本技术涉及汽车,特别涉及一种滤芯材料及其制备方法、滤芯及车辆。
背景技术:
1、在不改变发动机结构情况下,氨燃料与其他高活性燃料组合,采用高活性燃料引燃内燃机是比较可行的技术方案。机油过滤是多种车用或者机械用油品过滤中过滤精度要求较低、而耐老化性能要求最高的细分应用。
2、传统的机油滤材均不耐氨,氨柴发动机机油粗滤器运转100h性能试验后出现破损情况,漏出衬底;发动机机油压力低,拆解发动机:气缸盖顶部碎纤维分布;机油收集器滤网堵塞;机油泵壳体开裂;为氨气形成氨水或氨气的硝化产物对机油滤滤材形成腐蚀造成的结果。
技术实现思路
1、本技术提供一种滤芯材料及其制备方法、滤芯及车辆,以解决现有的滤材不耐氨,容易破损,纤维断裂的问题。
2、第一方面,本技术提供了一种滤芯材料,包括:
3、过滤层,所述过滤层的材料包括玻璃纤维;
4、粘结层,所述粘结层包覆于所述过滤层的表面;以及
5、保护层,所述保护层包覆于所述粘结层背离所述过滤层一侧的表面,所述保护层的材料包括尼龙。
6、本技术通过玻璃纤维作为过滤层的滤芯材料,其强度和刚度足以起到自支撑的作用,不需要额外使用定格距的热熔胶,大大降低了滤芯总成的材料和工艺成本,还能降低滤芯破损的概率,玻璃纤维还具有一定的耐氨性能,可以提高滤芯材料的耐氨性能。利用尼龙保护层一方面可以避免滤芯在打折过程中出现玻纤折断的现象,折断玻纤粉尘会通过机油滤进入发动机导致发动机零件磨损,另一方面尼龙保护层具有耐氨性,更适用于氨发动机机油滤芯。
7、需要说明的是,尼龙即为pa(聚酰胺),常见的型号有聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12及聚酰胺1010。
8、为了提高滤芯材料的过滤精度,玻璃纤维可以由直径0.5μm的超细纤维到直径为35μm的粗纤维组成。
9、一些实施例中,所述保护层的厚度为0.2mm~0.4mm,所述保护层的厚度在此范围内,可以提高保护层对玻璃纤维层的保护,同时提高滤芯材料的耐氨性能;和/或,
10、所述尼龙的直径为1μm~10μm。所述尼龙的直径在此范围内,可以在玻纤滤材上固结成短而细的纤维,提高保护层对玻璃纤维层的保护,同时提高滤芯材料的耐氨性能。
11、一些实施例中,所述粘结层的材料包括酚醛树脂、丙烯酸树脂及环氧树脂中的至少一种,所述粘结层的材料包括上述材料中的至少一种,可以提高保护层与过滤层之间的粘结强度,减少过滤层和保护层之间的脱落,提高滤芯材料的过滤性能和耐氨性能;和/或,
12、所述粘结层的厚度为2μm~10μm,所述粘结层的厚度在此范围内,可以提高保护层与过滤层之间的粘结强度,减少过滤层和保护层之间的脱落,提高滤芯材料的过滤性能和耐氨性能;和/或,
13、所述过滤层的厚度为0.6mm~1.0mm,所述过滤层的厚度在此范围内,可以提高滤芯材料的过滤性能。
14、第二方面,本技术提供了一种滤芯材料的制备方法,用以制备第一方面的滤芯材料,包括以下步骤:
15、将玻璃纤维浆料制备成湿过滤层;
16、将湿过滤层烘干,得过滤层;
17、将过滤层浸入粘结层浆料,烘干,得含粘结层的过滤层;
18、将尼龙熔喷在含粘结层的过滤层的表面,超声处理、焊压,得滤芯材料。
19、利用熔喷工艺使尼龙纤维分布在玻纤滤材表面,利用超声波焊接工艺焊接尼龙纤维和玻纤滤材。其中超声波作用于尼龙接触面时,会产生每秒几万次的高频振动,这种达到一定振幅的高频振动,通过尼龙纤维把超声能量传送到尼龙纤维与玻纤的交界面,由于交界面处声阻大,因此会产生局部高温。又由于尼龙导热性差,一时还不能及时散发,聚集在接触面,致使尼龙的接触面迅速熔化,加上一定压力后,尼龙分子在热运动和分子间作用力的作用下与玻璃纤维滤材粘接成一体。超声波焊接尼龙保护层后的滤材可以提高玻纤滤材的韧性,避免滤材打折过程中出现玻纤折断。同时由于尼龙本身的耐腐蚀特性,可以使滤材实现耐氨的特性。
20、当超声波停止作用后,焊压可以让压力持续,使其交界处熔化的尼龙纤维浸入到玻纤空隙中并包裹部分玻纤凝固成型,达到焊接的目的。
21、一些实施例中,所述将玻璃纤维浆料制备成湿过滤层包括:
22、将纤维在水中打浆分散,得第一玻璃纤维浆料;
23、将玻璃纤维浆料的ph调整至2.5~3.5,得第二玻璃纤维浆料;
24、将第二玻璃纤维浆料与分散剂混合,得第三玻璃纤维浆料;
25、将第三玻璃纤维浆料除杂、稀释得第四玻璃纤维浆料;
26、将第四玻璃纤维浆料上网成型,得湿过滤层。
27、将玻璃纤维浆料的ph调整至2.5~3.5,即酸性环境,这样玻璃纤维中的sio2成分在酸的作用下,会在纤维表面形成一胶态的sio2层,既促进纤维的悬浮分散,又起到类似胶粘剂的作用使玻璃纤维得到增强。可采用h2so4,hno3及hcl进行ph调节。
28、将第三玻璃纤维浆料除杂、稀释的步骤可以是将混合纤维浆料依次输送至压力筛、除渣器,去除其中的轻重杂质;然后将浆料输送至冲浆泵进一步稀释。
29、将第四玻璃纤维浆料上网成型的步骤可以是将稀释后的浆料通过流浆箱与成型器上网成型,形成湿过滤层。
30、一些实施例中,所述分散剂包括阳离子聚丙烯酰胺(cpam),阳离子聚丙烯酰胺对玻璃纤维既有增强的效果又有一定的悬浮分散作用,成纸匀度较好;和/或,
31、所述第一玻璃纤维浆料中玻璃纤维质量占比为0.2%~5%,所述第一玻璃纤维浆料中玻璃纤维质量占比在此范围内,有助于玻璃纤维的分散;和/或,
32、所述第四玻璃纤维浆料中玻璃纤维质量占比为0.005%~0.2%,所述第四玻璃纤维浆料中玻璃纤维质量占比在此范围内,有助于上网成型。
33、一些实施例中,所述将湿过滤层烘干,得过滤层中,烘干的温度为130℃~150℃,烘干的温度在此范围内,可以去除过滤层中的水分;和/或,
34、所述将湿过滤层烘干,得过滤层中,烘干的时间为1h~2h,烘干的时间在此范围内,可以去除过滤层中的水分;和/或,
35、所述将过滤层浸入粘结层浆料,烘干,得含粘结层的过滤层中,烘干的温度为130℃~150℃,烘干的温度在此范围内,可以去除粘结层浆料中的溶剂;和/或,
36、所述将过滤层浸入粘结层浆料,烘干,得含粘结层的过滤层中,烘干的时间为1h~2h,烘干的时间在此范围内,可以去除粘结层浆料中的溶剂。
37、一些实施例中,所述将尼龙熔喷在含粘结层的过滤层的表面,超声处理、焊压,得滤芯材料中:
38、熔喷的熔融温度为200℃~295℃,熔喷的熔融温度在此范围内,可以将尼龙熔融,便于熔喷成尼龙纤维;和/或,
39、熔喷的尼龙的直径为1μm~10μm,所述尼龙的直径在此范围内,可以在玻纤滤材上固结成短而细的纤维,提高保护层对玻璃纤维层的保护,同时提高滤芯材料的耐氨性能;和/或,
40、熔喷滚筒转速40m/min~100m/min,熔喷滚筒转速在此范围内,可以得到相应厚度的保护层;和/或,
41、超声的功率为30hz~50hz,超声的功率在此范围内,利用超声波焊接工艺焊接尼龙纤维和玻纤滤材,作用于尼龙接触面时,会产生高频振动,这种高频振动,通过尼龙纤维把超声能量传送到尼龙纤维与玻纤的交界面,由于交界面处声阻大,因此会产生局部高温。又由于尼龙导热性差,一时还不能及时散发,聚集在接触面,使尼龙的接触面迅速熔化,在焊压下与过滤层融为一体;和/或,
42、超声的时间为0.2s~1s,超声的时间在此范围内,可以使尼龙的接触面迅速熔化,在焊压下与过滤层融为一体;和/或,
43、焊压的压力为0.5mpa~1.6mpa,焊压的压力在此范围内,可以使熔融的尼龙与过滤层融为一体;和/或,
44、焊压的时间为5~10s,焊压的时间在此范围内,可以使熔融的尼龙与过滤层融为一体;和/或,
45、焊压的温度为80~120℃,焊压的温度在此范围内,可以使熔融的尼龙与过滤层融为一体。
46、熔喷的步骤可以是:将pa粒料放入挤出机,并在挤出机内熔融,熔融温度下,熔体通过计量泵到达熔喷模头,计量泵测量输出到喷嘴的熔体流量。喷丝嘴是一排间距不到1mm,直径在0.2~0.4mm的毛细管。两侧进气孔加入270—300℃的压缩空气。在刚刚形成的聚合物挤出喷丝头时,压缩空气的头端作用于聚合物,以高于声速(550m/s)的气流将热长丝牵伸至直径1~10μm,并附着在玻纤滤材上固结成短而细的纤维,尼龙保护层厚度为0.2mm~0.4mm,玻纤尼龙复合滤材中,玻纤起到过滤作用,尼龙起到固化保护玻纤滤材结构的作用。熔喷了尼龙保护层的玻纤滤纸放到超声波焊接机中,利用超声波焊接工艺焊接尼龙纤维和玻纤滤材。使其交界处熔化的尼龙纤维浸入到玻纤空隙中并包裹部分玻纤凝固成型,达到焊接的目的。
47、第三方面,本技术提供了一种滤芯,包括第一方面的滤芯材料或第二方面的滤芯材料的制备方法制得的滤芯材料。
48、第四方面,本技术提供了一种车辆,包括第三方面的滤芯。
1.一种滤芯材料,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的滤芯材料,其特征在于,所述保护层的厚度为0.2mm~0.4mm;和/或,
3.如权利要求1所述的滤芯材料,其特征在于,所述粘结层的材料包括酚醛树脂、丙烯酸树脂及环氧树脂中的至少一种;和/或,
4.一种如权利要求1至3任意一项所述的滤芯材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
5.如权利要求4所述的滤芯材料的制备方法,其特征在于,所述将玻璃纤维浆料制备成湿过滤层包括:
6.如权利要求5所述的滤芯材料的制备方法,其特征在于:
7.如权利要求4所述的滤芯材料的制备方法,其特征在于,
8.如权利要求4所述的滤芯材料的制备方法,其特征在于,所述将尼龙熔喷在含粘结层的过滤层的表面,超声处理、焊压,得滤芯材料中:
9.一种滤芯,其特征在于,包括如权利要求1至3任意一项所述的滤芯材料,或如权利要求4至8任意一项所述的滤芯材料的制备方法制得的滤芯材料。
10.一种车辆,其特征在于,包括如权利要求9所述的滤芯。
