[發明專利]一種餅形木纖維陶瓷發動機空氣濾芯

有效

• 申請號: 201911345044.7
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN113019015B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 郭秀榮;高旗;杜丹豐
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: B01D46/24
• 分類號: B01D46/24;B27M3/00;B27N3/12;B27N3/18;B27K3/50;B27K5/04;B27K5/00
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本發明涉及汽車發動機進氣凈化技術領域，具體為一種餅形木纖維陶瓷發動機空氣濾芯，其以木纖維、酚醛樹脂、納米二氧化硅、乙醇、甲苯、氮氣、氬氣為原材料，經木纖維浸取、成型、熱解和陶瓷化4個步驟制得，其中木纖維厚度為100?300μm，長度為2?3cm，寬度為1?2mm。本發明以木材天然且層次分明的微孔結構為生物模板制備生物質木纖維陶瓷發動機空氣濾芯，在保證發動機空氣濾芯良好滲透性和過濾效率的前提下，還可以實現濾芯的再生和可持續利用。

技術領域

本發明涉及汽車發動機進氣凈化技術領域，具體為一種餅形木纖維陶瓷發動機空氣濾芯。

背景技術

汽車發動機空氣濾芯安裝于發動機進氣系統最前端，用于凈化進入發動機中的空氣，以去除空氣中懸浮顆粒物和其它損害發動機的雜質成分，從而避免因顆粒物吸入氣缸造成的活塞和氣缸磨損，甚至拉缸，保證發動機可靠運行。

目前，廣泛使用的發動機空氣濾芯主要是由濾紙、無紡布和海綿狀的聚氨酯類材料制作而成，當濾芯輕度污損時，可以使用壓縮空氣吹凈，但是污損嚴重時，就必須更換濾芯，以保證進入發動機空氣的清潔度。因此，現在所使用的發動機空氣濾芯是不可再生的，這不利于原材料的可持續利用。為此，基于木材天然多孔的微觀結構，以木材天然多孔結構為生物模板，我們提出了一種餅形木纖維陶瓷發動機空氣濾芯。

發明內容

(一)解決的技術問題

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種餅形木纖維陶瓷發動機空氣濾芯，可以在保證空氣濾芯良好滲透性和高過濾效率前提下，實現發動機空氣濾芯再生和可持續利用。

(二)技術方案

為實現上述目的本發明提供了如下技術方案：一種餅形木纖維陶瓷發動機空氣濾芯，具體制備步驟如下：

步驟一、浸取：配置甲苯和乙醇的混合溶液，其中甲苯和乙醇的質量比為1.5-2，稱取一定質量的木纖維置于混合溶液中浸取12h，之后把木纖維置于干燥爐中，在105℃條件下干燥12h后取出；

步驟二、成型：按照木纖維質量的20-30％稱取酚醛樹脂膠，用體積濃度為95％的酒精作為溶劑，溫水浴加熱，配制成均勻混合溶液，其中酒精與酚醛樹脂膠的質量比為1.5-2.5，將混合溶液倒入霧化裝置中，均勻噴灑在浸取后的木纖維上，將噴灑混合溶液后的木纖維置于橫截面為圓形的餅形模具中，壓制成餅形木纖維過濾體，之后把模具放入干燥爐中，干燥20-30min，爐溫設置為70℃，待常溫后取出模具并取下餅形木纖維過濾體；

步驟三、熱解：把成型后的餅形木纖維過濾體置于溫控電熱爐中，爐中持續通入高純氮氣，以0.5℃/min的升溫速率，把爐溫從室溫升高到500℃，再以1℃/min的升溫速率，把爐溫從500℃升高到900℃，并保持1h，之后冷卻至室溫；

步驟四、陶瓷化：將納米二氧化硅與水混合制成質量分數為50％的溶膠，其中二氧化硅粒徑為50-105nm，把熱解后的餅形木纖維過濾體置于干燥器中并保持真空狀態，用二氧化硅溶膠滲透30min，之后置于大氣壓下30min，最后在103℃條件下干燥12h，以蒸發溶劑，把滲透后的餅形木纖維過濾體，置于溫控電熱爐中，以10℃/min的升溫速率，把爐溫升高至1575℃，并保持4h，整個加熱過程通入高純氬氣保護，重復步驟四，直至餅形木纖維過濾體全部陶瓷化，最終制成餅形木纖維陶瓷發動機空氣濾芯。

優選的，所述制備步驟一，木纖維厚度為100-300μm，長度為2-3cm，寬度為1-2mm。

(三)有益效果

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：以木材天然且層次分明的微孔結構為生物模板制備生物質木纖維陶瓷發動機空氣濾芯，保證了濾芯的良好滲透性和過濾效率，在保證發動機空氣濾芯良好滲透性和過濾效率的前提下，還可以實現濾芯的再生和可持續利用。

具體實施方式