Способ изготовления электропроводной бумаги

Способ изготовления электропроводной бумаги

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОЙ БУМАГИ, включающий подготовку бумажной массы, химическую металлизацию, отлив бумажного полотна , сушку и каландрирование, отличающийся тем, что, с целью повьшения поверхностной проводимости и механической прочности готового материала, химическую металлизацию осуществляют после каландрирования бумажного полотна, а в качестве бумажной массы используют асбестовое волокно, проклеенное водной эмульсией перхлорвинила или органосиликатного связующего в количестве 20-35% от массы абсолютно сухого волокна. V)

СО1ОЭ СОВЕТСКИХ

° °

РЕСПУБЛИК

„,Я0„„ 11 0034Я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ASTOPCHONRY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3382716/29-12 (22) 18.01.82 (46) 30.06.84. Бюл. И 24 (72) А.Я;Агеев, В.П.Пильников, 10.С.Никитин и В.С.Крылов (71) Уральский ордена Трудового Красного Знамени лесотехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 676.513.027 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 443141, кл. D 21 Н 5/00, 1973.

2. Патент Франции 11 2239557, кл. 3 21 Н 1/10, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР

В 268169, кл.Э 21 Н 3/60, 1968 (прототип) . р(д) Э 21 Н 1/12s В 32 В 15/12 (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗЛЕКТРОПРОВОДНОЙ БУИАГИ, включающий подготовку бумажной массы, химическую металлизацию, отлив бумажного полотна, сушку и каландрирование, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения поверхностной проводимости и механической прочности готового материала, химическую металлизацию осуществляют после каландрирования бумажного полотна, а в качестве бумажной массы используют асбестовое волокно, проклеенное водной эмульсией перхлорвинила или органосиликатного связующего в количестве 20-35Х от массы абсолютно сухого волокна.

М 1100349 2

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ из— готовления электропроводной бума— ги (3), включающий подготовку бумажной массы, химическую металлизацию, отлив полотна, сушку и каландрирование, причем подготовка бумажной массы состоит из приготовления целлюлозной пульпы с последующим ее отжатием, а химическая металлизация осуществляется путем сенсибилизации целлюлозной пульпы О, IN раствором двухлористого олова в 0, 1 N 50 растворе HCt в течение 3-5 мин, промывки водой, активироваиия раствором хлористого паллад»я (0,025 г/л) в течение 0,5-10 мин, промывки водой и металлизации раствором следующего 55 состава, г/л:

Иедь сернокислая 100

Глицерин 100

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к способам изготовления электропроводной бумаги, и может быть использовано для получения электропроводного материала при изготовлении плоских вьк окотемпературных нагревателей, в радиотехнической и электронной промышленности для изготовления гибких печатных плат, а также в промышленности страитепьных материалов, например для изготовления декоративно-отделочных композиций.

Известен способ изготовления электропроводной бумаги путем обработки бумаги-основы электролитом с применением полимеризации мономеров 5 l j.

Известен также способ изготовления электропроводной бумаги, вклю-. чающий нанесение полимерных электропроводящих покрытий на бумажный материал (23.

Недостатками известных способов являются снижение поверхностной проводимости и механической прочности готового материала вследствие предрасположенности к старению полимерных покрытий и изменение в связи с этим электропроводящих свойств получаемых изделий, а. также низкая нагревостойкость получаемых изделий (до 95ОС), -оксичность применяемых реагентов и их повышенная пожароопасност ь.

Гидроокис ь натрия 100

Сода 30

Формалин (407,), мл/л 40

Недостатком данного способа изготовления электропроводной бумаги является то, что готовый материал имеет низкую поверхностную проводимость за счет наличия в поверхностном слое наряду с осажденными ионами металла целлюлозных волокон. Кроме того, оседание ионов металла на поверхность волокон целлюлозы во всем объеме бумажной массы блокирует водородные связи между волокнами, что снижает механическую прочность известного |готового материала (150 кг/дм).

Низкая нагревостойкость этого матеО риала (t = 105 С) обусловлена использованием нетермостойких волокон целлюлозы в бумажной массе. Данный спос об неэкономичен ввиду большого расхода воды и дорогостоящих химикатов (хлористое олово, хлористый палладий), используемых для обработки большого объема целлюлозной пульпы в процессе изготовления электропроводной бумаги.

Целью изобретения является повышение поверхностной проводимости и механической прочности готового материала, обладающего одновременно двумя противоположными свойстваии: электропроводящего по поверхности и электроизоляционного по толщине.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления электропроводной бумаги, включающему подготовку бумажной массы, химическую металлизацию, отлив бумажного полотна, сушку и каландрирование, химическую металлизацию осуществляют после каландрирования бумажного полотна, а в качестве бумажной массы используют асбестовое волокно, проклеенное водной эмульсией перхлорвинила или органосиликатного связующего в количестве 20-35Х от массы абсолютно сухого волокна.

Изготовление электропроводной бумаги по предлагаемому способу осуществляется следующим образом.

Берут навески абсолютно сухого хризотилового асбеста 5-го сорта в количестве 40 г со степенью помола

70-80 Шр и загружают в лабораторные дезинтеграторы. Туда же добавляют водную эмульсию перхлорвинила или

3 110< органосиликатного связующего в количестве 8 г (20 ), 12 г (30 ), 14 r (35 ). Содержимое перемешивают в течение 3 мин.

Подготовленную асбомассу подают на листоотливной аппарат ЛОА-1 и затем сушат до постоянного веса.

После этого полученные отливки каландрируют на двух валах каландра (давление валов 70 кг/см ). f0

Затем осуществляют химическую металлизацию полученных образцов асбестовой бумаги следукицим образом. проводят сенсибилизацию поверхности бумажного образца раствором хлористого палладия (Pd Cl»1 г/л) в течение 2 мин с последующей промывкой водопроводной водой в течение

3 мин, после чего проводят химическое меднение. Для этого образцы погружают в стеклянную ванну с раствором следующего состава:

СиЗО 5Н О, г/л 20

Трилон Б, г/л 60

; NaOH ДорН = 12,5 25

ДЭДТК, мп/л 5

РЬЗ, г/л 0,2

Этил е ндиамин, кп /л 2,0

СН О (40 ) мп/л 40

Химическое меднение проводят в течение 60 мин при 4 = 20 С и рН =

12,5, при этом образцы асбестовой бумаги затягиваются пленкой меди толщиной 0,5 мкм, Образцы с полученным тонким слоем восстановленнои меди извлекают и промывают

35 водопроводной водой в течение 2 мин °

Тонкий слой медного покрытия .усиливают до необходимой. толщины извест-40 ным электрохимическнм способом. Для. этого образцы бумаги помещают в ванну с электролитом. следующего состава:

CuS0 5H2О, г/л

Н > Э О койцентрированная, г/л 40

"Новостар", мл/л 45

Среднее время электрохимическо— го осаждения меди 30 мин при плотности тока 0,013 А/см .

)349 4

После электролиза образцы тщательно промывают в течение 5 мин и сушат фильтрованной бумагой.

В таблице приведены условия осуществления способа изготовления электропроводной бумаги и результаты испытаний.

Проведение химической метаплизации после каландрирования полотна обеспечивает получение бумаги с высокой поверхностной проводимостью за счет создания на поверхности бумажного полотна чистого металлического покрытия без проникновения ионов металла внутрь материала.

Использование в качестве бумажной массы асбестового волокна, проклеенного водной эмульсией перхлорвинила или органосиликатного связующего в количестве 20-35% от массы абсолютно сухого волокна, дает возможность получать электропроводную бумагу с повышенными механическими свойствами (прочность на разрыв 200-235 кг/см ) и в,.осокой нагревостойкостью (класс нагревостойкости С). Кроме того, само металлическое покрытие предлагаемой электропроводной бумаги, отличаясь высокой адгезией к бумажному полотну, позволяет повысить механическую прочность готового продукта.

Предлагаемый способ позволяет осадить из водной эмульсии связующего капельки перхлорвинила или органосиликатного связующего на волокна ас-беста в виде плотной упаковки из мельчайших гранул. В результате растворы кислот и щелочей в процессе химической реакции не проникают к асбестовому волокну и не повреждают его. Поэтому готовый материал обладает также высокой химической стойкостью.

Предлагаемый способ позволяет сэкономить дорогостоящие химикаты (хлористое олово, хлористый палла-. дий), за счет их многократного использования и сократить расход воды на промывку в 100-150 раз, так как обработке подвергае;ся только поверхность бумажного полотна, 1100349

Физико-механиПредлагаемый способ по примеру, 11 (в качестве сырья. - асбестовое волокно) ческие характеристики

Количество сырья, r

40

Ор га носили- Перхл орви- Пер хлор винил катная нил 12(30) 14(35) связка 8(20) Время перемешивания, мин

СенсибилизаВремя сенсибилизации, мин

CuSO< 5Н О

100 г/л

СЦБО 5Н О

20 г/л

CuSO+ 5Н О

20 г/л

CuS0 5Н20

20 г/л

Трилон Б

60 г/л

Трилон Б

60 г/л

Трилон Б

60 г/л

Глицерин !

00 г/л

NaOH 100 г/л

NaOH до рН=12,5

ДЭДТК 0,5 мл/л

PbS 0,2 г/л

Этил ендиамин

20 мл/л

Э тил е иди ами н

20 мл/л

Этилендиамин

20 мл/л

СН,О (40%)

40 г/л

СН20 (40%)

40 г/л

СН20 (40%)

40 г/л

Время меднения, мин

60

60

Температура, меднения, С с

20

20 рН меднення!

2,5

I2,5

12,5

Связующее, количество, r (%) Химическое меднение раствором

Известный способ (в качестве сырья целлюлозная пульпа) Na CO> 30 г/л

СНБО (40%)

40 мл/л

NaOH до рН =12,5

ДЭДТК О, 5 мл/л

РЬ$0, 2 г/л

NaOH до рН12,5

ДЭДТКО 5 мл/л

PbS 0,2 г/л