Способ изготовления бумажного диэлектрика Советский патент 1980 года по МПК D21H5/00 

Предлагаемое изобретение касается способа изготовления бумаги, преимущественно электроизоляционной, и предназначено для использования в целлюлозно-бумажной промышленности. . Известен способ улучшения свойбтв конденсаторной бумаги, согласно которому в бумагу или в массу,, применяемую для ее изготовления вводят окись и гидроокись алюминия кальция, двуокись ти-. тана LlJНаиболее близким по технической сущности в предложенному способу является способ, согласно которому электроизоляционные свойства конденсаторной бумаги улучшаются, .если целлюлозу перед размолом обрабатывать растворами соединений металла, выбранного из ряда: свинец, ртуть, никель, бериллий, магний, алюминий, германий, кадмий, цинк, и/или цирконий L2J. Предусматриваются следующие обязательные .условия для достижения эффекта:-вь1шенаэванные соединения применяются в виде растворов в деионизирован- ной воде; -целлюлоза перед обработкой одним из вышеназванных соединений обрабатывается разбавленным раствором кислоты и тщательно, промывается деионизированной водой; . ., . - масса после обработки вышеназванными соединениями в обязательном порядке тщательно промывается цеионизированной водой 2 Недостатком известного способа является то, что он связан с большим расходом дорогостоящей деионизированной воды, к тому же он не обеспечивает получение диэлектрика с , отвечающим современным требованиям. Цель изобретения - Снижение тангенса угла диэлектрических, потерь. Поставленная цель достигается в результате того, что при изготовлений бумажного диэлектрика путем- обработки целлюлозосодержащего материала солями 37 поли1ла; ентных металлов, обработку солями ведут в несколько ступеней, причем на последующей ступени используют соль, катион которой обладает способностью замещать катион соли, используемый на предыдущей ступени. При этом целесообразно обрабатывать целлюлозосодержащий. материал последовательно по меньшей мере, двумя солями металлов, выбранных из ряда в последовательности: магний, марганец, цинк, медь, никель, кальций, стронций, свинец, барий; преимущественно сульфатом магния и хлористым цинком, сульфатоммагния и уксусно-кислым цинком или сульфатом магния и хлористым кальцием.. Установлено, что высокое значение целлюлозы обусловлено главным образом наличием в ней адсорбционной.воды и ионов, одновалентных металлов. Поэтому, при обработке целлюлозы, например, сульфатом магния, который берется в избытке по отношению к содержащимся в целлюлозе ионам одновалентных металлов происходит вытеснение одновалентных катионов двухвалентными (NAd )„ В результате такой о.бработки1сГ резко снижается. Адсорбция волокон катиона М как и других катионов поливадентных металлов, способствует образованию новых видов внутри- и межмолекулярных связей в результате чего .формируется сетчатая, способная уплотняться структура целлюло зы. Это приводит к существенному понижению подвижности катиона натрия, происходит его блокирование. Последующая обработка бумажной массы осуществляется ацетатами, хлоридами, сульфатами, нитратами поливалентных металлов, скорость понижения которы должна быть больше скорости понижения предшествующей соли и способствуют даль нейшему снижению td У . Это объясняет ся тем, что диэлектрические свойства сис ,темы целлюлозное волокно - соль поливалентного металла, образовавшейся в результате ионообменной реакции, можно трактовать на основе физико-химических свойств солей как кристаллогидратов, и в этом случае рассматривать взаимодействие волокна с катионом, как с комплек сом, в состав которого входит кристаллизационная , способная при определенных услов.иях переходить в свободное сос тояние. Повторное введение солей, например, Zn, Со , Со , СсЗ и др, способствует химическому взаимодействию остатков адсорбционной воды, находящейся в деллю

i -r p WJlbtfjeJ--. f j. 34 лозе с сатями, обраауя устойчивые кристаллогидраты, т. а. свобоцная адсорбционная или гигроскопическая пода переходит в связа}1иое химическое состояние, Предложенное решение иллюстрируется ниже- привеаеннь ми примерами. Для сопоставимости результатов испытаний получаемых, образцов приготовляют: 2000 мл бумажной массь концентрацией 1,5% и ст.е- пенью помола 96 U1P разделяют на пять частей по 400 мл в каждой. Пример 1. Первые 4ОО мл бумажной массы перемешивают на мешалке в течение 5 минут и вводят 0,5 г сульфата магния в виде раствора, тщательно перемешивают в течение 20 минут и, затем, при перемешивании, добавляют 1 мл 0,2% раствора хлористого цинка, который содержит 0,002 г хлористого кальция. Перемешивают и выстаивают в течецие 2О минут перед отливом. Пример 2. 400 мл бумажной массы перемешивают на мешалке в течение 5 минут и вводят 0,5 г сульфата магния в виде раствора, тщательно перемешивают в течение 20 минут затем, при перемешивании, добавляют 0,1 мл 0,2% раствора хлористого кальция, который содержит 0,0002 г хлористого кальция, перемешивают и выстаивают в течение 20 минут перед отливом. Пример 3. 400 мл бумажной массь перемешивают на мешалке в течение 5 минут и при перемешивании вводят 0,5 г сульфата магния в виде раствора, тщател1эно перемешивают в течение 20 минут и, затем, при перемешивании в бумажную массу добавляют 1 мл 0,2% раствора хлористого бария, который содержит 0,ОО2 г хлористого бария, Тщательно перемешивают и вы.стаивают в течение 20 минут перед отливом. В дальнейшем переработку приготовленной таким образом массы, согласно примерам на образцы № 1, 2, 3 производят на лабораторном аппарате Rappic по общей методике. В таблице даны значения trfjf опытных образцов бумаги в .°1 п сухом виде, при температуре 12О С. Для доказательства достижения цели изобретения была проведена серия опытов обработки целлюлозы перед размолом согласно прототипу. Для получения сопоставимых результатов готовят 2400 мл бумажной массы концентрацяей 1,5% и степенью помола 96 П1Р разделяют на шесть частей по 400 мл в каждой. 57 П р и м е р 1, 400 мл бумажной массы перемелпшают на мешалке в течение 5 минут и вводят при перемсэши- вании 0,5 г сульфата магния в виде раствора, тщательно перемешивают в течение 20 минут и выстаивают в течен;1е 2О минут перед отливом. Пример 2. 400 мл бумажной массы перемешивают на мешалке в течение 5 минут и вводят при перемешивании 1 мл 0,2% хлористого кальция. Перемешивают и выстаивают перед отливом 2О минут. Пример 3. 400 мл бумажной массы перемешивают на мешалке в. течение 5 минут и при перемешивании вводит 1 мл 0,2% раствора хлористого бария. 36 Тщательно перемешивают и выстаивают перед отливом 2О мин. П р и м е р 4. 400 мл бумажной массы перемешивают на мешалке в. течё- кие 5 минут и вводят 1 мл 0,2% раствора хлористого цинка. Массу тщательно перемешивают и выстаивают перед отливом 20 минут, В дальнейшем переработку приготов- ленной в соответствии с примерами 1, 2, 3, 4 массы производят на лабораторном аппарате Rappio по общей методи- ке. Для сравнения делают отливки иэ бумажной массы, приготовленной из исходной целлюлозы, не подвергавшейся обработке. В таблице даны значения tопытных образцов бумаги в сухом виде ппи 120°С.

Данные таблицы свидетельствуют об эффективном влиянии последовательной обработки солями поливалентных металлов целлюлозосодержащего материала с высоким исходным tcfj . Если обработка отдельными солями обеспечивает снижение на 40-6О% по отношению к исходной целлюлозе, то в соответствии с предлагаемым способом достигается снижение taj на 74-83%, при этом-исключается операция многократной промывки целлюлозы деионизированной воцой.

Фо-рмула изобретения

емый на предыдущей ступени.

металлов, выбранных из ряда в последовательности: магний, марганец, цинк, медь, никель, кальций, стронций, свинец, барий, преимущественно сульфатом магния и хлористым цинком, сульфатом маг, «1- , .

« Ч...--

77172038

ния и уксуснокислым uHifiKOM или сульфа-1.Патент ФРГ № 15G867,

том магния и тслористым кальцием.кл. D21 И 5/ОО, 1967 г,

Ис очники информации,2.Патент ФРТ № 1546428,

принятые во внимание при экспертизекл. 1)21 Н 5/Ю, опублик. 11.10.73г.