一种应用于发动机进气总成和进气管路中的碳氢吸附材料及其制备方法与应用

文档序号:1928799 发布日期:2021-12-07 浏览:19次 >En<

阅读说明:本技术 一种应用于发动机进气总成和进气管路中的碳氢吸附材料及其制备方法与应用 (Hydrocarbon adsorption material applied to engine air inlet assembly and air inlet pipeline and preparation method and application thereof ) 是由 姚运振 李柏烨 刘文强 字洪 于 2020-06-05 设计创作,主要内容包括:本说明书一个或多个实施例提供一种应用于发动机进气总成和进气管路中的碳氢吸附材料及其制备方法与应用,所述碳氢吸附材料包括碳氢吸附层,所述碳氢吸附层包括以下重量份的各组分:吸附介质20-90份;纤维5-60份;胶黏剂5-30份。该碳氢吸附材料的强度较高,不容易分层,纤维与吸附介质相互交织成网状结构,纤维均匀分布在每一层提供强度,实际应用吸附介质不会脱层造成脱落问题;另外,纤维提供强度需要的胶黏剂少,吸附介质可任意复配,相同面积情况下,吸附介质质量可有效提高,产品吸附效率与吸附量得到很大提高。(One or more embodiments of the present disclosure provide a hydrocarbon adsorbing material applied to an intake assembly and an intake pipe of an engine, and a preparation method and an application thereof, where the hydrocarbon adsorbing material includes a hydrocarbon adsorbing layer, and the hydrocarbon adsorbing layer includes the following components in parts by weight: 20-90 parts of an adsorption medium; 5-60 parts of fibers; 5-30 parts of an adhesive. The carbon-hydrogen adsorption material has high strength and is not easy to layer, the fibers and the adsorption medium are interwoven into a net structure, the fibers are uniformly distributed on each layer to provide strength, and the adsorption medium cannot delaminate in practical application to cause the problem of falling off; in addition, the fiber needs less adhesive for providing strength, the adsorption medium can be compounded at will, the quality of the adsorption medium can be effectively improved under the condition of the same area, and the adsorption efficiency and the adsorption quantity of the product are greatly improved.)

一种应用于发动机进气总成和进气管路中的碳氢吸附材料及 其制备方法与应用

技术领域

本说明书一个或多个实施例涉及汽车进气系统燃油蒸汽排放控制技术领域,尤其涉及一种应用于发动机进气总成和进气管路中的碳氢吸附材料及其制备方法与应用。

背景技术

当汽车停车时,未经完全燃烧的碳氢化合物有一部分会随着油箱压力变化而从进气系统中慢慢穿透过滤器而溢出至大气中造成污染环境,随着国六排放法规的提升,现有的汽车主机厂也在尝试着多种方法解决这一问题以减少污染物排放。然而现有技术中存在着碳粉易脱落、吸附效果难于提升等问题。

发明内容

有鉴于此,本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种应用于发动机进气总成和进气管路中的碳氢吸附材料及其制备方法与应用。

基于上述目的,本说明书一个或多个实施例提供了一种应用于发动机进气总成和进气管路中的碳氢吸附材料,包括碳氢吸附层,所述碳氢吸附层包括以下重量份的各组分:

吸附介质 20-90份;

纤维 5-60份;

胶黏剂 5-30份。

本说明书一个或多个实施例中,可选的,所述碳氢吸附层包括以下重量份的各组分:

吸附介质 60-80份;

纤维 10-20份;

胶黏剂 10-20份。

本说明书一个或多个实施例中,可选的,所述碳氢吸附层中各组分每重量份的克重范围为1-20g/m2;优选,所述碳氢吸附层中各组份每重量份的克重范围为3~10g/m2

本说明书一个或多个实施例中,可选的,所述吸附介质选自活性炭、活性炭纤维、硅胶、氧化铝或碳分子筛中的一种或几种复配;

和/或,所述纤维选自、木浆纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维、天丝、芳纶纤维、聚酰胺纤维、聚苯撑苯并噁唑纤维、玻璃纤维、聚乙烯醇纤维或黏胶纤维的一种或几种复配;

和/或,所述胶黏剂选自硅酸钠胶黏剂、氧化铜-磷酸胶黏剂、环氧树脂胶黏剂、三醛胶黏剂、聚氨酯胶黏剂、丙烯酸酯胶黏剂、改性酚醛胶黏剂或聚醋酸乙烯胶黏剂中的一种或几种复配;

优选地,所述吸附介质为颗粒状或粉状的活性炭,选自粒径范围为 0.1μm-2000μm中的任意一种或多种活性炭。

本说明书一个或多个实施例中,可选的,在所述碳氢吸附层中,所述纤维与所述吸附介质相互交织成网状结构,所述纤维均匀分布在每一层提供强度。

本说明书一个或多个实施例中,可选的,所述碳氢吸附材料还包括复合焊接层,所述复合焊接层包括以下重量份的各组分:

焊接层材料 1-20份;

复合胶 1-10份。

本说明书一个或多个实施例中,可选的,所述焊接层材料选自聚丙烯膜、尼龙膜、聚乙烯膜或者无纺布中的一种或几种复配;

和/或,所述复合胶选自环氧树脂、酚醛树脂、聚氨基甲酸乙酯树脂或氨基塑料中的至少一种;

优选地,所述碳氢吸附层通过所述复合胶与所述焊接层材料粘结到一起。

基于同一发明构思,本说明书一个或多个实施例还提供了上述碳氢吸附材料的制备方法,所述碳氢吸附层的制备方法包括以下步骤:

所述纤维与所述吸附介质分别进行分散后在浆池中混合;

将混合后的浆料流送至纸机,经过冲浆后在纸机上成型,干燥;其中,所述胶黏剂与所述吸附介质和所述纤维混合直接抄造成纸,或者将胶黏剂施加在干燥的材料上;

烘干,将烘干后的材料卷取后卷。

本说明书一个或多个实施例中,可选的,上述碳氢吸附材料的制备方法还包括以下步骤;

将所述碳氢吸附层通过复合胶与焊接层材料粘结到一起,然后进行分切。

基于同一发明构思,本说明书一个或多个实施例还提供了上述碳氢吸附材料在吸附发动机进气总成和进气管路中的碳氢化合物中的应用。

本说明书一个或多个实施例中,可选的,将所述碳氢吸附层固定于发动机进气总成及进气管路中,具体工作过程为:

发动机停止工作时:从发动机中泄露的燃油蒸汽碳氢化合物溢出至进气总成及进气管路,被所述碳氢吸附层吸收;

当发动机启动时,空气从进气口进入,同时把所述碳氢吸附层吸收的碳氢化合物进行脱附,然后流入发动机燃烧;

优选地,所述碳氢吸附层通过复合焊接层固定于发动机进气总成及进气管路中。

从上面所述可以看出,本说明书一个或多个实施例提供的一种应用于发动机进气总成和进气管路中的碳氢吸附材料及其制备方法与应用,该碳氢吸附材料的强度较高,不容易分层,纤维与吸附介质相互交织成网状结构,纤维均匀分布在每一层提供强度,实际应用吸附介质不会脱层造成脱落问题;另外,纤维提供强度需要的胶黏剂少,吸附介质可任意复配,相同面积情况下,吸附介质质量可有效提高,产品吸附效率与吸附量得到很大提高。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的碳氢吸附材料的结构示意图;

图2为本说明书一个或多个实施例的碳氢吸附材料的结构示意图;

图3a为本说明书一个或多个实施例的碳氢吸附层的实物图;

图3b为本说明书一个或多个实施例的焊接层材料的实物图;

图3c为本说明书一个或多个实施例的碳氢吸附材料的实物截面图;

图4为本说明书一个或多个实施例中的碳氢吸附材料的各种形状图;

图5为本说明书一个或多个实施例中的碳氢吸附材料的生产工艺流程图;

图6为本说明书一个或多个实施例中的碳氢吸附材料在发动机进气总成及进气管路中的应用示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本公开进一步详细说明。

需要说明的是,除非另外定义,本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

如背景技术部分所述,当汽车停车时,未经完全燃烧的碳氢化合物有一部分会随着油箱压力变化而从进气系统中慢慢穿透过滤器而溢出至大气中造成污染环境,随着国六排放法规的提升,现有的汽车主机厂也在尝试着多种方法解决这一问题以减少污染物排放。

专利CN107435603A(专利名称:HC吸附装置,申请人:长城汽车股份有限公司,申请号:201610361642.3)中描述:在进气管道中设置一个封堵部和驱动机构,当汽车启动时,封堵部在驱动机构的驱动下,将进气管道完全打开,以使进气管道为进气流无阻挡进入的打开状态;当汽车停车时,封堵部在驱动机构控制下关闭,使进气管道封闭让燃油蒸汽无法溢出到过滤器中,从而避免了碳氢排放。

专利CN101171419A(专利名称:进气系统的碳氢化合物排放的控制,申请人:通用汽车环球科技运作公司,申请号:200680015014.4)中描述:通过在燃油泵中设置减压阀,避免停车或者温度升高时燃油油管中的压力增加而导致碳氢泄露。

专利CN101052455A(专利名称:蒸发排放物滤清器,申请人:霍尼韦尔国际公司,申请号:200580037697.9)中描述了一种排放物滤清器,其制造一种在两层柔性材料之间加入吸附介质的碳氢吸附材料,使其安装于滤清器壳体干净侧、脏侧、谐振器内壁处内吸附进气系统中泄露的碳氢化合物。

巴斯夫发明一种EVAP Trap MX产品,其通过在滤清器壳体内侧上喷涂活性炭涂层,以此吸附挥发溢出的碳氢。

然而,发明人研究发现,现有技术中存在各种问题,例如,专利 CN107435603A中,长城汽车股份有限公司加入封堵部要求的控制精度较高,进气管改进较大,如灵敏度出现误差或者控制不好,在发动机运行时封堵部关闭进气管道,将会造成车辆无法工作等意外情况。专利 CN101171419A中,通用汽车环球科技运作公司提供的改进方法主要是在油箱内增加控制阀以减少碳氢溢出至滤清器壳体,虽然有降低碳氢溢出,但是一方面是控制阀精度要求较高,成本也不便宜,同时并没有完全根治解决这一问题。而巴斯夫发明的EVAPTrap MX产品需要安装专门的碳粉喷涂工具,且容易生产过程中有碳粉挥发,造成加工污染,投入成本大,操作复杂,滤清器厂使用难于推广应用。

而专利CN101052455A中,霍尼韦尔国际公司提供的方案为无纺布中间夹带活性炭的材料,与汽车空调滤芯材料极为接近,但这种材料存在许多缺点,例如,碳氢吸附材料的碳粉等吸附介质过多会导致上下层的柔性材料(无纺布)无法相连而造成分层,吸附介质用量受到限制,同时其如吸附介质用很细的炭粉容易造成车间污染,产品需要的吸附介质不能太细会导致比表面积小、胶黏剂又很高导致活性炭堵孔而吸附下降。特别的,其安装在干净侧壳体上时,由于车辆的振动,非粘结壳体层容易受气流影响变形甚至脱落,导致中间层碳粉容易从两边脱落而流入发动机造成发动机磨损,如图1所示。

综合以上,现有技术存在着碳粉易脱落、吸附效果难于提升、成本高、难于实现等问题。在此基础上,本说明书一个或多个实施例提供的一种应用于发动机进气总成和进气管路中的碳氢吸附材料及其制备方法与应用,该碳氢吸附材料的强度较高,不容易分层,纤维与吸附介质相互交织成网状结构,纤维均匀分布在每一层提供强度,实际应用吸附介质不会脱层造成脱落问题;另外,纤维提供强度需要的胶黏剂少,吸附介质可任意复配,相同面积情况下,吸附介质质量可有效提高,产品吸附效率与吸附量得到很大提高;再者,本说明书采用造纸湿法制成碳氢吸附材料,采用纤维与吸附介质混合抄成纸,无论多细的吸附介质都能分散,分散在水中生产没有挥发粉尘污染,污染较少,成本低,易于实现。

本说明书一个或多个实施例提供的一种应用于发动机进气总成和进气管路中的碳氢吸附材料,包括碳氢吸附层,所述碳氢吸附层包括以下重量份的各组分:

吸附介质 20-90份;

纤维 5-60份;

胶黏剂 5-30份。

本说明书一个或多个实施例中,可选的,所述碳氢吸附层包括以下重量份的各组分:

吸附介质 60-80份;

纤维 10-20份;

胶黏剂 10-20份。

本说明书一个或多个实施例中,可选的,所述吸附介质选自活性炭、活性炭纤维、硅胶、氧化铝或碳分子筛中的一种或几种复配;

和/或,所述纤维选自木浆纤维、聚酯(PET)纤维、聚丙烯(PP)纤维、天丝、芳纶纤维、聚酰胺纤维、聚苯撑苯并噁唑(PBO)纤维、玻璃纤维、聚乙烯醇(PVA)纤维或黏胶纤维的一种或几种复配;

和/或,所述胶黏剂选自硅酸钠胶黏剂、氧化铜-磷酸胶黏剂、环氧树脂胶黏剂、三醛胶黏剂、聚氨酯胶黏剂、丙烯酸酯胶黏剂、改性酚醛胶黏剂或聚醋酸乙烯胶黏剂中的一种或几种复配。

在本说明书中,单独的吸附介质或纤维自身无结合能力,需要加入胶黏剂,使纤维与吸附介质相互交织成网状结构。

在本说明书中,在所述碳氢吸附层中,吸附介质具有很强的吸附能力,用于吸附发动机进气总成和进气管路中的碳氢化合物,纤维作为吸附介质的载体。发明人研究发现,吸附介质用量较多时通常存在碳氢吸附层强度不够且容易掉粉的问题,而减少吸附介质用量加大纤维用量,又会导致碳氢吸附层吸附效率降低而不能满足使用要求,两者很难平衡。发明人研究发现,当吸附介质和胶黏剂在本说明书中的用量范围内,吸附介质量多,纤维用量少,两者比例平衡到碳氢吸附层既有高的吸附效率,又有足够的使用强度。另外,在本发明的用量范围内,纤维提供强度需要的胶黏剂少,吸附介质可任意复配,相同面积情况下,吸附介质质量可有效提高,产品吸附效率与吸附量得到很大提高。

本说明书一个或多个实施例中,优选地,所述碳氢吸附层包括以下重量份的各组分:

吸附介质 70份;

纤维 15份;

胶黏剂 15份。

在本发明中,在该用量范围内,产品既具有足够的使用强度,产品吸附效率与吸附量又可达到最大。

本说明书一个或多个实施例中,可选地,所述碳氢吸附层中各组份每重量份的克重范围为1-20g/m2;优选,所述碳氢吸附层中各组份每重量份的克重范围为3~10g/m2

本说明书一个或多个实施例中,可选的,所述吸附介质为颗粒状或粉状的活性炭,粒径范围为0.1μm-2000μm中的任意一种或多种活性炭。将活性炭与纤维混合制成的碳氢吸附层,即为活性炭纤维纸,具有比粉状或颗粒状活性炭更为优良的吸附能力和吸附动力学行为。主要优点为:一是活性炭纤维纸的孔较小,孔径分布狭窄,大小尺寸均匀,比表面积最大可达 2500m2/g,为传统粒状产品的2~3倍;二是吸附性能优良,对有害气体组分的吸附能力为传统产品的1~10倍;三是吸附和解吸速度快。现有技术中的活性炭纤维的孔比本说明书的活性炭纤维纸的孔大,一般用于过滤器的滤芯中,吸附效率低,本说明书的活性炭纤维纸的孔较小,孔径分布狭窄,大小尺寸均匀,比表面积大,应用于发动机进气总成和进气管路中。

在本说明书中,发动机进气总成包含了空气滤清器总成、进气管道、谐振器等。空气经滤清器过滤杂质后,经由进气管道进入进气管路,与喷油嘴喷出的汽油混合后形成适当比例的燃油混合气,由进气门送入汽缸内点火燃烧,产生动力。对于化油器式或节气门体汽油喷射式发动机,进气管路指的是化油器或节气门体之后到气缸盖进气道之前的进气管路。它的功用是将空气、燃油混合气由化油器或节气门体分配到各缸进气道。在本说明书中的碳氢吸附层主要安装在滤清器壳体、进气管道、谐振器等内侧。

本说明书一个或多个实施例中,如图2和图3a所示,在所述碳氢吸附层中,所述纤维与所述吸附介质相互交织成网状结构,所述纤维均匀分布在每一层提供强度,实际应用吸附介质不会脱层造成脱落问题。

在本说明书中,碳氢吸附材料以碳氢吸附层为主体,复合焊接层可根据实际应用选择是否选用,而且复合焊接层的使用与否并不影响碳氢吸附层的吸附量和吸附效率。本说明书一个或多个实施例中,可选的,所述碳氢吸附材料还包括复合焊接层,所述复合焊接层包括以下重量份的各组分:

焊接层材料 1-20份;

复合胶 1-10份。

本说明书一个或多个实施例中,可选的,所述焊接层材料选自聚丙烯 (PP)膜、尼龙(PA)膜、聚乙烯(PE)膜或者无纺布中的一种或几种复配,结构如图3b所示;

所述复合胶可为复合树脂,分为热塑性和热固性两种类型,选自环氧树脂、酚醛树脂、聚氨基甲酸乙酯树脂或氨基塑料中的一种或几种复配。如图2和图3c所示,优选地,所述碳氢吸附层通过所述复合胶与所述焊接层材料粘结到一起。

本说明书中的碳氢吸附层可通过焊接(需复合焊接层)、胶粘、注塑周边等多种方式固定于发动机进气总成及进气管路中,可选的,所述碳氢吸附层通过所述复合胶与所述焊接层材料粘结到一起,并固定于发动机进气总成及进气管路中。

本说明书的碳氢吸附材料在进气系统总成上使用以加强对燃油蒸发排放的控制的应用。其中,根据实际需要,碳氢吸附材料在壳体中的形状可以是多种的,如图4所示。

基于同一发明构思,如图5所示,本说明书一个或多个实施例还提供了上述碳氢吸附材料的制备方法,所述碳氢吸附层的制备方法包括以下步骤:

所述纤维与所述吸附介质分别进行分散后在浆池中混合;

将混合后的浆料流送至纸机,经过冲浆后在纸机上成型,干燥;其中,胶黏剂可选择以下两种方式之一进行添加混合增强,可在浆池内与吸附介质与纤维混合直接抄造成纸,或者通过其他棍筒或者喷涂方式施加在干燥的材料上进行树脂增强;其中成型方式可为长网、圆网、斜网中的一种或多种结合抄造而成;所述干燥为在60-150℃下进行干燥;

烘干,将烘干后的材料卷取后卷;所述烘干为80-160℃下进行烘干。

本说明书采用造纸湿法制成碳氢吸附层,采用纤维与吸附介质混合抄成纸,无论多细的吸附介质都能分散,分散在水中生产没有挥发粉尘污染,污染较少,成本低,易于实现。

碳氢吸附层可根据实际情况选择是否使用复合胶把焊接层材料粘结到一起,本说明书一个或多个实施例中,可选的,上述制备方法还包括以下步骤;

将所述碳氢吸附层通过复合胶与焊接层材料粘结到一起,然后进行分切,在实际应用中,可根据实际需要,碳氢吸附材料分切成不同大小。

本说明书的碳氢吸附材料解决的现有技术问题如下:

(1)采用造纸湿法制成碳氢吸附材料,采用纤维与吸附介质混合抄成纸,无论多细的吸附介质都能分散,分散在水中生产没有挥发粉尘污染,污染较少且成本便宜,容易大批量生产和便携安装。

(2)产品的强度较高,不容易分层,纤维与吸附介质相互交织成网状结构,纤维均匀分布在每一层提供强度。实际应用不会脱层造成脱落问题。

(3)纤维提供强度需要的黏胶剂少,同时粗细碳粉可任意复配,相同面积情况下,吸附介质质量可有效提高,产品吸附效率与吸附量得到很大提高。

基于同一发明构思,本说明书一个或多个实施例还提供了碳氢吸附材料在吸附发动机进气总成和进气管路中的碳氢化合物中的应用。

本说明书一个或多个实施例中,如图6所示,将所述碳氢吸附层固定于发动机进气总成及进气管路中,具体工作过程为:

发动机停止工作时:从发动机中泄露的燃油蒸汽碳氢化合物溢出至进气总成及进气管路,被所述碳氢吸附层1吸收;

当发动机启动时,空气从进气口进入,同时把所述碳氢吸附层1吸收的碳氢化合物进行脱附,然后流入发动机燃烧。

优选地,所述碳氢吸附层通过复合焊接层固定于发动机进气总成及进气管路中,具体为:碳氢吸附层通过复合树脂与焊接层材料粘结到一起,并安装在滤清器壳体、进气管道、谐振器等内侧。

以下,通过具体的实施例来详细说明本说明书一个或多个实施例的技术方案。

需要说明的一点,以下实施例中1份对应6g/m2

实施例1一种碳氢吸附材料的制备方法

在本实施例中,碳氢吸附材料包括碳氢吸附层,包括以下质量的各组分:

粉状活性炭70份,420g/m2,粉状活性炭的平均粒径为10μm;木浆纤维15份,90g/m2;聚氨酯胶黏剂15份,90g/m2

所述碳氢吸附层的制备方法包括以下步骤:

粉状活性炭与木浆纤维分别用水进行分散后在浆池中混合搅拌均匀;

在搅拌均匀后的浆料中加入聚氨酯胶黏剂;

将混合后的浆料流送至纸机,经过冲浆后在纸机上成型,在60-150℃的干燥箱内干燥(前干燥);

在80-160℃下烘干(后干燥),将烘干后的材料卷取后卷,得到碳氢吸附层。

实施例2一种碳氢吸附材料的制备方法

在本实施例中,与实施例1不同之处在于,实施例1采用的是粉状活性炭,本实施例采用的是颗粒状活性炭,其余均相同。具体为,碳氢吸附材料包括碳氢吸附层,包括以下质量的各组分:

颗粒状活性炭70份,420g/m2,颗粒状活性炭的平均粒径200μm;木浆纤维15份,90g/m2;聚氨酯胶黏剂15份,90g/m2

所述碳氢吸附层的制备方法包括以下步骤:

颗粒状活性炭与木浆纤维分别用水进行分散后在浆池中混合搅拌均匀;

在搅拌均匀后的浆料中加入聚氨酯胶黏剂;

将混合后的浆料流送至纸机,经过冲浆后在纸机上成型,在60-150℃的干燥箱内干燥(前干燥);

在80-160℃下烘干(后干燥),将烘干后的材料卷取后卷,得到碳氢吸附层。

实施例3一种碳氢吸附材料的制备方法

本实施例中,与实施例1不同之处在于,实施例1采用的总份数是100 份,本实施例采用的总份数是33份,其余均相同。具体为,碳氢吸附材料包括碳氢吸附层,包括以下质量的各组分:

粉末状活性炭23份,138g/m2,粉末状活性炭的平均粒径10μm;木浆纤维5份,30g/m2;聚氨酯胶黏剂5份,30g/m2

所述碳氢吸附层的制备方法包括以下步骤:

颗粒状活性炭与木浆纤维分别用水进行分散后在浆池中混合搅拌均匀;

在搅拌均匀后的浆料中加入聚氨酯胶黏剂;

将混合后的浆料流送至纸机,经过冲浆后在纸机上成型,在60-150℃的干燥箱内干燥(前干燥);

在80-160℃下烘干(后干燥),将烘干后的材料卷取后卷,得到碳氢吸附层。

实施例4

一种碳氢吸附材料的制备方法

本实施例中,与实施例1不同之处在于,实施例1采用的总份数是100 份,本实施例采用的总份数是133份,其余均相同。具体为,碳氢吸附材料包括碳氢吸附层,包括以下质量的各组分:

粉末状活性炭93份,558g/m2,粉末状活性炭的平均粒径10μm;木浆纤维20份,120g/m2;聚氨酯胶黏剂20份,120g/m2

所述碳氢吸附层的制备方法包括以下步骤:

颗粒状活性炭与木浆纤维分别用水进行分散后在浆池中混合搅拌均匀;

在搅拌均匀后的浆料中加入聚氨酯胶黏剂;

将混合后的浆料流送至纸机,经过冲浆后在纸机上成型,在60-150℃的干燥箱内干燥(前干燥);

在80-160℃下烘干(后干燥),将烘干后的材料卷取后卷,得到碳氢吸附层。

实施例5一种碳氢吸附材料的制备方法

在本实施例中,与实施例1不同之处在于,实施例1采用的是木浆纤维,本实施例采用的是聚丙烯(PP)纤维,其余均相同。具体为,碳氢吸附材料包括碳氢吸附层,包括以下质量的各组分:

粉状活性炭70份,420g/m2,粉状活性炭的平均粒径为10μm;聚丙烯 (PP)纤维15份,90g/m2;聚氨酯胶黏剂15份,90g/m2

所述碳氢吸附层的制备方法包括以下步骤:

粉状活性炭与聚丙烯(PP)纤维分别用水进行分散后在浆池中混合搅拌均匀;

在搅拌均匀后的浆料中加入聚氨酯胶黏剂;

将混合后的浆料流送至纸机,经过冲浆后在纸机上成型,在60-150℃的干燥箱内干燥(前干燥);

在80-160℃下烘干(后干燥),将烘干后的材料卷取后卷,得到碳氢吸附层。

实施例6一种碳氢吸附材料的制备方法

在本实施例中,与实施例1不同之处在于,实施例1采用的是聚氨酯胶黏剂,本实施例采用的是环氧树脂胶黏剂,其余均相同。具体为,碳氢吸附材料包括碳氢吸附层,包括以下质量的各组分:

粉状活性炭70份,420g/m2,粉状活性炭的平均粒径为10μm;木浆纤维15份,90g/m2;环氧树脂胶黏剂15份,90g/m2

所述碳氢吸附层的制备方法包括以下步骤:

粉状活性炭与木浆纤维分别用水进行分散后在浆池中混合搅拌均匀;

在搅拌均匀后的浆料中加入环氧树脂胶黏剂;

将混合后的浆料流送至纸机,经过冲浆后在纸机上成型,在60-150℃的干燥箱内干燥(前干燥);

在80-160℃下烘干(后干燥),将烘干后的材料卷取后卷,得到碳氢吸附层。

实施例7一种碳氢吸附材料的制备方法

在本实施例中,与实施例1不同之处在于,在碳氢吸附层的制备方法中,实施例1是在浆池内将将聚氨酯胶黏剂与粉状活性炭和木浆纤维混合直接抄造成纸,本实施例通过棍筒或者喷涂方式将聚氨酯胶黏剂施加在干燥后的材料上,其余均相同。具体为,碳氢吸附材料包括碳氢吸附层,包括以下质量的各组分:

粉状活性炭70份,420g/m2,粉状活性炭的平均粒径为10μm;木浆纤维15份,90g/m2;聚氨酯胶黏剂15份,90g/m2;;

所述碳氢吸附层的制备方法包括以下步骤:

粉状活性炭与木浆纤维分别用水进行分散后在浆池中混合搅拌均匀;

将混合后的浆料流送至纸机,经过冲浆后在纸机上成型,在60-150℃的干燥箱内干燥(前干燥);

将聚氨酯胶黏剂通过棍筒或者喷涂方式施加在干燥后的材料上;

在80-160℃下烘干(后干燥),将烘干后的材料卷取后卷,得到碳氢吸附层。

实施例8一种碳氢吸附材料的制备方法

在本实施例中,与实施例1不同之处在于,粉状活性炭、木浆纤维和聚氨酯胶黏剂的用量不同,其余均相同。具体为,碳氢吸附材料包括碳氢吸附层,包括以下质量的各组分:

粉状活性炭85份,510g/m2,粉状活性炭的平均粒径为10μm;木浆纤维8份,48g/m2;聚氨酯胶黏剂7份,42g/m2

所述碳氢吸附层的制备方法包括以下步骤:

粉状活性炭与木浆纤维分别用水进行分散后在浆池中混合搅拌均匀;

在搅拌均匀后的浆料中加入聚氨酯胶黏剂;

将混合后的浆料流送至纸机,经过冲浆后在纸机上成型,在60-150℃的干燥箱内干燥(前干燥);

在80-160℃下烘干(后干燥),将烘干后的材料卷取后卷,得到碳氢吸附层。

实施例9一种碳氢吸附材料的制备方法

在本实施例中,与实施例1不同之处在于,粉状活性炭、木浆纤维和聚氨酯胶黏剂的用量不同,其余均相同。具体为,碳氢吸附材料包括碳氢吸附层,包括以下质量的各组分:

粉状活性炭40份,240g/m2,粉状活性炭的平均粒径为10μm;木浆纤维40份,240g/m2;聚氨酯胶黏剂20份,120g/m2

所述碳氢吸附层的制备方法包括以下步骤:

粉状活性炭与木浆纤维分别用水进行分散后在浆池中混合搅拌均匀;

在搅拌均匀后的浆料中加入聚氨酯胶黏剂;

将混合后的浆料流送至纸机,经过冲浆后在纸机上成型,在60-150℃的干燥箱内干燥(前干燥);

在80-160℃下烘干(后干燥),将烘干后的材料卷取后卷,得到碳氢吸附层。

实施例10一种碳氢吸附材料的制备方法

在本实施例中,与实施例1不同之处在于,各组分不同,其余均相同。具体为,碳氢吸附材料包括碳氢吸附层,包括以下质量的各组分:

活性炭纤维70份,420g/m2,比表面积为1500m2/g,购买得到;聚苯撑苯并噁唑(PBO)纤维20份,120g/m2;丙烯酸酯胶黏剂10份,60g/m2

所述碳氢吸附层的制备方法包括以下步骤:

活性炭纤维与聚苯撑苯并噁唑(PBO)纤维分别用水进行分散后在浆池中混合搅拌均匀;

将混合后的浆料流送至纸机,经过冲浆后在纸机上成型,在108℃的干燥箱内干燥(前干燥);

将丙烯酸酯胶黏剂通过棍筒或者喷涂方式施加在干燥后的材料上;

在138℃下烘干(后干燥),将烘干后的材料卷取后卷,得到碳氢吸附层。

实施例11一种碳氢吸附材料的制备方法

在本实施例中,与实施例1不同之处在于,还包括复合焊接层,其余均相同。具体为,碳氢吸附材料包括碳氢吸附层和复合焊接层,碳氢吸附层包括以下质量的各组分:

粉状活性炭70份,420g/m2,粉状活性炭的平均粒径为10μm;木浆纤维15份,90g/m2;聚氨酯胶黏剂15份,90g/m2

复合焊接层包括以下质量的各组分:

聚丙烯(PP)膜3份,18g/m2;环氧树脂3份,18g/m2

所述碳氢吸附层的制备方法包括以下步骤:

粉状活性炭与木浆纤维分别用水进行分散后在浆池中混合搅拌均匀;

在搅拌均匀后的浆料中加入聚氨酯胶黏剂;

将混合后的浆料流送至纸机,经过冲浆后在纸机上成型,在60-150℃的干燥箱内干燥(前干燥);

在80-160℃下烘干(后干燥),将烘干后的材料卷取后卷,得到碳氢吸附层;

将碳氢吸附层通过环氧树脂把聚丙烯(PP)膜粘结到一起,分切成合适大小。

实施例12

在本实施例中,与实施例1不同之处在于,碳氢吸附层中的各组分用量不同,其余均相同。具体为,碳氢吸附材料包括碳氢吸附层,包括以下质量的各组分:

粉状活性炭50份,300g/m2,粉状活性炭的平均粒径为10μm;木浆纤维25份,150g/m2;聚氨酯胶黏剂25份,150g/m2

所述碳氢吸附层的制备方法包括以下步骤:

粉状活性炭与木浆纤维分别用水进行分散后在浆池中混合搅拌均匀;

在搅拌均匀后的浆料中加入聚氨酯胶黏剂;

将混合后的浆料流送至纸机,经过冲浆后在纸机上成型,在60-150℃的干燥箱内干燥(前干燥);

在80-160℃下烘干(后干燥),将烘干后的材料卷取后卷,得到碳氢吸附层。

实施例13

在本实施例中,与实施例1不同之处在于,碳氢吸附层中的各组分用量不同,其余均相同。具体为,碳氢吸附材料包括碳氢吸附层,包括以下质量的各组分:

粉状活性炭70份,420g/m2,粉状活性炭的平均粒径为10μm;木浆纤维25份g,150g/m2;聚氨酯胶黏剂5份,30g/m2

所述碳氢吸附层的制备方法包括以下步骤:

粉状活性炭与木浆纤维分别用水进行分散后在浆池中混合搅拌均匀;

在搅拌均匀后的浆料中加入聚氨酯胶黏剂;

将混合后的浆料流送至纸机,经过冲浆后在纸机上成型,在60-150℃的干燥箱内干燥(前干燥);

在80-160℃下烘干(后干燥),将烘干后的材料卷取后卷,得到碳氢吸附层。

对比例1

采用某外资公司制作的一种商品样壳体,其活性炭涂层喷涂在滤清器壳体内侧上,代替本申请中的碳氢吸附层用在壳体上。。

对比例2

采用现有技术中无纺布与活性炭组合方式,两层为无纺布层,中间为活性炭层的,代替本申请中的碳氢吸附层用在壳体上。

试验例1

将实施例1-12制备的碳氢吸附材料与对比例1-3中的碳氢吸附材料和现有产品对碳氢化合物进行定量、耐破度、吸附效率和吸附量的对比,结果见表1。

定量按GB/T 451.2-2002进行测量,耐破度按GB/T 454-2002进行测量,吸附量参考ASTM D5228,穿透54mg丁烷作为终止条件,具体为:HC吸附器安装在带滤芯的完整空气过滤器中,100cm2平板,以10g/hr的速度将 50%丁烷穿透至最多54mg,在22.7lpm下用干燥空气吹扫2小时,总共进行了十三周期的穿透和吹扫,BWC(吸附量)是最近三个周期的平均值。吸附效率=吸附的丁烷量/穿透的丁烷量×100%。

表1

从表1中可以看出,实施例1-4的对比可以看出,在材料生产工艺允许的情况下,粉状吸附效果比颗粒状吸附效果好,并在相同类型活性炭粉比例下随着总体克重增大吸附效果越好。

实施例1与实施例5的对比可以看出,采用聚丙烯纤维时,碳氢吸附材料的耐破度相较于木浆纤维制备的碳氢吸附材料,耐破度降低,但吸附量和吸附效率影响不大。

实施例1与实施例6的对比可以看出,相同添加比例下胶黏剂的不同对碳氢吸附材料的性能影响较小,但在实际应用中,不同添加比例下胶黏剂的不同对碳氢吸附材料的性能还是会有一定的影响。

实施例1与实施例8-9和实施例12-13的对比可以看出,碳的比例提高,吸附量和吸附效率会提高,但随着碳的比例继续提高,耐破度降低比较明显,但不影响实际使用,这说明吸附介质、纤维和胶黏剂在本说明书的用量范围内,制备的碳氢吸附材料均具有较好的性能,相比较而言,吸附介质60-80份,纤维10-20份,胶黏剂10-20份,制备的碳氢吸附材料不但具有更好的吸附量和吸附效率,其耐破度也具有更好的性能。

实施例1与实施例10的对比可以看出,吸附介质的不同会影响碳氢吸附材料的性能,但整体性能差别不同,均具有较好的性能。

实施例1与实施例11的对比可以看出,复合焊接层的存在与否并不影响碳氢吸附材料的性能。

实施例1与对比例1和2的对比可以看出,本说明书的碳氢吸附材料比现有技术中吸附材料在吸附效率和吸附量方面具有更好的效果,本说明书的吸附介质质量可有效提高,产品吸附效率与吸附量得到很大提高。

所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本公开的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。

本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此,凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。

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