Композиция для изготовления сепараторной бумаги

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 7247 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 2(71) Украинский научнинститут целлюлозноленности(72) О.В.Анников, И.В.нич, И.Г. Басова, В,А, К о-исследовательский -бумажной промыш Богд устар ова, В,В.Пазива и Т,С,Тимо 8.8) онии М. Н 01 М . Н 01 М 61-269852, кл. Н 01 63-207050, кл. Н 01 БМД-Илокна з супер-11-15 йчивостью к дейстлорида, в течение о в совокупности онные характерических источников высокой химичес вию элекролита - длительного вре определяет стики и срок ои устотионилхени, чтуатацибы хими эксп служ тока.Известна секого стекловолокменее 5 мкм,Известна такдля химическогощая стекловолок параторная бумага из тонна с диаметром волокна же сепараторная бумага источника тока, включаю- но с диаметром менее 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Заявка Яп2/16, 1981.Заявка Японии М2/16, 1986.Заявка Японии М2/16, 1987,Заявка Японии М2/16, 1986.Заявка Японии М2/16, 1986.Заявка Японии М2/16, 1988.Стеклобумага мартонкого штапельного223-82,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,51)5 О 21 Н 27/00, Н 01 М 2/16//О 21 Н 13:16, 13;40, 17:36(54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕПАРАТОРНОЙ БУМАГИ(57) Сущность изобретения: композиция для изготовления сепараторной бумаги, включающая алюмоборосиликатное стекло- волокно 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. О/: стекловолокно 80-85, поливинилацетатная дисперсия 12-15 и поливинилспиртовое волокно 3-5. 2 табл.55 мкм в количестве 50-95 и стекловолокно сдиаметром более 1 мкм и средней длинойволокна 5-200 мм в количестве 5-50;.Однако известные сепарационные материалы имеют низкую механическую прочность. Для устранения этого недостатка вкомпозицию сепарационных материаловвводят связующее.Известна сепараторная бумага, изготовленная из стекловолокна с диаметромволокна 0,5-5 мкм и каолина в количестве5-20;.Известная сепараторная бумага, включающая стекловолокно с диаметром менее3 мкм и диоксид алюминия или перлита вколичестве 30 .Известная также сепараторная бумага,изготовленная из щелочного силикатногостекловолокна и порошка диоксида кремния,Кроме того, известна сепараторная бу-.мага, изготовленная иэ смеси целлюлозноговолокна и стекловолокна диаметром 0,5-40мкм,Однако известные сепараторные материалы химически неустойчивы в литиевыххимических источниках тока, в которыхэлектролитом является сильный окислитель- тионилхлорид.Наиболее близкой к предлагаемой является композиция для изготовления сепараторной бумаги, включающая, мас .Алюмоборосиликатноестекл о волокно 90Поливинилацетатная дисперсия 5Поливиниловый спирт 5Однако известная сепараторная бумагаимеет относительно низкую механическуюпрочность, склонность к расслаиванию,недостаточную химическую стойкость к воздействию тионилхлорида, что отрицательносказывается на эксплуатационных характеристиках химических источников тока.Цель изобретения - улучшение качествабумаги эа счет повышения физико-механических показателей ее.Поставленная цель достигается тем, чтокомпозиция для изготовления сепараторнойбумаги, включающая алюмоборосиликатноестекловолокно и поливинилацетатную дисперсию, дополнительно содержит поливинилспиртовое волокно, а стекловолокно - смассовым показателем средней длины волокна 80-120 дг при следующем соотношении компонентов, мас. :Стекловолокно 80-85Поливинилацетатная дисперсия 12-15Поливинилспиртовое волокно 3-5Предлагаемая композиция позволяетулучшить качественные показатели бумаги,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 так как повышается механическая прочность бумаги, отсутствует расслаивание,присохранении высокой общей пористостиуменьшается размер пор, что приводит кулучшению сепарационных свойств, Улучшение качественных показателей бумагидостигается выбором составляющих композиций сепарационной бумаги и их сочетанием,П р и м е р 1, 50 г стекловолокна маркиМБ-СТВ ТУ 6-11-541-83 размалывают в лабораторном ролле при массовой доле взвеси волокон 0,5 фв течение 30 мин.Массовый показатель средней длины волокна(СДВ), определенный на аппарате Иванова при концентрации 1,5 г/дм, составил 120дг.В размолотое волокно вливают растворйаОН (С=6 ф ) до достижения.рН 11,8, затемвводят 7,5 г дисперсии поливинилацетатной(ПВА) (С=1 ф ) и выдерживают в ролле беэперемешивания 40 мин для осаждения связующего. 2,5 г поливинилспиртового волокна ТУ 6-06-И 68-80 (ПВС) разбивают вгидроразбивателе в 2 л воды в течение 10мин и вливают в стекловолокно, Соотношение компонентов в композиции, мас. ;Стекловолокно 83,3ПВА 12,5ПВ С-волокно 4,2Из полученной смеси изготавливают отливки на листоотливном аппарате ЛОА.толщиной 200+20 мкм, Температура сушки100-120 С,П р и м е р 2, Образцы получают аналогично примеру 1. Отличие заключается втом, что 50 г стекловолокна размалывают втечение 40 мин до СДВ=100 дг и вводятраствор едкого натра до достижения рН11,5, добавляют 9,4 г ПВА и 3 г ПВ С волокна.Соотношение компонентов в композиции, мас,;Стекловолокно 80ПВА 15ПВ С-волокно 5П р и м е р 3. Образцы получают аналогично примеру 1. Отличие заключается втом, что 50 г стекловолокна размалывают втечение 40 мин до СДВ 80 дг и вводят раствор йаОН до рН 12,0, добавляют 7,1 г ПВА,выдерживают 35 мин и вводят 1,8 г ПВС-волокна. Соотношение компонентов в композиции, мас. ;Стекловолокно 85 ПВА 12 ПВС-волокно 3 П р и м е р 4, Образцы получают аналогично примеру 1, но стекловолокно размалывают до достижения СДВ 80 дг, рН средыдоводят до 11,5 и массу выдерживают в течение 30 мин.П р и м е р 5. Образцы получают аналогично примеру 3, но стекловолокно размалывают до достижения СДВ 110 дг, рН . 5 среды доводят до 11,0 и массу выдерживаютв течение 40 мин.П р и м е р 6 (для сравнения). Образцыполучают аналогично примеру 1. Отличие 10 15 состоит в том,что 50 г стекловолокна размалывают до достижения СДВ 130 дг, рН среды доводят до 11,8, добавляют 13,3 г ПВА, массу выдерживают в течение 40 мин и вводят ПВС-волокно.Соотношение компонентов, мас,: Стекловолокно . 75 ПВА 20 ПВ С-волокно 5 П р и м е р 7 (для сравнения). Образцы 20 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 ПВС 25 волокна, Соотношение компонентов, мас. Стекловолокно 90 ПВА 8 ПВС-волокно 2 30 35 При этом часть волокна измельчается до песка, что приводит к снижению прочно- сти и увеличению массовой доли связующего в бумаге.П р и м е р 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 г ПВС-во 40 локна.Соотношение компонентов, мас,ф;Стекловолокна 84ПВА 10ПВС-волокно 6 П 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 на 50-ной дисперсии, разбавленной до С,ъ 10) выдерживают в ролле до осаждения ПВА на волокне в течение 35 мин. Массу спускают в продольный бассейн и разбавляют водой, 0,5 кг поливинилспиртового во 55 локна 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 тра до рН 11,75 и дисперсию ПВА (3 кг 50 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, о т л и ч а ю. щ а я с я 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 ПоливинилспиртовоеВОЛОКНО 3-5 Таблица 1То ПределЗольностьпроч-2ностиИПа Плотность, г/смз Содержание компонентов а композиции, мас. ь массовыйпоказательсредней длины стекловолокна, дг Иасса бумаги пло" щадье 1 мзг Пример лщина,мкм 1 Стекловолокно ПВА ПВС-волокно 83,312,54,2801558512383 312,54,28015575205908284106 205 0,22 24 91,2 45,1 120 2 Стекловолокно ПВА ПВС-волокно 91,4 213 021 22 44,7 100 3 Стекговолокно ПВА ПВС-волокно 206 0,21 2,1 93,2 80 СтекловолокноПВАПВС-волокно 200 023 21 91 2 46,0 80 5 Стекловолокно ПВА ПВС-волокно 93,0 211 0,23 2,3 48,5 110 6 Стекловолокно ПВА ПВС-волокно 210 022 2,45 87 О 46,2 130 7 Стекловолокно ПБА ПВС-волокно 1 а 5 0,27 1,35 92,0 50,0 8 Стекловолокно ПВА ПВС"волокно 95 0,26 1,62 94,0 50,7 70 Таблица 2 Экслуатационные свойстваХИТ (работоспособность элементов) год Показатели качества бумаги При" мер Предел проч- Общая по- ностиИПа ристость,Распределе- Технологииесние пор по кие свойства размераиФ бумаги Толщина,мкм 9 200 4,0 6-8 95 "О ики 0-40 мкм" 8Удовлетворительные Известный 3-4 110-230 1,5-2,0 95 1"10 - 1910-100 -70 Неравномерность распределения волокна, расслоение ворсис- тость 50 Составитель И.богдановаРедактор 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, Раушская наб 4/5