本发明涉及空气净化技术领域，特别涉及一种具有催化功能的汽车发动机空气过滤网及其制备方法。
背景技术：
汽车发动机的工作原理，主要是靠燃油与空气的混合雾化，经由火花塞点火，在发动机内部燃烧爆炸而产生动力，这其中，空气的纯净度非常重要，若空气带有灰尘及杂质，会造成汽车发动机供油不足，动力下降，排放黑烟，甚至汽缸咬死现象，因此，传统的做法是在汽车发动机的进气口前方安装空气滤清器，也称作空气过滤网，预先滤除灰尘和杂质，让进入汽车发动机的空气洁净度增加，以维持汽车发动机的工作效能。
汽车工业是世界各国发展的支柱产业，各国政府与厂家无不在环保和节能的问题上纠结，假如能够提高汽车的燃油效率，那么既可减少油料的消耗，又可同步减少汽车尾气排放的污染，是实现节能和环保双重问题的最佳解决方案，为了解决这个问题，经过上百年的发展历程，无数汽车工业科学家绞尽脑汁在提高燃油质量和改良汽车动力系统软硬件两大途径上努力，时至21世纪，在化工炼油技术，工业制造技术和计算机的飞跃进步上，上述两大方向的进展基本上已经达到一种进无可进的窘境，因此，从其它途径提高汽车燃油效率与降低尾气排放污染，似乎是汽车工业可以尝试的另一个方向。
在汽车工业发展的历程上，汽车发动机空气过滤网是不受重视的部位，由于制作工艺简单，产值创造低，因此对材质与功能的要求都不高，其空气净化的作用原理与制备方法，大部份只有过滤的思维，所谓的杂质去除功能，纯粹只有针对灰尘及微粒，对于空气的成分、含氧量、气体分子活性没有任何改变，在大气环境多变，空气污染严重的现代，单纯的过滤灰尘已经无法满足汽车节能减碳、降低空气污染的世界趋势。
为改善发动机燃烧效率，先前技术亦有藉由能量放射材质提升燃油分解，或用逆电流、磁力等专利技术，惟其效果多有不彰，例如放射线材质使用最多远红外线，因其使用的原材料粒径过大，表面积小，远红外线释放力微弱，几乎不产生效果；也有以电力发热陶瓷激发更大能量的远红外线或以逆电流的方式提升燃油效率，但是这些方法容易引起汽车原厂电流安全的设计造成危险；以磁力改变空气及燃油分子的方法，除了理论之外，在实际的运用上几乎未见踪迹。
综合以上传统技术的概况，发明人构想如何在原有过滤灰尘的基础上，有效增加空气分子的洁净度、活性及含氧量，让汽车发动机内的燃油和空气更为有效的混和，提供汽车增加动力，降低燃油消耗，降低尾气污染排放的另一个有效装置及手段。
根据汽车引擎温度与废气浓度曲线的长期经验证明，提高燃油效率与降低引擎温度可以具体提升汽车动力系统的功率与改善尾气排放的浓度，发动机燃油效率的优劣牵涉到燃油与空气两大因素，在燃油质量的要求上，经过各国政府及厂家在多年的政策、金钱与人力物力投入下，已经有很大的技术进步与提升，例如燃油从过去的有铅汽油升级为各种无铅汽油，汽车发动机也从传统的化油器发动机升级为计算机控制的喷射供油发动机，然而，在发动机空气质量的改进上，却一直停留在过滤灰尘与微粒的基础上，即使有透过放射性材质或电流、磁力等方法及技术的应用，但效果始终未能达到理想。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种具有催化功能的汽车发动机空气过滤网及其制备方法，该过滤网可提高汽车发动机的空气活性、纯净度、含氧量，还可以提升汽车引擎的燃烧效率，从而达到增加汽车动力、节省燃油、降低汽车尾气排放的三大功效。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
第一方面，本发明提供的一种具有催化功能的汽车发动机空气过滤网，包括：纤维滤网布、及涂覆在所述纤维滤网布上的胶浆，其中，所述纤维滤网布为下述重量百分比的原料制成：塑料母粒5～20％、塑料80～95％；所述塑料母粒为下述重量百分比的原料混合制粒而成：金属氧化物5～25％、塑料80～95％；所述胶浆为下述重量百分比的原料制成：水溶性树脂粉末5～25％、界面添加剂0.1～5％、水溶性贵金属盐0.01～5％、水余量。
优选的，所述金属氧化物选自氧化锌、氧化铝、氧化锆、二氧化钛、三氧化铁、氧化铜、氧化镁、氧化钙中的一种或几种。
优选的，所述水溶性树脂粉末为聚丙烯酸衍生物。
优选的，所述界面添加剂为丙烯醛聚合物。
优选的，所述水溶性贵金属盐选自水溶性铂盐、水溶性金盐、水溶性银盐、水溶性钌盐、水溶性钯盐、水溶性锇盐、水溶性铱盐中的一种或几种。
进一步优选的，所述水溶性贵金属盐包括水溶性铂盐、水溶性金盐，其中，所述水溶性铂盐与水溶性金盐的重量比为1～4:1～4。
第二方面，本发明提供的一种具有催化功能的汽车发动机空气过滤网的制备方法，包括如下步骤：
(1)将金属氧化物与聚丙烯混合后，造粒成塑料母粒，再将所述塑料母粒与聚丙烯混合后，经熔融喷丝、冷却、牵引定型形成纤维滤网布；
(2)将水、水溶性树脂粉末、界面添加剂、水溶性贵金属盐混合制成胶浆，将所述胶浆涂覆在步骤(1)所得的纤维滤网布，经烘干制得具有催化功能的汽车发动机空气过滤网。
优选的，所述步骤(1)中，所述熔融喷丝的温度为500～600℃。
优选的，所述步骤(1)中，所述牵引定型的条件为：牵伸倍率6～8倍、热延伸温度100～120℃、温度75～80℃。
优选的，所述步骤(2)中，所述烘干的条件为：烘干温度为90～100℃，烘干时间0.5～3小时。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明的具有催化功能的汽车发动机空气过滤网是一种新型的环保产品，该产品是利用纳米级远红外线矿物、纳米重金属盐为因子，作为能量及催化空气的触媒，藉此达到提高进入发动机中空气的活性及质量，其中，纳米氧化锌、氧化铝、氧化锆、二氧化钛等矿物因粒径小、表面积大，经过与聚丙烯塑料的熔融抽丝，除了传统的过滤灰尘及杂质的功能外，亦具备了基本的远红外线放射能力；纳米重金属盐(比如纳米金盐、纳米铂盐等)本身具有高含氧量的特性，能让进入汽车发动机的空气含氧量增加，增氧率可高达18.54％。此外，纳米重金属盐具有释放远红外线的特性，使远红外线释放能力在原有基础上得到倍数以上的增强效果，能有效的将空气分子活化并影响油气混合分子细小化。
将此有远红外线放射功能及含有纳米黄金及铂金粒子的滤网布，制成汽车发动机空气过滤网，除了传统的过滤灰尘与杂质的功能之外，当空气穿透此滤网时，由于远红外线的分子共振及升温作用，使得氧气的分子细小化及温度增加，增加了与燃油混合后的燃烧效率；此外，纳米贵金属盐(如铂盐、金盐)具有高含氧量及空气催化的特性，能提升空气进气时的纯净度及含氧量；纳米贵金属盐(如铂盐、金盐)在常温的状态下能释放远红外线，由于颗粒更细，表面积加大使活性变大，能在此滤网布原有基础上释放更多的远红外线；而活化空气分子，使汽车发动机的燃油混合更加雾化与充分。在空气的活性、纯净度、含氧量同步增加的情况下，可以提升汽车引擎的燃烧效率，从而达到增加汽车动力、节省燃油、降低汽车尾气排放的三大功效。
另外，本发明的具有催化功能的汽车发动机空气过滤网的制备成本相对传统空气净化产品增加非微少，不需要改变汽车发动机的结构，也不需加入任何化学添加剂至燃油中，生产工艺简便，可用极少的投入即可大量生产。
具体实施方式
下面本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
第一方面，本发明提供的一种具有催化功能的汽车发动机空气过滤网，包括：纤维滤网布、及涂覆在所述纤维滤网布上的胶浆，其中，所述纤维滤网布为下述重量百分比的原料制成：塑料母粒5～20％、塑料80～95％；所述塑料母粒为下述重量百分比的原料混合制粒而成：金属氧化物5～25％、塑料80～95％；所述胶浆为下述重量百分比的原料制成：水溶性树脂粉末5～25％、界面添加剂0.1～5％、水溶性贵金属盐0.01～5％、水余量。
在本发明实施方式中，所述金属氧化物选自氧化锌、氧化铝、氧化锆、二氧化钛、三氧化铁、氧化铜、氧化镁、氧化钙中的一种或几种。
在本发明实施方式中，所述金属氧化物为50～200纳米的粉末。
在本发明实施方式中，所述水溶性树脂粉末为聚丙烯酸衍生物。
在本实施方式中，所述水溶性树脂粉末作为一水溶性分散剂及黏着剂，其作用是使贵金属盐能均匀地分散悬浮在混合溶液中及附着在纤维滤网布上，能使纳米贵金属粒子均匀分散在混合胶浆中，并有效地附在滤网织布表面。
在本发明实施方式中，所述界面添加剂为丙烯醛聚合物。
在本实施方式中，所述界面添加剂是一种去除表面张力的水溶剂，其作用是在去除胶浆的表面张力，混合胶浆被涂布在滤网布时，能均匀有效地附着在滤网布表面毛细孔中。
在本发明实施方式中，所述水溶性贵金属盐中贵金属元素选自水溶性铂盐、水溶性金盐、水溶性银盐、水溶性钌盐、水溶性钯盐、水溶性锇盐、水溶性铱盐中的一种或几种。
在本发明优选实施方式中，所述水溶性贵金属盐包括水溶性铂盐、水溶性金盐，其中，所述水溶性铂盐与水溶性金盐的重量比为1～4:1～4。
在本发明优选实施方式中，所述水溶性铂盐选自硝酸铂(pt(no3)2)四氯合铂酸钾(k2ptcl4)、六氯合铂酸钾(k2ptcl6)、氯亚铂酸钠(na2ptcl4)、六氯合铂酸钠(na2ptcl6)、氯铂酸(h2ptcl6)中的一种或几种。
在本发明优选实施方式中，实施水溶性金盐选自醋酸金((ch3coo)3au)、氯化金(aucl3)、水合四氯金酸(h3aucl4o)中的一种或几种。
在本实施方式中，所述水溶性贵金属盐可完全溶解于水溶液，并在水溶液中释放出各该贵金属离子的特性，而使该混合胶浆涂覆滤网布时，能均匀且稳固地附着在滤网布毛细孔中。
第二方面，本发明提供的一种具有催化功能的汽车发动机空气过滤网的制备方法，包括如下步骤：
(1)将金属氧化物与聚丙烯混合后，造粒成塑料母粒，再将所述塑料母粒与聚丙烯混合后，经熔融喷丝、冷却、牵引定型形成纤维滤网布；
(2)将水、水溶性树脂粉末、界面添加剂、水溶性贵金属盐混合制成胶浆，将所述胶浆涂覆在步骤(1)所得的纤维滤网布，经烘干制得具有催化功能的汽车发动机空气过滤网。
在本发明实施方式中，所述步骤(1)中，所述熔融喷丝的温度为500～600℃。
在本发明实施方式中，所述步骤(1)中，所述牵引定型的条件为：牵伸倍率6～8倍、热延伸温度100～120℃、温度75～80℃。
在本发明实施方式中，所述步骤(2)中，所述烘干的条件为：烘干温度为90～100℃，烘干时间0.5～3小时。
实施例1
本发明实施例提供的一种具有催化功能的汽车发动机空气过滤网的制备方法，包括如下步骤：
(1)将氧化锌粉机机械研磨成平均粒径50纳米的纳米氧化锌粉末；取下述重量百分比的原料：纳米氧化锌粉末20％、聚丙烯碎片80％，通过双螺杆造粒制程制出具有远红外线放射功能之塑料母粒；之后，取下述重量百分比的原料：塑料母粒15％、聚丙烯碎片85％，将塑料母粒与聚丙烯碎片均匀混合，随后升温至200℃熔融，从喷丝孔挤出喷丝，再通入空气冷却，并在牵伸倍率6倍、热延伸温度100℃、加热定型温度75℃条件下，牵引定型而形成纤维滤网布；
(2)取下述重量百分比的原料：聚丙烯酸衍生物15％、界面添加剂1％、氯化金(aucl3.4h2o)0.05％、氢氯铂酸(h2ptcl6)0.05％、水余量，将聚丙烯酸衍生物、界面添加剂、氯化金、氢氯铂酸、水均匀混合制备成胶浆，将所得的胶浆均匀的涂覆在步骤(1)制得的纤维滤网布上，然后在90℃条件下，烘烤1小时干燥后，即制成本发明一种具有催化功能的汽车发动机空气过滤网。
实施例2
本发明实施例提供的一种具有催化功能的汽车发动机空气过滤网的制备方法，包括如下步骤：
(1)将氧化锌粉机机械研磨成平均粒径50纳米的纳米氧化锌粉末；取下述重量百分比的原料：纳米氧化锌粉末15％、聚丙烯碎片85％，通过双螺杆造粒制程制出具有远红外线放射功能之塑料母粒；之后，取下述重量百分比的原料：塑料母粒10％、聚丙烯碎片90％，将塑料母粒与聚丙烯碎片均匀混合，随后升温至250℃熔融，从喷丝孔挤出喷丝，再通入空气冷却，并在牵伸倍率8倍、热延伸温度120℃、加热定型温度80℃条件下，牵引定型而形成纤维滤网布；
(2)取下述重量百分比的原料：聚丙烯酸衍生物25％、界面添加剂5％、醋酸金((ch3coo)3au)1％、氯铂化钾(k2ptcl6)2％、水余量，将聚丙烯酸衍生物、界面添加剂、醋酸金、氯铂化钾、水均匀混合制备成胶浆，将所得的胶浆均匀的涂覆在步骤(1)制得的纤维滤网布上，然后在100℃条件下，烘烤1小时干燥后，即制成本发明一种具有催化功能的汽车发动机空气过滤网。
实施例3
本发明实施例提供的一种具有催化功能的汽车发动机空气过滤网的制备方法，包括如下步骤：
(1)将氧化锌粉机机械研磨成平均粒径50纳米的纳米氧化锌粉末；取下述重量百分比的原料：纳米氧化锌粉末10％、聚丙烯碎片90％，通过双螺杆造粒制程制出具有远红外线放射功能之塑料母粒；之后，取下述重量百分比的原料：塑料母粒20％、聚丙烯碎片80％，将塑料母粒与聚丙烯碎片均匀混合，随后升温至220℃熔融，从喷丝孔挤出喷丝，再通入空气冷却，并在牵伸倍率7倍、热延伸温度120℃、加热定型温度80℃条件下，牵引定型而形成纤维滤网布；
(2)取下述重量百分比的原料：聚丙烯酸衍生物10％、界面添加剂2％、醋酸金((ch3coo)3au)0.05％、氯铂化钾(k2ptcl6)2％、水余量，将聚丙烯酸衍生物、界面添加剂、醋酸金、氯铂化钾、水均匀混合制备成胶浆，将所得的胶浆均匀的涂覆在步骤(1)制得的纤维滤网布上，然后在95℃条件下，烘烤2小时干燥后，即制成本发明一种具有催化功能的汽车发动机空气过滤网。
实施例4
本发明实施例提供的一种具有催化功能的汽车发动机空气过滤网的制备方法，包括如下步骤：
(1)将氧化铝粉机机械研磨成平均粒径50纳米的纳米氧化铝粉末；取下述重量百分比的原料：纳米氧化铝粉末5％、聚丙烯碎片95％，通过双螺杆造粒制程制出具有远红外线放射功能之塑料母粒；之后，取下述重量百分比的原料：塑料母粒5％、聚丙烯碎片95％，将塑料母粒与聚丙烯碎片均匀混合，随后升温至240℃熔融，从喷丝孔挤出喷丝，再通入空气冷却，并在牵伸倍率5倍、热延伸温度100℃、加热定型温度90℃条件下，牵引定型而形成纤维滤网布；
(2)取下述重量百分比的原料：聚丙烯酸衍生物15％、界面添加剂3％、醋酸金((ch3coo)3au)2％、氯铂化钾(k2ptcl6)3％、水余量，将聚丙烯酸衍生物、界面添加剂、醋酸金、氯铂化钾、水均匀混合制备成胶浆，将所得的胶浆均匀的涂覆在步骤(1)制得的纤维滤网布上，然后在95℃条件下，烘烤0.5小时干燥后，即制成本发明一种具有催化功能的汽车发动机空气过滤网。
实施例5
本发明实施例提供的一种具有催化功能的汽车发动机空气过滤网的制备方法，包括如下步骤：
(1)将氧化锌粉机机械研磨成平均粒径50纳米的纳米氧化锌粉末；取下述重量百分比的原料：纳米氧化锌粉末15％、聚丙烯碎片85％，通过双螺杆造粒制程制出具有远红外线放射功能之塑料母粒；之后，取下述重量百分比的原料：塑料母粒10％、聚丙烯碎片90％，将塑料母粒与聚丙烯碎片均匀混合，随后升温至220℃熔融，从喷丝孔挤出喷丝，再通入空气冷却，并在牵伸倍率6倍、热延伸温度115℃、加热定型温度80℃条件下，牵引定型而形成纤维滤网布；
(2)取下述重量百分比的原料：聚丙烯酸衍生物15％、界面添加剂2％、醋酸金((ch3coo)3au)3％、氯铂化钾(k2ptcl6)2％、水余量，将聚丙烯酸衍生物、界面添加剂、醋酸金、氯铂化钾、水均匀混合制备成胶浆，将所得的胶浆均匀的涂覆在步骤(1)制得的纤维滤网布上，然后在95℃条件下，烘烤1小时干燥后，即制成本发明一种具有催化功能的汽车发动机空气过滤网。
实施例6
本发明实施例提供的一种具有催化功能的汽车发动机空气过滤网的制备方法，包括如下步骤：
(1)将二氧化钛粉机机械研磨成平均粒径50纳米的纳米二氧化钛粉末；取下述重量百分比的原料：纳米二氧化钛粉末25％、聚丙烯碎片75％，通过双螺杆造粒制程制出具有远红外线放射功能之塑料母粒；之后，取下述重量百分比的原料：塑料母粒12％、聚丙烯碎片88％，将塑料母粒与聚丙烯碎片均匀混合，随后升温至220℃熔融，从喷丝孔挤出喷丝，再通入空气冷却，并在牵伸倍率6倍、热延伸温度115℃、加热定型温度80℃条件下，牵引定型而形成纤维滤网布；
(2)取下述重量百分比的原料：聚丙烯酸衍生物12％、界面添加剂4％、醋酸金((ch3coo)3au)4％、氢氯铂酸(h2ptcl6)1％、水余量，将聚丙烯酸衍生物、界面添加剂、醋酸金、氯铂化钾、水均匀混合制备成胶浆，将所得的胶浆均匀的涂覆在步骤(1)制得的纤维滤网布上，然后在95℃条件下，烘烤1小时干燥后，即制成本发明一种具有催化功能的汽车发动机空气过滤网。
实施例7
本发明实施例提供的一种具有催化功能的汽车发动机空气过滤网的制备方法，包括如下步骤：
(1)将氧化锌粉机机械研磨成平均粒径50纳米的纳米氧化锌粉末；取下述重量百分比的原料：纳米氧化锌粉末15％、聚丙烯碎片85％，通过双螺杆造粒制程制出具有远红外线放射功能之塑料母粒；之后，取下述重量百分比的原料：塑料母粒10％、聚丙烯碎片90％，将塑料母粒与聚丙烯碎片均匀混合，随后升温至220℃熔融，从喷丝孔挤出喷丝，再通入空气冷却，并在牵伸倍率6倍、热延伸温度115℃、加热定型温度80℃条件下，牵引定型而形成纤维滤网布；
(2)取下述重量百分比的原料：聚丙烯酸衍生物15％、界面添加剂2％、醋酸金((ch3coo)3au)3％、水余量，将聚丙烯酸衍生物、界面添加剂、醋酸金、氯铂化钾、水均匀混合制备成胶浆，将所得的胶浆均匀的涂覆在步骤(1)制得的纤维滤网布上，然后在95℃条件下，烘烤1小时干燥后，即制成本发明一种具有催化功能的汽车发动机空气过滤网。
实施例8
本发明实施例提供的一种具有催化功能的汽车发动机空气过滤网的制备方法，包括如下步骤：
(1)将氧化锌粉机机械研磨成平均粒径50纳米的纳米氧化锌粉末；取下述重量百分比的原料：纳米氧化锌粉末15％、聚丙烯碎片85％，通过双螺杆造粒制程制出具有远红外线放射功能之塑料母粒；之后，取下述重量百分比的原料：塑料母粒10％、聚丙烯碎片90％，将塑料母粒与聚丙烯碎片均匀混合，随后升温至220℃熔融，从喷丝孔挤出喷丝，再通入空气冷却，并在牵伸倍率6倍、热延伸温度115℃、加热定型温度80℃条件下，牵引定型而形成纤维滤网布；
(2)取下述重量百分比的原料：聚丙烯酸衍生物15％、界面添加剂2％、氯铂化钾(k2ptcl6)2％、水余量，将聚丙烯酸衍生物、界面添加剂、醋酸金、氯铂化钾、水均匀混合制备成胶浆，将所得的胶浆均匀的涂覆在步骤(1)制得的纤维滤网布上，然后在95℃条件下，烘烤1小时干燥后，即制成本发明一种具有催化功能的汽车发动机空气过滤网。
将上述实施例所制得的空气过滤网安装于发动机的进气口内，
对实施例和对照组的空气过滤网进行性能测定，得到如表1所示的试验结果。测定方法为：将安装有此空气过滤网的空气滤清器的进气口置于一试验箱内，出气口与一位于试验箱外的吸气泵的进风口相联通；将试验箱密封后，调节试验箱内的环境参数至测试用环境参数(温度为室温，灰尘浓度为1g/m3，飞灰压强为1bar)；开启吸气泵，迫使试验箱内的空气流经安装有此空气过滤网的空气滤清器；半小时后关闭吸气泵，测定试验箱内初始氧气含量，检测过滤后空气(即收集箱内)的含氧量，增氧效率＝(初始含氧量-过滤后的含氧量)/初始含氧量×100％。
表1空气过滤网的性能测试结果
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。