机油滤纸的开发应用

何迪华（上海市造纸学会，上海 200063）

机油滤纸的开发应用

何迪华
（上海市造纸学会，上海 200063）

抄造机油过滤纸，要根据过滤纸的技术要求，选择原材料、辅料、技术装备及制造工艺条件，使产品符合使用要求。净化内燃机机油的质量，确保机器的正常运行。

机油滤纸 丝光化纤维 酚醛树脂 过滤效率 容尘量

机油滤纸是用于内燃机过滤机油的有效过滤材料。它可降低工作中机油的温度，过滤机油中的灰尘、金属颗粒、碳沉淀物等杂质，从而延缓零件磨损，降低能量损耗，确保内燃机的正常运行。

我国机油滤纸的开发、研究起步较晚，生产水平与国外产品尚有一定的差距，主要是产量不足，质量不稳定。我们必须进一步在提高过滤精度、过滤效率、容尘量等方面下功夫，进一步延长滤芯器的使用寿命。

1 机油过滤纸的制备

1.1 机油过滤纸原纸

（1）原材料选择和处理。生产机油过滤纸，主要选用木、棉等天然植物纤维，也可以添加部分合成纤维、无机纤维等耐高温、具有超净过滤功能的材料。目前常用的有以下品种：

①天然纤维：木浆、草浆、棉短绒，如硫酸盐针叶浆（美国南方松）、硫酸盐阔叶浆（巴西鹦鹉）、闪击干燥浆（瑞典玫瑰河和美国新页）、丝光化浆（美国HPZ和美国瑞荣）、突尼斯草浆和山东高密棉短绒等。

人造纤维：日本帝人粘胶纤维等。

合成纤维：聚酯纤维PET、聚丙烯纤维PP、聚砜纤维PDSTA、聚乙烯醇纤维PVA等。

无机纤维：玻璃纤维、陶瓷纤维等。

特殊纤维：活性炭纤维、海泡石等。

纳米纤维：高压静电熔喷耐高温纳米、亚纳米纤维等。

②生产机油滤纸，一般优选丝光化木纤，木浆经丝光化处理，成纸阻力小，透气性能好，过滤速度快，见图1。此外加入部分棉浆以提高容尘量延长滤清器寿命，加入部分人造丝或短纤以提高过滤精度，加入适量合成纤维以提高滤纸挺度和满足滤芯加工时超声波封头需要。

图1 不同的木浆抄片孔径和透气阻力示意图

③不同的纤维材料在同样的打浆和抄片条件下，所获得的的样本测试结果存在一定的差距。选择不同的纤维配合就能生产较理想的产品，见表1。④为了充分发挥丝光化浆的长处，浆料处理以碎浆为主，配合疏解和适度磨浆。碎浆浓度4%～5%；游离打浆叩解度较低，保留了较高的纤维长度。合成纤维分散性较差，必要时添加有润滑剂、乳化剂和抗静电剂混合的分散剂，也可以将适量的丝光化浆先行与之混合，然后直接进入配料池。丝光化浆强度较差，可以在浆料中加入增强剂，提高纤维的结合力。习惯上先加入阴离子增强剂，再加入助留剂、阳离子增强剂。加入量的多少要兼顾浆料的ξ电位，见表2。

表1 不同木浆、同等打浆条件下抄片结果

表2 是同等条件下增强剂加入量对原纸强度的影响

各种助剂在使用前用水稀释10倍以上，按顺序加入配浆池。一种助剂加入后要搅拌10 min以上，保证与纤维充分结合，然后再加入第二种助剂。

（2）抄纸流程。目前国内生产滤纸一般使用斜网纸机。但是网部的倾角不易太大，10°～15°较合适。

机油滤纸生产工艺流程，见图2。

图2 机油滤纸生产工艺流程

需要注意的是：储浆池搅拌不宜过分激烈，能维持浆料上下翻动和循环即可，避免产生大量气泡。如果浆料中泡沫较多，可以考虑在抄造池加入脱气剂，或者在网部加入消泡剂。为了保证滤纸均匀性，上网浓度控制在0.05%～0.06%，必要时在冲浆前加入分散剂。浆速网速不宜差异太大，防止纤维单一方向排列，有利于机油滤纸使用时折叠和收波。

目前国内生产滤纸的纸机都不设压榨，其实生产机油滤纸压榨还是有用的。机油滤纸并不是松厚度越大越好，尤其是环保型机油滤芯，要求滤纸有一定的紧度。

穿透干燥器对提高滤纸的透气性能，容尘能力有很大帮助。但是目前国内使用较少。

利用施胶装置，在原纸中加入阻燃剂、增强剂等，可以进一步提高滤纸的性能。

原纸收卷前应该要有冷却装置，使滤纸加速平衡，以免滤纸在存放期间发生卷边等变形，影响下一道涂布加工。

1.2 树脂补强

机油过滤纸通常采用抗化学性较好的醇溶性酚醛树脂补强，以提高滤纸的挺度、耐破度、抗压强度、耐高温、抗老化。酚醛树脂用甲醇或乙醇作为溶剂，甲醇、乙醇易燃易爆，甲醇有毒，损害操作人员的身体健康。因此必须做好安全生产、职业病防治和环境保护工作。

（1）酚醛树脂配制。机油滤纸一般使用热固型酚醛树脂。这种树脂加热时产生交联固化反应，形成一种三维结构，可使滤纸坚挺结实。原纸在涂布或浸渍树脂时，滤纸纤维被树脂包裹粘结一起，不会堵塞纤维间的空隙，较少降低透气度，保证了滤纸的过滤精度和容尘能力，提高滤纸的使用寿命。单一的热固型酚醛树脂，不能满足机油滤纸的特殊需要，因此必需在树脂中加入添加剂，比如含硅酮、含氟等材料，使机油滤纸具有抗水、耐热、抗老化性能。

（2）滤纸固化。机油滤纸中树脂含量高达20%～30%，在使用前或使用中需要进行热固化处理。固化温度150～180℃，固化时间10～15 min。经固化的滤纸，滤芯坚挺结实，会有良好的使用效果。滤纸中残留的醛在固化过程中会产生臭气，给用户造成危害，所以，机油滤纸在出厂前会适当固化，固化程度20%～40%。引进热塑型酚醛树脂，可以较好地满足客户对滤纸软硬性、折叠性、收波性的要求。因此，将热固型和热塑型酚醛树脂按一定比例混合，再加上乌洛托品等固化剂，使新型的机油滤纸具有更良好的加工性能，深受用户欢迎。

2 机油过滤纸的性能要求

2.1 过滤性能要求

（1）结构性能：定量、厚度、紧度、孔隙率、孔径、透气性。

（2）物理性能：抗张强度、耐破度、挺度。

（3）过滤性能：过滤精度、过滤效率、容尘量、起始阻力。

（4）抗水性能：既要防止滤纸受潮变形，又要具有除去机油中水分功效。

（5）耐热性能：机油的工作温度一般120～150℃，树脂的固化温度在150～180℃中进行，滤纸还应有较好的耐热性能。

2.2 技术指标

目前机油滤纸执行国家标准《内燃机工业滤纸》QC/T 794—2007。

表3 机油滤纸技术指标

在实际应用中更多的客户是参考ISO 4548—12标准,内燃机用全流量润滑油过滤器的试验方法第12部分：用颗粒计数法和杂质滞留容量测定过滤精度和效率。从而能够较好地显示机油滤纸的过滤精度，明确滤纸对各直径颗粒的过滤效率，方便客户选用；同时也能了解滤纸的容尘能力，推断使用寿命。在这里需要了解以下指标的含义：

（1）过滤比：过滤前后单位体积流体中所含大于某一直径的颗粒数的比值，用β表示。

（2）过滤精度：大于或等于某一规定值的过滤比所对应的颗粒直径，单位：μm 。

（3）过滤效率：在一定的条件下，含杂质颗粒的流体通过滤纸后，被阻留的颗粒数占原来颗粒总数的百分比，用E表示，E= (1-1/β)× 100%

举例：若过滤前5μm以上的颗粒数是10 000，过滤后是500，则过滤比β5=10 000/500=20

过滤精度就是当β= 20时，过滤精度是5μm 。

对5μm以上的颗粒，过滤效率是E = (1-1/β)× 100% = 95%。

容尘量：在到达最大允许压差前,单位面积的滤纸所能容纳的颗粒污染物的重量，单位:g/m2或mg/cm2

很显然，这些指标比较国标中的内容，更能够满足客户的需要。

3 结束语

随着环保意识的增强、内燃机技术的提高，多次通过和颗粒计数测试技术的发展，滤清系统对机油滤纸提出了新要求、新指标。制备机油过滤纸，也需要选择新材料、辅料，采用新装备及新工艺，生产出更能满足使用要求的新产品,适应于新的工作环境。国标《内燃机工业滤纸》也要与时俱进，采纳能更好地显示滤纸性能的检测指标，促进滤材生产发展。

中俄合作有利俄罗斯造纸业

俄罗斯工业和贸易部副部长格里戈里·卡拉马诺夫在中国哈尔滨举行的首届中俄博览会期间表示，与中国合作将有助于恢复俄罗斯纸浆造纸工业，目前俄罗斯已经做好准备，在伊尔库茨克州、卡累利阿和西北联邦区建设5个纸浆造纸平台。

他说，目前俄罗斯工业和贸易部正与中国有关公司就建设纸浆造纸厂进行谈判，但还存在一些阻碍。主要问题是融资，因为这是长期投资，项目计划为期9年-10年；另外缺乏通往森林的道路。他说，俄罗斯政府采取的扶持森林工业措施正在显露成效，近期将采取促进俄罗斯纸浆造纸领域发展的新措施。

工信部要求淘汰落后产能造纸业供需矛盾难解

工信部近日公布了2014年首批淘汰落后和过剩产能企业名单，涉及15大行业，其中水泥行业以381家企业居首，造纸和铁合金分列二、三位。根据名单统计，造纸行业2014年年底前共需淘汰约397万t产能。此次工信部要求列入公告名单内企业的生产线(设备)在2014年底前彻底拆除淘汰，不得向其他地区进行转移。

近年来受宏观经济复苏势头较弱的影响，造纸行业需求增速持续在低位维持，供需格局趋弱，行业景气度较为低迷。此次淘汰落后产能能够在客观上小幅缓解行业供给端压力，但是考虑到部分生产线前期已关停，实际对供给端的影响或将小于数字层面的表现，从而对供需格局的改善程度有限。从细分行业角度看，此次淘汰落后产能仍然主要分布在瓦楞纸和文化纸，考虑到瓦楞纸和文化纸本身产能基数较大，淘汰落后产能虽能缓解行业产能过剩矛盾，但幅度有限。

整体来看，在淘汰落后产能、环保政策趋严和行业景气度低迷的背景下，小企业将加快退出市场，但是造纸行业整体产能伴随着大企业的继续扩张而有所上升，未来造纸行业景气度难以发生实质性改善。