一种玻纤液压滤纸的制备方法与流程

1.本发明涉及滤纸制备技术领域，尤其涉及一种玻纤液压滤纸的制备方法。


背景技术：

2.液压系统能在较大范围内方便地实现无极调速，且低速性能好，工作平稳，还易实现间断和连续运动及频繁换向，冲击和震动现象可以得到很好的消减，被广泛应用于各种行业。其中现代航空飞机各部件如方向舵和升降舵的副翼、水平飞行稳定板等都离不开液压系统，液压系统的安全与飞机的运行安全密不可分，而液压系统的故障70％～80％均来自于油液污染，油液中固体颗粒物的存在会造成液压系统的磨损、剥落、接触疲劳、淤塞和腐蚀，严重影响飞机的安全运行。因此去除液压油中的颗粒物是保障飞机正常运行的关键环节，具有重大意义。
3.玻璃纤维过滤材料由于其具有耐腐蚀、耐高温、过滤性能优异的优势逐渐取代了陶瓷纤维过滤材料以及金属烧结过滤材料，在液压过滤市场上占据了主导地位，现已成为了航空液压过滤领域的研究重点。在航空航天飞机的液压系统中，滤纸的强度、耐老化以及抗静电能力是我们关注的重点，这关乎飞机液压系统的稳定运行。因此，一种适用于飞机液压系统的高强度、耐老化以及抗静电玻纤液压滤纸研制至关重要，是目前国内亟待解决的难题。
4.因此，目前亟需一种玻纤液压滤纸的制备方法来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明一个或多个实施例描述了一种玻纤液压滤纸的制备方法，可以制备出适用于飞机液压系统的高强度、耐老化以及抗静电玻纤液压滤纸。
6.本说明一个实施例提供了一种玻纤液压滤纸的制备方法，包括：
7.将打浆度高于第一预设值的第一玻璃纤维、打浆度低于第二预设值的第二玻璃纤维、骨架纤维和有机纤维进行配料，并加入酸液调节所述配料的ph值，得到纤维浆液；
8.将所述纤维浆液在成形网处进行脱水成形，得到湿纸页；
9.向所述湿纸页添加包括树脂溶液和抗静电剂的化学品；
10.向添加了化学品的湿纸页依次进行纸页脱水和树脂固化，得到基纸；
11.将无纺布与所述基纸通过化学胶进行复合，得到玻纤液压滤纸。
12.根据上述实施例，所述第一预设值为30
°
sr，所述第二预设值为20
°
sr。
13.根据上述实施例，所述骨架纤维为开刀丝；和/或，
14.所述有机纤维包括pet/pp双组份纤维、芳纶、聚酰亚胺和聚酯纤维素中的至少一种。
15.根据上述实施例，所述第一玻璃纤维、所述第二玻璃纤维、所述骨架纤维和所述有机纤维的比例依次为10～30％、20～50％、5～20％和1～5％。
16.根据上述实施例，在进行脱水成形时，在所述成形网处分别设置两个真空抽吸缝，
其中一个真空抽吸缝的压力为0.02～0.04mpa，另一个真空抽吸缝的压力为0.01～0.02mpa。
17.根据上述实施例，所述树脂溶液中的树脂包括丙烯酸树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、脲醛树脂和聚醋酸乙烯酯中的至少一种。
18.根据上述实施例，所述抗静电剂包括基磺酸、磷酸、二硫代氨基甲酸、乙氧基化烷基胺、乙氧基月桂酷胺和甘油一硬脂酸中的至少一种。
19.根据上述实施例，所述化学品的浓度为4～6％，所述抗静电剂的浓度为0.05％～1.5％。
20.根据上述实施例，所述树脂固化采用分区和/或分段的方式进行固化，且固化温度为100～150℃。
21.根据上述实施例，所述化学胶为热熔胶或压敏胶，所述热熔胶的型式包括乙烯-醋酸乙烯共聚型、聚酰胺型、聚酯型和聚氨酯型中的至少一种，所述压敏胶的型式包括溶剂型、乳液型和热熔型中的至少一种。
22.根据本发明实施例提供的玻纤液压滤纸的制备方法，通过在配方中添加了增强纤维以及耐老化纤维，使其具备了一定的强度和耐老化能力，且在内部添加的抗静电剂使其具有了抗静电能力，玻纤本身也具有耐高温能力，5微米过滤比大于500，满足液压系统过滤装配要求，具有广阔的应用前景。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1示出了根据一个实施例的玻纤液压滤纸的制备方法的流程示意图；
25.图2示出了根据图1所示流程制备出的玻纤液压滤纸的结构示意图；
26.图3示出了根据图1所示流程制备出的玻纤液压滤纸的纵向强度变化图；
27.图4示出了根据图1所示流程制备出的玻纤液压滤纸的截面电镜图。
28.附图标记：
29.1-上支撑层；
30.2-基材层；
31.3-化学胶层；
32.4-下支撑层。
具体实施方式
33.下面结合附图，对本发明提供的方案进行描述。
34.图1示出了根据一个实施例的玻纤液压滤纸的制备方法的流程示意图。
35.如图1所示，该玻纤液压滤纸的制备方法包括:
36.步骤100、将打浆度高于第一预设值的第一玻璃纤维、打浆度低于第二预设值的第二玻璃纤维、骨架纤维和有机纤维进行配料，并加入酸液调节配料的ph值，得到纤维浆液；
37.步骤102、将纤维浆液在成形网处进行脱水成形，得到湿纸页；
38.步骤104、向湿纸页添加包括树脂溶液和抗静电剂的化学品；
39.步骤106、向添加了化学品的湿纸页依次进行纸页脱水和树脂固化，得到基纸；
40.步骤108、将无纺布与基纸通过化学胶进行复合，得到玻纤液压滤纸。
41.在本实施例中，通过在配方中添加了增强纤维以及耐老化纤维，使其具备了一定的强度和耐老化能力，且在内部添加的抗静电剂使其具有了抗静电能力，玻纤本身也具有耐高温能力，5微米过滤比大于500，满足液压系统过滤装配要求，具有广阔的应用前景。
42.可以知道的是，通过图1所示的流程即可制备出适用于飞机液压系统高强度、耐老化以及抗静电的玻纤液压滤纸(具体结构可参见图2)。如图2所示，滤纸的结构包括基材层2(即下文的基纸)、设置于基材层2上表面的上支撑层1(即下文的无纺布)、设置于基材层2下表面的下支撑层4(即下文的无纺布)、设置于基材层2和上支撑层1之间以及基材层2和下支撑层4之间的化学胶层3(即下文的化学胶)。其中，玻纤滤纸的基材层2通过配备表面化学改性溶液、添加增强纤维，可得到具有特定功能的滤纸基纸；上支撑层1和下支撑层4均为无纺布层，例如可以是熔喷、湿法、纺粘等无纺布中的任意一种。该玻纤液压滤纸可根据要求具有双层或多层结构，在此不进行限定。
43.下面按照顺序依次介绍上述各步骤。
44.针对步骤100：
45.在本发明一个实施例中，第一预设值为30
°
sr，第二预设值为20
°
sr。例如，第一玻璃纤维的打浆度可以是35
°
sr、40
°
sr、45
°
sr和50
°
sr，当然还可以是其它高于30
°
sr的数值，在此对第一玻璃纤维的打浆度不进行限定。同理，第二玻璃纤维的打浆度可以是10
°
sr、12
°
sr、14
°
sr、16
°
sr和18
°
sr，当然还可以是其它低于20
°
sr的数值，在此对第二玻璃纤维的打浆度不进行限定。
46.在本发明一个实施例中，骨架纤维为开刀丝。
47.在本发明一个实施例中，有机纤维包括pet/pp双组份纤维、芳纶、聚酰亚胺和聚酯纤维素中的至少一种。
48.在本实施例中，pet/pp双组份纤维可以是皮芯型或者嵌入型等，添加pet/pp双组份纤维可降低滤纸的紧度，以增加滤纸的孔隙率；另外由于双组份有机纤维熔点不同，经过高温处理后，纤维熔融可在滤纸内部充当隐性粘结剂，因此通过添加上述有机纤维既增加了滤纸的强度又保证了滤纸的耐温性。
49.在本发明一个实施例中，第一玻璃纤维、第二玻璃纤维、骨架纤维和有机纤维的比例依次为10～30％、20～50％、5～20％和1～5％。
50.针对步骤102：
51.在湿纸页成形时，可按照需求将调节纤维内部结构分布，成形后的滤纸湿纸页的含水率在20～40％。滤纸基纸克重在70～85gsm。
52.在本发明一个实施例中，在进行脱水成形时，在成形网处分别设置两个真空抽吸缝，其中一个真空抽吸缝的压力为0.02～0.04mpa，另一个真空抽吸缝的压力为0.01～0.02mpa。如此设置，可以使滤纸基纸的纤维密度在纵向方向上呈现规律性递增趋势，在保证过滤精度的同时还可以降低滤纸阻力。
53.在一些实施方式中，成形网可以是三维立体编制结构，该结构的纤维留着率高。
54.针对步骤104：
55.在湿纸页成形后通常会添加树脂溶液使滤纸内部纤维之间缠结更为牢固。在本发明一个实施例中，树脂溶液中的树脂包括丙烯酸树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、脲醛树脂和聚醋酸乙烯酯中的至少一种。
56.抗静电剂可以按照比例添加进树脂溶液中一起对滤纸进行化学改性，通常添加浓度为0.05％～1.5％；也可单独配备为溶液喷涂在滤纸基纸表面。在本发明一个实施例中，抗静电剂包括基磺酸、磷酸、二硫代氨基甲酸、乙氧基化烷基胺、乙氧基月桂酷胺和甘油一硬脂酸中的至少一种。
57.在本发明一个实施例中，化学品的浓度为4～6％，抗静电剂的浓度为0.05％～1.5％。
58.针对步骤106：
59.施加了化学品的湿纸页首先需要真空抽吸使内部胶液分布更加均匀同时起到一定的脱水作用，其次通过烘箱或者烘缸对其进一步干燥，其次内部的化学品需要行固化。化学品需要在合适的温度下才能发生交联反应完成固化，在本发明一个实施例中，树脂固化采用分区和/或分段的方式进行固化，且固化温度为100～150℃。
60.针对步骤108：
61.在本发明一个实施例中，化学胶为热熔胶或压敏胶，热熔胶的型式包括乙烯-醋酸乙烯共聚型、聚酰胺型、聚酯型和聚氨酯型中的至少一种，压敏胶的型式包括溶剂型、乳液型和热熔型中的至少一种。化学胶通常施加在无纺布上，复合玻纤滤纸基纸时，热辊温度设置在100～200℃，车速10～20m/min，复合压力10～20psi。
62.综上，本发明的技术方案可以制得一种具有一定耐老化、耐高温以及抗静电能力的高强玻纤液压滤纸。
63.下面结合两个实施例对上述本发明的技术方案进行介绍。
64.实施例1：
65.制备玻纤液压滤纸基纸：将49
°
sr玻璃纤维、19
°
sr玻璃纤维、0.3dpet纤维、聚酯纤维素纤维、7μm*6mm玻纤开刀丝分别按照30％、50％、2％、3％、15％的比例进行配料，打浆时加入硫酸调节ph值范围在2～3。浆液在成形网处脱水成形形成湿纸页。脱水处分别设置两个真空抽吸缝，第一道真空抽吸压力设置为0.04mpa，第二道真空抽吸压力设置为0.02mpa，这样可以使滤纸基纸纤维密度在纵向方向上呈现规律性递增趋势，在保证过滤精度的同时降低滤纸阻力。
66.化学品配制：选用丙烯酸乳液对基纸表面进行处理，常用的为热固、热塑两种树脂复配使用，热固型树脂固含量45％～50％，热塑型树脂固含量40％～45％，热固和热塑的比例为20:1，另外添加2％的抗静电剂，选用的抗静电剂为乙氧基化烷基胺。总的化学品处理溶液浓度在5％，配好的溶液通过喷淋头均匀喷洒到基纸表面，再通过真空抽吸将表面的化学品溶液吸入到内部。
67.树脂固化：采用分区/分段固化的方式，共设置五个温度区域，从前到后温度设置分别为100、110、120、130、140℃。
68.按上述步骤制得克重为70g/m2玻纤液压滤纸基纸。
69.采用18g的熔喷无纺布与玻纤液压滤纸基纸进行复合，上下两层均为无纺布层，无
纺布层与基纸结合层为化学胶层，化学胶层优选pa胶。热辊温度设置在160℃，车速15m/min，复合压力15psi。成功制得一种高强度、耐老化以及抗静电的玻纤液压滤纸，如图2所示。
70.制得的高强度、耐老化以及抗静电玻纤液压滤纸在150℃热油条件下，随着时间的增加纵向强度变化逐渐趋于平稳，最终强度较普通滤纸高，如图2所示。滤纸内部结构如图3所示，经测试验证，5微米过滤比≥500，纳污容量115g/m2。
71.实施例2：
72.制备玻纤液压滤纸基纸：将49
°
sr玻璃纤维、19
°
sr玻璃纤维、0.5d芳纶纤维、7μm*6mm玻纤开刀丝分别按照40％、42％、3％、15％的比例进行配料，打浆时加入硫酸调节ph值范围在2～3。49
°
sr玻璃纤维单独在一个浆罐，a浆罐；19
°
sr玻璃纤维与其余原料在另一个浆罐，b浆罐。浆液通过两个布浆器布浆，在成形网上形成差异较大的滤纸层，真空抽吸将细纤维吸入粗纤维骨架，形成紧密结构，第一道真空抽吸压力设置为0.04mpa，第二道真空抽吸压力设置为0.02mpa。
73.化学品配制：化学品选用耐老化水性酚醛树脂，添加2％的抗静电剂，乙氧基月桂酷胺，化学品施加浓度为5％，通过喷涂装置，均匀施加在纸页表面，再通过真空抽吸将表面的化学品溶液吸入到内部。
74.树脂固化：采用分区/分段固化的方式，共设置五个温度区域，从前到后温度设置分别为100、120、140、160、160℃。
75.按上述步骤制得克重为75g/m2玻纤液压滤纸基纸。
76.用18g的熔喷无纺布与玻纤液压滤纸基纸进行复合，上下两层均为无纺布层，无纺布层与基纸结合层为化学胶层，化学胶层优选pa胶。热辊温度设置在160℃，车速15m/min，复合压力15psi。
77.制得的高强度、耐老化以及抗静电玻纤液压滤纸平均纵向强度为2.1n/mm，150℃热油浸泡24h后强度下降至1.5kn/m，强度依然维持在可观范围。经测试，5微米过滤比为587，纳污容量143g/m2。
78.上述对本发明特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
79.本发明中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
80.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。