3份、丙烯酰胺11份、丙烯酸2份、二苯甲酮12份、正十六烷15份、碳酸钠3份、碳酸钙2份、去离子水12份、无水乙醇20份。
一种适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将聚丙烯无纺布裁剪为10cm×10cm的样品，用无水乙醇洗净后25℃条件下烘干，并围绕玻璃棒卷成圆柱状后捆扎；
(2)18℃条件下，将苯乙烯磺酸钠、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、丙烯酰胺溶于去离子水中，向其中滴加丙烯酸，混合均匀后置于4℃密封保存；
(3)将步骤(1)捆扎后的聚丙烯无纺布浸没在步骤(2)获得的溶液中，并转移至辐照管中，待抽真空和充氮除氧后密封辐照试管，并置于60Co源室中，在20℃条件下进行辐照；
(4)取出辐照后的聚丙烯无纺布，用去离子水浸泡并超声洗涤，然后置于电热鼓风干燥箱中，20℃条件下干燥至恒重；
(5)18℃条件下，将二苯甲酮和丙酮溶于正十六烷中，向其中滴加丙烯酸，然后将碳酸钠和碳酸钙分散于其中，混合均匀后置于4℃密封保存；
(6)将步骤(4)处理后的聚丙烯无纺布浸没于步骤(5)获得的溶液中，20℃条件下避光反应12小时，去离子水洗净，真空干燥后制得。
实施例2
一种适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布，按重量份计，所述无纺布包括聚丙烯无纺布46份、苯乙烯磺酸钠18份、N-乙烯基-2-吡咯烷酮7份、丙烯酰胺21份、丙烯酸9份、二苯甲酮20份、正十六烷23份、碳酸钠8份、碳酸钙9份、去离子水19份、无水乙醇42份。
一种适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将聚丙烯无纺布裁剪为10cm×10cm的样品，用无水乙醇洗净后31℃条件下烘干，并围绕玻璃棒卷成圆柱状后捆扎；
(2)26℃条件下，将苯乙烯磺酸钠、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、丙烯酰胺溶于去离子水中，向其中滴加丙烯酸，混合均匀后置于4℃密封保存；
(3)将步骤(1)捆扎后的聚丙烯无纺布浸没在步骤(2)获得的溶液中，并转移至辐照管中，待抽真空和充氮除氧后密封辐照试管，并置于60Co源室中，在28℃条件下进行辐照；
(4)取出辐照后的聚丙烯无纺布，用去离子水浸泡并超声洗涤，然后置于电热鼓风干燥箱中，32℃条件下干燥至恒重；
(5)25℃条件下，将二苯甲酮和丙酮溶于正十六烷中，向其中滴加丙烯酸，然后将碳酸钠和碳酸钙分散于其中，混合均匀后置于4℃密封保存；
(6)将步骤(4)处理后的聚丙烯无纺布浸没于步骤(5)获得的溶液中，23℃条件下避光反应15小时，去离子水洗净，真空干燥后制得。
实施例3
一种适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布，按重量份计，所述无纺布包括聚丙烯无纺布55份、苯乙烯磺酸钠22份、N-乙烯基-2-吡咯烷酮9份、丙烯酰胺24份、丙烯酸11份、二苯甲酮25份、正十六烷28份、碳酸钠11份、碳酸钙11份、去离子水23份、无水乙醇46份。
一种适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将聚丙烯无纺布裁剪为10cm×10cm的样品，用无水乙醇洗净后35℃条件下烘干，并围绕玻璃棒卷成圆柱状后捆扎；
(2)30℃条件下，将苯乙烯磺酸钠、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、丙烯酰胺溶于去离子水中，向其中滴加丙烯酸，混合均匀后置于4℃密封保存；
(3)将步骤(1)捆扎后的聚丙烯无纺布浸没在步骤(2)获得的溶液中，并转移至辐照管中，待抽真空和充氮除氧后密封辐照试管，并置于60Co源室中，在35℃条件下进行辐照；
(4)取出辐照后的聚丙烯无纺布，用去离子水浸泡并超声洗涤，然后置于电热鼓风干燥箱中，35℃条件下干燥至恒重；
(5)30℃条件下，将二苯甲酮和丙酮溶于正十六烷中，向其中滴加丙烯酸，然后将碳酸钠和碳酸钙分散于其中，混合均匀后置于4℃密封保存；
(6)将步骤(4)处理后的聚丙烯无纺布浸没于步骤(5)获得的溶液中，26℃条件下避光反应18小时，去离子水洗净，真空干燥后制得。
对实施例1～3制备获得的适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布进行性能测定，结果如下表所示：
Claims (9)
1.一种适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布，其特征在于，按重量份计，所述无纺布包括聚丙烯无纺布28～55份、苯乙烯磺酸钠14～22份、N-乙烯基-2-吡咯烷酮3～9份、丙烯酰胺11～24份、丙烯酸2～11份、二苯甲酮12～25份、正十六烷15～28份、碳酸钠3～11份、碳酸钙2～11份、去离子水12～23份、无水乙醇20～46份。
2.根据权利要求1所述的一种适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布，其特征在于，按重量份计，所述无纺布包括聚丙烯无纺布46份、苯乙烯磺酸钠18份、N-乙烯基-2-吡咯烷酮7份、丙烯酰胺21份、丙烯酸9份、二苯甲酮20份、正十六烷23份、碳酸钠8份、碳酸钙9份、去离子水19份、无水乙醇42份。
3.权利要求1所述的一种适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将聚丙烯无纺布裁剪为10cm×10cm的样品，用无水乙醇洗净后25～35℃条件下烘干，并围绕玻璃棒卷成圆柱状后捆扎；
(2)18～30℃条件下，将苯乙烯磺酸钠、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、丙烯酰胺溶于去离子水中，向其中滴加丙烯酸，混合均匀后置于4℃密封保存；
(3)将步骤(1)捆扎后的聚丙烯无纺布浸没在步骤(2)获得的溶液中，并转移至辐照管中，待抽真空和充氮除氧后密封辐照试管，并置于60Co源室中，在20～35℃条件下进行辐照；
(4)取出辐照后的聚丙烯无纺布，用去离子水浸泡并超声洗涤，然后置于电热鼓风干燥箱中，20～35℃条件下干燥至恒重；
(5)18～30℃条件下，将二苯甲酮和丙酮溶于正十六烷中，向其中滴加丙烯酸，然后将碳酸钠和碳酸钙分散于其中，混合均匀后置于4℃密封保存；
(6)将步骤(4)处理后的聚丙烯无纺布浸没于步骤(5)获得的溶液中，20～26℃条件下避光反应12～18小时，去离子水洗净，真空干燥后制得。
4.根据权利要求3所述的一种适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布的制备方法，其特征在于，步骤(1)中将聚丙烯无纺布裁剪为10cm×10cm的样品，用无水乙醇洗净后31℃条件下烘干，并围绕玻璃棒卷成圆柱状后捆扎。
5.根据权利要求3所述的一种适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布的制备方法，其特征在于，步骤(2)中26℃条件下，将苯乙烯磺酸钠、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、丙烯酰胺溶于去离子水中，向其中滴加丙烯酸，混合均匀后置于4℃密封保存。
6.根据权利要求3所述的一种适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布的制备方法，其特征在于，步骤(3)中将步骤(1)捆扎后的聚丙烯无纺布浸没在步骤(2)获得的溶液中，并转移至辐照管中，待抽真空和充氮除氧后密封辐照试管，并置于60Co源室中，在28℃条件下进行辐照。
7.根据权利要求3所述的一种适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布的制备方法，其特征在于，步骤(4)中取出辐照后的聚丙烯无纺布，用去离子水浸泡并超声洗涤，然后置于电热鼓风干燥箱中，32℃条件下干燥至恒重。
8.根据权利要求3所述的一种适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布的制备方法，其特征在于，步骤(5)中25℃条件下，将二苯甲酮和丙酮溶于正十六烷中，向其中滴加丙烯酸，然后将碳酸钠和碳酸钙分散于其中，混合均匀后置于4℃密封保存。
9.根据权利要求3所述的一种适用于燃油过滤芯材的复合聚丙烯无纺布的制备方法，其特征在于，步骤(6)中将步骤(4)处理后的聚丙烯无纺布浸没于步骤(5)获得的溶液中，23℃条件下避光反应15小时，去离子水洗净，真空干燥后制得。
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