機(jī)油濾紙的開發(fā)應(yīng)用

何迪華（上海市造紙學(xué)會(huì)，上海 200063）

機(jī)油濾紙的開發(fā)應(yīng)用

何迪華
（上海市造紙學(xué)會(huì)，上海 200063）

抄造機(jī)油過(guò)濾紙，要根據(jù)過(guò)濾紙的技術(shù)要求，選擇原材料、輔料、技術(shù)裝備及制造工藝條件，使產(chǎn)品符合使用要求。凈化內(nèi)燃機(jī)機(jī)油的質(zhì)量，確保機(jī)器的正常運(yùn)行。

機(jī)油濾紙 絲光化纖維 酚醛樹脂 過(guò)濾效率 容塵量

機(jī)油濾紙是用于內(nèi)燃機(jī)過(guò)濾機(jī)油的有效過(guò)濾材料。它可降低工作中機(jī)油的溫度，過(guò)濾機(jī)油中的灰塵、金屬顆粒、碳沉淀物等雜質(zhì)，從而延緩零件磨損，降低能量損耗，確保內(nèi)燃機(jī)的正常運(yùn)行。

我國(guó)機(jī)油濾紙的開發(fā)、研究起步較晚，生產(chǎn)水平與國(guó)外產(chǎn)品尚有一定的差距，主要是產(chǎn)量不足，質(zhì)量不穩(wěn)定。我們必須進(jìn)一步在提高過(guò)濾精度、過(guò)濾效率、容塵量等方面下功夫，進(jìn)一步延長(zhǎng)濾芯器的使用壽命。

1 機(jī)油過(guò)濾紙的制備

1.1 機(jī)油過(guò)濾紙?jiān)?/p>

（1）原材料選擇和處理。生產(chǎn)機(jī)油過(guò)濾紙，主要選用木、棉等天然植物纖維，也可以添加部分合成纖維、無(wú)機(jī)纖維等耐高溫、具有超凈過(guò)濾功能的材料。目前常用的有以下品種：

①天然纖維：木漿、草漿、棉短絨，如硫酸鹽針葉漿（美國(guó)南方松）、硫酸鹽闊葉漿（巴西鸚鵡）、閃擊干燥漿（瑞典玫瑰河和美國(guó)新頁(yè)）、絲光化漿（美國(guó)HPZ和美國(guó)瑞榮）、突尼斯草漿和山東高密棉短絨等。

人造纖維：日本帝人粘膠纖維等。

合成纖維：聚酯纖維PET、聚丙烯纖維PP、聚砜纖維PDSTA、聚乙烯醇纖維PVA等。

無(wú)機(jī)纖維：玻璃纖維、陶瓷纖維等。

特殊纖維：活性炭纖維、海泡石等。

納米纖維：高壓靜電熔噴耐高溫納米、亞納米纖維等。

②生產(chǎn)機(jī)油濾紙，一般優(yōu)選絲光化木纖，木漿經(jīng)絲光化處理，成紙阻力小，透氣性能好，過(guò)濾速度快，見圖1。此外加入部分棉漿以提高容塵量延長(zhǎng)濾清器壽命，加入部分人造絲或短纖以提高過(guò)濾精度，加入適量合成纖維以提高濾紙挺度和滿足濾芯加工時(shí)超聲波封頭需要。

圖1 不同的木漿抄片孔徑和透氣阻力示意圖

③不同的纖維材料在同樣的打漿和抄片條件下，所獲得的的樣本測(cè)試結(jié)果存在一定的差距。選擇不同的纖維配合就能生產(chǎn)較理想的產(chǎn)品，見表1。④為了充分發(fā)揮絲光化漿的長(zhǎng)處，漿料處理以碎漿為主，配合疏解和適度磨漿。碎漿濃度4%～5%；游離打漿叩解度較低，保留了較高的纖維長(zhǎng)度。合成纖維分散性較差，必要時(shí)添加有潤(rùn)滑劑、乳化劑和抗靜電劑混合的分散劑，也可以將適量的絲光化漿先行與之混合，然后直接進(jìn)入配料池。絲光化漿強(qiáng)度較差，可以在漿料中加入增強(qiáng)劑，提高纖維的結(jié)合力。習(xí)慣上先加入陰離子增強(qiáng)劑，再加入助留劑、陽(yáng)離子增強(qiáng)劑。加入量的多少要兼顧漿料的ξ電位，見表2。

表1 不同木漿、同等打漿條件下抄片結(jié)果

表2 是同等條件下增強(qiáng)劑加入量對(duì)原紙強(qiáng)度的影響

各種助劑在使用前用水稀釋10倍以上，按順序加入配漿池。一種助劑加入后要攪拌10 min以上，保證與纖維充分結(jié)合，然后再加入第二種助劑。

（2）抄紙流程。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)濾紙一般使用斜網(wǎng)紙機(jī)。但是網(wǎng)部的傾角不易太大，10°～15°較合適。

機(jī)油濾紙生產(chǎn)工藝流程，見圖2。

圖2 機(jī)油濾紙生產(chǎn)工藝流程

需要注意的是：儲(chǔ)漿池?cái)嚢璨灰诉^(guò)分激烈，能維持漿料上下翻動(dòng)和循環(huán)即可，避免產(chǎn)生大量氣泡。如果漿料中泡沫較多，可以考慮在抄造池加入脫氣劑，或者在網(wǎng)部加入消泡劑。為了保證濾紙均勻性，上網(wǎng)濃度控制在0.05%～0.06%，必要時(shí)在沖漿前加入分散劑。漿速網(wǎng)速不宜差異太大，防止纖維單一方向排列，有利于機(jī)油濾紙使用時(shí)折疊和收波。

目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)濾紙的紙機(jī)都不設(shè)壓榨，其實(shí)生產(chǎn)機(jī)油濾紙壓榨還是有用的。機(jī)油濾紙并不是松厚度越大越好，尤其是環(huán)保型機(jī)油濾芯，要求濾紙有一定的緊度。

穿透干燥器對(duì)提高濾紙的透氣性能，容塵能力有很大幫助。但是目前國(guó)內(nèi)使用較少。

利用施膠裝置，在原紙中加入阻燃劑、增強(qiáng)劑等，可以進(jìn)一步提高濾紙的性能。

原紙收卷前應(yīng)該要有冷卻裝置，使濾紙加速平衡，以免濾紙?jiān)诖娣牌陂g發(fā)生卷邊等變形，影響下一道涂布加工。

1.2 樹脂補(bǔ)強(qiáng)

機(jī)油過(guò)濾紙通常采用抗化學(xué)性較好的醇溶性酚醛樹脂補(bǔ)強(qiáng)，以提高濾紙的挺度、耐破度、抗壓強(qiáng)度、耐高溫、抗老化。酚醛樹脂用甲醇或乙醇作為溶劑，甲醇、乙醇易燃易爆，甲醇有毒，損害操作人員的身體健康。因此必須做好安全生產(chǎn)、職業(yè)病防治和環(huán)境保護(hù)工作。

（1）酚醛樹脂配制。機(jī)油濾紙一般使用熱固型酚醛樹脂。這種樹脂加熱時(shí)產(chǎn)生交聯(lián)固化反應(yīng)，形成一種三維結(jié)構(gòu)，可使濾紙堅(jiān)挺結(jié)實(shí)。原紙?jiān)谕坎蓟蚪n樹脂時(shí)，濾紙纖維被樹脂包裹粘結(jié)一起，不會(huì)堵塞纖維間的空隙，較少降低透氣度，保證了濾紙的過(guò)濾精度和容塵能力，提高濾紙的使用壽命。單一的熱固型酚醛樹脂，不能滿足機(jī)油濾紙的特殊需要，因此必需在樹脂中加入添加劑，比如含硅酮、含氟等材料，使機(jī)油濾紙具有抗水、耐熱、抗老化性能。

（2）濾紙固化。機(jī)油濾紙中樹脂含量高達(dá)20%～30%，在使用前或使用中需要進(jìn)行熱固化處理。固化溫度150～180℃，固化時(shí)間10～15 min。經(jīng)固化的濾紙，濾芯堅(jiān)挺結(jié)實(shí)，會(huì)有良好的使用效果。濾紙中殘留的醛在固化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生臭氣，給用戶造成危害，所以，機(jī)油濾紙?jiān)诔鰪S前會(huì)適當(dāng)固化，固化程度20%～40%。引進(jìn)熱塑型酚醛樹脂，可以較好地滿足客戶對(duì)濾紙軟硬性、折疊性、收波性的要求。因此，將熱固型和熱塑型酚醛樹脂按一定比例混合，再加上烏洛托品等固化劑，使新型的機(jī)油濾紙具有更良好的加工性能，深受用戶歡迎。

2 機(jī)油過(guò)濾紙的性能要求

2.1 過(guò)濾性能要求

（1）結(jié)構(gòu)性能：定量、厚度、緊度、孔隙率、孔徑、透氣性。

（2）物理性能：抗張強(qiáng)度、耐破度、挺度。

（3）過(guò)濾性能：過(guò)濾精度、過(guò)濾效率、容塵量、起始阻力。

（4）抗水性能：既要防止濾紙受潮變形，又要具有除去機(jī)油中水分功效。

（5）耐熱性能：機(jī)油的工作溫度一般120～150℃，樹脂的固化溫度在150～180℃中進(jìn)行，濾紙還應(yīng)有較好的耐熱性能。

2.2 技術(shù)指標(biāo)

目前機(jī)油濾紙執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《內(nèi)燃機(jī)工業(yè)濾紙》QC/T 794—2007。

表3 機(jī)油濾紙技術(shù)指標(biāo)

在實(shí)際應(yīng)用中更多的客戶是參考ISO 4548—12標(biāo)準(zhǔn),內(nèi)燃機(jī)用全流量潤(rùn)滑油過(guò)濾器的試驗(yàn)方法第12部分：用顆粒計(jì)數(shù)法和雜質(zhì)滯留容量測(cè)定過(guò)濾精度和效率。從而能夠較好地顯示機(jī)油濾紙的過(guò)濾精度，明確濾紙對(duì)各直徑顆粒的過(guò)濾效率，方便客戶選用；同時(shí)也能了解濾紙的容塵能力，推斷使用壽命。在這里需要了解以下指標(biāo)的含義：

（1）過(guò)濾比：過(guò)濾前后單位體積流體中所含大于某一直徑的顆粒數(shù)的比值，用β表示。

（2）過(guò)濾精度：大于或等于某一規(guī)定值的過(guò)濾比所對(duì)應(yīng)的顆粒直徑，單位：μm 。

（3）過(guò)濾效率：在一定的條件下，含雜質(zhì)顆粒的流體通過(guò)濾紙后，被阻留的顆粒數(shù)占原來(lái)顆粒總數(shù)的百分比，用E表示，E= (1-1/β)× 100%

舉例：若過(guò)濾前5μm以上的顆粒數(shù)是10 000，過(guò)濾后是500，則過(guò)濾比β5=10 000/500=20

過(guò)濾精度就是當(dāng)β= 20時(shí)，過(guò)濾精度是5μm 。

對(duì)5μm以上的顆粒，過(guò)濾效率是E = (1-1/β)× 100% = 95%。

容塵量：在到達(dá)最大允許壓差前,單位面積的濾紙所能容納的顆粒污染物的重量，單位:g/m2或mg/cm2

很顯然，這些指標(biāo)比較國(guó)標(biāo)中的內(nèi)容，更能夠滿足客戶的需要。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)、內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的提高，多次通過(guò)和顆粒計(jì)數(shù)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，濾清系統(tǒng)對(duì)機(jī)油濾紙?zhí)岢隽诵乱?、新指?biāo)。制備機(jī)油過(guò)濾紙，也需要選擇新材料、輔料，采用新裝備及新工藝，生產(chǎn)出更能滿足使用要求的新產(chǎn)品,適應(yīng)于新的工作環(huán)境。國(guó)標(biāo)《內(nèi)燃機(jī)工業(yè)濾紙》也要與時(shí)俱進(jìn)，采納能更好地顯示濾紙性能的檢測(cè)指標(biāo)，促進(jìn)濾材生產(chǎn)發(fā)展。

中俄合作有利俄羅斯造紙業(yè)

俄羅斯工業(yè)和貿(mào)易部副部長(zhǎng)格里戈里·卡拉馬諾夫在中國(guó)哈爾濱舉行的首屆中俄博覽會(huì)期間表示，與中國(guó)合作將有助于恢復(fù)俄羅斯紙漿造紙工業(yè)，目前俄羅斯已經(jīng)做好準(zhǔn)備，在伊爾庫(kù)茨克州、卡累利阿和西北聯(lián)邦區(qū)建設(shè)5個(gè)紙漿造紙平臺(tái)。

他說(shuō)，目前俄羅斯工業(yè)和貿(mào)易部正與中國(guó)有關(guān)公司就建設(shè)紙漿造紙廠進(jìn)行談判，但還存在一些阻礙。主要問(wèn)題是融資，因?yàn)檫@是長(zhǎng)期投資，項(xiàng)目計(jì)劃為期9年-10年；另外缺乏通往森林的道路。他說(shuō)，俄羅斯政府采取的扶持森林工業(yè)措施正在顯露成效，近期將采取促進(jìn)俄羅斯紙漿造紙領(lǐng)域發(fā)展的新措施。

工信部要求淘汰落后產(chǎn)能造紙業(yè)供需矛盾難解

工信部近日公布了2014年首批淘汰落后和過(guò)剩產(chǎn)能企業(yè)名單，涉及15大行業(yè)，其中水泥行業(yè)以381家企業(yè)居首，造紙和鐵合金分列二、三位。根據(jù)名單統(tǒng)計(jì)，造紙行業(yè)2014年年底前共需淘汰約397萬(wàn)t產(chǎn)能。此次工信部要求列入公告名單內(nèi)企業(yè)的生產(chǎn)線(設(shè)備)在2014年底前徹底拆除淘汰，不得向其他地區(qū)進(jìn)行轉(zhuǎn)移。

近年來(lái)受宏觀經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇勢(shì)頭較弱的影響，造紙行業(yè)需求增速持續(xù)在低位維持，供需格局趨弱，行業(yè)景氣度較為低迷。此次淘汰落后產(chǎn)能能夠在客觀上小幅緩解行業(yè)供給端壓力，但是考慮到部分生產(chǎn)線前期已關(guān)停，實(shí)際對(duì)供給端的影響或?qū)⑿∮跀?shù)字層面的表現(xiàn)，從而對(duì)供需格局的改善程度有限。從細(xì)分行業(yè)角度看，此次淘汰落后產(chǎn)能仍然主要分布在瓦楞紙和文化紙，考慮到瓦楞紙和文化紙本身產(chǎn)能基數(shù)較大，淘汰落后產(chǎn)能雖能緩解行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩矛盾，但幅度有限。

整體來(lái)看，在淘汰落后產(chǎn)能、環(huán)保政策趨嚴(yán)和行業(yè)景氣度低迷的背景下，小企業(yè)將加快退出市場(chǎng)，但是造紙行業(yè)整體產(chǎn)能伴隨著大企業(yè)的繼續(xù)擴(kuò)張而有所上升，未來(lái)造紙行業(yè)景氣度難以發(fā)生實(shí)質(zhì)性改善。