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一种利用疏水化改性微/纳米纤维素制备高精度复合柴油滤纸的新工艺

技术摘要:
本发明公开了一种疏水化改性微/纳米纤维素复合高精度柴油滤纸的制备方法,在疏水化改性微/纳米纤维素中添加羧甲基纤维素作为涂布液,于单层柴油滤纸原纸表面进行单面喷涂或涂布以制备疏水化改性微/纳米纤维素高精度复合柴油滤纸。微纤化纤丝可以搭载在基纸骨架纤维孔隙  全部
背景技术:
目前,柴油发动机是最省油的内燃机,由于其经济性、动力性和耐久性等特点,而 广泛应用于商业运输、工程机械和农业机械等领域。国III排放标准实施以来,柴油发动机 喷油系统从机械喷油转变为高压共轨电喷系统,电喷系统对油品质量的要求较高,常规的 单层柴油滤纸制备的柴油滤清器难以满足其指标要求。当前,市场上适配于电喷系统的高 精度柴油滤纸均为国外进口的无纺布与过滤纸复合的过滤材料,而我国对柴油滤纸的研制 开发起步较晚,国内柴油滤纸仍多为单层纸质结构,产品的孔隙结构、强度性能及过滤性能 等均与国际品牌存在较大差距,因此,采用新工艺制备成本低廉、工艺简单的国产高精度柴 油滤纸的技术有待开发。 纳米纤维素(nanofibrillated  cellulose,NFC),也称作微纤化纤维素 (microfibrillated  cellulose,MFC)或纤维素纳米纤丝(cellulose  nanofibrils,CNF), 是指以植物纤维为原料,通过机械处理得到的一种直径小于100nm的纤维素纤维。NFC是一 种具有广阔应用前景的生物质材料,具有高杨氏模量、高长径比、优异的力学性能、丰富的 表面羟基以及自身趋于形成纤维纠缠网络等特点,为其改善纸张物理性能提供了有利条 件。Jielong  Su等人将NFC应用于造纸工业中,结果表明,NFC显著提高了纸张的干强度、湿 强度和匀度。Beneventi  D等人将NFC喷涂于多孔纸表面,发现NFC可以完全保留在基纸表面 并改善了基纸的力学性能。Mousavi  M等人发现在NFC涂布液中加入羧甲基纤维素(CMC)可 以减少MFC的絮聚,改变NFC悬浮液的流变性质,使NFC能涂布均匀。
技术实现要素:
本发明针对柴油滤纸原纸的以上问题及微/纳米纤维素的诸多优点,提出了一种 利用疏水化改性微/纳米纤维素制备高精度复合柴油滤纸的新工艺。其技术关键在于将疏 水化改性微/纳米纤维素于普通单层柴油滤纸原纸表面进行单面喷涂,使得微纤化纤丝可 以搭载在基纸的骨架纤维间形成微纤丝网络结构,从而改善滤纸孔隙结构,降低滤纸孔径, 赋予其远远优于普通单层柴油滤纸原纸的过滤性能和强度性能。以此解决目前国内高精度 柴油滤纸的市场空白及进口高精度滤纸昂贵的制作成本及复杂的制备工艺等问题。 其生产步骤如下: (1)疏水化改性微/纳米纤维素的制备:分别采用酯化改性、偶联剂改性、接枝共聚 改性等疏水改性方法对植物纤维原料进行疏水预处理,将预处理的植物纤维原料稀释至浓 度为0.5%-10%后,进入高压均质机进行反复循环处理,得到绝干浓度为0.5%-10%的疏 水化改性微/纳米纤维素; 3 CN 111608017 A 说 明 书 2/3 页 (2)涂布液的制备:在疏水化改性微/纳米纤维素中添加绝干纤维重量0%-30%的 羧甲基纤维素溶液,于20℃-80℃的温度下机械搅拌,直至二者完全混合。 (3)高精度复合柴油滤纸的制备:将上述涂布液于普通单层柴油滤纸原纸表面进 行单面喷涂或涂布,干燥后得到高精度复合柴油滤纸。 与现有技术相比,本工艺具有以下优点: (1)本发明采用单面喷涂或涂布的方式提高单层柴油滤纸原纸过滤精度,工艺简 易且过滤效果灵活可调。 (2)本发明制备的复合柴油滤纸以疏水改性微/纳米纤维素为涂料主要成分,相较 于未改性微纤化纤维素而言,疏水改性微纤化纤丝不易絮聚,更易于搭载在基纸骨架纤维 之间来改善滤纸孔隙结构。 (3)本发明制备的高精度柴油滤纸成本更为低廉。涂料主要成分来自于自然界最 为丰富的天然高分子原料——植物纤维,使得其成本十分低廉,将其与价格同样低廉的普 通柴油滤纸相结合,相较于数十万/吨的国外高价柴油滤纸,其成本显著降低,更易于实现 实验成果的产业化过程。
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