Способ изготовления электроизоляционных бумаги и картона Советский патент 1984 года по МПК D21H5/00 

о:

-vl

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫХ БУМАГИ И КАРТОНА, преимущественно кабельных, включающий размол сульфатной целлюлозы, введение в массу адсорбента и поверхностно-активного вещества, отлив полотна и сушку, отличающяйс я тем, что, с целью повышения степени удержания адсорбента и улучшения качества готового материала, в качестве поверхностно-активного вещества испрльзуют хитозан в количестве 0,5-2,0% от массы волокна , вводят его в массу перед отливом .полотна.

4:

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной и электротехнической промьааленности, в частности к способу изготовления электроизоляционной бумаги и картона.

Известен способ изготовления оксидной электроизоляционной бумаги с повышенным удержанием адсорбента за счет введения его в целлюлозную массу со степенью помола 90-95 1 }Р и последующего размола до степени помола 93-98°ШР Щ .

Однако такое увеличение удержани адсорбента обычно coпpoвoж Iaeтcя снижением электрической прочности бумаги.

Известен также способ подготовки волокнистой массы для изго7овления оксидной бумаги с повышенным удержанием адсорбента за счет того, что перед введением адсорбента в бумажную массу к его суспензии добавляют О,10-0,15%-ный раствор поверхностноактивного вещества в количестве 0,1-10% от массы абсолютно сухого волокна 2.

Однако используемые в этом способе поверхностно-активные вещества отрицательно влияют на электроизоляционные свойства бумаги.

Наиболее близким решением к предлагаемому является способ изготовления электроизоляционных бумаги и картона, включающий размол сульфатной целлюлозы, введение в массу адсорбента и поверхностно-активного вещества, отлив полотна и сушку.

Для этой цели используют 0,1%-ны водный раствор желатина, который добавляется к суспензии адсорбента в количестве 0,01-0,05 г желатина на 1 кг адсорбента ГЗ,

Однако этот способ изготовления оксидной бумаги имеет суг ественный недостаток: при таком введении поверхностно-активного вещества возможно оседание на его поверхности адсорбента и снижение сорбционной способности последней.

Цель изобретения - повышение степени удержания адсорбента и улучшение качества готового материала,

Цель достигается тем, что согласно способу изготовления электроизоляционных бумаги и картона, преимущественно кабельных, включающему размол сульфатной целлюлозы, введение в массу адсорбента и поверхност но-активного вещества, отлив полотна и сушку, в качестве поверхностно-активного вещества используют хитозан в количестве 0,5-2% от масс волокна и вводят его в массу перед отливом полотна.

Пример 1. Электроизоляционную бумагу изгoтaвливaют из небеленой целлюлозы марки КОН-Н. В волокнистук) массу из этой целлюлозы, размолотую до 55°ШР, вводят адсорбент активную окись алюминия в виде

15%-ной водной суспензии в количестве 3,5,7 и 10% от массы абсолютно сухого волокна, и волокнистую массу домалывают до степени помола 60°ШР, Затем к разбавленной до 0,5%-йой бумажной массе непосредственно перед отливом бумажного полотна добавляют 0,2%-ный раствор хитозона в 2%-ной уксусной кислоте при тщательном перемешивании , Расход хитозана составляет 0,5-2,0% от массы абсолютно сухого волокна.

Из приготовленной таким образом массы отливают образцы опытной бумаги. Для сравнения параллельно готовят образцы электроизоляционной оксидной бумаги с добавлением 3,5,7 0 и 10% активной окиси алюминия, но без хитозана. О влиянии хитозана на удержание адсорбента в бумаге свидетельствуют данные, приведенные в табл. 1.

.Таблица 22,3 26,3 25,6 36 41,2 32,9 45,4 42,4 34,2 31,1 44,1 41,2 31,0 32,9 37,6

С адсорбентом + 2,0% 50 хитозана 21,0 33,1 42,5 Введение в состав бумаги хитозана в количестве 0,5-2,0% от массы абсолютно сухого волокна сопровождается увеличением удержания адсорбента в бумаге. Например, при заданном удержании адсорбента 3,5% о массы абсолютно сухого волокна расход его при добавке 0,5% хитозана снижается с 10% до 7%, т.е. на 30%. В случае расхода 0,5% хитозана и 7% адсорбента удержание адсорбелта получено на 77% больше, чем в случае при том же расходе адсорбента, но без хитозана. Опытные образцы с хитозаьом имеют электрическую прочность на уровне действующих стандартов. Так, например, электрическая прочность опы ных образцов бумахИ с адсорбентом и хитозаном в сухом состоянии соста ляет 8,2-9,5 кВ/мм, а электрическая прочность высоковольтной кабельной бумаги промышленного изготовления КВМС-120 той же толщины и плотности, что и исследуемые опытные образцы ) составляет 8,19,6 кВ/мм. Сорбционная способность оксидной опытной бумаги определяется в трихлордифениле (ТХД) по следующей методике: бумагу, нарезанную на кусоч ки размером 10x10 мм , высушивают при в течение 16 ч в сушильно шкафу, заливают пропитывающим соста вом - ТХД- при соотношении компонентов бумага-пропитка 1:18 вес.ч., вьвдерживают в сушильном шкафу при в течение 16 ч. Параллельно в тех же условиях выдерживают контрольную пробу - ТХД без бумаги. Затем ТХД отделяют от бумаги и опре |деляется его tgf при 100°С, которы сравнивают с соответствующей характеристикой контрольной пробы. Результаты определения сорбцйонной способности опытных образцов в ТХД приведе ны в табл. 2, которые показывают преимущество бумаги с хитозаном. (Таблица tgiT ТХД Изменение tgS ТХД Характеристика по сравне .ТХД нию с кон рольной пробой в число раз Исходное0,86 После термообработки без бумаги (контрольная проба)0,81 После термообработки с оксидной бумагой без хитозана + 7% адсорбента 0,60 То же + 10% адсорбента 0,32

1067114 Продолжение табл,2 Ц 8 ТХД Характеристика Изменение ТХД -Ц И ТХД при 100 С по сравнению с контрольнойпробой в число раз После термообработки с окисдной бумагой с. 0,5% хитозана + + 7% адсорбента 0,47 1,71 То же + 10% адсорбента 0,27 3,00 Пример 2, Для проведения сравнительного анализа были изготовлены образцы кабельной бумаги по описанному в примере 1.способу и по прототипу. В табл. 3 приведены данные по удержанию адсорбента сравниваемых образцов при одном и том же расходе адсорбента (7% А г Од ) . vT а б л и ц а 3 Целлюлоза +7% адсорбента Целлюлоза + 7% адсорбента + + 0,01 г желатина Целлюлоза + 7% адсорбента + + 0,025 г желатина Целлюлоза +7% адсорбента + f 0,5 г желатина Целлюлоза + 7% адсорбента + + 0,5% хитозана Целлюлоза +7% адсорбента + -- 1,0% хитозана Целлюлоза + 7% адсорбента + + 1,5% хитозана Целлюлоза + 7% адсорбента + + 2,0% хитозана Целлюлоза без добавок (контрольная проба)

Как видно из приведенных данных при добавке хитазона по предлагаемому способу удержание адсорбента значительно больше, чем при добавке желатина по прототипу (бО-.бб,1% от 1, Без добавки с А 101 0,71 14,8 проба без добавки и 0,74 19,5 3,6 адсорбента 101 Как видно из табл. 4 добавка хитозана в оксидную бумагу оказывает положительное влияние на.электрическую прочность бумаги (Епр 8,0 8,5 KB/MM в случае с хитрзаном против Ёп(з 7,8-8,0 кВ/мм в случае желатина), а также и на механически параметры бумаги 6, 16 ,1-16 ,6 )10% в случае с хитозаном против бр (15,4-15,5) в случае, с желатином, Воздухопроницаемость бумаги при введении хитозана практически не из меняется по сравнению с обычной бу.магой (вариант 9) в то время, как при добавке-желатина этот параметр увеличивается в 1,1-1,3 раза, видим

вводимого количества по изобретению против 52,6-54,4 по прототипу).

.В табл. 4 приведены основные параметры бумаги сравнительных вариантов. 5Таблица4 3,4 24 7,7 0,0014 11 23 8,1 0,0013 11 за счет образования более; крупных пор (что может происходить за счет вымывания желатина, который растворим в воде). На величину tgiT бумаги и электропроводность водной вытяжки влияние . добавок как желатина, так и хитозана незначительно, но все же в отдельных случаях при добавке желатина наблюдается увеличение tgS бумаги (варианты 2,4). Проведенный сравнительный анализ качества оксидной кабельной бумаги, изготовленной по предлагаемому способу и по прототипу показывает заметное преимущество первой как по количеству удержанного адсорбента, так и ino основным параметрам бумаги.

Пример 3. Из волокнистой массы, полученной- по предлагаемому способу изготовляют образцы

оксидного картона, основные параметры которого приведены в табл. 5.

Таблица 5

Во всех случаях добавка хитозана повышает удержание адсорбента картоном (удержанное количество адсорбента 62,3-71,1% от вводимого количества у картона с хитозаном против 57,0% в. случае картона без хитозана). Добавка хитозана в оксидный картон оказывает положительное влияние на электрическую прочность картона. По другим параметрам .заметного различия

Характеристика ТХД

Исходное

После термообработки без картона (контрольная проба)

После термообработки с обычным картоном без хитозана и адсорбента

После термообработки в контакте с оксидным картоном + 15% A&jOj без хитозана

То х:е + 0,5% хитозана

То же + 1,0% хитозана

между оксидным картоном с хитозаном и без него не замечено.

Результаты определения сррбционной способности в ТХД оксидного картона с добавкой хитозана и без него, определенные по описанной выше методике для бумаги и приведенные в табл. 6, подтверждают положительное влияние хитозана.

аблица 6

дЯтХД

Изменение tg5 ТХД по

при сравнении 90 С с контрольной пробой в число раз

0,290

0,350

0,490 0,78

0,235 1,49 0,205 1,70 0,150 2,33