用于油品过滤的聚酰胺滤材和滤芯的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种过滤材料及其制备装置和制备方法，尤其是一种用于油品的聚酰胺滤材、滤芯及其制备装置和制备方法。
【背景技术】
[0002]发动机燃油在生产、运输和存放过程中会产生并混入大量杂质。洁净的燃油在贮存一段时间后也会产生金属氧化物、析出胶质、沥青质等污染物。严重污染的燃油会导致发动机喷油系统和燃烧室等部位的磨损及积碳生成，使得燃油发动机在使用一段时间后耗油量增加，尾气排放量急骤上升。目前普遍的解决办法是在发动机上安装油品过滤器，去除燃油中的杂质、胶质、沥青质及水分等，使燃油洁净。洁净的燃油能够提高燃烧效率从而节约燃油、降低排放;还可减少发动机非正常磨损，延长发动机使用寿命，使发动机随着使用时间的延长油耗增加的趋势变缓。
[0003]目前国内98%以上的油品过滤器使用木浆滤纸、高精度复合滤纸或金属网为滤材，以达到去除油品中杂质及水分的目的。高精度滤纸的流通阻力大、纳污能力差、使用寿命短;木浆纸和金属网虽具有流通阻力小的优点，但过滤精度低、过滤效率差。这几种滤材都不能满足工业生产过程中设备对油品过滤的要求，造成设备故障率高、运行效率低、寿命缩短等问题。
[0004]目前材料熔喷工艺广泛用于聚丙烯滤芯材料制造中。熔喷就是将聚合物材料经过高温挤出后形成极细的纤维丝，并制备成相应的形状结构，聚丙烯熔喷滤材具有纳污能力强、过滤精度高等优点，而且易于批量生产，但是目前只用于空气和水的过滤，这是因为工业油品通常都含有烷烃、烯烃、环烷烃、芳香烃、多环芳烃及少量硫、氮化合物等，长时间的接触油品会导致聚丙烯制品被溶解腐蚀，溶胀成黏糊状，失去过滤能力，因此，聚丙烯熔喷滤材无法应用于工业油品过滤领域。
[0005]因此从工业油品的过滤角度来讲，急需要一种特殊材料经过熔喷工艺制成的熔喷滤芯，并具有常规熔喷滤芯的优点，同时能够耐受柴油、汽油、乙醇等油品的腐蚀，并能将油品中含有的沥青、水、灰尘、机械杂质等过滤，尤其具有一定的油水分离效果。
[0006]申请号为200510040447.2的中国专利公开了 “一种超疏水/超亲油的油水分离网”，提出在织物网上覆盖一层疏水且亲油的薄膜，利用薄膜的疏水功能，实现油品中的油水分离。这是目前油品过滤领域普遍采用的技术思路，即采用疏水性滤材，将水从燃油中分离，而且滤材的“疏”水性能越好，其分离水的效果越好。但是存在的问题这种薄膜制作工艺复杂，而且其他的过滤功能和指标不佳，难以得到实用化的推广。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的问题是提出一种基于熔喷工艺制成的聚酰胺滤材、滤芯，该滤材具有熔喷滤材的纳污能力强、过滤精度高、流通阻力小等优点，而且具有耐油耐醇腐蚀，并具有较高的油水分离效率。
[0008]本发明的技术方案如下:
[0009]—种用于油品过滤的聚酰胺滤材，其中滤材是采用聚酰胺材料，通过熔喷工艺处理，喷出的超细纤维丝经过相互粘合和缠绕制成的中空圆筒状结构，
[0010]上述用于油品过滤的聚酰胺滤材中，滤材为疏松结构，形成不同孔径的滤孔;所述滤孔的孔径大小分布方式为，沿筒状结构外层到内层孔径大小依次逐渐递减。
[0011]上述用于油品过滤的聚酰胺滤材中，滤材厚度为0.5-30mm，其中筒部外层滤孔的平均孔径为10-100μπι，筒部内层滤孔的平均孔径为1-50μπι，熔喷纤维丝的平均直径为0.1-80μπι，滤材的孔隙率大于80%。
[0012]上述用于油品过滤的聚酰胺滤材中，滤材厚度为5-20mm，筒部外层的平均孔径为20-40μπι，筒部内层的平均孔径为10-20μπι，熔喷纤维丝的平均直径范围为5_50μπι，滤材的孔隙率大于90 %。
[0013]上述用于油品过滤的聚酰胺滤材中，聚酰胺为ΡΑ6和ΡΑ66。
[0014]上述用于油品过滤的聚酰胺滤材中，油品为燃油、机油或液压油。
[0015]—种用于油品过滤的聚酰胺滤芯，包括上端盖、下端盖滤材，所述的上端盖和下端盖固定熔接在滤材的两端，所述的上端盖和下端盖至少一处设置有出油孔，滤材是采用聚酰胺材料，通过熔喷工艺处理，喷出的超细纤维丝经过相互粘合和缠绕制成的中空圆筒状结构;所述的滤材为疏松结构，形成不同孔径的滤孔;所述滤孔的孔径大小分布方式为，沿筒状结构外层到内层孔径大小依次逐渐递减。
[0016]上述用于油品过滤的聚酰胺滤芯中，滤材厚度为0.5-30mm，其中筒部外层滤孔的平均孔径为10-100μπι，筒部内层滤孔的平均孔径为1-50μπι，熔喷纤维丝的平均直径为0.1-80μπι，滤材的孔隙率大于80%。
[0017]上述用于油品过滤的聚酰胺滤芯中，滤材厚度为5_20mm，筒部外层的平均孔径为20-40μπι，筒部内层的平均孔径为10-20μπι，熔喷纤维丝的平均直径为5-50μπι，滤材的孔隙率大于90%。
[0018]上述用于油品过滤的聚酰胺滤芯中，聚酰胺滤芯还包括设置于滤材内部用于承压的骨架。
[0019]本发明具有的有益技术效果如下:
[0020]1、众所周知，聚酰胺是一种亲水性材料，按照前述【背景技术】中的思路，亲水材料是不适合用于滤材的，主要原因是非疏水性材料，难以实现油品中的油水分离。本发明提出了一种利用熔喷聚酰胺材料来制作滤材、滤芯和过滤器的方案，通过控制滤材的结构参数，实现了燃油或润滑油等油品的过滤，在确保材料具有耐油耐醇腐蚀的前提下，具有较高的过滤精度、纳污能力和油水分离能力，该方案突破了传统滤材为了满足油水分离指标只能选用疏水材料的限制，充分利用聚酰胺材料在油品中具有的耐腐蚀、高可靠等特点，满足了常见油品的过滤要求。
[0021 ] 2、本发明在熔喷工艺中通过控制纤维丝的输出孔径、熔喷压力、挤出机的温度、纺丝箱的温度和熔喷模头的温度等参数，使得熔喷的纤维直径参数达到设计要求，同时通过改变熔喷过程中接收单元的接收速度和接收角度，控制滤材上的平均孔隙率和滤孔的孔径，使得滤孔从外层到内层逐渐递减，最终达到设计要求。
[0022]3、本发明通过在聚酰胺切片中混入的母粒添加剂，大大提高了纤维丝的韧性和强度，克服了熔喷纤维丝断丝、粗细不均匀、生产效率低的问题。
【附图说明】
[0023]图1为本发明熔喷滤材的结构示意图；
[0024]图2为本发明熔喷滤芯的结构示意图；
[0025]图3为本发明包含滤纸和聚酰胺滤材的复合滤芯结构示意图；
[0026]图4为图3中F-F方向的剖面图；
[0027]图5为本发明熔喷装置的结构示意图；
[0028]图6为本发明熔喷模头工作原理示意图；
[0029]图7为本发明聚酰胺滤芯的热熔焊接装置原理示意图。
[0030]附图标记如下:60—压紧单兀；61—送料单兀;62—右端夹紧单兀；63—右端盖；64—左端盖;65—左端夹紧单元;66—滤芯支座;67—加热移动单元;68—加热单元;69—滤芯部件;71—空气压缩机;72—挤出机;73—过滤单元;74—纺丝箱;75—熔喷模头;76—接收单兀;77—切割单兀;81—气体腔;82—模头主板;83—加热板;84—气路;85—料路;91一上端盖;92一下端盖;93一恪喷滤材;94一出油口 ； 95一恪喷滤材内层;96一恪喷滤材外层；97—骨架;99 一折叠滤纸。
【具体实施方式】
[0031]如图1所示，本发明的滤材采用聚酰胺熔喷工艺制成的筒状结构，其中滤材的厚度也就是筒壁厚度为0.5-30mm，高度根据不同滤芯尺度而定。滤材上分布着孔径由外层到内层逐渐递减的滤孔，其中筒部外层的平均孔径为10-100μπι，筒部内层的平均孔径为1-50μπι，熔喷纤维丝的平均直径为0.1-80μπι，滤材的孔隙率大于80%。
[0032]如图2所示，滤芯包括滤材93、上端盖91和下端盖92，上端盖91和下端盖92联接在聚酰胺滤材93的两端，骨架则设置在滤材内部用于承压。上端盖91开有出油孔94，下端盖92则密封在滤材93的底部。被过滤的油品从滤材的外层穿过滤材本体对杂质进行过滤，再经出油孔94流出。作为一种优选方式，上端盖91、下端盖92均采用聚酰胺材料，与聚酰胺滤材通过热板焊工艺熔接为一体，由于滤材的平均空隙率较大，因此在焊接中要控制焊接温度和时间。
[0033]如图3和图4所示，作为一种优选方式，在滤芯的骨架外部、筒状滤材内部设置有与滤材同轴的筒状折叠滤纸99;其中