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汽车发动机滤纸性能带动浸渍树脂创新发展

2019-07-21 责任编辑:未填 浏览数:99 中国水性涂料网

核心提示:汽车发动机滤纸的主要作用是滤除发动机进气、机油、燃油中的粉尘和杂质,从而延长其使用寿命,对发动机工作的可持续性和后期保养维护有着重要的作用。与其他材料相比,纸质滤芯具有成本低、效率高,体积小,重量轻等

汽车发动机滤纸的主要作用是滤除发动机进气、机油、燃油中的粉尘和杂质,从而延长其使用寿命,对发动机工作的可持续性和后期保养维护有着重要的作用。与其他材料相比,纸质滤芯具有成本低、效率高,体积小,重量轻等优点。但是过滤纸原纸一般是由植物纤维抄造而成,由于原纸抗水性差、质地疏松柔软,其固有强度如耐破度、挺度等比较低,不能经受滤芯生产中的剧烈加工,也满足不了滤纸使用过程中的性能要求。故一般采用树脂浸渍对原纸进行增强,以满足加工与应用需求。

常用的发动机滤纸浸渍树脂有两种,溶剂型树脂和水性树脂。溶剂型树脂主要是醇溶性的酚醛树脂。虽然醇溶性酚醛树脂增强的滤纸具有强度高、抗水、抗油性能好等优点,但因为大量溶剂的使用,不利于环保。同时酚醛树脂体系固化速度慢,固化温度高,浸渍后固化耗能大。随着人们对环保、节能等方面的日益重视,溶剂型汽车发动机滤纸浸渍树脂已逐渐被水性树脂代替。水性树脂主要有水溶性酚醛树脂或水乳型酚醛树脂。它们虽然具有醇溶性酚醛树脂的优点;但是充分固化后的酚醛树脂是由亚甲基键连接刚性苯环的三维网络结构,这种结构特点是酚醛树脂赋予滤纸优良强度性能和耐化学性质的主要原因,也使得树脂固化后延伸率低、脆性大,在界面上容易出现应力裂纹;应用于滤纸则不利于其后续的加工和使用。现有技术中已经出现了通过外加增韧树脂的方法解决脆性以及混稳定性问题(如公开号CN103131127A,公开日2013年6月5日的中国发明专利申请)。但是传统的酚醛树脂体系中仍存在较多的游离甲醛、游离酚,在加工或固化过程会释放出甲醛等有害物质,污染工作环境,危害工人健康。其他水性乳液树脂如醋酸乙烯改性丙烯酸乳液(如公开号CN1388289,公开日2003年1月1日的中国发明专利申请中所公开的)和苯乙烯改性丙烯酸乳液(如公开号CN1657701A,公开日2005年8月24日的中国发明专利申请中所公开的)等,虽然环境友好;但是醋酸乙烯酯改性丙烯酸乳液的耐湿性能差,防潮性能不佳,给滤纸和发动机滤清器滤芯的加工和使用带来极极大负面影响;苯乙烯改性丙烯酸酯乳液虽在抗水性、抗潮性相较于醋酸乙烯酯乳液有所改善,但是在潮湿的天气环境下应用其负面影响还是很明显,此外,其强度性能、耐高温以及耐溶剂性能仍无法满足汽车发动机滤纸的要求。

目前国内对于汽车发动机过滤纸用浸渍环氧树脂乳液的报道较少。《阴离子水性环氧树脂乳液的制备及其在机油滤纸中的应用》(黄相旋,高校化学工程学报,2013,27(4):643-649)报道的阴离子水性环氧树脂乳液,文中采用苯甲酸和马来酸酐与环氧树脂环氧基团反应引入羧基基团,然后通过碱中和提高亲水性后可自乳化形成阴离子型环氧树脂乳液。由于该方法的环氧基团开环率(也即所消耗掉环氧基团的用量)必须达到35%以上,形成的乳液才具有良好的稳定性等性能。而环氧树脂上环氧基团的大量消耗必定造成固化后环氧树脂交联密度的下降,从而导致树脂强度性能和其他性能的下降。并且体系采用的碱为三乙醇胺,中和度为100%,这也对树脂的抗水性和稀释性能造成负面影响。《3种增强树脂体系在空气过滤纸的应用性能》(张文,造纸化学品,2018,37(5):38-40)一文只提及水性环氧树脂浸渍滤纸的应用,但是未披露水性环氧树脂的设计合成信息。《水性环氧树脂在机油滤纸的应用》(张文,造纸科学与技术,2018,37(4):53-56)一文只提及水性环氧树脂在机油滤纸的应用,也未披露水性环氧树脂的设计合成信息。

    随着汽车发动机性能的提高,对汽车发动机滤纸的性能要求也越来越高,因此高性能的汽车发动机浸渍树脂的需求远未得到满足。

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