一种具有耐高温阻燃性胶液及应用该胶液的汽车空气滤纸的制备方法
阅读说明：本技术 一种具有耐高温阻燃性胶液及应用该胶液的汽车空气滤纸的制备方法 (High-temperature-resistant flame-retardant glue solution and preparation method of automobile air filter paper using same ) 是由 马建波 尹培农 王红旗 时同宝 王建 王村 马希之 冯永萍 于 2020-12-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种具有耐高温阻燃性胶液及应用该胶液的汽车空气滤纸的制备方法,所述汽车空气滤纸包括以下组份按质量分配比：丙烯酸树脂54-65％,阻燃剂A 30％-35％,阻燃剂B 3.0％-8.0％,抗水剂2.0-6.0％,涉及领域。本发明的阻燃剂A,是自交联的、无卤丙烯酸乳液,分解温度≥270℃,该阻燃剂处理的滤纸具有更低的压降和透气率；阻燃剂A与用阻燃剂B配合使用时,起到使各种作用机理共同发生作用,降低阻燃剂用量,使滤纸能够具有更优异的阻燃效果和耐高温效果；抗水剂为BASF丙烯酸酯树脂950aL,与市场上常用的的三聚氰胺树脂相比是一种无甲醛环保型高强度水性树脂,具有优异的热稳定性和力学性能,明显改善纸张的加工性能。(The invention discloses a high-temperature-resistant flame-retardant glue solution and a preparation method of automobile air filter paper using the same, wherein the automobile air filter paper comprises the following components in parts by mass: 54-65% of acrylic resin, 30-35% of flame retardant A, 3.0-8.0% of flame retardant B and 2.0-6.0% of water repellent agent, and relates to the field. The flame retardant A is self-crosslinking halogen-free acrylic emulsion, the decomposition temperature is more than or equal to 270 ℃, and the filter paper treated by the flame retardant has lower pressure drop and air permeability; when the flame retardant A is matched with the flame retardant B for use, various action mechanisms are acted together, the using amount of the flame retardant is reduced, and the filter paper has more excellent flame retardant effect and high temperature resistant effect; the water repellent agent is BASF acrylate resin 950aL, is formaldehyde-free environment-friendly high-strength water-based resin compared with common melamine resin in the market, has excellent thermal stability and mechanical property, and obviously improves the processing performance of paper.)
技术领域
本发明涉及滤纸技术领域，具体为一种具有耐高温阻燃性胶液及应用该胶液的汽车空气滤纸的制备方法。
背景技术
众所周知，发动机被称为汽车的"心脏"，空气滤清器扮演着汽车的"肺"的作用，能够有效过滤吸入空气中的杂质，从而降低汽车"心脏病"的发作概率，延长发动机的使用寿命。
车用空气滤纸是制备空气滤清器的主要材料之一，现在最常用的是经过树脂处理的微孔滤纸，其具有质量轻、成本低、性能稳定、滤清效果好等优点，但由于微孔滤纸主成分是纤维素，高温热解会导致滤纸燃烧，常会引发汽车发动机着火，甚至导致车毁人亡的惨剧，究其原因是由于气缸的高温会使易燃的胶黏剂处理的微孔滤纸达到着火点，或者是过滤时吸附到了可燃物等原因导致其燃烧，我国目前常用汽车发动机滤纸存在阻燃性能、耐温性能差等缺陷，因此对于车用空气滤纸提出更高的要求，不仅要求空气滤纸具有良好的阻燃性能，保证汽车在特殊环境下的如火灾现场、产生大量火星的环境时正常行驶；还要求空气滤纸在高温工作环境下仍能持续高效的工作。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决目前市场上存在的阻燃剂系列均使滤纸的透气度不同程度降低，且在高温下强度下降严重，不具有耐高温能力，在高温下滤纸碳化后脆裂，阻燃滤纸易吸潮变形，影响过滤性能的问题，提供一种具有耐高温阻燃性胶液及应用该胶液的汽车空气滤纸的制备方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有耐高温阻燃性胶液及应用该胶液的汽车空气滤纸的制备方法，所述汽车空气滤纸包括以下组份按质量分配比：丙烯酸树脂54-65％，阻燃剂A 30％-35％，阻燃剂B 3.0％-8.0％,抗水剂2.0-6.0％，
其制备方法包括步骤如下：
步骤(1)原纸制备：称取由丝光浆、针叶浆纤维、阔叶浆纤维、PET纤维组成的混合纤维进行浸泡40-50min碎解，碎解后加水稀释进行疏解，疏解后磨浆混合，在线加入湿强剂，经过斜网纸机抄造，制得具有多孔疏松结构的原纸；
步骤(2)浸涂胶液稀释液制备：按配比取丙烯酸树脂、阻燃剂A，阻燃剂B，最后加入抗水剂溶液搅拌15-20分钟，得到浸涂胶液。再在浸凃胶液中加入相应比例的水，搅拌15-25min得到稀释液；
步骤(3)涂布：将步骤(2)的浸涂胶液稀释液采用浸胶涂胶方式浸涂到步骤(1)制得的原纸上，经烘缸干燥后得到耐高温阻燃性汽车空气滤纸。
优选地，所述阻燃剂A为Hycar NH3069无卤阻燃丙烯酸乳液，所述阻燃剂B为BASFMelapur 200高效无卤阻燃剂，所述的抗水剂为BASF丙烯酸酯树脂950aL。
优选地，步骤(1)中，所述混合纤维按重量比计：丝光浆15％、针叶浆纤维占50％、阔叶浆纤维占20％、PET纤维占15％。
优选地，所述湿强剂为聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂，湿强剂的质量浓度为1-4％，湿强剂在线加入的流量为3-6L/h，湿强剂的加入量占混合纤维干重的1-3‰。
优选地，步骤(2)中，所述浸涂胶液稀释液中浸涂胶液的质量浓度为16-20％。
优选地，步骤(3)中，所述涂布车速为35-45m/min。
优选的，步骤(3)中，所述涂胶两侧压力设置：操作侧0.58Mpa传动侧0.58Mpa。
优选的，步骤(3)中，干燥为浸涂后的原纸经过14组依次连接的烘缸组进行干燥，第一组烘缸温度50℃，第二组烘缸温度65℃，第三组烘缸温75℃，第四组烘缸温度90℃，第五组烘缸温度95℃，第六组烘缸温度105℃，第七组烘缸温度115℃，第八组烘缸温度130℃，第九组烘缸温度135℃，第十组烘缸温度140℃，第十一组烘缸温度135℃，第十二组烘缸温度120℃，第十三组烘缸温度100℃，第十四组烘缸温度80℃每组干燥时间为5s。
最为优选的，该发明原料组分及其重量百分比组成如下：丙烯酸树脂55％，阻燃剂A 35.0％，阻燃剂B 5.0％，抗水剂5.0％，本发明步骤(1)得到的原纸的指标如下：定量：95±5g/m2，厚度：460±50μm，透气度：240±30L/m2*S，最大孔径：48±5μm，平均孔径：38±5μm；
本发明获得的耐高温阻燃性汽车空气滤纸成品滤纸，指标如下：定量：140±6g/m2，厚度：430±50μm，挺度：≥5.0mN*m，耐破度：≥320KPa，透气度：220±30L/m2*S，最大孔径：45±5μm，平均孔径：36±5μm，阻燃性能碳化长度≤85mm；
本发明的浸涂胶液中阻燃剂A，是自交联的、无卤丙烯酸乳液，分解温度≥270℃，该阻燃剂处理的滤纸具有更低的压降和透气率；阻燃剂B的高分子主链上富含氮、磷两种无卤阻燃元素、阻燃协效内外兼备、阻燃效率高，线型链式结构、端基经特殊稳定化处理，耐热性能突出。阻燃剂A与用阻燃剂B配合使用时，起到使各种作用机理共同发生作用，降低阻燃剂用量，使滤纸能够具有更优异的阻燃效果和耐高温效果；抗水剂为BASF丙烯酸酯树脂950aL，与市场上常用的的三聚氰胺树脂相比是一种无甲醛环保型高强度水性树脂，具有优异的热稳定性和力学性能，明显改善纸张的加工性能。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、采用本发明的胶液可浸涂不同物理性指标要求的空滤纸，使其具有耐高温阻燃性能。
2、采用本发明的胶液浸涂原纸，获得的产品具有更低的压降和更高的透气度和更高的容尘量。
3、采用本发明的浸涂胶液，获得的产品能够有效改善阻燃纸吸潮现象，提高产品的挺度和耐破度，使成品纸具有良好的加工性能。
4、本发明的胶液将两种阻燃剂复配使滤纸在具有良好的阻燃性能的前提下，在高温时仍具有良好的挺度和耐破度，从而延长滤清器的寿命。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种具有耐高温阻燃性胶液及应用该胶液的汽车空气滤纸的制备方法，所述汽车空气滤纸包括以下组份按质量分配比：丙烯酸树脂55％，阻燃剂A 37.0％，阻燃剂B 3.0％,抗水剂5.0％；所述阻燃剂A为Hycar NH3069无卤阻燃丙烯酸乳液，所述阻燃剂B为BASFMelapur 200高效无卤阻燃剂，所述的抗水剂为BASF丙烯酸酯树脂950aL；
其制备方法包括步骤如下：
步骤(1)原纸制备：称取由丝光浆、针叶浆纤维、阔叶浆纤维、PET纤维组成的混合纤维进行浸泡45min碎解，混合纤维中，按重量比计，丝光浆15.0％、针叶浆纤维占50％、、阔叶浆纤维占20％、PET纤维占15％。碎解完成后经过疏解机疏解后导入疏解浆池，在疏解浆池加入白水稀释后再经过锥形磨浆机磨浆后导入抄前池，混合好的纤维经过冲浆泵到达高位箱，在高位箱将稀释成2％浓度的湿强剂用计量泵调整到5L/h的流量在线添加到木浆纤维中，经过斜网纸机抄造出具有多孔疏松构造的原纸；
步骤(2)浸涂胶液稀释液制备：按比例抽取丙烯酸树脂，无卤阻燃丙烯酸乳液，Exolit op 1230无卤阻燃剂，最后加入抗水剂溶液搅拌15-20分钟，得到浸涂胶液。再在浸凃胶液中加入相应比例的水，搅拌15-25min得到稀释液；
步骤(3)涂布：将步骤(2)的浸涂胶液稀释液采用浸胶涂胶方式浸涂到步骤(1)制得的原纸上，涂布车速40m/min，涂胶两侧压力设置：操作侧0.58Mpa传动侧0.58Mpa；第一组烘缸温度50℃，第二组烘缸温度65℃，第三组烘缸温75℃，第四组烘缸温度90℃，第五组烘缸温度95℃，第六组烘缸温度105℃，第七组烘缸温度115℃，第八组烘缸温度130℃，第九组烘缸温度135℃，第十组烘缸温度140℃，第十一组烘缸温度135℃，第十二组烘缸温度120℃，第十三组烘缸温度100℃，第十四组烘缸温度80℃每组干燥时间为5s。
实施例2：
同实施例1所述的浸涂胶液，不同之处在于，原料组分及其重量百分比组成如下：
丙烯酸树脂55％，阻燃剂A 35.0％，阻燃剂B 5.0％，抗水剂5.0％。
实施例3：
同实施例1所述的浸涂胶液，不同之处在于，原料组分及其重量百分比组成如下：丙烯酸树脂55％，阻燃剂A 32.0％，阻燃剂B 8.0％，抗水剂5.0％。
实施例4：
同实施例1所述的浸涂胶液，不同之处在于，原料组分及其重量百分比组成如下：丙烯酸树脂60％，阻燃剂A 30.0％，阻燃剂B 8.0％，抗水剂2.0％。
实施例5：同实施例1所述的浸涂胶液，不同之处在于，原料组分及其重量百分比组成如下：丙烯酸树脂58.0％，阻燃剂A 35.0％，阻燃剂B 5.0％，抗水剂2.0％。
实施例6：同实施例1所述的浸涂胶液，不同之处在于，原料组分及其重量百分比组成如下：
丙烯酸树脂54.0％，阻燃剂A 35.0％，阻燃剂B 5.0％，抗水剂6.0％。
将本发明的浸涂胶液浸涂原纸。制得纸样恒温恒室平衡24h后，测试纸样的定量、挺度、耐破度、阻燃性能、初始压差、过滤效率、容尘量，并与现有磷氮系列阻燃树脂涂布纸作为对照组进行对比。
原纸均采用斜网纸机生产的同一品种原纸作为基材，均采用同一浸涂方式进行。
阻燃性测试标准：GB/T 1465-2009；
碳化长度：在试验条件下，与试样脱离的碳化材料的长度。
续焰时间：在试验条件下，移开燃烧器火焰后试样持续有焰燃烧的时间；
性能测试标准：ISO 5011-2014；
测试设备：PALAS MFP3000；初阻力：未积尘的受试过滤器通过额定风量时的空气阻力。
初阻力：未积尘的受试过滤器通过额定风量时的空气阻力；
表1对照组为目前汽车滤纸的厂家常用的磷氮系列阻燃剂，对同一原纸浸胶后透气度、挺度、耐破度、性能(初始压差、过滤效率、容尘量)的对比。
从上表1数据可以看出耐高温阻燃胶液浸凃出的滤纸与磷氮系列阻燃剂相比，在具有良好阻燃效果的基础上，具有较高的挺度、耐破度、较低的压降和更高的容尘量。较好的挺度和耐破度能够明显改善滤纸吸潮挺度差的现象，使空滤阻燃纸具有良好的加工性能；较低的压降、较高的过滤效率和容尘量使空气滤纸具有较好的过滤性能。
将本发明将本发明的浸涂胶液浸涂原纸。将制得的纸样与磷氮类阻燃汽车空气滤纸同时放入150℃的烘箱中，烘烤24h后，放入恒温恒室24h平衡水分后，测定定量、挺度、耐破度。
表2、磷氮类阻燃空气滤纸杭州特种纸业HTZ 7406与耐高温胶液浸渍的阻燃空气滤纸150℃24h后挺度、耐破度对比
将本发明将本发明的浸涂胶液浸涂原纸。将制得的纸样与磷氮类阻燃汽车空气滤纸磷氮类阻燃汽车空气滤纸杭州特种纸业HTZ 7406，同时放入180℃的烘箱中，烘烤12h后，放入恒温恒室24h平衡水分后，测定定量、挺度、耐破度。
表3、磷氮类阻燃空气滤纸杭州特种纸业HTZ 7406与耐高温胶液浸渍的阻燃汽车空气滤纸180℃12h后挺度、耐破度、阻燃性对比
从上表2数据和表3数据可以看出通过该胶液的使用产出的汽车空气滤纸，在高温环境下仍具有良好的挺度和耐破度，从而使空气滤纸能够更高效的持续工作。
综上数据实验例2时，耐高温阻燃性胶液组分为丙烯酸树脂55％，阻燃剂A35.0％，阻燃剂B 5.0％，抗水剂5.0％时阻燃性及耐高温性最佳。
综上数据实验例2时，耐高温阻燃性胶液组分为丙烯酸树脂55％，阻燃剂A35.0％，阻燃剂B 5.0％，抗水剂5.0％时阻燃性及耐高温性最佳。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种空气滤纸及其生产工艺