Способ изготовления бумажного диэлектрика

 

1, .,, 4, /е ., с \ я

О П И С-А- М-Иж

ИЗОБРЕТЕН ИЯ 717203

Союз Советских

Социалистических

Республик

Ф ф ,/ //=

АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ СТ У (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.12.77 (21) 2557779/29 (51)М. Кл.

221 Н 5/00 с присоединением заявки K

1веударстееииый K0MHTer

СССР (23) Приоритет(53) УДК 676,492 (088.8}

Опубликовано 25.02,80. Бюллетень М 7 по делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 28,02 80

П, Н. Федосеев, А. Ф..Тищенко, H. И. Еременко, А. Г. Володина, Н . Н. Тупицын и С. А. Скурат (72) Авторы изобретения

Украинское научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУМАЖНОГО

ДИЭЛ ШТРИХА

Предлагаемое изобретение касается способа изготовления бумаги, преимущественно электроизоляционной, и предназначено для использования в целлюлозно-бумажной промышленности.

Известен способ улучшения свойств

5 конденсаторной бумаги, согласно которому в бумагу или в массу,. применяемую для ее изготовления вводят окись и гядроокись алюминия кальция, двуокись ти10 тана (1 I, Наиболее близким по технической сущности в предложенному способу является способ, согласно которому электроизоля!

5 циопные 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 (2). Предусматриваются следующие обязательные условия для достижения эффекта: — вышеназванные соединения применяются в виде растворов в деаонизированной воде; — целлюлоза перед обработкой одним

/ из вышеназванных соединений обрабатывается разбавленным раствором кислоты и тщательно промывается деионизирован ной водой; — масса после обработки вышеназванными соединениями в обязательном порядке тщательно промывается деионизирован ной 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 изготовлении бумажного диэлектрика путем обработки целлюлозосодержащего материала солями

7172

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 метал30 лов происходит вытеснение одновалентных катионов двухвалентными (МД ) . .В ре2+ зультате такой обработки tP резко сни2+ жается. Адсорбция волокон катиона М как и других катионов поливалентных металлов, способствует образованию новых видов внутри- и межмолекулярных связей, в результате чего формируется сетчатая, способная уплотняться структура целлюлозы. Это приводит к сушественному понижению подвижности катиона натрия, происходит его блокирование, Последующая обработка бумажной массы осуществляется ацетатами, хлоридами, сульфатами, нитратами поливалентных ме- щ таллов, скорость понижения tgg которых должна быть больше скорости понижения предшествующей соли и способствуют дальнейшему снижению tg g . Это объясняется тем, что диэлектрические свойства сис- 45 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 комплексом, в состав которого входит кристаллизационная вода, способная при определенных условиях переходить в свободное cocf5 таяние. Повторное введение солей, например, Х, Со, Со, С3 и др. способствует химическому взаимодействию остатков адсорбционной воды, находящейся в целлю3 поливалентных 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 последо- 10 вательности: магний, марганец, цинк, медь, никель, кальций, стронций, свинец, барий; преимущественно сульфатом магния и хлористым цинком, сульфатом магния и уксусно-кислым цинком ипи сульфа- lS том магния и хлористым кальцием. лозе с солями, образуя устойчивы» кристаллогидраты, т. е. свободная адсорбционная или гигроскопи ческая вода переходит в связанное химическое состояние. Предложенное решение иллюстрируется нижеприведенными примерами. Для сопоставимости результатов испытаний получаемых образцов приготовляют: 2000 мл бумажной массы концентрацией 1,5% и стео пенью помола 96 ШР разделяют ца пять частей по 400 мл в каждой.

Пример 1. Первые 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 и, затем, при перемешивании, добавляю

1 мл 0,2% раствора хлористого цинка, который содержит 0,002 г хлористого кальция. Перемешивают и выстаивают в течение 20 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 О, 1 мл

0,2% раствора хлористого кальция, который содержит 0,0002 t. хлористого кальция, перемешивают и выстаивают в течение 20 минут перед отливом.

Пример 3. 400 мл бумажной массы перемешивают на мешалке в течение 5 минут и при перемешивании вводят 0,5 г сульфата магния в виде раствора, тшательно перемешивают в течение 20 минут и, затем, при перемешивании в бумажную массу добавляют 1 мл

0,2% раствора хлористого бария, кото рый содержит О, 002 r хлористого бария, Тщательно перемешивают и вь!стаивают в течение 20 минут перед отливом.

В дальнейшем переработку приготовленной таким образом массы, согласно примерам на образцы N. 1, 2, 3 произI/ водят на лабораторном аппарате "Rapp16 по общей методике. В таблице даны значения tP опытных образцов бумаги в о глухом виде, при температуре 120 С.

Для доказательства достижения цели изобретения была проведена серия опытов обработки целлюлозы перед размолом согласно прототипу. Лля получения сопоставимых результатов готовят 2400 мл бумажпой массы концентрацией 1,5% и ,о степенью помола 96 ШР разделяют на шесть частей по 400 мл в каждой.

17203 6

Тщательно перемешивают и выстаивают перед отливом 20 мин.

Пример 4. 400 мл бумажной массы перемешивают на мешалке в тече ние 5 минут и вводят 1 мл 0,2% раствора хлористого цинка. Массу тщательно перемешивают и выстаивают перед отливом 20 минуг.

В дальнейшем переработку приготов40 ленной в соответствии с примерами 1, 2, 3, 4 массы производя на лабораторном аппарате "RaPPB по общей методике.

Для сравнения делают отливки из бумажной массы, приготовленной из исходной целлюлозы, не подвергавшейся обработке. В таблице даны значения Ь! опытных образцов бумаги в сухом виде при 1 20 С. о

Пример 1 (обработка Мб 5O«Z!!Ceт )

Пример 2 (обработка M(Op и C>(- g )

Пример 3 (обработка М! 60 и ВОСГг )

Обработка обработка Mg 04 целлюлозы обработка L СВ одной обработка Сс! СЮ солью обработка с!С а

О, 200

0,170

0,289

0,400

0,644

0,577

0,600

Исходная целлюлоза

Формула изобретения

Пример 1. 400 мл бумажной массы перемешивают на мешалке в течение 5 минут и вводят при перемешивании 0,5 г сульфата магния в виде

Ф раствора, тщательно перемешивают в течение 20 минут и выстаивают в течение

20 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

20 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.

Данные таблицы свидетельсгвуют об эффективном влиянии последовательной обработки солями т!оливалентных металлов целлюлозосодержащего материала с высоким исходным Ь . Если обработка отдельными солями обеспечивает снижение <„! на 40-60% по отношению к исходной целлюлозе, то в соответствии с предлагаемым способом достигается снигкение Cga на 74-83%, при этом исключается операция многократной промывки целлюлозы деионизированной BGLLGA °

1, Способ изготовления бумажного ди электрика путем обработки целлюлозосо0,0009

0,0008

0,0013

0,0018

0,0029

0,0026

0,0027

0,0045 держащего материала солями поливалентныхметаллов, отличающийся тем, что, с целью снижения тангенса угла диэлектрических потерь, обработку солями ведут в несколько ступеней, причем на последующей ступени используют соль, катион которой обладает способностью замещать катион соли, использу-, емый на предыдущей ступени.

2.Способпоп. 1, отличаюшийся тем, что целлюлозосодержащий материал обрабатыают 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, сульфатом маг7 71 7203 ния и уксуснокислым цийком или сульфатом магния и хлористым кальцием. кл

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе кл

1. Патент ФРГ No. 156867, . Q 21 H 5/00, 1967 г.

2. Патент ФРГ % 1546428, 2 21 Н 5/ 0, опублик. 11.10,73г.

Составитель С. Пося

Редактор LI:. Зубов Техред 3. Фанта Корректор И. Муска. Заказ 97 6 8/3 7 Тираж 430 Подписное

LIHHHIlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4