生物质合成汽车工业滤纸整理剂及其制备方法与用途 【技术领域】
本发明涉及一种滤纸整理剂，更具体地说，本发明涉及一种生物质合成汽车工业滤纸整理剂，同时，本发明还涉及所述生物质合成汽车工业滤纸整理剂的制备方法与用途。
技术背景
汽车工业滤纸是一种经过浸渍加工的过滤用纸。滤纸在滤清器生产线上经过分压、压波、收波和固化等工艺制成滤清器滤芯，主要用在汽车、船舶、拖拉机等的内燃机上，以除去空气、机油和燃油中的杂质，防止发动机机件磨损、延长其寿命，起到汽车“心脏’、即发动机之“肺”作用。
纸板挺度是指在一定条件下弯曲宽度为38mm的试样至15度角时的弯距，以mN·m(g·cm)表示，可分为纵向挺度和横向挺度，是汽车工业滤纸一项很重要的性能指标。汽车工业滤纸做成滤清器滤芯后，须具有足够的挺度，才能承受外界的压力而不致弯曲变形或破坏，因此，挺度是决定汽车工业滤纸质量的重要因素。
未经处理的汽车工业滤纸(原纸)的纤维交错排列，但纤维间基本无固定交联点，因此，纸品的挺度不高。
为了增加汽车工业滤纸的挺度，需要对滤纸表面进行一定的加工，现有技术中常常使用糊精来对滤纸表面进行糊化处理。汽车工业滤纸(原纸)经糊精处理后，滤纸纤维间发生了固化交联，但交联点分布不够均匀且有纤维交联节点的集聚现象发生。因此，经糊精糊化后的滤纸挺度虽有所提高，但还是达不到要求，且还会降低滤纸透气度，纤维交联节点的集聚现象也会影响滤纸表面的机械性能的均匀性，从而影响整个滤纸的综合质量。因此，其对滤纸整体性能的增强效果不佳。另，糊精的贮存期短、易吸水，且贮存、使用后容易有异味。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是提供一种生物质合成汽车工业滤纸整理剂，该生物质合成汽车工业滤纸整理剂组方经济，经其处理后的汽车工业滤纸有较好的透气性及较高的挺度；同时提供本生物质合成汽车工业滤纸整理剂的制备方法，要求该方法工艺简单、使用设备少。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种生物质合成汽车工业滤纸整理剂，它包括如下组分：
羟烷基淀粉 90～110重量份
醋酸酯淀粉 40～50重量份
溶剂 450～550重量份
所述溶剂为水或乙醇。
本生物质合成汽车工业滤纸整理剂的制备方法如下：在90～110重量份的羟烷基淀粉中加入450～550重量份的溶剂进行溶解后，加入40～50重量份的醋酸酯淀粉，搅拌均匀、加温至90℃，溶为水或乙醇，即可制得所述的生物质合成汽车工业滤纸整理剂。
本生物质合成汽车工业滤纸整理剂的用途为：采用喷涂或浸渍方法对汽车工业滤纸进行施胶，然后在110～130℃恒温2～2.5分钟，即可在汽车工业滤纸表面形成两层膜。
羟烷基淀粉和醋酸酯淀粉在本发明中起到控制溶液的粘度及增强溶液稳定性的作用。两种变性淀粉的配合使用是调节介质溶液性能及稳定性的关键因素。同时，两种变性淀粉又是重要的成膜剂，并起提高溶液渗透性和留着率的作用。
为简洁说明问题起见，以下对本生物质合成汽车工业滤纸整理剂均简称为本整理剂。
作为本发明的改进，所述本整理剂组分还包括苯丙乳液20～30重量份。
本整理剂的制备方法为：还包括在制得的所述生物质合成汽车工业滤纸整理剂中加入20～30重量份的苯丙乳液，并搅拌均匀。
本整理剂用途为：采用喷涂或浸渍方法对汽车工业滤纸进行施胶，然后在110～130℃恒温～2.5分钟，即可在汽车工业滤纸表面形成两层膜。
苯丙乳液是由苯乙烯与丙烯酸酯经乳液聚合制得的乳液，苯丙乳液中的丙烯酸酯对多种材料的粘结性好、成膜性能优异，乳液颗粒也较小，能很好地与纤维表面结合；本发明中，苯丙乳液能进一步改善溶液与纤维表面的润湿性，并使本溶液具有优良的成膜性。
作为本发明的进一步改进，本整理剂的组分还包括：
微米级或纳米级二氧化钛颗粒 1～10重量份
壬基酚聚氧乙烯醚-13 0.1～2重量份。
本整理剂的制备方法为还包括在制得的所述生物质合成汽车工业滤纸整理剂中加入1～10重量份的微米级或纳米级二氧化钛颗粒、0.1～2重量份的壬基酚聚氧乙烯醚-13，并搅拌均匀。
本整理剂用途为：采用喷涂或浸渍方法对汽车工业滤纸进行施胶，然后在110～130℃恒温2～2.5分钟，即可在汽车工业滤纸表面形成两层膜。
微米级或纳米级二氧化钛颗粒，是一种具有较高催化活性的负载型光催化剂，无毒，具有光催化活性等稳定的化学性能，能有效降解有机污染物，具有杀菌作用，本发明选用二氧化钛主要是为了扩展本介质溶液功能及使用范围；壬基酚聚氧乙烯醚-13，其商品名为NP-13，是一种离子型表面活性剂，对溶液的稳定和粒子的分散有促进作用。
汽车工业滤纸(原纸)经本整理剂施胶处理后，滤纸纤维发生交联固化，交联点分布均匀，基本没有明显的纤维集聚现象，这些都将有助于滤纸挺度的提高。滤纸纤维交联点的分布较为均匀，使得滤纸承载后的载荷均匀分散到各固化节点，使滤纸整体分散并承受载荷，从而会使挺度增强。由于基本没有明显的纤维集聚现象，会使滤纸有良好的透气度。
使用本整理剂对汽车工业滤纸进行施胶处理后，可在汽车工业滤纸上得到两层较均匀的膜，这两层膜可发挥以下积极作用：一是增加微粒在汽车工业滤纸中的行程，从而增加了微粒碰撞汽车工业滤纸纤维地几率，起到了多级过滤的效果，强化了惯性效应；二是弥补了原汽车工业滤纸纤维间部分孔洞大小不一的缺陷，提高了汽车工业滤纸纤维间孔洞尺寸的均匀性，从而强化了筛滤效应。所以，使用本整理剂施胶处理后的汽车工业滤纸的性能好，如：透气度好、平均孔径趋于更均匀、挺度增强、抗张指数变大、耐破度大大变佳，这样，与糊精糊化后的汽车工业滤纸相比，经过该本整理剂施胶处理后的汽车工业滤纸的综合使用性能显著提高。
本整理剂中的羟烷基淀粉、醋酸酯淀粉、苯丙乳液、乙醇、微米级或纳米级二氧化钛颗粒和壬基酚聚氧乙烯醚-13均为市售品。羟烷基淀粉、醋酸酯淀粉为生物质材料。
综上所述，本整理剂的组方合理、经济，既能保持汽车工业滤纸的透气度，又能增加汽车工业滤纸的挺度，满足对汽车工业滤纸的要求；本整理剂的制备方法工艺简单、使用设备少、成本低廉；本整理剂的直接用途广泛(如：对滤清器滤纸、无纺布、玻璃纤维等进行施胶处理)，适应性强，工业化使用没有障碍，巧妙把多种改性淀粉配合使用，对于国产汽车工业滤纸的产品质量可起到较显著的提升作用。因本项目采用可再生资源淀粉作为重要原料，具有原料来源方便、生产成本较低、应用范围广的特点，不仅可作为增强纸张挺度的新型整理剂，也可作为各种涂料和粘接剂的主要原料，还可作为纺织棉纱、布匹用的处理剂以及其它化工助剂使用。
【附图说明】
图1是从一批外购汽车工业滤清器滤纸中经随机截取的一张滤纸在其表面喷涂本整理剂后，其表面微观形貌放大至150倍的扫描电子显微分析照片。
【具体实施方式】
通过下面给出的实施例可以进一步清楚地了解本发明。但它们不是对本发明的限定。
实施例1：
在90kg的羟烷基淀粉中加入450kg的水进行溶解后，加入40kg的醋酸酯淀粉，搅拌均匀、加温至90℃，再加入20kg的苯丙乳液并搅拌均匀，然后再将1kg的微米级二氧化钛颗粒、0.1kg壬基酚聚氧乙烯醚-13加入并搅拌均匀，即可得到本整理剂。
将制得的本整理剂对一批外购汽车工业滤清器滤纸进行喷涂，在110℃恒温2.5分钟后完成施胶处理，即可在汽车工业滤纸表面形成两层膜。随机截取其中的一张汽车工业滤纸，将其表面微观形貌放大至150倍后，得到扫描电子显微分析照片(见附图1)，从照片中可以看出：经本整理剂处理后的滤纸纤维发生交联固化，且交联点分布均匀，基本未发现明显的纤维集聚现象，这些都将有助于汽车工业滤纸挺度的提高，耐折度、耐破度好。且汽车工业滤纸纤维交联点的分布较为均匀，使得汽车工业滤纸承载后的载荷均匀分散到各固化节点，使汽车工业滤纸整体分散承受载荷，从而会使挺度增强。由于纤维集聚现象基本未出现，汽车工业滤纸的透气度好。
以内燃机空气滤清器使用的滤纸为例，使用糊精、本整理剂分别处理后，滤纸物理性能指标检测结果见表I。从表中可知，本整理剂施胶处理后的滤纸在透气度较原纸下降不大的情况下其挺度得以显著提高。同时，本整理剂施胶处理后的滤纸与经糊精糊化处理后的滤纸相比，具有较高透气度和较高挺度。
表I
指标 原纸 糊精处理后滤纸 本整理剂处理后滤纸 △＝13mmH2O L/M2·S透气度 514 432 474 挺度mN·m 2.55 4.12 4.99
实施例2：
在110kg的羟烷基淀粉中加入550kg的乙醇进行溶解后，加入50kg的醋酸酯淀粉，搅拌均匀、加温至90℃，再加入30kg的苯丙乳液并搅拌均匀，然后再将10kg的纳米级二氧化钛颗粒、2kg壬基酚聚氧乙烯醚-13加入并搅拌均匀，即可得到本整理剂。
使用本整理剂，用浸渍方法对汽车工业滤纸进行施胶，然后在130℃恒温2分钟，即可在汽车工业滤纸表面形成两层膜。经施胶处理后的汽车工业滤纸具有良好的耐水性、透气性、挺度，且耐折度、耐破度好。
实施例3：
在100kg的羟烷基淀粉中加入500kg的水进行溶解后，加入45kg的醋酸酯淀粉，搅拌均匀、加温至90℃，再加入25kg的苯丙乳液并搅拌均匀，然后再将5kg的纳米级二氧化钛颗粒、1kg壬基酚聚氧乙烯醚-13加入并搅拌均匀，即可得到本整理剂。
将制得的本整理剂采用浸渍方法对汽车工业滤纸进行施胶，然后在120℃恒温2分钟，即可在汽车工业滤纸表面形成两层膜。经施胶处理后的汽车工业滤纸具有良好的耐水性、透气性、挺度，且耐折度、耐破度好。
实施例4：
在95kg的羟烷基淀粉中加入475kg的乙醇进行溶解后，加入42.5kg的醋酸酯淀粉，搅拌均匀、加温至90℃，即可得到本整理剂。
实施例5：
在105kg的羟烷基淀粉中加入525kg的水进行溶解后，加入47.5kg的醋酸酯淀粉，搅拌均匀、加温至90℃，再加入27.5kg的苯丙乳液并搅拌均匀，即可得到本整理剂。