Композиция для изготовления сепараторной бумаги

 

Сущность изобретения : композиция для изготовления сепараторной бумаги, включающая алюмоборосиликатное стекловолокно и поливинилацетатную дисперсию, дополнительно содержит поливинилспиртовое волокно, а стекловолокно - с массовым показателем средней длины волокна 80-120 дг. Композиция содержит указанные компоненты в следующих количествах мас.%: стекловолокно 80-85, поливинилацетатная дисперсия 12-15 и поливинилспиртовое волокно 3-5. 2 табл. СП С высокой химической устойчивостью к действию элекролита - тионилхлорида, в течение длительного времени, что в совокупности определяет эксплуатационные характеристики и срок службы химических источников тока. Известна сепараторная бумага из тонкого стекловолокна с диаметром волокна менее 5 мкм. Известна также сепараторная бумага для химического источника тока,включающая стекловолокно с диаметром менее 1 vl Ю N N ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (| ! и 4 (21) 4829082/12 (22) 24.05.90 (46) 07.04.92. Бюл.N. 13 (71) Украинский научно-исследовательский институт целлюлозно-бумажной промышленности (72) О.B Àííèêîâ, И.В.Богданова. B.Â.Ïàçèнич, И.Г.Басова, В.А.Кустарева и Т,С.Тимошук (53) 676.49(088.8) (56) Заявка Японии N. 56-29809, кл. Н 01 М

2/16, 1981.

Заявка Японии N 61-60539, кл. Н 01 M

2/16, 1986.

Заявка Японии ¹ 62-193059, кл. Н 01 M

2/16, 1987, Заявка Японии N 61-259452, кл. Н 01 М

2/16, 1986.

Заявка Японии № 61-269852, кл. Н 01 M

2/16, 1986.

Заявка Японии ¹ 63-207050, кл. Н 01 M

2/16, 1988.

Стеклобумага марки БМД-ИТ из супертонкого штапельного волокна ТУ 6-11-15223-82, Изобретение относится к композиции сепараторной бумаги для химического источника тока и предназначено для использования в целлюлозно-бумажной промышленности, в частности для получения сепараторной бумаги для литиевого химического источника тока с электролитом на основе тионилхлорида— сильного электролита, Бумага сепараторная для литиевого источника тока должна обладать удовлетворительным физико-механическими свойствами, „, Ы„„1724775 А1 (я)э D 21 Н 27/00, Н 01 М 2/16//D 21 Н

13:16, 13;40, 17:36 (54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

СЕПАРАТОРНОЙ БУМАГИ (57) Сущность изобретения: композиция для изготовления сепараторной бумаги, включающая алюмоборосиликатное стекловолокно и поливинилацетатную дисперсию, дополнительно содержит поливинилспиртовое волокно, а стекловолокно - с массовым показателем средней длины волокна

80-120 дг, Композиция содержит указанные компоненты в следующих количествах мас. : стекловолокно 80-85, поливинилацетатная дисперсия 12-15 и поливинилспиртовое волокно 3-.5. 2 табл. высокой химической устойчивостью к действию элекролита — тионилхлорида, в течение длительного времени, что в совокупности определяет эксплуатационные характеристики и срок службы химических источников тока.

Известна сепараторная бумага из тонкого стекловолокна с диаметром волокна менее 5 мкм, Известна также сепараторная бумага для химического источника тока, включающая стекловолокно с диаметром менее 1

1724775

55 мкм в количестве 50-95 и стекловолокно с диаметром более 1 мкм и средней длиной волокна 5-200 мм в количестве 5-50 .

Однако известные сепарационные материалы имеют низкую механическую прочность. Для устранения этого недостатка в композицию сепарационных материалов вводят связующее.

Известна сепараторная бумага, изготовленная из стекловолокна с диаметром волокна 0,5-5 мкм и каолина в количестве

5-20 .

Известная сепараторная бумага, включающая стекловолокно с диаметром менее

3 мкм и диоксид алюминия или перлита в количестве 30 .

Известная также сепараторная бумага, изготовленная из щелочного силикатного стекловолокна и порошка диоксида кремния, Кроме того, известна сепараторная бу-. мага, изготовленная иэ смеси целлюлозного волокна и стекловолокна диаметром 0,5-40 мкм.

Однако известные сепараторные материалы химически неустойчивы в литиевых химических источниках тока, в которых электролитом является сильный окислитель — тионилхлорид.

Наиболее близкой к предлагаемой является композиция для изготовления сепараторной бумаги, включающая, мас. .

Алюмоборосиликатное стекловолокна 90

Поливинилацетатная дисперсия 5

Поливиниловый спирт 5

Однако известная сепараторная бумага имеет относительно низкую механическую прочность, склонность к расслаиванию,недостаточную химическую стойкость к воздействию тионилхлорида, что отрицательно сказывается на эксплуатационных характеристиках химических источников тока.

Цель изобретения — улучшение качества бумаги эа счет повышения физико-механических показателей ее.

Поставленная цель достигается тем, что композиция для изготовления сепараторной бумаги, включающая алюмоборосиликатное стекловолокно и поливинилацетатную дисперсию, дополнительно содержит поливинилспиртовое волокно, а стекловолокно — с массовым показателем средней длины волокна 80-120 дг при следующем соотношении компонентов, мас. :

Стекловолокно 80-85

Поливинилацетатная дисперсия 12-15

Поливинилспиртовое волокно 3-5

Предлагаемая композиция позволяет улучшить качественные показатели бумаги, 5

50 так как повышается механическая прочность бумаги, отсутствует расслаивание,при сохранении высокой общей пористости уменьшается размер пор, что приводит к улучшению сепарационных свойств, Улучшение качественных показателей бумаги достигается выбором составляющих композиций сепарационной бумаги и их сочетанием, Пример 1, 50 r стекловолокна марки

МБ-СТВ ТУ 6-11-541-83 размалывают в лабораторном ролле при массовой доле взвеси волокон 0,5 в течение 30 мин.

Массовый показатель средней длины волокна (СДВ), определенный на аппарате Иванова при концентрации 1,5 г/дм, составил 120 дг. В размолотое волокно вливают раствор

NaOH (С=6 ) до достижения.рН 11,8, затем вводят 7,5 r дисперсии поливинилацетатной (ПВА) (С=1 ) и выдерживают в ролле беэ перемешивания 40 мин для осаждения связующего. 2,5 г поливинилспиртового волокна ТУ 6-06-И68-80 (ПВС) разбивают в гидроразбивателе в 2 л воды в течение 10 мин и вливают в стекловолокно. Соотношение компонентов в композиции, мас. ;

Стекловолокно 83,3

ПВА 12,5

П В С-волокно 4,2

Из полученной смеси изготавливают отливки на листоотливном аппарате ЛОА-2 . толщиной 200+20 мкм, Температура сушки

100-120 С.

Пример 2, Образцы получают аналогично примеру 1. Отличие заключается в том, что 50 г стекловолокна размалывают в течение 40 мин до СДВ=100 дг и вводят раствор едкого натра до достижения р Н

11,5, добавляют 9,4 г ПВА и 3 г ПВ С волокна.

Соотношение компонентов в композиции, мас. ;

Стекловолокно 80

ПВА 15

ПВ С-волокно 5

Пример 3. Образцы получают аналогично примеру 1. Отличие заключается в том, что 50 г стекловолокна размалывают в течение 40 мин до СДВ 80 дг и вводят раствор NaOH до рН 12,0, добавляют 7,1 г ПВА, выдерживают 35 мин и вводят 1,8 г ПВС-волокна.

Соотношение компонентов в композиции, мас. ;

Стекл оволокно 85

ПВА 12

ПВС-волокно 3

Пример 4. Образцы получают аналогично примеру 1, но стекловолокно размалывают до достижения СДВ 80 дг, рН среды

1724775 лывают до достижения СДВ 110 дг, рН . 5

25

45 тра до рН 11,75 и дисперсию ПВА (3 кг 50

55 доводят до 11,5 и массу выдерживают в течение 30 мин.

Пример 5. Образцы получают аналогично примеру 3, но стекловолокно размасреды доводят до 11,0 и массу выдерживают в течение 40 мин.

Пример 6 (для сравнения). Образцы получают аналогично примеру 1. Отличие состоит в том,что 50 гстекловолокна размалывают до достижения СДВ 130 дг, рН среды доводят до 11,8, добавляют 13,3 r IlBA, массу выдерживают в течение 40 мин и вводят ПВС-волокно.

Соотношение компонентов, мас,$:

Стекловолокно . 75

ПВА 20

ПВ С-волокно 5

Пример 7 (для сравнения). Образцы получают аналогично примеру 1. Отличие состоит в том, что 50 г стекловолокна размалывают до СДВ 80 дг, рН среды доводятдо

11,5,добавляют 4,4 г ПВА, массу выдерживают в течение 40 мин и вводят 1,1 г ПВСволокна.

Соотношение компонентов, мас. ;

Стекловолокно 90

ПВА 8

ПВС-волокно 2

При этом часть волокна измельчается до песка, что приводит к снижению прочно- сти и увеличению массовой доли связующего в бумаге.

Пример 8 (для сравнения). Образцы получают аналогично примеру 1. Отличие состоит в том, что 50 г стекловолокна размалывают до СДВ 70 дг, рН среды доводят до

10,4, добавляют 6 г ПВА, массу выдерживают в течение 40 мин и вводят 3,6 r ПВС-волокна.

Соотношение компонентов, мас.; ;.

Стекловолокна 84

ПВА 10

ПВС-волокно 6

R р и м е р 9 (опытно-промышленные условия). 10 кг стекловолокна размалывают в ролле с небольшой присадкой барабана в течение 20 мин, (С=0,5 ), СДВ составляет

110 дг, затем добавляют раствор едкого на50 -ной дисперсии, разбавленной до С", ЛО p) выдерживают в ролле до осаждения

ПВА на волокне в течение 35 мин. Массу спускают в продольный бассейн и разбавляют водой, 0,5 кг поливинилспиртового волокна диспергируют в гидооразбивателе (0,4 м ) и спускают в подролльныйбассейн.

После перемешивания в течение 3-5 мин массу перекачивают в рабочий бассейн и оттуда в напорный ящик БДМ, Массовая

35 доля взвеси при отливе 0,01 . Бумагу изготовляют на БДМ "Брудерхауз" при скорости машины 10 м/мин.

Соотношение компонентов композиции, мас, ;

Стеколоволокно 83,3

ПВА 12,5

П В С-волокно 4,2

В табл.1 представлены результаты испытаний предлагаемой сепараторной бумаги, изготовленной в лабораторных условиях.

Как видно из приведенных данных табл.1, использование предлагаемого изобретения (примеры 1-5) позволяет улучшить физико-механические показатели бумаги.

Примеры 5-8 приведены для сравнения и показывают, что изменение соотношения компонентов композиции и длины стекловолокна приводит к отклонению от нормы (ТУ

6-11-15-223-82) следующих показателей: в примере 6 — недостаточная зольность бумаги, в примерах 7 и 8 — низкая механическая прочность бумаги.

В табл,2 представлены результаты испытаний предлагаемой сепараторной бумаги, полученной в промышленных условиях, и известной.

Сравнительный анализ данных, представленных в табл.2, показывает, что предлагаемое изобретение позволяет получить бумагу с повышенными технологическими (отсутствие расслаивания, ворсистости, равномерность толщины, в 2 раза более высокая механическая прочность) и эксплуатационными свойствами, Применение предлагаемой бумаги в элементах с литиевым анодом и электролитом на основе тионилхлорида позволит увеличить их работоспособность и сохранность в 1,5-2 раза, а также существенно снизить технологические потери в производстве элементов, обусловленные неудовлетворительными технологическими свойствами стеклобумаги, изготовленной из известной композиции. Повышение механической прочности предлагаемой бумаги обеспечивает возможность механизации производства элементов.

Формула изобретения

Композиция для изготовления сепараторной бумаги, включающая алюмоборосиликатное стекловолокно и поливинилацетатную дисперсию, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества бумаги за счет повышения физико-механических показателей ее, она дополнительно содержит поливинилспиртовое волокно, а стекловолокно — с массовым показателем средней длины волокна 80-120 дг при следующем соотношении компонентов, мас :

1724775

Стекловолокна 80-85

Поливинилацетатная дисперсия 12-15

Поливинилспиртовое

ВОЛОКНО

3-5

Таблица l! То

Предел, Зольность. проч- ь ности, ИПа

Плотность г/смз

Содержание компонентов а композиции, мас.Ф

Иассовый показатель средней длины стекловолокна, дг

Иасса бумаги площадые 1 мз, г

Пример лщина, мкм

1 Стекловолокно

ПВА

ПВС-воло но

83 3

12,5

4,2

80 I5

12

83 3

12,5

4,2

2

84

205 0,22 2,4 91,2

45,1

120

2 Стекловолокно

ПВА

ПВС-волокно

91,4

213 0,21 2,2

44,7

100

3 Стекговолокно

ПВА

ПВС-волокно

206 0,21 2,1 93,2

43>3

4 Стекловолокно

f1BA

ПВС-волокно

200 0>23 2>1 91,2

46,0

5 Стекловолокно

ПВА

ПВС-волокно

93,0

211 0,23 2 ° 3

48,5

110

6 Стекловолокно

ПВА

ПВС-волокно

210 0>22 2,45 87,0

46,2

130

7 Стекловолокно

ПБА

IlBC-волокно

185 0,27 1>35 92,0

50,0

8 Стекловолокно

ПВА

ПВС-волокно

195 0,26 1,62 94,0

50,7

Таблица2

Экслуатационные свойства

ХИТ (работоспособность элементов! год

Показатели качества бумаги

Пример

Предел проч- Общая поности, MIla ристость, ф

Распределе- Технологииесние пор по кие свойства размерам,2 бумаги

Толщина, мкм

9 200 4,0

6-8

95 1-10 мкм - 83!

0-40 мкм" 8

)40 мкм- 2

Удовлетворительные

Известный

3-4

110-230 1,5-2, 0 95 1 "10 - I 9

10-100 - 70

Неравномерность распределения волокна, расслоение, ворсистость

Составитель И.богданова

Редактор Н.Лазаренко Техред М,Моргентал Корректор М.Максимишинец

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1155 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5