RU2774312C1 - Paper-like acid-resistant separation material and method for its production - Google Patents
Paper-like acid-resistant separation material and method for its production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2774312C1 RU2774312C1 RU2021112582A RU2021112582A RU2774312C1 RU 2774312 C1 RU2774312 C1 RU 2774312C1 RU 2021112582 A RU2021112582 A RU 2021112582A RU 2021112582 A RU2021112582 A RU 2021112582A RU 2774312 C1 RU2774312 C1 RU 2774312C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acid
- paper
- resistant separation
- separation material
- membrane
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 239000002253 acid Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims abstract description 7
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000011528 polyamide (building material) Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims abstract 3
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 claims description 5
- 239000000123 paper Substances 0.000 claims description 5
- 229920000126 Latex Polymers 0.000 claims 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- 239000004816 latex Substances 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнической промышленности и может использоваться для изготовления бумагоподобных кислотостойких сепарационных листовых материалов выполняющих роль мембраны в электрохимических ячейках газоанализаторов.The invention relates to the electrical industry and can be used for the manufacture of paper-like acid-resistant separation sheet materials that act as a membrane in the electrochemical cells of gas analyzers.
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.Separator paper, which acts as a membrane in the electrochemical cells of gas analyzers, must be resistant to concentrated acids. To obtain such papers, it is necessary to set strict requirements for the quality of the paper indicated in Table 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.Known methods for producing battery separators such as: RF patent 2668078 C2, RU patent 2249884 C2, US patent No. 4112174, US patent No. 4681802, US patent No. 4810576, US patent No. 5091275. The disadvantage of these methods is the non-compliance with the quality requirements for separation materials that act as a membrane in the electrochemical cells of the gas analyzers indicated in Table 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.Known material for the manufacture of capillary-porous parts of systems for indirect evaporative air cooling, containing mineral fiber, as a binder - aluminum salt and polyvinyl acetate emulsion, and an additive (RF patent 2425919 C1). The disadvantages of this material are its insufficient: wet strength and resistance to concentrated acids.
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.The closest analogue is a paper-like nanocomposite based on mineral fibers and inorganic binders (RF patent 2478747 C2), which can be used as filters for filtering gas-air media and liquids, as well as separators of chemical current sources. The main disadvantages of this paper-like material is the non-compliance with the quality requirements for separation materials that act as a membrane in the electrochemical cells of the gas analyzers indicated in Table 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).The objective of the invention is to develop a method for producing paper-like separation materials based on mineral fibers that act as a membrane in electrochemical cells of gas analyzers that meet the technical requirements for them, such as adjustable thickness, weight, tensile strength in dry and wet states, absorbency and acid resistance ( mass percentage of losses in samples of glass fiber material, aged for 3 days at room temperature, in sulfuric acid with a density of 1.42 g / ml).
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.To solve this problem, a method is proposed that includes the processes of accumulating glass fiber, diluting glass fiber with water to the required concentration at the stage of hydromechanical processing, dissolving and dispersing glass fiber, removing non-fibrous inclusions (sorting), accumulating fibrous mass, diluting fibrous mass with water to the required concentration, introduction of binding agents into the mass, production of acid-resistant separation sheet materials, by casting on the mesh table of a paper machine, followed by pre-pressing and drying of the finished product.
Примеры осуществленияImplementation examples
Пример 1Example 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.The dissolution and dispersion of glass staple fibers with a nominal diameter of 0.25 (MTV - 0.25) was carried out in a laboratory pulper, at a concentration of 0.25%, duration 20 minutes, rotation speed 1200 rpm. Further, non-fibrous inclusions were removed from the resulting mass with an average fiber length of 5 mm, after which the mass was diluted with water to a concentration of 0.1%. To improve bonding and impart the required special properties, binders were introduced into the mass - polyamide resin in an amount of 0.8% by weight and glue based on acrylic latexes 10.0% by weight.
Далее производилось формование отливки на динамическом листоотливном аппарате «TechPap».Next, the molding of the casting was carried out on a dynamic sheet casting machine "TechPap".
Сушка и подпрессовка образцов осуществлялась между листами фильтровального картона, выполняющих роль поддерживающего сукна, на лабораторной сушилке «TechPap».Drying and prepressing of the samples was carried out between sheets of filter cardboard, which acted as a supporting cloth, on a TechPap laboratory dryer.
Характеристики полученного материала представлены в таблице 2.The characteristics of the obtained material are presented in table 2.
Пример 2Example 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).A method for producing paper-like acid-resistant separation materials acting as a membrane in electrochemical cells of gas analyzers under the conditions of example 1, characterized in that glass staple fibers with a nominal diameter of 0.40 (MTB - 0.4) were used.
Характеристики полученного материала представлены в таблице 2.The characteristics of the obtained material are presented in table 2.
Пример 3Example 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.A method for producing paper-like acid-resistant separation materials that act as a membrane in electrochemical cells of gas analyzers under the conditions of example 1, characterized in that glass staple fibers with nominal diameters of 0.25 (MTB - 0.25) and 0.40 (MTB - 0.4) were used in a ratio of 50:50.
Характеристики полученного материала представлены в таблице 2.The characteristics of the obtained material are presented in table 2.
Пример 4Example 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.A method for producing paper-like acid-resistant separation materials acting as a membrane in electrochemical cells of gas analyzers under the conditions of example 1, characterized in that glass staple fibers with nominal diameters of 0.25 (MTB - 0.25), 0.40 (MTB - 0.4) were used and 0.60 (UTV - 0.6) in a ratio of 30:50:20.
Пример 5Example 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.A method for producing paper-like acid-resistant separation materials that act as a membrane in electrochemical cells of gas analyzers under the conditions of example 1, characterized in that glass staple fibers with nominal diameters of 0.25 (MTB - 0.25) and 0.40 (MTB - 0.4) were used in a ratio of 70:30.
Расход связующих агентов - полиамидная смола в количестве 1,0% по массе и клей на основе акриловых латексов 10,0% по массе.The consumption of binding agents - polyamide resin in the amount of 1.0% by weight and adhesive based on acrylic latexes 10.0% by weight.
Пример 6Example 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.A method for producing paper-like acid-resistant separation materials that act as a membrane in electrochemical cells of gas analyzers under the conditions of example 1, characterized in that glass staple fibers with nominal diameters of 0.25 (MTB - 0.25) and 0.40 (MTB - 0.4) were used in a ratio of 70:30.
Расход связующих агентов - полиамидная смола в количестве 1,5% по массе и клей на основе акриловых латексов 10,0% по массе.Consumption of binders - polyamide resin in the amount of 1.5% by weight and adhesive based on acrylic latexes 10.0% by weight.
Характеристики полученного материала представлены в таблице 2.The characteristics of the obtained material are presented in table 2.
Предложенный способ позволяет получить бумагоподобные сепарационные материалы с регулируемыми показателями толщины, прочности в сухом и влажном состоянии, впитываемости и кислотостойкости.The proposed method makes it possible to obtain paper-like separation materials with adjustable thickness, dry and wet strength, absorbency and acid resistance.
Claims (3)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2774312C1 true RU2774312C1 (en) | 2022-06-17 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4681802A (en) * | 1984-10-05 | 1987-07-21 | Ppg Industries, Inc. | Treated glass fibers and aqueous dispersion and nonwoven mat of the glass fibers |
| US4810576A (en) * | 1985-09-30 | 1989-03-07 | Ppg Industries, Inc. | Treated glass fibers and aqueous dispersion and nonwoven mat of the glass fibers |
| US5091275A (en) * | 1990-04-25 | 1992-02-25 | Evanite Fiber Corporation | Glass fiber separator and method of making |
| RU2249884C2 (en) * | 2002-03-20 | 2005-04-10 | ОАО "Научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт стартерных аккумуляторов" | Glass fiber blanket separator for sealed absorbed-electrolyte lead batteries |
| RU2478747C2 (en) * | 2011-05-16 | 2013-04-10 | Владимир Климентьевич Дубовый | Paper-like nanocomposite based on mineral fibers and inorganic binders |
| RU2668078C2 (en) * | 2013-06-24 | 2018-09-26 | Джонс Мэнвилл | Mat made of combination of coarse glass fibres and micro glass fibres used as separator in lead-acid battery |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4681802A (en) * | 1984-10-05 | 1987-07-21 | Ppg Industries, Inc. | Treated glass fibers and aqueous dispersion and nonwoven mat of the glass fibers |
| US4810576A (en) * | 1985-09-30 | 1989-03-07 | Ppg Industries, Inc. | Treated glass fibers and aqueous dispersion and nonwoven mat of the glass fibers |
| US5091275A (en) * | 1990-04-25 | 1992-02-25 | Evanite Fiber Corporation | Glass fiber separator and method of making |
| RU2249884C2 (en) * | 2002-03-20 | 2005-04-10 | ОАО "Научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт стартерных аккумуляторов" | Glass fiber blanket separator for sealed absorbed-electrolyte lead batteries |
| RU2478747C2 (en) * | 2011-05-16 | 2013-04-10 | Владимир Климентьевич Дубовый | Paper-like nanocomposite based on mineral fibers and inorganic binders |
| RU2668078C2 (en) * | 2013-06-24 | 2018-09-26 | Джонс Мэнвилл | Mat made of combination of coarse glass fibres and micro glass fibres used as separator in lead-acid battery |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102505554B (en) | High-strength glass fiber air filter paper | |
| Varanasi et al. | Rapid preparation of cellulose nanofibre sheet | |
| US2797163A (en) | Method of making filter media | |
| JP2008274525A (en) | Nonwoven cellulose fabric having low basis weight | |
| CN111467875A (en) | Nano-cellulose glass fiber composite filter material and preparation method and application thereof | |
| US20140196424A1 (en) | Filter media including glass fibers | |
| US20090145842A1 (en) | Micropulp for filters | |
| RU2774312C1 (en) | Paper-like acid-resistant separation material and method for its production | |
| CN103966887A (en) | Method for reducing difference of two sides of paper, and prepared paper | |
| JP2016159197A (en) | Semipermeable membrane substrate for membrane separation activated sludge treatment | |
| CN114395938A (en) | Starch-based hydrophobic paper, and preparation method and application thereof | |
| US7228973B2 (en) | Nonwoven fibrous media especially useful for the separation of blood constituents | |
| KR101784834B1 (en) | The Speaker by using Nano Cellulose Sheet and Manufacturing Medthod for Nano Cellulose Sheet | |
| JP2018131693A (en) | Nonwoven fabric and resin molding comprising the nonwoven fabric | |
| CN108118560B (en) | Heavy metal ion filter paper and preparation method thereof | |
| CN105755904A (en) | Nano qualitative filter paper and preparing method thereof | |
| Wang et al. | Design of a novel PVDF-HFP/GE tubular nanofiber membranes for ultrafast and continuous oil/water separation | |
| JPH0286056A (en) | Manufacture of separator for storage battery | |
| US4159224A (en) | Method for the production of a fiber composite | |
| CN105780596A (en) | Nano diesel filter paper and preparation method thereof | |
| CN111587509A (en) | Pasted paper for battery containing multiple fiber types | |
| TWI445571B (en) | Method for fabricating filter material | |
| CN109334176B (en) | Preparation method of electrostatic spinning PAN/bamboo charcoal powder nanofiber membrane filter material and product thereof | |
| CN113293649A (en) | Slow-speed qualitative filter paper and preparation method thereof | |
| Kojima et al. | Evaluation of the mechanical and physical properties of insulation fiberboard with cellulose nanofibers |