CN103321090A - 一种汽车滤纸增强树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车滤纸增强树脂组合物。它需要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供新的树脂组合物，使得浸渍后滤纸的抗张强度、挺度和耐破度有明显提高。改性水溶性酚醛树脂100重量份，增韧树脂5-30重量份，固化促进剂0-10重量份；加水稀释至浓度3%-10%即得产品。其中改性水溶性酚醛树脂制备：取酚、蒸馏水、60%-80%的催化剂在45-55℃反应10-30分钟；加入60%-80%的甲醛，升温至60-75℃反应30-60分钟；加入剩余的甲醛和催化剂，在半小时内升温至80-95℃，加入改性剂，反应2-5小时；最后降温至40±5℃出料即可。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车滤纸浸渍液，具体是一种汽车滤纸增强树脂组合物。
背景技术
汽车过滤纸作为清洁现代高速内燃机的过滤材料，与发动机的经济指标、环保指标、安全指标以及发动机的使用寿命有重要关系，又被称为“三滤纸”，即空气过滤纸、机油过滤纸和燃油过滤纸。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，使用简便等优点。“三滤”的优劣直接影响着发动机的性能和使用寿命，是机动车在使用过程中必不可少的保养消费用品。
通常情况下，由木浆等造纸纤维原料抄制出来的的滤纸，过滤纸紧度较低、纸页疏松、固有强度低，无法满足滤芯的加工和使用要求，比如生产滤芯的剧烈加工过程、使用中长期的压力冲击及波动等，故必须使用增强树脂，提高滤纸的物理强度及结构强度，防止在过滤过程中滤纸纤维和其他组分发生移动现象，以满足发动机滤纸产品加工和使用性能，保证滤纸过滤精度和使用寿命。
常用的发动机滤纸浸渍树脂有两种，溶剂型树脂和水溶性树脂（例如中国专利文献CN1657701A中的具有自交联苯丙乳液；CN 101230553A 中的可聚合型乳化剂改性的苯丙乳液），溶剂型树脂主要是醇溶性的酚醛树脂，有甲阶酚醛树脂和线性酚醛树脂，用醇溶性热固型酚醛树脂增强处理滤纸的优点是树脂未固化时，纸比较柔韧，利于折叠成型，固化之后，树脂***并在滤纸中形成一种三维网络结构，从而使制成的滤芯的刚度大大提高，坚挺结实，同时赋予滤芯良好的抗溶剂性能，特别是在耐湿性和耐汽油性方面性能优异。虽然其在汽车滤纸生产中的应用工艺技术成熟，但是作为浸渍增强剂其存在着致命的缺点，主要表现有：醇溶性酚醛树脂往往游离酚、醛含量较高不利于环境保护；固化速度慢致使不能提高轧波处理机的线速度；传统的醇溶性酚醛树脂在实际封装前往往都还要通过脱水等工艺，步骤复杂，同时生产成本和设备运转费用较高；且其在使用时耗用大量有机溶剂，存在严重的的环境污染和安全事故隐患的问题。
随着人们对环境保护、节约能源等方面的日益重视，汽车发动机滤纸增强树脂已由溶剂型逐渐被水溶性或者水乳性树脂代替。水溶性酚醛树脂传承了醇溶性酚醛树脂的优点，有较高的力学强度，原料易得、价格低廉，生产工艺简单而成熟。但由于酚醛本身的结构特点使树脂的延伸率低、脆性大，由其制得的材料的硬度大、模量高、韧性差，易在界面上产生应力裂纹，不利于加工和使用。同时存在游离甲醛，游离苯酚含量较高，工人的工作环境恶劣。减少在制备和加工过程中游离甲醛，游离苯酚的释放改善工人的操作环境也为大势所趋，采用两步碱催化法，提高酚醛比，加入甲醛捕捉剂同时保证反应充分反应，可大大降低游离苯酚和游离甲醛含量。再在制备过程中加入柔性剂或者在后续浸渍加工过程中加入改性树指改性树脂韧性及整体性能。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种汽车滤纸增强树脂组合物，使得浸渍后滤纸的抗张强度、挺度和耐破度有明显提高，且降低生产过程中的污染。
本发明的汽车滤纸增强树脂组合物，改性水溶性酚醛树脂100重量份；增韧树脂5-30重量份，选自聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚乙二醇1000-5000、丁腈橡胶、环氧树脂中的一种或几种；固化促进剂0-10重量份，选自碳酸氢钾、碳酸酯、异氰酸酯、醋酸甘油酯中的一种或几种；加水稀释上列物质的混合物至浓度3%-10%得产品。加水稀释可用搅拌、振荡等方式进行。
其中，改性水溶性酚醛树脂的制备：原料为酚100重量份，选自苯酚、间甲酚、对苯二酚其中的一种或几种；水50-100重量份；甲醛160-280重量份；催化剂1-15重量份，选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、金属氧化物（常用的有氧化钙，氧化镁，氧化钡等）、叔胺、碳酸钠其中的一种或几种；改性剂5-30重量份，选自三聚氰胺、尿素中的一种或两种；
取酚、蒸馏水、60%-80%的催化剂在45-55℃反应10-30分钟；加入60%-80%的甲醛，升温至60-75℃反应30-60分钟；加入剩余的甲醛和催化剂，在半小时内升温至80-95℃，加入改性剂，反应2-5小时；最后降温至40±5℃出料，得到红棕色透明液体，即为改性水溶性酚醛树脂。
作为优选，所述的催化剂为氢氧化钠与其他催化剂的复合物，其他催化剂用量为氢氧化钠的5%-50%。氢氧化钠与其他催化剂的复合物既能保证树脂良好的水溶性，高的羟甲基含量又能使体系反应更加充分和较低的游离酚含量。
本发明产品的有益效果是：汽车滤纸浸渍增强后有理想的抗张强度，耐破度和挺度。本发明提供的水溶性酚醛树脂环境友好，其游离酚含量小于3%，游离甲醛含量小于1%，水混溶比大于10，水溶性较好。合成水溶性酚醛树脂储存时间可达两个月以上，且这期间性能稳定。
本发明产品制备过程中具有污染较小、工艺安全等特点。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1
在装有冷凝管、滴加装置、搅拌棒和温度计的四口烧瓶中，加入水112克，苯酚100克，氢氧化钠8克，在45℃反应20分钟；加入206.8克甲醛，升温至65℃，保温50分钟；加入氢氧化钠2克，保温20分钟，加入甲醛51.7克，升温至80℃，加入尿素20克，分两次加入，保温3.5小时；降温至40℃出料，得到红棕色透明液体——改性水溶性酚醛树脂。
取合成的改性水溶性酚醛树脂100克、聚乙烯醇10克、碳酸酯1克，加水搅拌稀释到5%浓度，得汽车滤纸增强树脂组合物产品，作为汽车滤纸浸渍液备用。浸渍后的汽车滤纸在100-170℃干燥固化。
实施例2
在装有冷凝管、滴加装置、搅拌棒和温度计的四口烧瓶中，加入水113克，苯酚100克，间甲酚10克，氢氧化钾8.4克，在50℃反应10分钟；加入240.8克甲醛，升温至70℃，保温30分钟；加入氢氧化钾3.6克，保温10分钟，加入甲醛60.2克，升温至85℃，分两次加入尿素20克和三聚氰胺5克，保温2.5小时；降温至40℃出料，得到红棕色透明液体——改性水溶性酚醛树脂。
取合成的改性水溶性酚醛树脂100克、丁腈橡胶5克，加水搅拌稀释到5%浓度，得产品，作为汽车滤纸浸渍液备用。浸渍后的汽车滤纸在100-170℃干燥固化。
实施例3
在装有冷凝管、滴加装置、搅拌棒和温度计的四口烧瓶中，加入水106克，苯酚100克，氢氧化钠6克，碳酸钠2克，在55℃反应15分钟；加入172.3克甲醛，升温至75℃，保温30分钟；加入氢氧化钠4克，保温10分钟；加入甲醛43克，升温至90℃，分两次加入三聚氰胺10克，保温2.5小时；降温至40℃出料，得到红棕色透明液体——改性水溶性酚醛树脂。
取合成的改性水溶性酚醛树脂100克、丁腈橡胶5克，环氧树脂10克，醋酸甘油酯2克，加水搅拌稀释到5%浓度，得产品，作为汽车滤纸浸渍液备用。浸渍后的汽车滤纸在100-170℃干燥固化。
实施例1-3树脂性能比较
将在上述实施例组合物中浸渍后的汽车滤纸，考察在上胶量相同的情况下，在120℃固化10分钟，比较最终纸张的力学性能。
表1 实施例1-3树脂组合物性能比较
| 参数 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 抗张强度（kN/m） | 6.085 | 6.318 | 5.821 |
| 耐破度（kPa） | 380.5 | 410.8 | 400.3 |
| 挺度(mN/m) | 8.1 | 9.6 | 10.5 |
从表中数据可以看出，用酚醛树脂组合物浸渍增强的汽车滤纸有良好的力学性能，满足滤纸的后续加工要求。同时也可以根据调节酚醛树脂组合物的配比调节滤纸的性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构想的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应该视为本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种汽车滤纸增强树脂组合物，其特征在于，改性水溶性酚醛树脂100重量份；增韧树脂5-30重量份，选自聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚乙二醇1000-5000、丁腈橡胶、环氧树脂中的一种或几种；固化促进剂0-10重量份，选自碳酸氢钾、碳酸酯、异氰酸酯、醋酸甘油酯中的一种或几种；加水稀释上列物质的混合物至浓度3%-10%得产品；
其中，改性水溶性酚醛树脂制备：原料为酚100重量份，选自苯酚、间甲酚、对苯二酚其中的一种或几种；水50-100重量份；甲醛160-280重量份；催化剂1-15重量份，选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、金属氧化物、叔胺、碳酸钠其中的一种或几种；改性剂5-30重量份，选自三聚氰胺、尿素中的一种或两种；
取酚、蒸馏水、60%-80%的催化剂在45-55℃反应10-30分钟；加入60%-80%的甲醛，升温至60-75℃反应30-60分钟；加入剩余的甲醛和催化剂，在半小时内升温至80-95℃，加入改性剂，反应2-5小时；最后降温至40±5℃出料，即为改性水溶性酚醛树脂。
2.根据权利要求1所述汽车滤纸增强树脂组合物，其特征在于所述的催化剂为氢氧化钠与其他催化剂的复合物，其他催化剂用量为氢氧化钠的5%-50%。
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