一種汽車濾清器濾紙涂覆材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種汽車濾清器濾紙涂覆材料，由如下重量份的組分制得：1～6份的遠(yuǎn)紅外陶瓷粉、2～20份的海泡石納米纖維、4～10份的合成纖維、0.8～2份的硅烷偶聯(lián)劑、0.8～2份的稀釋劑、9～20份的施膠劑、20～40份的苯丙乳液、60～96份的木漿組成。利用本發(fā)明涂覆材料結(jié)合濾紙制作的空氣、燃油、機(jī)油濾清器，綜合作用明顯，汽車尾氣排放污染物減少13～40%，動力性能提高5%～15%，可節(jié)省燃油2%～7%，排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)。
【專利說明】一種汽車濾清器濾紙涂覆材料及其制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車濾清器濾紙涂覆材料，特別是涉及一種具有環(huán)保功能的濾清器濾材涂覆材料及其制造方法，屬于汽車環(huán)保【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車工業(yè)迅猛發(fā)展給人類帶來繁榮與便利，然而隨著汽車保有量的急劇增加，汽車排放造成的環(huán)境問題凸現(xiàn)出來。排放物中的氮氧化合物、揮發(fā)性有機(jī)物和可吸入顆粒物，在城市中心區(qū)所有污染源中的貢獻(xiàn)比例已分別達(dá)到66%、90%和26%。汽車濾清器具有對燃油、空氣和機(jī)油過濾的作用，濾芯是其主要的過濾部分，承擔(dān)著過濾工作，過濾材料的研究直接關(guān)系到過濾的效果。近年中國大中城市霧霾等大氣污染問題的加劇，更是對汽車用過濾紙的使用壽命、過濾精度、納污能力提出了越來越高的要求。
[0003]為了改善汽車濾清器的濾紙纖維網(wǎng)絡(luò)細(xì)節(jié)、孔隙結(jié)構(gòu)，先后開發(fā)了多種濾清器濾紙技術(shù)。
[0004]以單一材質(zhì)纖維為原料的過濾材料:為了提高過濾精度就要縮小孔徑，因而會增大過濾阻力，縮短使用壽命；為了減小過濾阻力，延長使用壽命，就要增大孔徑，因而會降低過濾精度。所以難以通過微觀孔隙的調(diào)節(jié)來平衡過濾精度和過濾阻力等性能參數(shù)。
[0005]以多種材質(zhì)纖維為原料的復(fù)合纖維過濾材料:利用合成纖維和植物纖維制造出了高性能復(fù)合過濾材料，如果對材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)未進(jìn)行有效控制，這種過濾材料將會與單一纖維成分的過濾材料一樣，仍難以通過微觀孔隙的調(diào)節(jié)來平衡過濾精度和過濾阻力等性能參數(shù)。
[0006]多層復(fù)合過濾紙:`將具有不同性能的過濾材料通過層疊復(fù)合來優(yōu)化過濾材料的綜合性能，一般將已成形的過濾材料再進(jìn)行二次加工復(fù)合，生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本較高，而且在材料的層與層之間存在明顯的界面。
[0007]梯度結(jié)構(gòu)過濾紙:在材料的剖面方向上存在孔徑連續(xù)變化的過濾紙,這種方法通過對工藝的有效控制，可實(shí)現(xiàn)不同纖維原料的梯度分布，內(nèi)部結(jié)構(gòu)中存在孔徑的連續(xù)變化，能合理地調(diào)節(jié)過濾效率與過濾阻力這一對矛盾參數(shù)，達(dá)到理想的過濾分離效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對現(xiàn)有過濾器濾紙存在的問題，本發(fā)明旨在利用高長徑比天然礦物材料納米纖維與在用汽車濾紙?jiān)旒埨w維復(fù)合技術(shù)，提供一種新型汽車環(huán)保濾清器濾紙涂覆材料及其制備方法。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0010]一種汽車濾清器濾紙涂覆材料，由如下重量份的組分制得:1~6份的遠(yuǎn)紅外陶瓷粉、2~20份的海泡石納米纖維、4~10份的合成纖維、0.8~2份的硅烷偶聯(lián)劑、0.8~2份的稀釋劑、9~20份的施膠劑、20~40份的苯丙乳液、60~96份的木漿組成。
[0011]其中，所述遠(yuǎn)紅外陶瓷粉由下述重量份的組分組成:中位徑0.1~2i!m，優(yōu)選0.5-1.4um的極性礦物電氣石超細(xì)粉18~62份，稀土氧化物4~8份，過渡金屬氧化物15~60份。
[0012]所述極性礦物電氣石為鐵電氣石、鎂電氣石、鐵鎂電氣石、鋰電氣石中的一種或幾種。
[0013]所述稀土氧化物為中位徑0.01~2 ii m，優(yōu)選0.08-1.7 ii m的CeO2、Ce2O3、La2O3中的一種或幾種。
[0014]所述過渡金屬氧化物由如下重量份的組分組成:2-8份的Fe203、1-3份的Mn02、1-8份的Co203、2-12份的CuO。所述合成纖維為聚丙烯腈聚酯、聚酰胺、聚丙烯或聚丙烯腈。
[0015]所述硅烷偶聯(lián)劑為十二烷基二甲氧基硅烷、乙烯基二乙氧基硅烷或乙烯基二甲氧
基硅烷。
[0016]所述稀釋劑為異丙醇、石油醚或苯醇。
[0017]所述施膠劑為聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯或聚丙烯酸丙酯。
[0018]所述木漿為本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的濾清器濾紙用木漿。
[0019]優(yōu)選地，所述汽車濾清器濾紙涂覆材料，由如下重量份的組分制得:1.5~6份的遠(yuǎn)紅外陶瓷粉、5~12份的海泡石納米纖維、4~10份的合成纖維、I~2份的硅烷偶聯(lián)劑、I~2份的稀釋劑、13~19份的施膠劑、25~38份的苯丙乳液、63~79份的木漿組成。
[0020]本發(fā)明還提供上述濾清器濾紙涂覆材料的制造方法，包括如下步驟:`[0021]I)將硅烷偶聯(lián)劑和稀釋劑加入遠(yuǎn)紅外陶瓷粉中充分?jǐn)嚢?0~30min后，靜置5~IOmin,80~120°C烘干；改善陶瓷粉末表面性能，使之與紙漿更好的融合，增加粉末在紙張中的牢固度。
[0022]2)將步驟I)表面預(yù)處理后的遠(yuǎn)紅外陶瓷粉、海泡石納米纖維、合成纖維、施膠劑、苯丙乳液同時(shí)加入打好的木漿中，采用機(jī)械攪拌，使之混合均勻，隨后加水調(diào)濃至3.0~
3.5%，制得漿液為涂覆材料。
[0023]經(jīng)由上述漿液涂覆的濾紙，應(yīng)用于空氣、燃油和機(jī)油濾清器中，具有高過濾精度、耐破度強(qiáng)、透氣性高、能釋放遠(yuǎn)紅外和負(fù)離子等特性。
[0024]海泡石為一種典型的硅酸鹽納米纖維礦物，其軸向和側(cè)壁存在豐富的納米孔，比表面大、空隙多，具有極強(qiáng)的吸附能力和過濾性能。但由于礦物納米纖維之間界面結(jié)合牢固，影響了過濾性能和吸附能力。常規(guī)球磨技術(shù)制備的海泡石納米粉，纖維的長徑比小，纖維性能不能充分發(fā)揮，而本發(fā)明采用高速氣流技術(shù)制備的直徑為80~lOOnm，長0.1~0.25um海泡石納米纖維，纖維性能可以得到充分發(fā)揮。
[0025]遠(yuǎn)紅外陶瓷粉能將空間中的能量轉(zhuǎn)化為特定頻率的遠(yuǎn)紅外線并釋放負(fù)離子。遠(yuǎn)紅外線與燃油分子及空氣分子發(fā)生同頻共振，使燃油與空氣中的大分子團(tuán)破碎成有序的小分子，使空氣分子與油分子充分結(jié)合，同時(shí)產(chǎn)生的大量負(fù)離子為燃燒提供了更加高效的氧化劑，兩者結(jié)合可以顯著改善燃燒質(zhì)量、提高燃燒率，從而使濾清器不僅具有過濾空氣和燃油雜質(zhì)的功能，而且可以達(dá)到提高動力，降低燃料損耗的功能，降低尾氣中有害氣體排放量。
[0026]合成纖維屬化學(xué)纖維類是用合成高分子化合物為原料制成。纖維挺直，表面光滑，密度小，富于彈性，具有熱水可溶性、熱封性、耐高溫性等性能，加入合成纖維的目的在于提高濾紙的過濾性能、強(qiáng)度及制造有特殊性能的濾紙。合成纖維原料一般是以很長的長絲合并而成的絲束，必須加以切斷。為保留合成纖維光滑、挺直、富于彈性的特點(diǎn)，采用切斷機(jī)切是較好的選擇。
[0027]本發(fā)明還提供一種按照質(zhì)量面積比涂布上述涂覆材料的汽車用濾紙，其中，質(zhì)量面積比為50g/m。
[0028]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果:
[0029]1.本發(fā)明應(yīng)用天然極性礦物材料電氣石、稀土氧化物和過渡金屬等多種材料制備的功能陶瓷復(fù)合材料具有輻射相關(guān)頻率遠(yuǎn)紅外線、釋放負(fù)離子功能。
[0030]2.利用本涂料制作濾紙工藝簡單，只需將涂料按一定質(zhì)量面積比涂布在濾紙，經(jīng)烘干后即可使用。
[0031]3.本發(fā)明濾紙過濾精度高、透氣性高和耐破度強(qiáng)。
[0032]4.利用本發(fā)明制作的濾紙遠(yuǎn)紅外發(fā)射率不低于85%，具有很強(qiáng)遠(yuǎn)紅外發(fā)射能力。
[0033]5.利用本發(fā)明制作的濾紙濾清器負(fù)離子濃度均不低于800個/cm3，具有很強(qiáng)的負(fù)離子發(fā)射能力。
[0034]經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)研究，利用本發(fā)明涂覆材料結(jié)合濾紙制作的空氣、燃油、機(jī)油濾清器，綜合作用明顯，汽車尾氣排放污染物減少13?40%，動力性能提高5%?15%，可節(jié)省燃油2%?7%,排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到歐IV標(biāo)準(zhǔn)。
【具體實(shí)施方式】
[0035]以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。其中，所述海泡石納米纖維為中科海泡石廠生產(chǎn)的纖維狀海泡石絨。
[0036]實(shí)施例1
[0037]1、遠(yuǎn)紅外陶瓷粉的制備:
[0038]中位徑0.5 μ m的鎂電氣石超細(xì)粉0.9kg，中位徑0.21 μ m的La2O30.1kg,Fe2O30.2kg，MnO20.3kg，Co2O30.1kg，CuO0.2kg。
[0039]2、濾清器濾紙涂覆材料的制備:
[0040]I)將硅烷偶聯(lián)劑和稀釋劑加入遠(yuǎn)紅外陶瓷粉中充分?jǐn)嚢?0min后，靜置8min，100°C烘干；改善陶瓷粉末表面性能，使之與紙漿更好的融合，增加粉末在紙張中的牢固度。
[0041]2)將步驟I)表面預(yù)處理后的遠(yuǎn)紅外陶瓷粉、海泡石納米纖維、合成纖維、施膠劑、苯丙乳液同時(shí)加入打好的木漿中，采用機(jī)械攪拌，使之混合均勻，隨后加水調(diào)濃至3.2%，制得漿液為涂覆材料。
[0042]應(yīng)用高速氣流技術(shù)制備高長徑比海泡石納米纖維，直徑為84nm，長0.21 μ m。采用切斷機(jī)切斷合成纖維，長度小于1cm。
[0043]其中，各組分配比見表I。
[0044]表I實(shí)施例1的配比(kg)
[0045]
I隱料_外陶海_ I _ I乙雜三z」I *聚麵麵
行瓷粉末 米纖維 睛聚SI 氧基硅垸 醇 乙藉 液 小水
I 重量 1.8 7.4 I 5.1 I 1.1 I 1.1 13.4 26.8 74.1
[0046]用配制的涂覆材料以質(zhì)量面積比50g/m涂覆到空氣濾清器濾紙上，烘干后制成環(huán)保型空氣濾清器濾紙。對紙張性能檢測，結(jié)果如表2。[0047]表2實(shí)施例1涂覆材料制備的濾紙性能測定結(jié)果
[0048]
【權(quán)利要求】
1.一種汽車濾清器濾紙涂覆材料，其特征在于，由如下重量份的組分制得:1~6份的遠(yuǎn)紅外陶瓷粉、2~20份的海泡石納米纖維、4~10份的合成纖維、0.8~2份的硅烷偶聯(lián)劑、0.8~2份的稀釋劑、9~20份的施膠劑、20~40份的苯丙乳液、60~96份的木漿組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述汽車濾清器濾紙涂覆材料，其特征在于，所述遠(yuǎn)紅外陶瓷粉由下述重量份的組分組成:中位徑0.1~2 y m的極性礦物電氣石超細(xì)粉40~60份，稀土氧化物4~8份，過渡金屬氧化物30~60份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述汽車濾清器濾紙涂覆材料，其特征在于，所述極性礦物電氣石為鐵電氣石、鎂電氣石、鐵鎂電氣石、鋰電氣石中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述汽車濾清器濾紙涂覆材料，其特征在于，所述稀土氧化物為中位徑0.01~2 ii m的CeO2、Ce2O3、La2O3中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述汽車濾清器濾紙涂覆材料，其特征在于，所述過渡金屬氧化物由如下重量份的組分組成:60~90%的Fe203、4~10%的Mn02、2~8%的Co203、2~8%的Cu。。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述汽車濾清器濾紙涂覆材料，其特征在于，所述合成纖維為聚丙烯腈聚酯、聚酰胺、聚丙烯或聚丙烯腈。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述汽車濾清器濾紙涂覆材料，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑為十二烷基二甲氧基硅烷、乙烯基二乙氧基硅烷或乙烯基二甲氧基硅烷。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述汽車濾清器濾紙涂覆材料，其特征在于，所述稀釋劑為異丙醇、石油醚或苯醇；所述施膠劑為聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯或聚丙烯酸丙酯。
9.權(quán)利要求1-8任一所述濾清器濾紙涂覆材料的制造方法，包括如下步驟: 1)將硅烷偶聯(lián)劑和稀釋劑加入遠(yuǎn)紅外陶瓷粉中充分?jǐn)嚢?0~30min后，靜置5~IOmin,80 ~120°C烘干； 2)將步驟I)表面預(yù)處理后的遠(yuǎn)紅外陶瓷粉、海泡石納米纖維、合成纖維、施膠劑、苯丙乳液同時(shí)加入打好的木漿中，采用機(jī)械攪拌，使之混合均勻，隨后加水調(diào)濃至3.0~3.5%，制得漿液為涂覆材料。
10.權(quán)利要求1-8任一所述涂覆材料涂布汽車用濾紙，其特征在于，涂布質(zhì)量面積比為50g/mo
【文檔編號】D21H19/40GK103774492SQ201410020564
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】鄭淑芬, 金偉 申請人:北京聯(lián)飛翔科技股份有限公司