[发明专利]过滤介质

说明书

本公开内容涉及一种包括用包括木质素的树脂组合物浸渍的纤维质幅材的过滤介质。该纤维质幅材包括按该纤维质幅材的重量计0.1至30重量％的量的木质素，并且该木质素具有小于1.2g/cm³的密度或小于20,000g/mol的重均分子量。本公开内容还涉及一种制造该过滤介质的方法。

技术领域

本发明涉及过滤介质，更具体地，涉及诸如可用于过滤汽车、工业和家庭应用中的流体的树脂浸渍的过滤介质。

背景技术

用于汽车、工业和家庭应用的过滤介质通常通过用化学粘合剂诸如酚醛树脂(可溶酚醛树酯(resole)或酚醛清漆(novolac)或酚醛清漆和可溶酚醛树酯的共混物)或胶乳树脂浸渍纤维基材(诸如纸)而形成。树脂为基材提供结构刚性和抗撕裂或破裂，否则在过滤期间当暴露于加压和加热的流体时会发生撕裂或破裂。一旦用树脂浸渍，将基材热固化以使树脂交联并除去可能存在的任何过量溶剂。然后可将基材打褶(pleated)、切割和折叠成所需的形状。折叠的基材可以与附加的支撑元件组装成其最终形式，其在一些应用中可以是圆柱形的(例如，用于汽车发动机的油和燃料过滤器)并且在其他应用中可以是面板的形式(例如，空调过滤器)。可以对组装的基材进行进一步的热处理以将其固定到位(inposition)。

在上述方法中使用的常规可溶酚醛树酯在双酚A与苯酚和甲醛的碱催化反应中合成。在上述方法中使用的常规酚醛清漆在甲酚(甲基苯酚)的酸催化反应中合成。这些树脂具有所需的耐水性、耐油性和耐化学性的性质，并且在高温下稳定，使得它们特别适用于汽车过滤应用。然而，这些树脂的缺点是它们易于释放出有毒的苯酚和甲醛气体，这可能对它们所暴露的任何人的健康产生负面影响，并且对环境产生负面影响。

常规的酚醛树脂的另一个缺点是它们的起始材料典型地是从不可再生的烃源获得的，并且它们需要大量的试剂、溶剂、能量和制造投入来生产。因此，它们在环境和经济上都是昂贵的。

使用纯酚醛树酯的一种可替代方法是将其与树酯结合。/是衍生自松木的热塑性木质素型树脂材料。如US 5656733A、US 5683497A和US 5702521A中所公开的，它由高分子量酚类化合物、松香酸、中性材料和几种微量组分的复杂混合物组成。

US 3294582公开了一种制造用于汽车应用的滤纸元件的方法。滤纸浸渍有主要由热固性可溶酚醛树酯型酚醛树脂、水、间苯二酚和树脂的混合物组成的树脂清漆。US 3294582公开了/树脂优选以约25重量份/100重量份酚醛固体的量存在，并且间苯二酚以约3重量份的量存在。

使用树脂浸渍过滤介质的缺点是其具有高密度(～1.33g/ml)和粘度(25℃下20-300mPa.s)，使得其难以浸渍到过滤介质基材中。这可导致过滤介质具有不一致或不完全的涂层，这可导致在使用过程中的结构失效。高粘度可由/的主要木质素组分的20,000g/mol的高分子量产生。/树脂的另一个缺点是它在大多数适于涂布过滤介质的溶剂体系中溶解性差。

因此，需要一种至少在一定程度上解决上述问题的过滤介质。更具体地，本发明提供了一种过滤介质，其通过比现有方法更环境友好且操作更安全的方法制造，因为其减少了苯酚和甲醛的排放。本发明实现了该优点，同时还使用具有使其能够被有效且均匀地加工和浸渍的物理性质的树脂组合物。本发明的另一个目的是使过滤介质表现出与本领域已知的过滤介质相当的操作性能。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种包括用包括木质素的树脂组合物浸渍的纤维质幅材的过滤介质，其中：

该纤维质幅材包括按该纤维质幅材的重量计0.1至30重量％的量的木质素；以及

当根据ASTM D4001-13标准测量时，木质素具有小于1.2g/cm³的密度或小于20,000g/mol的重均分子量。

木质素可以具有小于7，优选3至5，或最优选4至4.5的pH。