Бумагоподобный кислотостойкий сепарационный материал и способ его получения

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может использоваться для изготовления бумагоподобных кислотостойких сепарационных материалов, выполняющих роль мембраны в электрохимических ячейках газоанализаторов. Повышение прочности, впитываемости и кислотостойкости сепарационного материала является техническим результатом изобретения, который достигается за счет того, что бумагоподобный кислотостойкий сепарационный материал представляет собой композицию, содержащие микротонкие стеклянные штапельные волокна со средним диаметром 0,25 мкм и 0,60 мкм, при этом в качестве связующего используются полиамидные смолы и клей на основе акриловых латексов. Способ включает разбавление стекловолокна водой до необходимой концентрации на стадии гидромеханической обработки, роспуск и диспергирование стекловолокна, удаления не волокнистых включений (сортирование), введение в массу связующих агентов, изготовление кислотостойких сепарационных материалов путем отлива на сеточном столе бумагоделательной машины, с последующей подпрессовкой и сушкой готового изделия. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 6 пр.

 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может использоваться для изготовления бумагоподобных кислотостойких сепарационных листовых материалов выполняющих роль мембраны в электрохимических ячейках газоанализаторов.

Бумага - сепаратор выполняющая роль мембраны в электрохимических ячейках газоанализаторов должна быть устойчива к концентрированным кислотам. Для получения таких бумаг необходимо задаваться строгими требованиями к качеству бумаги, указанных в таблице 1.

Известны способы получения сепараторов аккумуляторных батарей такие как: патент РФ 2668078 С2, патент RU 2249884 С2, патент США №4112174, патент США №4681802, патент США №4810576, патент США №5091275. Недостатком указанных способов является несоответствие требованиям качества предъявляемых для сепарационных материалов выполняющих роль мембраны в электрохимических ячейках газоанализаторов, указанных в таблице 1.

Известен материал для изготовления капиллярно-пористых деталей систем косвенно-испарительного охлаждения воздуха, содержащий минеральное волокно, в качестве связующего - соль алюминия и поливинилацетатную эмульсию, и добавку (патент РФ 2425919 C1). Недостатками данного материала является его недостаточные: прочность во влажном состоянии и устойчивость к концентрированным кислотам.

Наиболее близким аналогом является бумагоподобный нанокомпозит на основе минеральных волокон и неорганических связующих (патент РФ 2478747 С2), который может быть использован в качестве фильтров для фильтрования газовоздушных сред и жидкостей, а также сепараторов химических источников тока. Основными недостатками данного бумагоподобного материала является несоответствие требованиям качества предъявляемых для сепарационных материалов выполняющих роль мембраны в электрохимических ячейках газоанализаторов, указанных в таблице 1.

Задачей изобретения является разработка способа получения бумагоподобных сепарационных материалов на основе минеральных волокон выполняющих роль мембраны в электрохимических ячейках газоанализаторов, удовлетворяющих техническим требованиям, предъявляемым к ним, таким как регулируемые показателями толщины, массы, прочности при растяжении в сухом и влажном состоянии, впитываемости и кислотостойкости (массовый процент потерь у образцов стекловолокнистого материла, выдержанного в течение 3 суток при комнатной температуре, в серной кислоте плотностью 1,42 г/мл).

Для решения данной задачи предложен способ, включающий в себя процессы аккумулирования стекловолокна, разбавления стекловолокна водой до необходимой концентрации на стадии гидромеханической обработки, роспуска и диспергирования стекловолокна, удаления не волокнистых включений (сортирование), аккумулирования волокнистой массы, разбавления волокнистой массы водой до необходимой концентрации, введения в массу связующих агентов, изготовления кислотостойких сепарационных листовых материалов, путем отлива на сеточном столе бумагоделательной машины, с последующей подпрессовкой и сушкой готового изделия.

Примеры осуществления

Пример 1

Роспуск и диспергирование стеклянных штапельных волокон с номинальным диаметрам 0,25 (МТВ - 0,25) производился в лабораторном гидроразбивателе, при концентрации 0,25%, продолжительность 20 минут, частоте вращения 1200 об/мин. Далее из полученной массы со средней длиной волокна - 5 мм удалялись не волокнистые включения, после этого масса разбавлялась водой до концентрации 0,1%. Для улучшения связеобразования и придания требуемых специальных свойств в массу вводились связующие агенты - полиамидная смола в количестве 0,8% по массе и клей на основе акриловых латексов 10,0% по массе.

Далее производилось формование отливки на динамическом листоотливном аппарате «TechPap».

Сушка и подпрессовка образцов осуществлялась между листами фильтровального картона, выполняющих роль поддерживающего сукна, на лабораторной сушилке «TechPap».

Характеристики полученного материала представлены в таблице 2.

Пример 2

Способ получения бумагоподобных кислотостойких сепарационных материалов выполняющих роль мембраны в электрохимических ячейках газоанализаторов в условиях примера 1, отличающийся тем, что использовались стеклянные штапельные волокна с номинальным диаметром 0,40 (MTB - 0,4).

Характеристики полученного материала представлены в таблице 2.

Пример 3

Способ получения бумагоподобных кислотостойких сепарационных материалов выполняющих роль мембраны в электрохимических ячейках газоанализаторов в условиях примера 1, отличающийся тем, что использовались стеклянные штапельные волокна с номинальными диаметрами 0,25 (MTB - 0,25) и 0,40 (MTB - 0,4) в соотношении 50:50.

Характеристики полученного материала представлены в таблице 2.

Пример 4

Способ получения бумагоподобных кислотостойких сепарационных материалов выполняющих роль мембраны в электрохимических ячейках газоанализаторов в условиях примера 1, отличающийся тем, что использовались стеклянные штапельные волокна с номинальными диаметрами 0,25 (MTB - 0,25), 0,40 (MTB - 0,4) и 0,60 (УТВ - 0,6) в соотношении 30:50:20.

Пример 5

Способ получения бумагоподобных кислотостойких сепарационных материалов выполняющих роль мембраны в электрохимических ячейках газоанализаторов в условиях примера 1, отличающийся тем, что использовались стеклянные штапельные волокна с номинальными диаметрами 0,25 (MTB - 0,25) и 0,40 (MTB - 0,4) в соотношении 70:30.

Расход связующих агентов - полиамидная смола в количестве 1,0% по массе и клей на основе акриловых латексов 10,0% по массе.

Пример 6

Способ получения бумагоподобных кислотостойких сепарационных материалов выполняющих роль мембраны в электрохимических ячейках газоанализаторов в условиях примера 1, отличающийся тем, что использовались стеклянные штапельные волокна с номинальными диаметрами 0,25 (MTB - 0,25) и 0,40 (MTB - 0,4) в соотношении 70:30.

Расход связующих агентов - полиамидная смола в количестве 1,5% по массе и клей на основе акриловых латексов 10,0% по массе.

Характеристики полученного материала представлены в таблице 2.

Предложенный способ позволяет получить бумагоподобные сепарационные материалы с регулируемыми показателями толщины, прочности в сухом и влажном состоянии, впитываемости и кислотостойкости.

1. Бумагоподобный кислотостойкий сепарационный материал, преимущественно для мембран электрохимических ячеек газоанализаторов, содержащий минеральное волокно и связующее, отличающийся тем, что в качестве минерального волокна материал содержит стеклянные штапельные волокна с номинальным диаметром 0,25-0,60 мкм, а в качестве связующего полиамидную смолу и клей на основе акриловых латексов, при следующем соотношении компонентов, в мас.%:

стеклянные штапельные волокна 74-94,8
полиамидная смола 0,2-1,5
клей на основе акриловых латексов 5,0-15,0

2. Способ изготовления мембраны из бумагоподобного кислотостойкого сепарационного материала по п. 1, преимущественно для электрохимических ячеек газоанализаторов, включающий разбавление стекловолокна водой на стадии гидромеханической обработки, роспуск и диспергирование стекловолокна, удаление сортировкой не волокнистых включений, разбавления волокнистой массы водой, введение в массу связующих агентов на основе акриловых латексов и полиамидных смол, отлив мембраны на сеточном столе бумагоделательной машины с последующей подпрессовкой и сушкой готового изделия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к структуре и методу изготовления сепаратора непроточного аккумулятора с бромным катодом и металлическим анодом фильтр-прессной конструкции. Техническим результатом является снижение внутреннего сопротивления сепараторной группы при существенном торможении скорости переноса брома на моменте заряда.

Изобретение относится к технологии производства наночастиц диоксида молибдена MoO2, который может быть использован в качестве селективного катализатора окисления олефинов, ион-электронного преобразователя твердофазных ионоселективных электродов для определения ионов калия в растворе, эффективного анодного материала литиевых источников тока, в качестве анодных материалов суперконденсаторов на основе водных электролитов, материала для фототермической терапии онкологических заболеваний, газосенсорного материала для определения концентрации паров этанола и ацетона.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для производства деталей из композиционных термопластичных или термореактивных материалов; электродов в электрохимических процессах, топливных ячейках, батареях или аккумуляторах; анодов для катодной защиты; коллекторов электрического тока для анодов или катодов литиевых, натриевых, литиево-серных или литиево-полимерных батарей; электродных элементов для свинцово-кислотных или перезаряжаемых литиевых батарей; суперконденсаторных электродных элементов; каталитических подложек для очистки воздуха или для литиево-воздушных батарей.

Настоящее изобретение относится к электроактивному полимеру формулы: ,включающему в себя основную поли(салицилидениминато)никелевую цепь и заместители X, Y и Z, n=2-5, где заместители X и Z описываются структурной формулой: , а заместитель Y представляет -СН2-СН2-, или заместители X и Z представляют -СН3, а заместитель Y описывается структурной формулой или -СН2-СН2-.

Изобретение относится к области материаловедения, связанного с пористыми средами, в частности тонкими поверхностными слоями пористого германия, которые находят применение при разработке анодных электродов аккумуляторных литиевых батарей, а также фото детекторов и солнечных элементов. Способ изготовления подложки монокристаллического германия с тонким поверхностным слоем пористого германия заключается в том, что тонкий слой пористого германия заданной морфологии формируют на поверхности подложки из монокристаллического германия имплантацией низкоэнергетическими 10-90 кэВ ионами кобальта, хрома или железа при высоких дозах 1015-5.0⋅1017 ион/см2.

Изобретение относится к области материаловедения, связанного с пористыми средами, в частности тонкими поверхностными слоями пористого германия, которые находят применение при разработке анодных электродов аккумуляторных литиевых батарей, а также фотодетекторов и солнечных элементов. Подложка монокристаллического германия содержит тонкий поверхностный слой пористого германия, сформированный на пластине из монокристаллического германия и включающий ионно-имплантированную примесь переходного металла, в качестве которого используют кобальт, хром или железо.

Группа изобретений относится к управлению электрическими тяговыми системами транспортных средств. Система управления для коммерческого электрического транспортного средства (ЭТС) содержит сеть контроллеров (CAN), содержащую несколько CAN-шин, подключенных к компонентам ЭТС, и контроллер транспортного средства, подключенный к CAN и выполненный с возможностью отслеживать и/или управлять компонентами ЭТС на основе CAN-сигналов.

Группа изобретений относится к конструктивным элементам батарей. Блок питания содержит нижний корпус и верхний корпус.

Изобретение может быть использовано в производстве анодов для литий-ионных аккумуляторов. Способ приготовления литийсодержащих частиц, подходящих для использования в электроде аккумулятора, включает формирование смеси, содержащей частицы прекурсора диоксида титана и водный раствор соединения лития.

Изобретение относится к получению газоплотного твердооксидного трубчатого электролита с ионной проводимостью, который может быть использован при изготовлении различных электрохимических устройств, например твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ), электролизеров и т.п. Способ включает плазменное напыление частиц керамического материала плазменной струей на удаляемую оправку путем формования монослоев, при этом плазменное напыление осуществляют частицами оксидного керамического материала с ионной проводимостью с последующей вакуумной импрегнацией полученного пористого трубчатого электролита раствором, в котором катионы взяты в том же соотношении, что и напыляемый материал.

Изобретение относится к отделочным облицовочным материалам и касается гипсокартонного листа с улучшенной огнестойкостью. Лист имеет две противоположные поверхности, в одну из которых заделан волокнистый мат.
Наверх