[发明专利]一种高精度复合柴油滤纸用纳米纤维素复合乳液的制备方法

说明书

本发明公开了一种高精度复合柴油滤纸用纳米纤维素复合乳液的制备方法，采用乙酰化改性微/纳米纤维素(A‑MFC)代替传统表面活性剂制备高精度复合柴油滤纸用浸渍乳液，乙酰化改性微/纳米纤维素纤丝在稳定乳液同时，可在基纸的骨架纤维间搭载并形成微纤丝网络结构，从而改善柴油滤纸的孔隙结构，降低其孔径，复合浸渍乳液对滤纸纤维的包覆和粘结作用，可使经过浸渍的滤纸具有较高的抗张强度和耐破度，显著提升柴油滤纸原纸的物理性能的同时，赋予其优于普通柴油滤纸原纸的过滤性能。

技术领域

本发明属于纸张处理助剂技术领域。具体涉及一种高精度复合柴油滤纸用纳米纤维素复合乳液的制备方法。

背景技术

目前，柴油发动机因其经济性、耐久性和动力性等特点，广泛应用于商业运输、工程机械和农业机械等领域。柴油滤纸是一种专门用以生产柴油滤清器滤芯的特种纸，由柴油滤纸原纸经树脂浸渍，干燥，划线和压瓦楞等工段制备而成。目前，国内柴油滤纸多为单层纸结构，产品孔隙结构、强度性能及过滤性能等均与国际品牌存在较大差距，因此，采用新工艺制备浸渍乳液应用于高精度柴油滤纸的生产技术有待开发。

苯丙乳液主要是由能够赋予弹性以及耐久性的软单体丙烯酸酯和能够赋予硬度以及耐磨性的硬单体苯乙烯共聚而成的，其能够通过与纤维表面进行接合，使经过其浸渍的滤纸具有相对较高的耐破度以及拉伸强度。吕晓慧等选取苯乙烯及丙烯酸酯作为单体，加入E-20、E-44两种环氧树脂，并通过预乳化半连续乳液聚合法制备改性苯丙乳液，对在汽车工业滤纸浸渍中的效果表明，经过浸渍的滤纸在挺度、耐破度、耐水性等方面都得到明显提高，孔径及透气度相较于未改性乳液持平或略有下降。

纳米晶纤维素(nanocrystalline cellulose，NCC)，也称纤维素纳米晶体(cellulose nanocrystal，CNC)。NCC一般为晶须状或球状的NCC，直径为10～20nm，长度为几十到几百纳米，具有较高的结晶度，特殊的光学效应和自组装性能。纳米纤维素(nanofibrillated cellulose，NFC)，也称微纤化纤维素(microfibrillated cellulose，MFC)或纤维素纳米纤丝(cellulose nanofibrils，CNF)，是植物纤维通过高压均质、微射流等机械处理得到的一种直径小于100nm的纤维素纤维。MFC通常是经过高强度机械处理辅以必要的预处理而制备，制备的MFC直径约为20-100nm，长度约为1至上百微米。Heng Zhang等人以纳米晶纤维素(NCC)与月桂酸、棕榈酸、硬脂酸接枝，作为稳定剂制备苯乙烯-丙烯酸丁酯乳液。其改性纳米晶纤维素(MNCC)的静电斥力、亲水亲脂性和吸附层的空间阻挡作用的协同作用为苯丙乳液提供了良好的稳定性。改性CNC等纳米尺寸的纤维素纤维可以替代传统的表面活性剂稳定乳液。与NCC相比更好的是，MFC具有比表面积大、杨氏模量高、长径比高等特点。引入滤纸表面可以形成交织的三维网络结构，提高滤纸机械性能和耐久度，并增加空隙提高吸附能力。乙酰化改性将乙酰基通过取代微纤化纤维素纤丝表面羟基而引入到MFC表面的反应，MFC经乙酰化反应后可以提高其疏水性、分散性及与非极性环境之间的化学亲和力，同时保留MFC纤丝的形态。

目前，市场上的苯丙乳液存在耐水性、耐候性较差等问题，主要采用有机硅对苯丙乳液进行改性，但提高了材料成本，本发明以乙酰化改性微/纳米纤维素(A-MFC)代替传统表面活性剂用于柴油滤纸用浸渍乳液的制备，不仅扩大了生物质资源的应用范围，减少石化产品对环境的污染，而且还可以使乳液具备改善柴油滤纸原纸孔隙结构、提高过滤精度的功能，具有重要应用价值。

目前关于A-MFC用于制备柴油滤纸用浸渍乳液的研究尚未见报道。

发明内容