CN113789686A - 一种耐高温机油滤纸及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种耐高温机油滤纸的制备方法，属于滤纸领域。包括机油滤纸原纸和树脂浸渍固化两部分，其中机油原纸由以下质量分数的原料组成：针叶木纤维24～67份，耐高温纤维22～74份，玻璃纤维0～8份、分散剂0～0.5份、湿强剂0～3份；浸渍树脂选用为热固性酚醛树脂。本公开所得耐高温机油滤纸具有良好的纸张强度、热稳定性好、耐高温性佳并且滤纸孔径小，过滤精度高、透气性好，过滤性佳等优点。

Description

一种耐高温机油滤纸及其制备方法
技术领域
本发明涉及机油滤纸技术领域，特别是涉及一种耐高温机油滤纸及其制备方法。
背景技术
汽车工业的飞速发展，带动了其相关配套材料的发展。为了保证机油系统的正常工作，必须采取有效的净化措施清除油液中的各种污染物，以提高或保持油液必需的清洁度。其中最有效而又最可靠的净化方法是过滤。机油滤纸是由滤纸原纸用酚醛树脂浸渍后，经热固化处理具有很高的挺度与强度，可以经受一定压差的过滤纸。早前市面上常用的机油滤纸主要是采用棉短绒抄造滤纸原纸，然后发展为采用丝光化的木浆纤维抄造机油滤纸原纸，而使用特种耐高温纤维的滤纸较少，因此其耐高温性能一般，随着世界科技的进步，随着发动机技术的不断发展，尤其是机油过滤器在较高温度下工作时间越来越长，除了对机油滤纸过滤性的要求以外，对机油过滤纸的耐高温性能以及耐老化性能等都有更高的期望。机油系统向高温，高压，大流量等方向发展是大势所趋，耐高温的机油滤纸的研制将有良好的发挥空间。选择合适的原材料和工艺条件来制备耐高温机油滤纸得尤为重要。
发明内容
本公开提供一种耐高温机油滤纸及其制备方法，本公开滤纸原纸由植物纤维针叶木阿拉巴马、短切的3mm的化学纤维聚酰亚胺纤维以及无机纤维玻璃棉纤维三种纤维预处理后混合制备获得的过滤纸具有更优异的综合性能，表现为原纸具备优异的耐高温性能，以及纸张透气度高、平均孔径小、纳污容量大、纸张耐老化性能良好的特点。
本发明技术方案如下：
本发明耐高温机油滤纸原纸是由如下重量份的浆料经疏解再与聚氧化乙烯、聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂，抄造制得：
Figure BSA0000247343960000011
后续对原纸进行耐高温处理时，浸渍所用阻燃剂为水型阻燃剂，浸渍固化所用树脂为酚醛树脂。
其中，所述浆料A由聚酰亚胺纤维经切短、疏解、PFI打浆14000～20000转制得，其纤维长度不超过3mm，纤维平均宽度为23.6μm；所述浆料B由针叶木阿拉巴马经疏解、打浆后制得，其叩解度为14～16°SR且纤维长度不超过5mm，纤维平均宽度为46.2μm；所述浆料C是玻璃棉纤维，其纤维长度不超过1mm，纤维平均宽度为20.8μm。
进一步地，所述耐高温机油滤纸其原纸的定量为120g/m2～135g/m2，透气度为270～470L·m2·s-1。在此基础上，本发明对机油滤纸原纸进行进一步处理，将纸张在阻燃剂A中浸渍后进行低温干燥，再将所得纸张置于热固性树脂中浸渍，对纸张进行浸渍上胶并加热固化。
根据本公开的至少一个制备方式，所述耐高温滤纸原纸由以下质量分数的原料组成：针叶木纤维阿拉巴马44.5％，聚酰亚胺纤维44％，玻璃棉纤维6％，聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂3％，聚氧化乙烯0.5％。
根据本公开的至少一个制备方式，聚氧化乙烯作为分散剂使用，目的将浆料中各纤维分散均匀利于纸张均匀抄片。
根据本公开的至少一个制备方式，聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂作为湿强剂使用，目的是为了在滤纸原纸浸渍时纸张不易破损，使其具备一定湿强度。
根据本公开的至少一个制备方式，一种耐高温机油滤纸的制备方式包括以下步骤：
步骤一、打浆，将针叶木阿拉巴马、聚酰亚胺纤维分别打浆得到相应的浆料。
步骤二、混合，将步骤一得到的浆料A、浆料B和浆料C按比例进行混合疏解得到混合浆料，疏解后依次加入湿强剂、分散剂进行搅拌。
步骤三、抄造，将疏解分散均匀的得到的混合浆料抄造成纸片，干燥后即得到耐高温机油滤纸原纸。
步骤四、浸渍固化，将原纸浸渍于阻燃剂A溶液中，浸渍一段时间后取出，用吸水纸吸去多余的浸渍液，使用烘箱进行烘干，再将得到的纸张浸渍于酚醛树脂甲醇溶液中，浸渍一段时间后取出用吸水纸吸去多余的树脂，60℃低温干燥后，再使用高温进行固化处理，得到所述耐高温机油滤纸。
根据本公开的至少一个制备方法，其中所述步骤三，浆料的上网浓度为0.03～0.05wt％。
根据本公开的至少一个制备方法，其中所述步骤三，机油滤纸原纸定量为120g/m2～135g/m2。
根据本公开的至少一个制备方法，其中所述步骤三，抄片得到的滤纸干燥时所用方式为平板干燥或烘箱干燥，干燥过程中不对纸张施加压力。
根据本公开的至少一个制备方法，其中所述步骤四，浸渍固化前需对纸张进行阻燃剂A浸渍，阻燃剂A为水溶性阻燃剂，浸渍时间为20s～50s，真空干燥处理的温度为50℃。
根据本公开的至少一个制备方法，其中所述步骤四，对纸张浸渍固化史所用树脂浓度为6％～10％，滤纸原纸上胶量为14％～33％，低温烘干温度为60℃，干燥时间为10～20min，固化温度为120～180℃，固化时间为10～25min。
根据上述制备方法，制备本公开样张效果具备如下特点：
本公开机油滤纸纸张纤维原材料采用聚酰亚胺纤维与阿拉巴马配抄，聚酰亚胺纤维是一种非植物纤维也是一种耐高温纤维，抄造出的纸张与其他纤维抄造的相比，耐高温性能更好，纸张在同等高温下条件下碳化程度更小。
本公开机油滤纸原纸紧度小，纸张结构疏松，透气度高，添加少量的的玻璃棉纤维可使滤纸透气度少量降低同时，原纸孔径大小有效减小。
本公开机油滤纸原纸纸张定量大致在120g/m2～135g/m2，相比之下纸张定量较大，制得的纸张纳污容量较大。
附图说明
附图示出了本公开的实施例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
图1至图5是本公开部分是实施例1至5耐高温机油滤纸成品纸80倍截面及200倍表面扫描电镜图。
图6(a)为本公开各实施例产品的阻燃滤纸原纸；(b)为本公开各实施例产品的阻燃滤纸成品纸张，图中5个产品从左至右从上到下均依次对应实施例1、2、3、4、5制得的产品。
图7(a)、(b)分别是本公开部分所用聚酰亚胺纤维未打浆前，200倍及2000倍纤维扫描电镜图。
图8(a)、(b)分别是本公开部分所用聚酰亚胺纤维打浆后，200倍及2000倍纤维扫描电镜图。
具体制备方法
下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的制备方法及实施方式中的特征可以相互组合，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
实施例1
一种耐高温机油滤纸，包括滤纸原纸的抄造及阻燃剂A的加入和树脂浸渍与固化：且所述机油滤纸原纸由以下质量分数的原料组成：打浆度为14°SR的针叶木阿拉巴马73.11％，PFI打浆20000转的耐高温聚酰亚胺纤维24.37％、分散剂聚氧化乙烯(PEO)0.5％、湿强剂聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂(PAE)2％。对纸张后续处理用到了水型阻燃剂A及热固性酚醛树脂。
上述耐高温机油滤纸的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、将聚酰亚胺纤维、阿拉巴马纤维分别打浆得到相应浆料；
步骤二、将步骤一得到的浆料进行疏解得到混合浆料，再依次加入湿强剂聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂及分散剂聚氧化乙烯使用恒速搅拌器进行搅拌；
步骤三、将步骤二得到的混合浆料采用快速纸张成型器进行抄片得到滤纸原纸湿片，将其放入平板干燥器中进行干燥处理，制的耐高温机油滤纸原纸，其原纸定量为120g/m2；
步骤四、将步骤三得到的耐高温机油滤纸原纸放入稀释一倍后的阻燃剂A溶液中浸渍30s，后取出用吸水纸吸去多余的浸渍液，使用烘箱进行烘干，随后使用40℃低温烘干，再将其放入浓度为6％的酚醛树脂甲醇溶液中，浸渍30s后取出，用吸水纸吸去多余的浸渍液，放入烘箱中经过70℃低温烘干，随后进行高温固化，其固化温度为140℃，固化时间15min，得到耐高温机油滤纸。
上述耐高温机油滤纸基本性能如表1所示，SEM微观形貌如图1所示。
实施例2
一种耐高温机油滤纸，包括滤纸原纸的抄造及阻燃剂A的加入和树脂浸渍与固化：且所述机油滤纸原纸由以下质量分数的原料组成：打浆度为14°SR的针叶木阿拉巴马59.6％，PFI打浆14000转的耐高温聚酰亚胺纤维35.8％、玻璃棉纤维2％、分散剂聚氧化乙烯(PEO)0.5％、湿强剂聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂(PAE)2％。对纸张后续处理用到了阻燃剂A及热固性酚醛树脂。
上述耐高温机油滤纸的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、将聚酰亚胺纤维、阿拉巴马纤维分别打浆得到相应浆料；
步骤二、将步骤一得到的浆料与一定量的玻璃棉纤维混合，进行疏解得到混合浆料，再依次加入湿强剂聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂及分散剂聚氧化乙烯使用恒速搅拌器进行搅拌；
步骤三、将步骤二得到的混合浆料采用快速纸张成型器进行抄片得到滤纸原纸湿片，将其放入平板干燥器中进行干燥处理，制的耐高温机油滤纸原纸，其原纸定量为125g/m2；
步骤四、将步骤三得到的耐高温机油滤纸原纸放入稀释一倍后的阻燃剂A溶液中浸渍25s，后取出用吸水纸吸去多余的浸渍液，使用烘箱进行烘干，随后使用40℃低温烘干，再将其放入浓度为6％的酚醛树脂甲醇溶液中，浸渍15s后取出，用吸水纸吸去多余的浸渍液，放入烘箱中经过70℃低温烘干，随后进行高温固化，其固化温度为120℃，固化时间10min，得到耐高温机油滤纸。
上述耐高温机油滤纸基本性能如表1所示，SEM微观形貌如图2所示。
实施例3
一种耐高温机油滤纸，包括滤纸原纸的抄造及阻燃剂A的加入和树脂浸渍与固化：且所述机油滤纸原纸由以下质量分数的原料组成：打浆度为14°SR的针叶木阿拉巴马46.23％，PFI打浆20000转的耐高温聚酰亚胺纤维46.23％、玻璃棉纤维4％、分散剂聚氧化乙烯(PEO)0.5％、湿强剂聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂(PAE)3％。对纸张后续处理用到了阻燃剂A及热固性酚醛树脂。
上述耐高温机油滤纸的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、将聚酰亚胺纤维、阿拉巴马纤维分别打浆得到相应浆料；
步骤二、将步骤一得到的浆料与一定量的玻璃棉纤维混合，进行疏解得到混合浆料，再依次加入湿强剂聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂及分散剂聚氧化乙烯使用恒速搅拌器进行搅拌；
步骤三、将步骤二得到的混合浆料采用快速纸张成型器进行抄片得到滤纸原纸湿片，将其放入平板干燥器中进行干燥处理，制的耐高温机油滤纸原纸，其原纸定量为122g/m2；
步骤四、将步骤三得到的耐高温机油滤纸原纸放入稀释一倍后的阻燃剂A溶液中浸渍20s，后取出用吸水纸吸去多余的浸渍液，使用烘箱进行烘干，随后使用40℃低温烘干，再将其放入浓度为8％的酚醛树脂甲醇溶液中，浸渍20s后取出，用吸水纸吸去多余的浸渍液，放入烘箱中经过70℃低温烘干，随后进行高温固化，其固化温度为160℃，固化时间10min，得到耐高温机油滤纸。
上述耐高温机油滤纸基本性能如表1所示，SEM微观形貌如图3所示。
实施例4
一种耐高温机油滤纸，包括滤纸原纸的抄造及阻燃剂A的加入和树脂浸渍与固化：且所述机油滤纸原纸由以下质量分数的原料组成：打浆度为14°SR的针叶木阿拉巴马34.29％，PFI打浆14000转的耐高温聚酰亚胺纤维57.16％、玻璃棉纤维6％、分散剂聚氧化乙烯(PEO)0.5％、湿强剂聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂(PAE)2％。对纸张后续处理用到了阻燃剂A及热固性酚醛树脂。
上述耐高温机油滤纸的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、将聚酰亚胺纤维、阿拉巴马纤维分别打浆得到相应浆料；
步骤二、将步骤一得到的浆料与一定量的玻璃棉纤维混合，进行疏解得到混合浆料，再依次加入湿强剂聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂及分散剂聚氧化乙烯使用恒速搅拌器进行搅拌；
步骤三、将步骤二得到的混合浆料采用快速纸张成型器进行抄片得到滤纸原纸湿片，将其放入平板干燥器中进行干燥处理，制的耐高温机油滤纸原纸，其原纸定量为125g/m2；
步骤四、将步骤三得到的耐高温机油滤纸原纸放入稀释一倍后的阻燃剂A溶液中浸渍20s，后取出用吸水纸吸去多余的浸渍液，使用烘箱进行烘干，随后使用40℃低温烘干，再将其放入浓度为10％的酚醛树脂甲醇溶液中，浸渍40s后取出，用吸水纸吸去多余的浸渍液，放入烘箱中经过70℃低温烘干，随后进行高温固化，其固化温度为180℃，固化时间15min，得到耐高温机油滤纸。
上述耐高温机油滤纸基本性能如表1所示，SEM微观形貌如图4所示。
实施例5
一种耐高温机油滤纸，包括滤纸原纸的抄造及阻燃剂A的加入和树脂浸渍与固化：且所述机油滤纸原纸由以下质量分数的原料组成：打浆度为12°SR的针叶木阿拉巴马22.11％，PFI打浆14000转的耐高温聚酰亚胺纤维66.33％、玻璃棉纤维8％、分散剂聚氧化乙烯(PEO)0.4％、湿强剂聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂(PAE)3％。对纸张后续处理用到了阻燃剂A及热固性酚醛树脂。
上述耐高温机油滤纸的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、将聚酰亚胺纤维、阿拉巴马纤维分别打浆得到相应浆料；
步骤二、将步骤一得到的浆料与一定量的玻璃棉纤维混合，进行疏解得到混合浆料，再依次加入湿强剂聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂及分散剂聚氧化乙烯使用恒速搅拌器进行搅拌；
步骤三、将步骤二得到的混合浆料采用快速纸张成型器进行抄片得到滤纸原纸湿片，将其放入平板干燥器中进行干燥处理，制的耐高温机油滤纸原纸，其原纸定量为115g/m2；
步骤四、将步骤三得到的耐高温机油滤纸原纸放入稀释1倍后的阻燃剂A溶液中浸渍35s，后取出用吸水纸吸去多余的浸渍液，使用烘箱进行烘干，随后使用40℃低温烘干，再将其放入浓度为10％的酚醛树脂甲醇溶液中，浸渍40s后取出，用吸水纸吸去多余的浸渍液，放入烘箱中经过70℃低温烘干，随后进行高温固化，其固化温度为140℃，固化时间20min，得到耐高温机油滤纸。
上述耐高温机油滤纸基本性能如表1所示，SEM微观形貌如图5所示。
表1实施例1-5耐高温机油滤纸的基本性能
Figure BSA0000247343960000061
Figure BSA0000247343960000071
对以上5个实施例获得的耐高温机油滤纸的纸张性能进行检测，结果如表1所示。与常规机油滤纸(孔径、碳化、紧度)相比，以上5个实施例获得的耐高温机油滤纸具有热性能稳定、透气度高、松厚度大、纳污容量大的特点，从而具有更高的安全性能。

Claims (9)

1.一种耐高温机油滤纸，其特征在于：滤纸原纸由如下重量份的浆料、聚氧化乙烯、聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂、抄造制得：
Figure FSA0000247343950000011
后续对原纸进行耐高温处理时，浸渍所用阻燃剂为水型阻燃剂，浸渍固化所用树脂为酚醛树脂。
2.根据权利要求1所述的耐高温机油滤纸，其特征在于：所述浆料A由聚酰亚胺纤维经切短、疏解、PFI打浆14000～20000转制得，且纤维长度不超过2.5mm；所述浆料B由针叶木阿拉巴马浆板经疏解、瓦力打浆后制得，其叩解度为14～16°SR且纤维长度不超过4.6mm；所述浆料C由玻璃纤维经疏解制得，且纤维长度不超过1mm。
3.根据权利要求1所述的耐高温机油滤纸，其特征在于：所述耐高温机油滤纸的原纸定量为120g/m2～135g/m2，透气度为270～470L·m2·s-1。
4.根据权利要求1所述的耐高温机油滤纸，其特征在于：要求1所述分散剂为聚氧化乙烯，湿强剂为聚酰胺环氧氯丙烷树脂。
5.一种耐高温机油滤纸的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：打浆，将针叶木阿拉巴马、聚酰亚胺纤维分别打浆得到相应的浆料。
步骤二：混合，将步骤一得到的浆料A、浆料B和浆料C按比例进行混合疏解得到混合浆料，疏解后依次加入湿强剂、分散剂进行搅拌。
步骤三：抄造，将疏解分散均匀的得到的混合浆料抄造成纸片，干燥后即得到耐高温机油滤纸原纸。
步骤四：浸渍，将原纸浸渍于阻燃剂A溶液中，浸渍一段时间后取出用吸水纸吸去多余的浸渍液，使用烘箱进行烘干，再将得到的纸张浸渍于酚醛树脂甲醇溶液中，浸渍一段时间后取出用吸水纸吸去多余的树脂，60℃低温干燥后，再使用高温进行固化处理，得到所述耐高温机油滤纸。
6.根据权利要求5所述的耐高温机油滤纸的制备方法，其特征在于：所述步骤二混合疏解，向所述混合浆料中加入的分散剂为聚氧化乙烯；加入的湿强剂为聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂。
7.根据权利要求5所述的耐高温机油滤纸的制备方法，其特征在于：所述步骤三抄造时，混合浆料的浓度为0.03～0.05wt％，干燥时采用平板干燥，其干燥温度为100℃，得到滤纸原纸定量为120g/m2～135g/m2。
8.根据权利要求5所述的耐高温机油滤纸的制备方法，其特征在于：所述步骤四浸渍固化前对纸张进行阻燃剂A浸渍，阻燃剂A为水溶性阻燃剂，浸渍时间为20s～50s，真空干燥处理的温度为50℃。
9.根据权利要求5所述的耐高温机油滤纸的制备方法，其特征在于：所述步骤四浸渍固化：酚醛树脂溶液的浓度6％～10％，浸渍时间为20s～50s，滤纸原纸上胶量为14％～33％；真空干燥处理的温度为60℃，干燥时间为15min～20min；固化温度120℃～180℃，固化时间10min～25min。
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