Бумажная масса для изготовленияэлЕКТРОизОляциОННОгО KAPTOHA Советский патент 1981 года по МПК D21H5/00 D21H3/66 

1

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промьшленности к изготовлению и эксплуатации электроизоляционных материалов с повышенной тепмостойкостью.

Электроизоляционные бумаги и картон из волокнистой массы, изготовленной в соответствии с предлагаемым изобретением, найдут применение в качестве изоляции высоковольтных трансформаторов, трубогенераторов и других электротехнических изделиях.

Невысокая термостойкость и интенсивная термохимическая.деструкция целлюлозы под воздействием повышенной температуры, кислорода воздуха, продуктов разложения пропиточных масел ограничивают области применения изоляции на целлюлозной основе. Повышение термостойкости целлюлозной изоляции позволит значительно увеличить срок службы электротехнических изделий (трансформаторов, трубогенераторов и т.д.

Известны способы повышения термостойкости электроизоляционной бумаг путем введения в бумажную массу различных стабилизаторов, например, полиэтиленимина 1 j.

Однако эффект от вводимых стабилизаторов незначителен.Наиболее эффективным способом повышения термостойкости целлюлозных материалов является обработка полотна бумаги или картона различными азотсодержащими соединениями, например, смесью меламина и ортофенилендиамина или пара-фенилендиамина 12 и 3.

Недостатком перечисленных способов повышения термостойкости является использование токсических азотсодержащих соединений, что затрудняет работу с ними.

Кроме того, обработка бумаги азотсодержащими стабилизр.торами обычно приводит к возрастанию tg(f,.T.e. увеличиваются диэлектрические потери в изоляционных материалах.

. Важным условием повышения термостойкости целлюлозных материалов является равномерность распределения стабилизатора по толщине бумаги азотсодержащими стабилизаторами путем пропитки или же распылением. При обработке полотна бумаги равномерность внедрения стабилизатора достижима, но при производстве электроизоЛ.ЯЦИОННОГО картона, имеющего большую толщину и плотность, это затрудните но. , Известна бумажная масса для изготовления электроизоляционного кар тона, содержащая небеленную сульфг.т целлюлозу и азотсодержащий стабилизатор |4}. Однако использование обычно азот содержащих стабилизаторов приводит к возрастанию tgcf, т.е. увеличиваются диэлектрические потери в изоля ционных материалах. Цель изобретения - повышение термостойкости электроизоляционных материалов на основе целлюлозы при сох ранении высоких физико-механических и диэлектрических показателей,исполь эуя при этом экологические безвредные химические соединения. Указанная цель достигается тем, что в бумажную массу из небеленной сульфатной целлюлозы вводят стеараты металлов, в качестве которых используются стеараты меди или железа Н,5-СОО)з в количестве 0,1-5% от массы абсолют но сухого волокна. Лабораторные образцы элементарных слоев электроизоляционного картона плотностью 0,8-1,0 г/см изготавливают на лабораторном листоотливном аппарате ЛОЛ-2 из электроизоляционРезультаты испытаний лабораторных образцов электрокартона на изменение степени полимеризации и Предела прочнрсти, содержащих добавки стеаратов меди или железа ji в ходе термического старения при 135 i 2°С . ной нёбеленндй.целлюлозы ЭК-2 следующим образом. Целлюлозйую массу размалывают в 20-;титровом рслле и перед отливом элементарных слоев вводят стеарат меди или железа из расчета 0,1-5% к массе абсолютно сухого волокна. Одновременно отливают элементарные слои картона из 100%-ной целлюлозы ЭК-2, Картон получают последующим прессованием элементарных слоев на холодном прессе ПСУ-50 при удельном давлении 40 кг/см, высушивают на сушильном цилиндре до постоянства массы при температуре 100 2°С. Образцы электроизоляционного картона испытывают в исходном состоянии и после термического старения на физико-механические, диэлектрические показатели, определяют степень полимеризации (СП). Термическое старение лабораторных образцов картона проводят при температуре 135 2°С в трансформаторном масле Т-750. Одновременно подвергают термическому , старению и испытаниям контрольные образцы электрокартона, изготовленного из 100% сульфатной небеленной целлюлозы. Результаты испытаний представлены в таблице.

Целлюлоза 100% 80,4 47,0 41,5 37,2 53,7

(8,2) (4,8) , (3,8) Целлюлоза -99,9 82,3 51,0 38,0 43,1 .45,2

стеарат

железа 0,1 ;8,4) (5,2) (4,4)

Целлюлоза 99,3. 81,3 62,7 22,9 55,9 31,3

стеарат

железа 0,7 (8,3) (6,4) (5,7)

Целлюлоза 98,4 82,3 68,,6 1б;7 58,8 28,6

стеара - ,. , железа 1,6 (8,4) (7,0;

1550 990 36,1 640 .58,7

1550 1010 28,4 810 47,7

1650 1240 20,0 1080 ЗС,3

1550 1280 17,4 1120 27,7

(6.,0) Целлюлоза95,1.Si,3 64,720,5 стеарат железа4,9(8,3)(6,6) Целлюлоза99,9 80,4 51,036,6 стеарат мели0,1(8,2)(5,2) Целлюлоза99,5 81,3 60,825,3 стеарат меди 0,5 (8,3) (6,2) Целлюлоза98,7 82,3 68,616,7 стеарат 1,3 (8,4) (7,0) меди Целлюлоза 97,2 81,3 68,6 15,7.. стеарат 2,8 (8,3) (7,0) меди Целлюлоза 95,0 80,4 51,0 36,6

стеарат

5,0 (8,2) (5,2) меди Сравнение степени изменения СП и предела прочности испытанных образцов электроизоляционного картона, прошедших длительное термическое ста рение, показывает,, что электрокартон из 100%-ной сульфатной небеленно целлюлозы разрушаются значительно быстрее, чем образцы картона, содерж щие добавки стабилизаторов. Результаты испытания контрольного и стабилизированных образцов картона показывают, что добавки стабилизаторов не вызывают ухудшения физикомеханических и диэлектрических показателей картона по сравнению с контрольным образцом. В то же время введение стабилизаторов приводит к увеличению термостойкости, что -выраж ется в более высоких значениях СП и пределе прочности стабилизиоованны образцов картона после термического старения. Полученные данные подтверждают целесообразность использования в

Продолже н и е та бл,

(4,2) 52,9 34,9 1550 1160 25,2 950 38,7 (5,4) 42,1 47,6 1550 1060 31,6 810 47,7 (4,3) 52,9 34,9 1550 1150 25,8 920 40,6 (5,4) 59,8 27,4 1550 1280 1/,4 11DO 25,8 (6,1) 59,8 26,5 1550 1290 16,( 1160 25,2 (6,1) 41,2 48,7 1550 1020 34,2 820 47,1 композиции электроизоляционных материалов на основе целлюлозы стеаратов меди или железа для повышения их термостойкости без ухудшения физико-механических и диэлектрических свойств. Сами стабилизаторы (стеараты меди или железа) относятся к принципиально новому классу стабилизаторов термической деструкции целлюлозы. формула изобретения Бумажная масса для изготовления электроизоляционного картона, содержащая небеленную сульфатную целлюлозу и стабилизатор, отличающаяся тем, что, с целью повышения термостойкости картона, в качестве стабилизатора масса содержит стеарат меди или железа при следующем соотношении компонентов, мае.%: небеленная сульфатная целлюлоза 95-99,9 и стеарат меди или железа 0,1-5. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 456870, кл. О 21 Н 3/38, 1972. 836 2668 2.Авторское свидетельство СССР 293901, кл. D 21 Н 3/02, 1969. 3.Авторское свидетельство СССР № 536274, кл. О 21 Н 5/00, 1975. 4.Милов Б.Г. и др. Электроизоляционная бумага, М., 1974, с. 157158. (ПРОТОТИП) .