[发明专利]一种空压机油气分离芯材及制备工艺

说明书

本发明公开了一种空压机油气分离芯材及制备工艺，该材料通过对聚乙烯醇缩甲醛泡沫的改性，使其具有“表面疏水疏油+内部疏水亲油”三明治复合结构；其制备工艺为：采用表面活性剂起泡法改性制备具有内部疏水性能的聚乙烯醇缩甲醛泡沫体；其后对其表面进行氟碳化处理获得表面的疏水疏油性能。本发明实现了聚乙烯醇缩甲醛材料对压缩空气中油和水的过滤选择性，能够高效地从高湿度含油空气中分离出油滴，具有过滤效率高、压降小、强度大、寿命长等优势，且整个制备工艺简单，无毒环保，成本低廉。

技术领域

本发明属于气体过滤领域，具体涉及一种过滤材料及其制备方法。

背景技术

喷油式螺杆空压机具有振动小、噪音低、效率高、无易损件、可靠性高等诸多优越性能，是国内外空气压缩机品牌的主流产品。从喷油式压缩机主机压缩出来的空气夹带着大小不一的油滴，其中较大的油滴可以通过离心作用进行分离，而悬浮状的小油滴必须通过油气分离滤芯进行过滤，方能够获得纯净的压缩空气。

当前国内空压机领域的油气分离滤芯全部采用各种棉麻植物纤维、玻璃纤维、合成纤维等制成的一次性滤纸产品制备而成，主要通过拦截和过筛机制，利用纤维之间形成的网孔过滤尺寸更大的油滴，从而达到油气分离的目的。由于压缩后空气处于水汽饱和状态，过滤时水汽易凝结到滤纸表面，影响对油滴的过滤效率，还降低了滤纸的机械强度。因此，目前空压机的油气分离滤芯普遍存在精度不高、寿命较短、频繁更换等问题。

泡沫塑料作为过滤材料使用时能够通过孔隙的拦截、过筛和吸附等三种机制进行过滤，具有通量大、压差小；抗压缩、抗冲击；无任何微粒与纤维脱落，也无任何异物溶出等技术优势，是当前过滤材料的主要发展方向。聚乙烯醇缩甲醛泡沫（PVFM）具有质量轻、回弹性好、易于二次加工成型等特点，而且生物可降解，是非常理想的过滤材料体系。PVFM具有优异的亲水性能，可以直接作为高吸水性树脂使用，将其直接用于油气分离滤芯，由于对水分子的优先吸附，过滤油滴的效果不理想。

发明内容

为解决PVFM用于压缩空气油气分离时的油气选择性问题，本发明提出一种空压机油气过滤材料及制备工艺，即具有“表面疏水疏油+内部疏水亲油”三明治复合结构的聚乙烯醇缩甲醛泡沫材料。

一种空压机油气分离芯材，具有坯体和外表面的复合结构，其中，坯体由如下重量份成分组成：聚乙烯醇70-90份、甘油30-80份、甲醛50-100份、脂肪族阴离子表面活性剂2-10份、硅油2-10份；外表面通过在坯体表面涂覆25-100g/m²的氟碳改性剂真空热处理后得到。

优选的，聚乙烯醇牌号可以是PVA17-88或PVA17-99。

优选的，脂肪族阴离子表面活性剂可以是烷基硫酸钠、烷基苯磺酸钠，仲烷基硫酸钠、烷基芳基磺酸钠等中任意一种。

优选的，氟碳改性剂可以是氟碳表面活性剂和氟碳树脂，氟碳表面活性剂包括非离子型、两性离子、阴离子型和阳离子型，优选非离子型、两性离子、阴离子型；氟碳树脂优选含硅氟碳树脂。

优选的，硅油可以是甲基含氢硅油、乙基含氢硅油，最优选甲基含氢硅油。

空压机油气分离芯材的制备工艺，具体步骤如下：

S1配液：

将聚乙烯醇加适量水制成糊状物，加热搅拌使其充分溶解，控制最高温度不超过100℃；停止加热后，随着搅拌依次加入甘油、甲醛、硅油、脂肪族阴离子表面活性剂溶液，采用稀硫酸调整pH值至2.5～5.0，快速搅拌10～60min后，降温至50±10℃，保温30～150min；

S2成型：

将上述物料倒入成型模具，在50～70℃下静置3～4小时，获得海绵状产物，冲洗后得海绵状毛坯；

S3表面改性：