CN109653024A - 一种单面涂固化滤纸及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及固化滤纸技术领域，为制备一种强度较高的单面固化滤纸，本发明的目的在于提供一种单面涂固化滤纸及其制备方法，该单面涂固化滤纸由原纸本体的单面涂布浸渍胶液后加热固化制成，其中原纸本体由复合木浆液、PPTA短纤维、聚醚酰亚胺粉末、聚乙烯亚胺等制成，复合木浆液为丝光化木浆与针叶木浆的混合物；浸渍胶液由热固性酚醛树脂、苯丙乳液、纳米氮化硅气凝胶、阻燃剂等制成。本发明的单面涂固化滤纸的过滤阻力小，而且保持了较强的阻燃性、耐热耐高温性以及滤纸强度，而且滤纸的强度和过滤精度高，制备方法省步骤少，过程简洁，更加容易操作，所得固化滤纸适合作为发动机的滤清器的滤芯使用。

Description

一种单面涂固化滤纸及其制备方法
技术领域
本发明涉及固化滤纸技术领域，具体涉及一种单面涂固化滤纸及其制备方法。
背景技术
滤清器位于发动机***中，按功能划分有空气、机油、燃油三种滤清器，作用在于滤除流体中的灰尘、砂粒、杂质。常用的滤清器有惯性油浴式滤清器、纸质干式滤清器、聚氨酯滤芯滤清器等。其中纸质干式滤清器是目前应用较为广泛的汽车用滤清器，其滤芯由胶黏剂处理的滤纸原纸形成固化滤纸后卷制而成，胶黏剂形成固化滤纸的固化层，滤纸原纸则主要由植物纤维浆液抄造制成，具有滤清效率高、结构简单、重量轻、成本低等优点。
目前市场上制备滤芯的固化滤纸基本为双面固化滤纸，双面固化滤纸过滤阻力大，造成滤清器使用时寿命偏低，所以需要一种过滤阻力较小的固化滤纸，而单面固化滤纸是一种较好的选择，固化层设在微孔滤纸的单侧，可以明显降低过滤阻力。
申请人在授权公告号为CN104831586B的发明专利“一种重载荷用固化机油滤纸”中公开了一种采用滤纸原纸置于浸渍剂浸渍、然后固化得到的双面固化滤纸，该固化滤纸的过滤效率高、过滤精度好、耐高温，然而虽然与其他同类型固化滤纸相比耐用，但是距申请人满意的使用效果仍有一定的差距。进一步的，当将该固化滤纸单面涂覆时，虽然过滤阻力下降，但是由于缺少双面固化层的增强保护，滤纸的强度和过滤精度也受到影响，同时滤纸原纸的一侧裸露，固化滤纸的耐热性和阻燃性有所下降。因此，如何制备强度高，过滤精度、耐热性、阻燃性与双面固化滤纸相当的单面固化滤纸需要进一步的探究。
发明内容
为制备一种强度较高的单面固化滤纸，本发明的目的在于提供一种单面涂固化滤纸，过滤阻力低，同时强度高，能够满足在发动机***中的应用。
本发明的另一目的在于提供该单面固化滤纸的制备方法。
本发明提供如下的技术方案：
一种单面涂固化滤纸，由原纸本体的单面涂布浸渍胶液后加热固化制成，其中：
原纸本体由以下重量份的组份制成：复合木浆液100～120份、PPTA短纤维30～40份、聚醚酰亚胺粉末16～22份、聚乙烯亚胺2～5份、增容剂4～7份、防水剂2～4份、分散剂5～8份、消泡剂2～5份、增白剂0.2～0.5份，所述复合木浆液为丝光化木浆与针叶木浆的混合物；浸渍胶液由以下重量份的组份制成：热固性酚醛树脂100～120份、苯丙乳液20～30份、纳米氮化硅气凝胶15～25份、阻燃剂20～26份、锆类偶联剂1～3份、硬脂酸钙1～3份、甲醇250～300份、乙酸异丙酯20～30份。
作为本发明的优选，所述PPTA短纤维经以下过程制备：将聚对苯二甲酰对苯二胺溶于浓硫酸，加入全氟硅油、月桂醇聚氧乙烯醚混合均匀，然后经常规的干喷湿纺工艺制成PPTA纤维，然后切割得到长度为600～1000μm的PPTA短纤维。
作为本发明的优选，聚对苯二甲酰对苯二胺与全氟硅油、月桂醇聚氧乙烯醚的质量比为1:0.2～0.4:0.01～0.03。
作为本发明的优选，所述复合浆液经以下过程制成：将丝光化木浆和针叶木浆按质量比2～3.8:1混合得混合浆液，木浆浓度为54～62wt％，加入硫酸铝溶液和硬脂酸铝溶解混合均匀，调节浆液的pH值至3～4，加热至75～80℃，60～80r/min搅拌条件下缓慢加入氢氧化钙乳液，加入完毕后迅速投加钛酸酯偶联剂、纳米水滑石粉末，继续搅拌90～120min，静置得复合木浆液。
作为本发明的优选，加入的硫酸铝的质量为混合浆液质量的8～13wt％，硬脂酸铝、氢氧化钙与硫酸铝的摩尔比为0.15～0.2:1.5～2:1，纳米滑石粉、钛酯酸偶联剂和硫酸铝的质量比为0.28～0.45:0.01～0.02:1。
作为本发明的优选，聚醚酰亚胺粉末的各粒径X范围为：5≤X<10μm、10<X≤18μm、18<X≤24μm、24<X≤30μm，各粒径的质量比为：0.1～0.2:1:0.3～0.5:0.6～0.8。
作为本发明的优选，增容剂为甲基丙烯酸乙酯与吡啶按质量比1:0.4～0.6组成的混合物。
作为本发明的优选，所述阻燃剂为三聚氰胺多聚磷酸盐、聚甲基三乙氧基硅烷与聚合硫酸铝的复配物，三者的质量比依次为3～4:1～2:1。
专利CN104831586B中采用棉短绒浆、聚乳酸纤维与丝光化木浆复配制备原纸，棉短绒浆由棉短绒蒸煮去除木质素、果胶、棉籽壳和其他杂质等制成，棉短绒在高温、高碱蒸煮过程中损失棉纤维较多，导致棉绒短浆的强度下降，同时棉绒短浆使用时要再次碱处理碱处理，因此不利于在对原纸强度要求较高的单面涂固化滤纸制备中使用。而聚乳酸纤维虽然强度较高，但是150～170℃之间会发生熔融，由于原纸本体的一侧裸露且工作环境温度较高，因此聚乳酸纤维也不适宜在单面涂固化滤纸中使用。
本发明的原纸本体以复合木浆液为主体、通过与PPTA短纤维、聚醚酰亚胺粉末、聚乙烯亚胺等复配制成。所用复合木浆液为丝光化木浆和针叶木浆的混合浆液，针叶木浆可以针对性的增强原纸本体的强度。而PPTA短纤维即对位芳纶，与间位芳纶相比，虽然阻燃性能弱，但是耐温性能和强度模量高，因此适宜使用在原纸本体中增强原纸本体的强度和耐热性，在此基础上，发明人针对性的选择PPTA短纤维和针叶木浆替代聚乳酸纤维以及棉短绒浆。而聚醚酰亚胺粉末是一种无定型的工程树脂，具有阻燃性能和耐高温尺寸稳定性，可以赋予原纸本体一定的阻燃性能，并增强原纸本体的耐热稳定性，聚乙烯亚胺中的伯胺和仲胺能够与木浆纤维的羟基发生交联反应，增强滤纸的干强度，而且能起到絮凝效果，强化滤纸的过滤效率和精度。
为强化PPTA短纤维与木纤维的连接强度以及PPTA纤维的阻燃性，将PPTA短纤维在制备过程中加入全氟硅油，全氟硅油经月桂醇聚氧乙烯醚与PPTA表面连接，一方面引入含氟分子，与木纤维之间发生氢键作用，在PPTA短纤维与木浆液之间起到架桥连接作用，另一方面全氟硅油自身具有较强的阻燃性能和耐热、耐水稳定性，可以增强PPTA短纤维的阻燃性以及使用强度，强化PPTA短纤维在原纸本体中的作用。
为进一步增强固化滤纸的强度和过滤精度，发明人向复合木浆液中加入硫酸铝溶液和硬脂酸铝溶解均匀，然后再缓慢加入氢氧化钙乳液对复合木浆液进行强化处理。氢氧化钙乳液与硫酸铝在硬脂酸铝的稳定作用形成网络状的聚合硫酸铝。聚合硫酸铝是造纸工业废水处理过程中常用的絮凝剂，具有多孔结构，可以作为过滤介质使用。发明人在实践中发现，聚合硫酸铝具有较强的耐热性能。由于木浆的主要成分是多孔状的交联的木浆纤维以及少量的木质素，因此聚合硫酸铝通过在木浆中原位聚合制备而与木浆纤维形成互穿网络结构。这样通过在微观结构层面形成互穿网络连接起到对木浆纤维的改性作用，增强木浆纤维的耐热性，并能增强使用强度。聚合硫酸铝在250℃左右高温分解释放出结晶水，可降低木浆纤维表面温度，而且在更高的温度下聚合硫酸铝分解得到氧化铝等非易燃物质，附着在木浆纤维表面，从而起到降温和隔氧阻燃效果，补强PPTA纤维的阻燃性。同时因为聚合硫酸铝自身具有多孔结构，而且对小粒径杂质具有絮凝作用，因此可以提高得到的固化滤纸的过滤效率和精度。在氢氧化钙乳液加入完毕后，互穿网络尚未完全成型，此时加入纳米水滑石，能够存储于互穿网络内，并经钛酯酸偶联剂连接到木浆纤维表面，一方面增强木浆纤维的强度和防水性能，另一方面水滑石在200℃前后，尤其在250℃以上时会受热失水，强化聚合硫酸铝的降温阻燃效果，同时水滑石中含有的碳酸盐会分解生成二氧化碳，降低氧分压，起到隔氧阻燃效果，而水滑石则转变为金属复合氧化物，强度得到提升，提高了木浆纤维在高温下的耐热强度。
由于滤纸原纸的平均孔径一般在40～50μm，因此采用不同粒径范围的聚醚酰亚胺粉末加入到滤纸原纸中，由于粒径不同，这些聚醚酰亚胺粉末可以在原纸本体的微孔中连续分布，而相邻粉末之间的间隙则形成过滤孔道，从而提高固化滤纸的过滤精度。同时控制粒径在10<X≤18μm的粉末含量最多，这样可以尽可能的避免微孔堵塞。
所用增容剂由甲基丙烯酸乙酯与吡啶按质量组成，能够增强木浆纤维与聚醚酰亚胺等组份的相容性，提高原纸本体中各组份的混合均匀性。消泡剂可以为造纸中常用的消泡剂，如丁醇、辛醇等。所用防水剂优选为三聚氰胺树脂，分散剂优选为丁二酰亚胺无灰分散剂，增白剂优选为荧光增白剂85。
浸渍胶液中的热固性酚醛树脂起到主体的热固化性能，而纳米氮化硅气凝胶能够增强固化层的隔热、耐热性、憎水性和抗冲击性、耐化学性，从而增强固化滤纸的强度和耐热性。阻燃剂由三聚氰胺多聚磷酸盐、聚甲基三乙氧基硅烷与聚合硫酸铝按一定的质量比复配得到。发明人在实践中发现，单一的阻燃剂添加的阻燃效果不太理想，而将三聚氰胺多聚磷酸盐、聚甲基三乙氧基硅烷与聚合硫酸铝复配后，利用聚合硫酸铝分散到热固性酚醛树脂中，通过三聚氰胺多聚磷酸盐、聚甲基三乙氧基硅烷和聚合硫酸铝的阻燃复配作用能够有效增强浸胶层的阻燃效果，甲醇和乙酸异丙酯起到混合溶剂的作用。
本发明通过对固化层和原纸本体进行分别强化，在使过滤阻力降低的同时，所得单面涂固化滤纸的强度、以及阻燃性、耐热性和过滤精度得到大大的提高，能够满足发动机***的应用需求。
上述单面涂固化滤纸的制备方法，包括以下步骤：
(1)搅拌条件下向复合木浆液中依次加入分散剂、聚酯短纤维、消泡剂、防水剂和增容剂混合均匀，然后加入聚醚酰亚胺粉末混合，再加入聚乙烯亚胺得到纸浆原液；
(2)将纸浆原液打浆，打浆度为32～37°SR，得到浆料浓度为1.96～2.24％的成浆，然后常规条件上网抄造、压榨脱水得到原纸本体，然后加热保持后置于室温放置；
(3)将热固性酚醛树脂、甲醇、乙酸异丙酯、苯丙乳液和纳米氮化硅气凝胶置于反应釜中在70～80℃搅拌混合均匀，加入阻燃剂后继续混合均匀得到浸渍胶液；
(4)将原纸本体置于固化滤纸涂布装置上，将浸渍胶液均匀涂布在原纸本体的单面，涂胶料为原纸本体质量的10～13wt％，再置于140～150℃加热固化6～8min得单面涂固化滤纸。
作为本发明的优选，步骤(2)中加热温度为170～180℃，保持时间60～90min。
本发明的单面涂固化滤纸制备方法在现有工艺基础上，针对性的先将原纸本体的物料混合打浆，与单独将复合木浆液打浆然后加入复配物料相比，有利于浆液混合均匀，同时聚醚酰亚胺粉末等能够充分与复合木浆液中的互穿网络结构接触，而且在打浆过程中严格控制打浆度，保持互穿网络的完整性。将得到的原纸本体在170～180℃下加热，一方面将木浆液中的木质素转化成流动态，促进水滑石、聚乙烯亚胺等对产生的孔隙的填充，起到即时补强作用，并促进浸胶过程中的部分胶液组份浸入，增强原纸本体的强度和使用过程的耐热性，另一方面使聚合硫酸铝以及水滑石层间的游离水得到释放，增强原纸本体的干性强度。然后将原纸本体在浸胶液中浸泡后取出加热固化。通过本发明方法所得的固化滤纸的浸胶层的上胶量减少，固化滤纸的透气性能增强，而且更重要的是强化了固化滤纸的耐热性，同时制备方法省略了木浆的酸处理过程，步骤少，过程简洁，更加容易操作。
本发明的有益效果如下：
本发明的单面涂固化滤纸的过滤阻力小，而且保持了较强的阻燃性、耐热耐高温性以及滤纸强度，而且滤纸的强度和过滤精度高，制备方法省步骤少，过程简洁，更加容易操作，所得固化滤纸适合作为发动机的滤清器的滤芯使用。
具体实施方式
下面就本发明的具体实施方式作进一步说明。
如无特别说明，本发明中所采用的原料均可从市场上购得或是本领域常用的，如无特别说明，下述实施例中的方法均为本领域的常规方法，其中下面实施例及对比例所用消泡剂为丁醇、防水剂为三聚氰胺树脂、分散剂为丁二酰亚胺无灰分散剂、增白剂为荧光增白剂85；所用固化滤纸涂布装置为专利CN204626162U公开的单面涂固化滤纸涂布装置。
实施例1
一种单面涂固化滤纸，由原纸本体的单面涂布浸渍胶液后加热固化制成，其中：
原纸本体由以下组份制成：复合木浆液100g、PPTA短纤维30g、聚醚酰亚胺粉末16g、聚乙烯亚胺2g、增容剂4g、防水剂2g、分散剂5g、消泡剂2g、增白剂0.2g，增容剂为甲基丙烯酸乙酯与吡啶按质量比1:0.4组成的混合物；
浸渍胶液由以下组份制成：热固性酚醛树脂100g、苯丙乳液20g、纳米氮化硅气凝胶15g、阻燃剂20g、锆类偶联剂1g、硬脂酸钙1g、甲醇250g、乙酸异丙酯20g，阻燃剂为三聚氰胺多聚磷酸盐、聚甲基三乙氧基硅烷与聚合硫酸铝按质量比3:1:1的复配物；
所用PPTA短纤维经以下过程制备：将聚对苯二甲酰对苯二胺溶于浓硫酸，加入全氟硅油、月桂醇聚氧乙烯醚混合均匀，聚对苯二甲酰对苯二胺与全氟硅油、月桂醇聚氧乙烯醚的质量比为1:0.2:0.01，然后经常规的干喷湿纺工艺制成PPTA纤维，再切割得到长度为600μm的PPTA短纤维；
所用复合浆液经以下过程制成：将丝光化木浆和针叶木浆按质量比2:1混合得混合浆液，木浆浓度为54wt％，加入硫酸铝溶液和硬脂酸铝溶解混合均匀，调节浆液的pH值至3，加热至75℃，80r/min搅拌条件下缓慢加入氢氧化钙乳液，硫酸铝的质量为混合浆液质量的13wt％，硬脂酸铝、氢氧化钙与硫酸铝的摩尔比为0.15:1.5:1，加入完毕后迅速投加钛酸酯偶联剂、纳米水滑石粉末，纳米滑石粉、钛酯酸偶联剂和硫酸铝的质量比为0.28:0.01:1，继续搅拌90min，静置得复合木浆液；
聚醚酰亚胺粉末的各粒径X范围为：5≤X<10μm、10<X≤18μm、18<X≤24μm、24<X≤30μm，各粒径的质量比为：0.1:1:0.3:0.6；
上述阻燃固化滤纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)搅拌条件下向复合木浆液中依次加入分散剂、聚酯短纤维、消泡剂、防水剂和增容剂混合均匀，然后加入聚醚酰亚胺粉末混合，再加入聚乙烯亚胺得到纸浆原液；
(2)将纸浆原液打浆，打浆度为32°SR，得到浆料浓度为1.96wt％的成浆，然后常规条件上网抄造、压榨脱水得到原纸本体，然后170℃加热保持90min后置于室温放置；
(3)将热固性酚醛树脂、甲醇、乙酸异丙酯、苯丙乳液和纳米氮化硅气凝胶置于反应釜中在70℃搅拌混合均匀，加入阻燃剂后继续混合均匀得到浸渍胶液；
(4)将原纸本体置于固化滤纸涂布装置上，将浸渍胶液均匀涂布在原纸本体的单面，涂胶料为原纸本体质量的10wt％，再置于140℃加热固化8min得单面涂固化滤纸。
实施例2
一种单面涂固化滤纸，由原纸本体的单面涂布浸渍胶液后加热固化制成，与实施例1的不同之处在于，所用复合木浆液为丝光化木浆和针叶木浆按质量比2:1混合得混合浆液，木浆浓度为54wt％。
实施例3
一种单面涂固化滤纸，由原纸本体的单面涂布浸渍胶液后加热固化制成，与实施例1的不同之处在于，所用PPTA短纤维为市售的未经改性处理的聚对苯二甲酰对苯二胺短纤维。
实施例4
一种单面涂固化滤纸，由原纸本体的单面涂布浸渍胶液后加热固化制成，与实施例1的不同之处在于，所用聚醚酰亚胺粉末的粒径范围为：5≤X<10μm。
实施例5
一种单面涂固化滤纸，由原纸本体的单面涂布浸渍胶液后加热固化制成，与实施例1的不同之处在于，在原纸本体的制备过程中，将步骤(2)所得原纸本体在未加热保持情况下直接在浸渍液中浸渍，取出150℃加热固化8min。
实施例6
一种单面涂固化滤纸，由原纸本体的单面涂布浸渍胶液后加热固化制成，其中：
原纸本体由以下组份制成：复合木浆液110g、PPTA短纤维40g、聚醚酰亚胺粉末20g、聚乙烯亚胺4g、增容剂5g、防水剂3g、分散剂7g、消泡剂4g、增白剂0.3g，增容剂为甲基丙烯酸乙酯与吡啶按质量比1:0.5组成的混合物；
浸渍胶液由以下组份制成：热固性酚醛树脂110g、苯丙乳液25g、纳米氮化硅气凝胶20g、阻燃剂24g、锆类偶联剂2g、硬脂酸钙2g、甲醇280g、乙酸异丙酯25g，阻燃剂为三聚氰胺多聚磷酸盐、聚甲基三乙氧基硅烷与聚合硫酸铝按质量比4:1:1的复配物；
所用PPTA短纤维经以下过程制备：将聚对苯二甲酰对苯二胺溶于浓硫酸，加入全氟硅油、月桂醇聚氧乙烯醚混合均匀，聚对苯二甲酰对苯二胺与全氟硅油、月桂醇聚氧乙烯醚的质量比为1:0.3:0.02，然后经常规的干喷湿纺工艺制成PPTA纤维，再切割得到长度为800μm的PPTA短纤维；
所用复合浆液经以下过程制成：将丝光化木浆和针叶木浆按质量比2.9:1混合得混合浆液，木浆浓度为58wt％，加入硫酸铝溶液和硬脂酸铝溶解混合均匀，调节浆液的pH值至4，加热至80℃，60r/min搅拌条件下缓慢加入氢氧化钙乳液，加入的硫酸铝的质量为混合浆液质量的10wt％，硬脂酸铝、氢氧化钙与硫酸铝的摩尔比为0.18:1.9:1，加入完毕后迅速投加钛酸酯偶联剂、纳米水滑石粉末，纳米滑石粉、钛酯酸偶联剂和硫酸铝的质量比为0.32:0.02:1，继续搅拌100min，静置得复合木浆液；
聚醚酰亚胺粉末的各粒径X范围为：5≤X<10μm、10<X≤18μm、18<X≤24μm、24<X≤30μm，各粒径的质量比为：0.2:1:0.5:0.8；
上述阻燃固化滤纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)搅拌条件下向复合木浆液中依次加入分散剂、聚酯短纤维、消泡剂、防水剂和增容剂混合均匀，然后加入聚醚酰亚胺粉末混合，再加入聚乙烯亚胺得到纸浆原液；
(2)将纸浆原液打浆，打浆度为35°SR，得到浆料浓度为2.02wt％的成浆，然后常规条件上网抄造、压榨脱水得到原纸本体，然后175℃加热保持80min后置于室温放置；
(3)将热固性酚醛树脂、甲醇、乙酸异丙酯、苯丙乳液和纳米氮化硅气凝胶置于反应釜中在15℃搅拌混合均匀，加入阻燃剂后继续混合均匀得到浸渍胶液；
(4)将原纸本体置于固化滤纸涂布装置上，将浸渍胶液均匀涂布在原纸本体的单面，涂胶料为原纸本体质量的12wt％，再置于150℃加热固化6min得单面涂固化滤纸。
实施例7
一种单面涂固化滤纸，由原纸本体的单面涂布浸渍胶液后加热固化制成，其中：
原纸本体由以下组份制成：复合木浆液120g、PPTA短纤维40g、聚醚酰亚胺粉末22g、聚乙烯亚胺5g、增容剂7g、防水剂4g、分散剂8g、消泡剂5g、增白剂0.5g，增容剂为甲基丙烯酸乙酯与吡啶按质量比1:0.6组成的混合物；
浸渍胶液由以下组份制成：热固性酚醛树脂120g、苯丙乳液30g、纳米氮化硅气凝胶25g、阻燃剂26g、锆类偶联剂3g、硬脂酸钙3g、甲醇300g、乙酸异丙酯30g，阻燃剂为三聚氰胺多聚磷酸盐、聚甲基三乙氧基硅烷与聚合硫酸铝按质量比3:2:1的复配物；
所用PPTA短纤维经以下过程制备：将聚对苯二甲酰对苯二胺溶于浓硫酸，加入全氟硅油、月桂醇聚氧乙烯醚混合均匀，，聚对苯二甲酰对苯二胺与全氟硅油、月桂醇聚氧乙烯醚的质量比为1:0.4:0.03，然后经常规的干喷湿纺工艺制成PPTA纤维，再切割得到长度为1000μm的PPTA短纤维；
所用复合浆液经以下过程制成：将丝光化木浆和针叶木浆按质量比3.8:1混合得混合浆液，木浆浓度为62wt％，加入硫酸铝溶液和硬脂酸铝溶解混合均匀，调节浆液的pH值至4，加热至80℃，60r/min搅拌条件下缓慢加入氢氧化钙乳液，硫酸铝的质量为混合浆液质量的13wt％，硬脂酸铝、氢氧化钙与硫酸铝的摩尔比为0.2:2:1，加入完毕后迅速投加钛酸酯偶联剂、纳米水滑石粉末，纳米滑石粉、钛酯酸偶联剂和硫酸铝的质量比为0.45:0.01:1，继续搅拌120min，静置得复合木浆液；
聚醚酰亚胺粉末的各粒径X范围为：5≤X<10μm、10<X≤18μm、18<X≤24μm、24<X≤30μm，各粒径的质量比为：0.2:1:0.5:0.8；
上述阻燃固化滤纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)搅拌条件下向复合木浆液中依次加入分散剂、聚酯短纤维、消泡剂、防水剂和增容剂混合均匀，然后加入聚醚酰亚胺粉末混合，再加入聚乙烯亚胺得到纸浆原液；
(2)将纸浆原液打浆，打浆度为37°SR，得到浆料浓度为2.24wt％的成浆，然后常规条件上网抄造、压榨脱水得到原纸本体，然后180℃加热保持60min后置于室温放置；
(3)将热固性酚醛树脂、甲醇、乙酸异丙酯、苯丙乳液和纳米氮化硅气凝胶置于反应釜中在80℃搅拌混合均匀，加入阻燃剂后继续混合均匀得到浸渍胶液；
(4)将原纸本体置于固化滤纸涂布装置上，将浸渍胶液均匀涂布在原纸本体的单面，涂胶料为原纸本体质量的13wt％，再置于150℃加热固化6min得单面涂固化滤纸。
对比例1
按照实施例1的方法和原料制备，与实施例1的不同之处在于，原料中的复合木浆液是向丝光化木浆和针叶木浆的混合浆料中直接加聚合硫酸铝，加入量为混合浆液质量的18wt％。
对比例2
按照实施例1的方法和原料制备，与实施例1的不同之处在于，在原纸本体的制备过程中，先将复合木浆液按步骤(2)的方法打浆，然后向打浆后的复合木浆液中加入步骤(1)中除复合木浆液外的原料混合后得到纸浆原液，然后抄造、压榨得到原纸本体。
对比例3
按照实施例1的方法和原料制备，与实施例1的不同之处在于，在浸渍液的配置过程中，所用阻燃剂为等量的三聚氰胺多聚磷酸盐。
对比例4
专利CN104831586B中的实施例1。
上述各实施例和对比例所得固化滤纸的强度、透气度等性能指标以及参照GB/T14656-2009《阻燃纸和纸板燃烧性能试验方法》测定的阻燃性能指标的结果如表1所示，其中测试耐破度和挺度时，将待测试固化滤纸先置于180℃的烘箱中保温60min后再测试。
表1测试结果

Claims (10)

1.一种单面涂固化滤纸，其特征在于，所述单面涂固化滤纸由原纸本体的单面涂布浸渍胶液后加热固化制成，其中：
原纸本体由以下重量份的组份制成：复合木浆液100～120份、PPTA短纤维30～40份、聚醚酰亚胺粉末16～22份、聚乙烯亚胺2～5份、增容剂4～7份、防水剂2～4份、分散剂5～8份、消泡剂2～5份、增白剂0.2～0.5份，所述复合木浆液为丝光化木浆与针叶木浆的混合物；
浸渍胶液由以下重量份的组份制成：热固性酚醛树脂100～120份、苯丙乳液20～30份、纳米氮化硅气凝胶15～25份、阻燃剂20～26份、锆类偶联剂1～3份、硬脂酸钙1～3份、甲醇250～300份、乙酸异丙酯20～30份。
2.根据权利要求1所述的单面涂固化滤纸，其特征在于，所述PPTA短纤维经以下过程制备：将聚对苯二甲酰对苯二胺溶于浓硫酸，加入全氟硅油、月桂醇聚氧乙烯醚混合均匀，然后经常规的干喷湿纺工艺制成PPTA纤维，切割得到长度为600～1000μm的PPTA短纤维。
3.根据权利要求2所述的单面涂固化滤纸，其特征在于，聚对苯二甲酰对苯二胺与全氟硅油、月桂醇聚氧乙烯醚的质量比为1:0.2～0.4:0.01～0.03。
4.根据权利要求1所述的单面涂固化滤纸，其特征在于，所述复合浆液经以下过程制成：将丝光化木浆和针叶木浆按质量比2～3.8:1混合得混合浆液，木浆浓度为54～62wt%，加入硫酸铝溶液和硬脂酸铝溶解混合均匀，调节浆液的pH值至3～4，加热至75～80℃，60～80r/min搅拌条件下缓慢加入氢氧化钙乳液，加入完毕后迅速投加钛酸酯偶联剂、纳米水滑石粉末，继续搅拌90～120min，静置得复合木浆液。
5.根据权利要求4所述的单面涂固化滤纸，其特征在于，加入的硫酸铝的质量为混合浆液质量的8～13wt%，硬脂酸铝、氢氧化钙与硫酸铝的摩尔比为0.15～0.2:1.5～2:1，纳米滑石粉、钛酯酸偶联剂和硫酸铝的质量比为0.28～0.45:0.01～0.02:1。
6.根据权利要求1或2或4所述的单面涂固化滤纸，其特征在于，聚醚酰亚胺粉末的各粒径X范围为：5≤X<10μm、10<X≤18μm、18<X≤24μm、24<X≤30μm，各粒径的质量比为：0.1～0.2:1: 0.3～0.5:0.6～0.8。
7.根据权利要求1或2或4所的单面涂固化滤纸，其特征在于，增容剂为甲基丙烯酸乙酯与吡啶按质量比1:0.4～0.6组成的混合物。
8.根据权利要求1所述的单面涂固化滤纸，其特征在于，所述阻燃剂为三聚氰胺多聚磷酸盐、聚甲基三乙氧基硅烷与聚合硫酸铝的复配物，三者的质量比依次为3～4:1～2:1。
9.如权利要求1至8任一所述的阻燃固化滤纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）搅拌条件下向复合木浆液中依次加入分散剂、聚酯短纤维、消泡剂、防水剂和增容剂混合均匀，然后加入聚醚酰亚胺粉末混合，再加入聚乙烯亚胺得到纸浆原液；
（2）将纸浆原液打浆，打浆度为32～37°SR，得到浆料浓度为1.96～2.24wt%的成浆，然后常规条件上网抄造、压榨脱水得到原纸本体，然后加热保持后置于室温放置；
（3）将热固性酚醛树脂、甲醇、乙酸异丙酯、苯丙乳液和纳米氮化硅气凝胶置于反应釜中在70～80℃搅拌混合均匀，加入阻燃剂后继续混合均匀得到浸渍胶液；
（4）将原纸本体置于固化滤纸涂布装置上，将浸渍胶液均匀涂布在原纸本体的单面，涂胶料为原纸本体质量的10～13wt%，再置于140～150℃加热固化6～8min得单面涂固化滤纸。
10.根据权利要求8所述的阻燃固化滤纸的制备方法，其特征在于，步骤（2）中加热温度为170～180℃，保持时间60～90min。
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