機油濾紙的開發應用

何迪華（上海市造紙學會，上海 200063）

機油濾紙的開發應用

何迪華
（上海市造紙學會，上海 200063）

抄造機油過濾紙，要根據過濾紙的技術要求，選擇原材料、輔料、技術裝備及制造工藝條件，使產品符合使用要求。凈化內燃機機油的質量，確保機器的正常運行。

機油濾紙 絲光化纖維 酚醛樹脂 過濾效率 容塵量

機油濾紙是用于內燃機過濾機油的有效過濾材料。它可降低工作中機油的溫度，過濾機油中的灰塵、金屬顆粒、碳沉淀物等雜質，從而延緩零件磨損，降低能量損耗，確保內燃機的正常運行。

我國機油濾紙的開發、研究起步較晚，生產水平與國外產品尚有一定的差距，主要是產量不足，質量不穩定。我們必須進一步在提高過濾精度、過濾效率、容塵量等方面下功夫，進一步延長濾芯器的使用壽命。

1 機油過濾紙的制備

1.1 機油過濾紙原紙

（1）原材料選擇和處理。生產機油過濾紙，主要選用木、棉等天然植物纖維，也可以添加部分合成纖維、無機纖維等耐高溫、具有超凈過濾功能的材料。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（瑞典玫瑰河和美國新頁）、絲光化漿（美國HPZ和美國瑞榮）、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。

無機纖維：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生產機油濾紙，一般優選絲光化木纖，木漿經絲光化處理，成紙阻力小，透氣性能好，過濾速度快，見圖1。此外加入部分棉漿以提高容塵量延長濾清器壽命，加入部分人造絲或短纖以提高過濾精度，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，所獲得的的樣本測試結果存在一定的差距。選擇不同的纖維配合就能生產較理想的產品，見表1。④為了充分發揮絲光化漿的長處，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度。合成纖維分散性較差，必要時添加有潤滑劑、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，然后直接進入配料池。絲光化漿強度較差，可以在漿料中加入增強劑，提高纖維的結合力。習慣上先加入陰離子增強劑，再加入助留劑、陽離子增強劑。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果

表2 是同等條件下增強劑加入量對原紙強度的影響

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，保證與纖維充分結合，然后再加入第二種助劑。

（2）抄紙流程。目前國內生產濾紙一般使用斜網紙機。但是網部的傾角不易太大，10°～15°較合適。

機油濾紙生產工藝流程，見圖2。

圖2 機油濾紙生產工藝流程

需要注意的是：儲漿池攪拌不宜過分激烈，能維持漿料上下翻動和循環即可，避免產生大量氣泡。如果漿料中泡沫較多，可以考慮在抄造池加入脫氣劑，或者在網部加入消泡劑。為了保證濾紙均勻性，上網濃度控制在0.05%～0.06%，必要時在沖漿前加入分散劑。漿速網速不宜差異太大，防止纖維單一方向排列，有利于機油濾紙使用時折疊和收波。

目前國內生產濾紙的紙機都不設壓榨，其實生產機油濾紙壓榨還是有用的。機油濾紙并不是松厚度越大越好，尤其是環保型機油濾芯，要求濾紙有一定的緊度。

穿透干燥器對提高濾紙的透氣性能，容塵能力有很大幫助。但是目前國內使用較少。

利用施膠裝置，在原紙中加入阻燃劑、增強劑等，可以進一步提高濾紙的性能。

原紙收卷前應該要有冷卻裝置，使濾紙加速平衡，以免濾紙在存放期間發生卷邊等變形，影響下一道涂布加工。

1.2 樹脂補強

機油過濾紙通常采用抗化學性較好的醇溶性酚醛樹脂補強，以提高濾紙的挺度、耐破度、抗壓強度、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、職業病防治和環境保護工作。

（1）酚醛樹脂配制。機油濾紙一般使用熱固型酚醛樹脂。這種樹脂加熱時產生交聯固化反應，形成一種三維結構，可使濾紙堅挺結實。原紙在涂布或浸漬樹脂時，濾紙纖維被樹脂包裹粘結一起，不會堵塞纖維間的空隙，較少降低透氣度，保證了濾紙的過濾精度和容塵能力，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，使機油濾紙具有抗水、耐熱、抗老化性能。

（2）濾紙固化。機油濾紙中樹脂含量高達20%～30%，在使用前或使用中需要進行熱固化處理。固化溫度150～180℃，固化時間10～15 min。經固化的濾紙，濾芯堅挺結實，會有良好的使用效果。濾紙中殘留的醛在固化過程中會產生臭氣，給用戶造成危害，所以，機油濾紙在出廠前會適當固化，固化程度20%～40%。引進熱塑型酚醛樹脂，可以較好地滿足客戶對濾紙軟硬性、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，使新型的機油濾紙具有更良好的加工性能，深受用戶歡迎。

2 機油過濾紙的性能要求

2.1 過濾性能要求

（1）結構性能：定量、厚度、緊度、孔隙率、孔徑、透氣性。

（2）物理性能：抗張強度、耐破度、挺度。

（3）過濾性能：過濾精度、過濾效率、容塵量、起始阻力。

（4）抗水性能：既要防止濾紙受潮變形，又要具有除去機油中水分功效。

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

2.2 技術指標

目前機油濾紙執行國家標準《內燃機工業濾紙》QC/T 794—2007。

表3 機油濾紙技術指標

在實際應用中更多的客戶是參考ISO 4548—12標準,內燃機用全流量潤滑油過濾器的試驗方法第12部分：用顆粒計數法和雜質滯留容量測定過濾精度和效率。從而能夠較好地顯示機油濾紙的過濾精度，明確濾紙對各直徑顆粒的過濾效率，方便客戶選用；同時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的含義：

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

（2）過濾精度：大于或等于某一規定值的過濾比所對應的顆粒直徑，單位：μm 。

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

舉例：若過濾前5μm以上的顆粒數是10 000，過濾后是500，則過濾比β5=10 000/500=20

過濾精度就是當β= 20時，過濾精度是5μm 。

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

容塵量：在到達最大允許壓差前,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，這些指標比較國標中的內容，更能夠滿足客戶的需要。

3 結束語

隨著環保意識的增強、內燃機技術的提高，多次通過和顆粒計數測試技術的發展，濾清系統對機油濾紙提出了新要求、新指標。制備機油過濾紙，也需要選擇新材料、輔料，采用新裝備及新工藝，生產出更能滿足使用要求的新產品,適應于新的工作環境。國標《內燃機工業濾紙》也要與時俱進，采納能更好地顯示濾紙性能的檢測指標，促進濾材生產發展。

中俄合作有利俄羅斯造紙業

俄羅斯工業和貿易部副部長格里戈里·卡拉馬諾夫在中國哈爾濱舉行的首屆中俄博覽會期間表示，與中國合作將有助于恢復俄羅斯紙漿造紙工業，目前俄羅斯已經做好準備，在伊爾庫茨克州、卡累利阿和西北聯邦區建設5個紙漿造紙平臺。

他說，目前俄羅斯工業和貿易部正與中國有關公司就建設紙漿造紙廠進行談判，但還存在一些阻礙。主要問題是融資，因為這是長期投資，項目計劃為期9年-10年；另外缺乏通往森林的道路。他說，俄羅斯政府采取的扶持森林工業措施正在顯露成效，近期將采取促進俄羅斯紙漿造紙領域發展的新措施。

工信部要求淘汰落后產能造紙業供需矛盾難解

工信部近日公布了2014年首批淘汰落后和過剩產能企業名單，涉及15大行業，其中水泥行業以381家企業居首，造紙和鐵合金分列二、三位。根據名單統計，造紙行業2014年年底前共需淘汰約397萬t產能。此次工信部要求列入公告名單內企業的生產線(設備)在2014年底前徹底拆除淘汰，不得向其他地區進行轉移。

近年來受宏觀經濟復蘇勢頭較弱的影響，造紙行業需求增速持續在低位維持，供需格局趨弱，行業景氣度較為低迷。此次淘汰落后產能能夠在客觀上小幅緩解行業供給端壓力，但是考慮到部分生產線前期已關停，實際對供給端的影響或將小于數字層面的表現，從而對供需格局的改善程度有限。從細分行業角度看，此次淘汰落后產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能基數較大，淘汰落后產能雖能緩解行業產能過剩矛盾，但幅度有限。

整體來看，在淘汰落后產能、環保政策趨嚴和行業景氣度低迷的背景下，小企業將加快退出市場，但是造紙行業整體產能伴隨著大企業的繼續擴張而有所上升，未來造紙行業景氣度難以發生實質性改善。