<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements aux compositions de revêtement électriquement isolant.
Cette invention concerne les compositions de revêtement électriquement isolant et plus particulièrement une matière de revêtement convenable pour l'isolement électrique de fils à utiliser dans l'enroulement de bobines électriques, fil qui est fréquemment appelé fil magnétique.
On connait l'emploi, pour cet usage, d'une composition d'huiles siccatives et de résines naturelles ou synthétiques, avec ou sqns addition de composés métalliques convenables pour faciliter le séchage, et/diluée avec des solvants convenables.
De tels vernis, après cuisson convenable, donnent des revête- ments présentant un pouvoir diélectrique élevé et dont les pro-
<Desc/Clms Page number 2>
priétés électriques se maintiennent dans des conditions de forte humidité,mais ils présentent les défauts d'une résis- tance relativement faible à l'abrasion et du manque de résis- tance aux solvants communément utilisés dans quelques types de vernis modernes d'imprégnation. On connait également l'em- ploi, pour cet usage, de compositions renfermant certains polymères vinyliques, tel un polyvinylformal avec ou sans addition d'autres agents modificateurs et dissous dans des solvants convenables, comme le furfural.
Ces revêtements, après cuisson convenable, offrent une grande résistance à l'abrasion et à la plupart des solvants organiques, mais ils présentent les défauts d'une conservation plutôt médiocre des propriétés diélectriques sous des conditions humides, et aussi du fait que la viscosité de la composition, pour une teneur économique en matière solide, est telle que des moyens spéciaux d'application sur le fil deviennent désirables.
On connait également l'emploi, pour cet usage, de compositions renfermant des super-polyamides, avec ou sans agents modificateurs, dissous dans des solvants convenables, Ces compositions, après cuisson convenable, montrent des avan- tages comparables à ceux des résines vinyliques, sauf en ce qu'elles sont légèrement plus sensibles à l'action des sol- vants alcooliques, et en particulier aux solvants alcooliques renfermant des substances comme le phénol ou le crésol libre.
En plus de ces inconvénients de médiocre conservation des pro- priétés diélectriques sous des conditions humides, ces composi- tions souffrent de la même nécessité de processus spéciaux d'application, comme les compositions de résine vinylique et d'autre part, les types de solvant normalement utilisés pour ces compositions sont des dérivés phénoliques, d'une ma- nipulation désagréable et susceptibles d'être toxiques.
La présente invention a pour objet de surmonter ces inconvénients et de fournir une composition présentant une
<Desc/Clms Page number 3>
bonne résistance aux solvants, des propriétés excellentes de vieillissement, une bonne résistance à l'abrasion et une bonne conservation des propriétés diélectriques sous des conditions humides ; l'application, d'autre part, n'exige pas de proces- sus spéciaux ni l'emploi de solvants d'une nature désagréable.
Suivant la présente invention, on fournit une composition comprenant un mélange d'un résine éthérifiée d'aminoformal - déhyde, une résine du phénol-formaldéhyde thermo-durcissante et un ester polymère partiel d'un alcool polyhydrique ne ren- fermant pas plus de quatre groupes hydroxyles, et un acide dibasique liphatique dissous dans un solvant organique, partiel le rapport du poids de l'ester polymère/au poids total des ré- sines phénoliques et aminées, calculés en solides, se situant entre 0,6 ; 1 et 2 : Le mélange est préparé de préférence sans chauffage d'aucun type.
Les substances qui ont été trouvées comme conve- nant particulièrement pour cet usage sont les résines de phénol formaldéhyde, préparées à partir de phénols comme le para butyl-phénol tertiaire, le 1,3.5-xylénol. le cardanol et les résines d'amino-formaldéhyde, comme celles préparées à partir d'urée et de mélamine, éthérifiées, par exemple, avec du butanol.
Les esters polymères partiels les plus indiqués sont ceux préparés à partir d'acides dibasiques renfermant quatre atomes de carbone ou plus entre les groupes carboxyles, par exemple les acides adipique et sébacique, et d'alcools tels le glycérol, les glycols et le pentaérythritol. Le rapport de la résine phénolique à la résine aminée est susceptible de on a varier dans de très grandes limites, mais mxxxxxxxxxxxxxx trouvé préférable d'utiliser des rapports se situant entre 2 et 5 parties de résine phénolique pour 1 partie de résine aminée, en poids, calculé en résine solide.
@
<Desc/Clms Page number 4>
Des solvants convenables sont par exemple des al- cools primaires comme le butanol, l'éthanol et le méthanol, la méthyl-éthyl-cétone, le tétrahydrofurane et les hydrocar- bures aromatiques mélangés à de faibles proportions d'alcools, par exemple des mélanges xylène-butanol et naphte-butanol, et,comme dans l'autre demande de brevet belge déposée ce jour par la demanderesse, on trouve que la fluidité de l'émail est améliorée par une augmentation de la proportion des solvants à bas point d'ébullition, plutôt que de ceux bouillant à des températures plus élevées.
Le fil peut être revêtu par les compositions de la présente invention par tous les procédés bien connus des spécialistes de cette technique, sans devoir recourir à des systèmes spéciaux d'application , tels les disques. Le fil, après revêtement à une épaisseur de 0,00035",peut être cuit, par exemple à 3600 C. pendant 20 secondes pour obtenir un revêtement de grande flexibilité et très adhérent. La compo- sition peut également être cuite à des températures plus éle- vées en des temps plus courts, ou à des températures plus bas- ses en des temps plus longs, pour obtenir des résultats équi- valents.
On a trouvé que des multi-films de ces compostions cuits de la façon décrite montrent une excellente résistance au vieillissement thermique, par exemple le nombre d'heures d'exposition à une température de 200 C, avant que la craquelure du film ne puisse être décelée, était de l'ordre de 5 à 6 fois celui d'un film d'émail de. fil olée-résineux, comme communément utilisé actuellement. En outre, le film ne subit pas de ramol- lissement par immersion à la température ambiante, pendant 24 heures, dans un mélange de 3 parties de xylène et d'une partie de butanol .' un émail de fil oléo-résineux étant ramolli dans cet essai en une demi à une heure environ.
D'autre part, la diminution de la résistance diélectrique sous des conditions de grande humidité pendant 24 heures est seulement de l'ordre @ de 10%.
<Desc/Clms Page number 5>
On donne ci-dessous des exemples de compositions con- formes à l'invention.
Parties en poids.
EMI5.1
1 - Résine de 1.3.-xylênol-forma.déhyde 22
EMI5.2
<tb> Résine <SEP> butylée <SEP> d'urée-formaldéhyde
<tb> (50% <SEP> de <SEP> solides) <SEP> 9
<tb>
<tb> Polyester <SEP> partiel <SEP> de <SEP> glycérol <SEP> et <SEP> acide
<tb> sébacique <SEP> (48% <SEP> de <SEP> solides <SEP> dissous <SEP> dans
<tb> du <SEP> spirit <SEP> méthyké) <SEP> 45
<tb>
<tb> Spirit <SEP> méthylé <SEP> (à <SEP> 64 <SEP> over <SEP> proof, <SEP> c'est
<tb> à <SEP> dire <SEP> équivalent <SEP> à <SEP> du <SEP> spirit <SEP> méthyle
<tb> d'un <SEP> poids <SEP> spécifique <SEP> de <SEP> 0.8210 <SEP> à <SEP> 60 <SEP> F) <SEP> 33
<tb>
<tb> Butanol <SEP> 22
<tb>
Ces produits sont mélangés dans un mélangeur centri- fuge à grande vitesse, et donnent unénail présentant une viscosité d'environ 1 1/2 poises à 20 C et renfermant 37% en poids de solide.
EMI5.3
<tb>
2. <SEP> - <SEP> Résine <SEP> de <SEP> p-tertiaire-butyl-phénol
<tb>
<tb>
<tb> formaldéhyde <SEP> 20
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Résine <SEP> butylée <SEP> de <SEP> mélamine-formaldé-
<tb>
<tb>
<tb> hyde <SEP> (60% <SEP> de <SEP> solide) <SEP> 10
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Polyester <SEP> partiel <SEP> de <SEP> glycérol <SEP> et <SEP> acide
<tb>
<tb>
<tb> sébacique <SEP> (48% <SEP> de <SEP> solides <SEP> dissous <SEP> dans
<tb>
<tb>
<tb> du <SEP> spirit <SEP> méthylé) <SEP> 35
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Spirit <SEP> méthylé <SEP> (degré <SEP> de <SEP> 64 ) <SEP> 35
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Butanol <SEP> 25
<tb>
Ces produits sont mélangés dans un mélangeur centrifu- ge à grande vitesse et donnent un émail présentant une viscosi- té de 2 poises à 20 C et renfermant 40% en poids de solide.
EMI5.4
3.- Résine de 1.3.5-XYlénol-formaldghyde 39
EMI5.5
<tb> butylée
<tb> Résine/d'urée-formaldéhyde <SEP> (50% <SEP> de <SEP> solides <SEP> ) <SEP> 26
<tb>
<tb> Polyester <SEP> partiel <SEP> de <SEP> glycérol <SEP> et <SEP> acide
<tb> adipique <SEP> (48% <SEP> solides <SEP> dissous <SEP> dans <SEP> du <SEP> spirit <SEP> methylé) <SEP> 230
<tb>
<tb> Spirit <SEP> méthylé <SEP> (degré <SEP> de <SEP> 64 ) <SEP> 70
<tb>
<tb> Butanol <SEP> 50
<tb>
Ces produits sont mélangés dans un mélangeur centrifuge @
<Desc/Clms Page number 6>
à grande vitesse, et donnent unémail présentent une viscosité d'environ 2 1/2 poises à 20 C et renfermant 50% en poids de solide.
EMI6.1
<tb>
4.- <SEP> Résine <SEP> de <SEP> phénol-formaldéhyde <SEP> 40
<tb> butylée
<tb> Résine/d'urée-formaldéhyde
<tb> (50% <SEP> de <SEP> solide) <SEP> 40
<tb>
<tb> Polyester <SEP> partiel <SEP> de <SEP> penta-érythritol
<tb> et <SEP> acide <SEP> sébacique <SEP> (48% <SEP> de <SEP> solides <SEP> dissous
<tb> dans <SEP> du <SEP> spirit <SEP> méthylé <SEP> 125
<tb>
<tb> Méthyl-éthyl-cétone <SEP> 65
<tb>
Ces produits sont mélangés dans un mélangeur cen- trifuge à grande vitesse, et donnent un émail présentant une viscosité d'environ 2 poises à 20 et renfermant 40% en poids de solide.
REVENDICATIONS.
EMI6.2
------- m---------m--------- ab 1.- Composition comprenant un mélange d'une résine d'amino- formaldéhyde éthérifié, d'une résine de phénol-formaldéhyde thermo-durcissante et d'un ester polymère partiel d'un alcool polyhydrique ne renfermant pas plus de quatre groupes hydroxyles
EMI6.3
et un acide aliphatique dlbasiqueec , dissous dansen solvant organique, le rapport du poids de l'ester polymère partiel au poids total de résines phénolique et aminée se situant entre 0,6:1 et 2;1, calculé en solides.
<Desc / Clms Page number 1>
Improvements to electrically insulating coating compositions.
This invention relates to electrically insulating coating compositions and more particularly to a coating material suitable for the electrical insulation of wires for use in winding electrical coils, which wire is frequently referred to as magnetic wire.
We know the use, for this use, of a composition of drying oils and natural or synthetic resins, with or without the addition of suitable metal compounds to facilitate drying, and / diluted with suitable solvents.
Such varnishes, after suitable baking, give coatings exhibiting a high dielectric power and the properties of which.
<Desc / Clms Page number 2>
Electrical properties are maintained under high humidity conditions, but they exhibit the drawbacks of relatively low abrasion resistance and lack of resistance to solvents commonly used in some types of modern impregnation varnishes. The use is also known, for this use, of compositions containing certain vinyl polymers, such as a polyvinyl formal, with or without the addition of other modifying agents and dissolved in suitable solvents, such as furfuraldehyde.
These coatings, after proper curing, offer great resistance to abrasion and to most organic solvents, but they have the shortcomings of rather poor retention of dielectric properties under humid conditions, and also of the fact that the viscosity of the composition, for an economical solid content, is such that special means of application to the wire become desirable.
The use is also known, for this use, of compositions containing super-polyamides, with or without modifying agents, dissolved in suitable solvents. These compositions, after suitable curing, show advantages comparable to those of vinyl resins, except in that they are slightly more sensitive to the action of alcoholic solvents, and in particular to alcoholic solvents containing substances such as free phenol or cresol.
In addition to these drawbacks of poor retention of dielectric properties under humid conditions, these compositions suffer from the same need for special application processes, such as vinyl resin compositions and on the other hand, solvent types. normally used for these compositions are phenolic derivatives, which are unpleasant to handle and liable to be toxic.
The object of the present invention is to overcome these drawbacks and to provide a composition exhibiting a
<Desc / Clms Page number 3>
good solvent resistance, excellent aging properties, good abrasion resistance and good retention of dielectric properties under humid conditions; the application, on the other hand, does not require special processes or the use of solvents of an unpleasant nature.
In accordance with the present invention, there is provided a composition comprising a mixture of an etherified resin of aminoformal-dehyde, a thermosetting phenol-formaldehyde resin and a partial polymeric ester of a polyhydric alcohol containing not more than four. hydroxyl groups, and a liphatic dibasic acid dissolved in an organic solvent, partial the ratio of the weight of the polymeric ester / to the total weight of the phenolic and amino resins, calculated as solids, being between 0.6; 1 and 2: The mixture is preferably prepared without heating of any kind.
Substances which have been found to be particularly suitable for this use are phenol formaldehyde resins, prepared from phenols such as tertiary para-butylphenol, 1,3.5-xylenol. cardanol and amino-formaldehyde resins, such as those prepared from urea and melamine, etherified, for example, with butanol.
The most suitable partial polymeric esters are those prepared from dibasic acids containing four or more carbon atoms between the carboxyl groups, for example adipic and sebacic acids, and alcohols such as glycerol, glycols and pentaerythritol. The ratio of phenolic resin to amino resin is likely to vary within very wide limits, but mxxxxxxxxxxxxxx has found it preferable to use ratios of between 2 and 5 parts of phenolic resin to 1 part of amino resin, by weight. , calculated as solid resin.
@
<Desc / Clms Page number 4>
Suitable solvents are, for example, primary alcohols such as butanol, ethanol and methanol, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran and aromatic hydrocarbons mixed with small proportions of alcohols, for example mixtures. xylene-butanol and naphtha-butanol, and, as in the other Belgian patent application filed today by the applicant, it is found that the fluidity of the enamel is improved by an increase in the proportion of low-point solvents. boiling, rather than those boiling at higher temperatures.
The yarn can be coated with the compositions of the present invention by any method well known to those skilled in the art, without having to resort to special application systems, such as discs. The wire, after coating to a thickness of 0.00035 ", can be baked, for example at 3600 C. for 20 seconds to obtain a coating of high flexibility and very adherent. The composition can also be baked at higher temperatures. raised in shorter times, or at lower temperatures in longer times, to obtain equivalent results.
It has been found that multi-films of these compositions baked in the manner described show excellent resistance to thermal aging, for example the number of hours of exposure to a temperature of 200 C, before the cracking of the film can be achieved. detected, was of the order of 5 to 6 times that of an enamel film of. oil-resinous yarn, as commonly used today. In addition, the film was not softened by immersion at room temperature for 24 hours in a mixture of 3 parts xylene and 1 part butanol. an oleo-resinous thread enamel being softened in this test in about half to one hour.
On the other hand, the decrease in dielectric strength under high humidity conditions for 24 hours is only of the order of 10%.
<Desc / Clms Page number 5>
Examples of compositions according to the invention are given below.
Parts by weight.
EMI5.1
1 - 1.3.-xylenol-forma.dhyde resin 22
EMI5.2
<tb> Urea-formaldehyde <SEP> butylated <SEP> resin
<tb> (50% <SEP> of <SEP> solids) <SEP> 9
<tb>
<tb> Polyester <SEP> partial <SEP> of <SEP> glycerol <SEP> and <SEP> acid
<tb> sebacic <SEP> (48% <SEP> of <SEP> solids <SEP> dissolved <SEP> in
<tb> of <SEP> spirit <SEP> methyké) <SEP> 45
<tb>
<tb> Spirit <SEP> methylated <SEP> (at <SEP> 64 <SEP> over <SEP> proof, <SEP> is
<tb> to <SEP> say <SEP> equivalent <SEP> to <SEP> of <SEP> spirit <SEP> methyl
<tb> of a <SEP> specific weight <SEP> <SEP> from <SEP> 0.8210 <SEP> to <SEP> 60 <SEP> F) <SEP> 33
<tb>
<tb> Butanol <SEP> 22
<tb>
These products are mixed in a high speed centrifugal mixer, and give an enail having a viscosity of about 1 1/2 poise at 20 ° C. and containing 37% by weight of solid.
EMI5.3
<tb>
2. <SEP> - <SEP> Resin <SEP> of p-tertiary-butyl-phenol <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> formaldehyde <SEP> 20
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Melamine-formalde- butylated <SEP> <SEP> <SEP> resin
<tb>
<tb>
<tb> hyde <SEP> (60% <SEP> of <SEP> solid) <SEP> 10
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Polyester <SEP> partial <SEP> of <SEP> glycerol <SEP> and <SEP> acid
<tb>
<tb>
<tb> sebacic <SEP> (48% <SEP> of <SEP> solids <SEP> dissolved <SEP> in
<tb>
<tb>
<tb> methylated <SEP> spirit <SEP>) <SEP> 35
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Spirit <SEP> methylated <SEP> (degree <SEP> of <SEP> 64) <SEP> 35
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Butanol <SEP> 25
<tb>
These products are mixed in a high speed centrifugal mixer and give an enamel having a viscosity of 2 poises at 20 ° C. and containing 40% by weight of solid.
EMI5.4
3.- 1.3.5-XYlénol-formaldghyde resin 39
EMI5.5
<tb> butylated
<tb> Resin / urea-formaldehyde <SEP> (50% <SEP> of <SEP> solids <SEP>) <SEP> 26
<tb>
<tb> Polyester <SEP> partial <SEP> of <SEP> glycerol <SEP> and <SEP> acid
<tb> adipic <SEP> (48% <SEP> solids <SEP> dissolved <SEP> in <SEP> of methylated <SEP> spirit <SEP>) <SEP> 230
<tb>
<tb> Spirit <SEP> methylated <SEP> (degree <SEP> of <SEP> 64) <SEP> 70
<tb>
<tb> Butanol <SEP> 50
<tb>
These products are mixed in a centrifugal mixer @
<Desc / Clms Page number 6>
at high speed, and give an enamel having a viscosity of about 2 1/2 poises at 20 ° C. and containing 50% by weight of solid.
EMI6.1
<tb>
4.- <SEP> <SEP> phenol-formaldehyde <SEP> resin <SEP> 40
<tb> butylated
<tb> Resin / urea formaldehyde
<tb> (50% <SEP> of <SEP> solid) <SEP> 40
<tb>
<tb> Polyester <SEP> partial <SEP> of <SEP> penta-erythritol
<tb> and <SEP> sebacic acid <SEP> <SEP> (48% <SEP> of <SEP> solids <SEP> dissolved
<tb> in <SEP> of <SEP> spirit <SEP> methylated <SEP> 125
<tb>
<tb> Methyl ethyl ketone <SEP> 65
<tb>
These products are mixed in a high speed centrifugal mixer, and give an enamel having a viscosity of about 2 to 20 poises and containing 40% by weight of solid.
CLAIMS.
EMI6.2
------- m --------- m --------- ab 1.- Composition comprising a mixture of an etherified amino-formaldehyde resin, a resin thermosetting phenol-formaldehyde and a partial polymeric ester of a polyhydric alcohol containing not more than four hydroxyl groups
EMI6.3
and a basic aliphatic acid, dissolved in an organic solvent, the ratio of the weight of the partial polymeric ester to the total weight of phenolic and amine resins ranging from 0.6: 1 to 2.1, calculated as solids.