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Publication number: BE503113A
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Description


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  ISOLANT FLEXIBLE AU   MICA.   



   La présente invention concerne les isolants au mica et -en particulier des matériaux isolants flexibles comportant du mica et un liant résineux   liquidée     Jusqu9ici,   la plupart des isolants au mica étaient composés de pail- lettes de mica et de liants résineux solidifiés. Pour obtenir un isolant flexi- ble au mica, on utilisait d'habitude une résine solide molle ou caoutchouteuse donnant la flexibilité voulue à l'isolant au micao A de rares exceptions près, les liants pour les paillettes de mica consistaient en résines solides ou en gels On a proposé aussi d'utiliser de Peau ou un liant temporaire analogue facilement évaporable pour réunir les paillettes de mica provisoirement. 



  Cependant ces liants temporaires n'augmentent pas la solidité du mélangé isolant. 



  De plus, si on applique certaines manières volatiles, telles que de l'eau, au papier qui porte les paillettes de mica, la solidité du ruban de mica est   sé-   rieusement amoindrieo En pratique, ces liants provisoires n'augmentent pas la résistance mécanique du composé isolant mais permettent simplement -aux   paillet-   tes de mica d'alhérer légèrement les unes aux antres et de se maintenir en ruban si on les manipule avec soino 
La présente invention a pour but de procurer un Volant au mica com- prenant une matière de support flexible en feuille portant une couche de ail- lettes de mica et-un liant liquide constitué par des polymères résineux'liquides d'une viscosité comprise entre 25 et   100000   poises à   250C,   le liant étant rela- tivement non volatil. 



     L'invention   a aussi pour but de procurer un isolant flexible et ré- sistant comprenant une feuille de support flexible et une couche de paillettes de mica liées par un   polymère.résineux   liquide ayant une viscosité comprise en- tre 25 et 10.000 poises à 25 C, le polymère étant relativement peu   volatile   
L'invention ressortira clairement de la description détaillée des formes d'exécution données à titre d'exemple au dessin   annexe*.   

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   La figure 1 est une vue en perspective à grande échelle, avec arra=' chements, d'un morceau de ruban isolant au mica. 



   La figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne II-II de la figure 1, montrant un ruban monté sur toile, et 
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 La figure 3 est une coupe transversale d'une variante de 19isclant. 



   Suivant l'invention,on fabrique un isolant au mica résistant et flexible, en déposant une couche de paillettes de mica sur une matière de sup- port flexible en feuille et en déversant sur les paillettes de mica et sur   la.   feuille flexible un liant liquide constitué par au moins un polymère résineux 
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 liquide d?une viscosité comprise entre 25 et 10.000 poises à 25 C, le polymère étant relativement non volatil aux températures ambiantes, et le liant liquide ne se décomposant ni se dépolymérisant de façon appréciable à des. températures- 
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 pouvant atteindre 15CPC.

   Ces polymères résineux liquides confèrent à l'isolant au mica une résistance mécanique surprenante et inattendue., Les isolants au mica préparés de cette manière sont assez résistants pour eetre-enroulés sur des conducteurs électriques avec un serrage et une densité aussi élevés qu'avec tout 
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 autre liant connu, et certainement beaucoup plus'élevés que-d-ens le cas d'un ruban préparé avec un liant temporaireo Ils sont extrêmement flexibles -et peu- 
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 vent être aisément appliqués de la manière courante sur tout conducteur de n'.m- porte quelle forme ou dimension, sans que des paillettes de mica se détachent. 



  L'emploi   d'un   liant constitué par un polymère résineux liquide du type décrit permet au composé isolant de maintenir sa cohésion sans diminution de résistance 
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 ou d'adhérence, pendant la fabrication, le stockage, le transport et 1lapplica- tion sur des pièces électriqueso 
Si le polymère résineux liquide utilisé comme liant a une viscosité inférieure à 25 poises à 25 C, la résistance mécanique du ruban de mica diminue 
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 beaucoup, Ainsi, un liant d?une viscosité de 10 poises à 25 C non seulement diminue la résistance mécanique du ruban, mais est tellement fluide qu'il ést absorbé par le support en papier et( perce l'isolanto Des liants ayant une vis- cosité de plus de 100000 poises à 25 C produisent des rubans qui n'ont pas les avantages indiqués ci-dessus. 



     L'avantage   principal   d'un   isolant flexible au mica de ce genre est de se laisser par la suite imprégner et traiter avec des matières résineuses   d9une   façon extraordinairement aisée. 



   Les figures 1 et 2 du dessin représentent un ruban 10 de la matière isolante au mica préparée conformément à la présente invention. Le ruban 10 comporte une matière de support flexible en feuille 12 sur laquelle -on a déposé une couche 14 de paillettes de mica de toutes dimensions et formes   appropriéeso   Pour de nombreux usages, on recouvre la couche de paillettes de mica d'une deuxième bande flexible 16. Comme le montre en coupe la figure 2, les vides entre les paillettes de mica sont remplis d'un liant 18 constitué   d'un   polymère résineux liquide d'une viscosité comprise entre 25 et   10.000   poises à 25 Co 
La matière de support flexible en feuille, par exemple, peut être du papier de riz ou du papier de chanvre glacé ou un autre papier.

   De tels papiers sont disponibles en épaisseurs aussi faibles qu'un millième de pouc.e 
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 (0,025 mm)o De plus, la matière de support en feuille peut être constituée--par d'autres matières telles que du ruban de fibre de verre, du ruban d'asbeste, du papier d'asbeste ou du ruban de cotono Le papier d9asbeste peut comporter de l'asbeste broyé normalement avec de petites quantités de fibre cellulosique ou bien il peut comporter de   l'asbeste   passé au'broyeur à boulets et extrêmement finement   divisé,   souvent dénommé micro-asbeste.

   On peut aussi utiliser comme matière de support des résines synthétiques sous la forme de pellicules ou de toiles tissées, par exemple, du ruban ou une pellicule de nylono Du tissu fait de fibres en   polyméthylènetérephtalate   linéaire, ou des pellicules en ce poly- mère constituent une bonne matière de support. Des feuilles en d'autres résines 
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 synthétiques, telles que l9âeétate butyrate de cellulose ou le polyéthylène, peuvent aussi être employées comme support pour un isolant au mica. Il n'est pas nécessaire 'que les deux bandes supports entre lesquelles les-paillettes-dé mica sont serrées soient de la même matière. Ainsi l'isolant au mica peut avoir- 
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 une bande de papier par dessous et une bande de papier d'asbeste, de toile d'as.o: 

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 beste ou de fibre de verre par dessus.

   On peut utiliser respectivement pour le dessus et pour le dessous du ruban., de la toile de fibre de verre ou du   pa-   
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 pier d9asbesteo Les paillettes de mica utilisées dans la préparation de l9isolant conformera. 1?invention peuvent être du mica muscovite ou   phlogopiteo   Cependant, 
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 d$autres genres de matières isolantes inorganiques en feuille, correspondant au mica ou équivalentes au mica, peuvent être utilisées, quelles soient 'na,tu= relles et artificielles ou synthétiques La grandeur des paillettes de mica est choisie suivant la distinctiono Pour l;isolt9ment électrique le plus élevée les paillettes de mica devraient avoir un diamètre approximatif d9uxa pouce (25mm) et au delà.

   Cependant, comme on le sait, les paillettes ou coupures de mica ont des dimensions extrêmement variables réparties au hasard même quand elles 
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 sont classées avec grand soin, et des mélanges de paillettes dquun diamètre-moyen d'un pouce (25 mm) et de quantités non négligeables de paillettes plus petites ont été employés avec   succèso   Le diamètre moyen des paillettes de mica   dépas-   sera 1/4 pouce (6 mm) si on veut obtenir des produits satisfaisants 
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 L?>isolant au mica de la présente invention peut être préparé à la main ou dans une machine courante de mise en   couqhe   mince du mica.

   De bons résultats ont été obtenus en employant une machine, dans laquelle une feuille de matière de support flexible, telle que du papier de chanvre, passe sous une tour à mica qui dépose une épaisseur moyenne de deux à trois paillettes de-mica 
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 sur la feuille, opération qui s9accompagne d'une certaine surveillance et d'un arrangement de la couche à la main de manière à remplir les parties creuses ou insuffisamment remplieso On répand ensuite sur les paillettes de mica, en quantité suffisante pour quelles soient bien humectées, une solution du poly- 
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 mère résineux liquide d-lagglomération dissoute dans un solvant volatil de ma- nière à obtenir une solution   d'une   viscosité d'environ 10   poises:ou moins,   con- tenant de 5 à 90% en poids de polymère.

   On passe des rouleaux sur la couche de mica humectée de manière à étendre la solution de liant entre les paillettes de mica et sur la matière de support. On peut ajouter des couches de paillettes de mica supplémentaires, si on le désire. Une couche de mica appliquée de cette façon est bonne pour la fabrication de ruban au mica flexible utilisé dans les 
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 appareils électriques à haute tensiono On recouvre enfin le tout d9unje feuille supérieure 16 de matière support et on passe légèrement les rouleaux sur 1?iso- lent afin que le liant perce la couche de paillettes de mica   14   vers le haut et le bas et vienne coller aux deux feuilles supports 12 et 16. On chauffe en- suite le ruban isolant pour évaporer le solvant volatil et laisser uniquement le liant résineux liquide. 



   Dans certains cas,, une seule feuille de matière de support flexible suffit, comme le montre la figure 3. Le ruban isolant 20 représenté sur cette 
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 figure ne comporte qu9une feuille de support 12 sur laquelle on dépose les pal-. lettes de mica 14 et le liant liquide 18. 



   Les solvants convenant pour dissoudre les liants résineux liquides 
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 peuvent être choisis parmi ceux à faible viscosité et bas point dsébullition, comme le toluène, le benzène, le xylène, le solvant Stoddard, les fractions d-9hyk= drocarbures de pétrole bouillant aux environs de l1OO=120oC ou 1350- 165 C, l'al- cool éthylique, l'alcool isopropyliquea la méthyle éthyle cétone, l'acétate daa myl9 le cyclohexanol, le formiate méthylique, le lactate éthylique, :, ' '--:0 {wlv:¯'-1' 2;

   1?éther monoéthylique d$éthylène glycol, le tétrahydrofurane, la dii- sobutyle cétone, et des mélanges de deux ou plusieurs de ceux-ci. 'Il faut que le solvant s9évapo.re facilement à une température ne dépassant pas 150 C envi- rono Sa viscosité ne sera pas inférieure à,2 poises à   25 Co   
L'isolant au mica de la présente invention peut être utilisé- en 
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 feuilles allongées ou en bpndes. L'expérience a montré cependant que pour la fabrication de conducteurs à haut isolement,il est préférable de découper l'i-   solant   au mica en rubans. Ceux-ci peuvent être enroulés plus facilement sur 
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 des conduc,. élctriqtzes et on obtient de meilleurs résultats qu'avec une large bande.

   La largeur du ruban peut aller d'un demi-pouce (13mm) à 2 pouces (51   mm)   ou plus.   Lorsqu$on   enroule un tel ruban sur un conducteur en faisant 
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 chevaucher les spires, il est facile dimprégner ensuite 1-9isolant au mica d'un liant résineux liquide de manière complète et   appropriéeo   

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De nombreux polymères résineux liquides, relativement non volatils aux températures ambiantes et ayant une viscosité comprise entre 25 et 10.000 poises, peuvent convenir comme liants pour la mise en pratique de l'invention. 



  Un groupe de liants consiste en polymères liquides composés ayant la formule   H2C   = C-   COOR,   où X représente un radical monovalent choisi dans le groupe comprenant   1?hydrogène   et les radicaux hydrocarbures aliphatiques et cycloali-' phatiques, et R est choisi dans le groupe de radicaux monovalents comprenant l'hydrogène et les radicaux hydrocarbures aliphatiques saturéso Des exemples de ces composés sont les esters   alkyliques   de   l'acide     acrylique   et les esters aliphatiques de l'acide méthacrylique ainsi que les esters aliphatiques supérieurs de l'acide acryliqueo Comme exemples précis de tels composés on peut citer le polyméthylméthacrylate   d'un   poids moléculaire   10000,

     les esters octyldécyliques de l'acide méthacrylique polymérisés d'un poids moléculaire d'environ 10.000, une telle composition liquide étant vendue sous le nom commercial "Acryloïd HF- 45", poly-amylacrylate,   polyhexylméthacrylate,   cyclohexylméthacrylate et équi-   valents     d'un   poids moléculaire entre le 000 et 10.000. 



   Un groupe plus étendu de liants polymères liquides peut consister en un ou plusieurs polymères d'un composé ayant   la-formulée   
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 où R2 représente un radical monovalent choisi dans le groupe comprenant le phé- nyle, le phényle substitué d'hydrocarbure   alkylique   saturé, les radicaux méthyle   et hydrogène; R1 représente un radical monovalent choisi dans le groupe comprenant l'hydrogène, lés radicaux méthyle et COOX, X représentant l'hydrogène et   les groupes hydrocarbures alkyliques saturés, R1   etR2   ne représentant   jamais   le même radical. Quand R2 signifie   COOX   le groupe précité d'esters de l'acide acrylique est compris.

   Des exemples de ce groupe étendu de liants sont le po- lystyrène, le   4-chlorostyrène,   le 2,4 diméthyle styrène, le polyalphaméthyle styrènele polyéthylène, l'acide acrylique alphaphényle polymérisé, l'ester méthylique polymérisé diacide atropique, le polyalphaméthyleparaméthyle sty-   rèneo   D'excellents résultats ont été obtenus avec un liant liquide-consistant en alphaméthylstyrène polymérisé ayant un poids moléculaire moyen compris entre   400   et   2.000.   De l'alphaméthylestyrène   d'un   poids moléculaire moyen de 500 a une viscosité d'environ 20000 poises à   25 Co   Un liquide convenant comme liant pour le mica est constitué par des mélanges de polystyrène à faible poids molé- culaire,

   par exemple 25 parties en poids de polystyrène ayant un poids molécu- laire de   500000   et 75 parties en poids de polyalphaméthylestyrène d'un poids moléculaire de 500. Des polymères de mélanges de composés d'arylalkène, tels que des polymères   d'un   mélange de styrène et de coumarone, ou d'un mélange de styrène, coumanone et indane polymérisés en polymères inférieurs d'une viscosité comprise entre 25 et 100000 poises, constituent d'excellents liants. pour le mica. 



   Les polymères liquides et copolymères liquides de coumarone et d'in- dane ou des mélanges de ceux-ci se sont avérés de très bons liants pour les pail- lettes de mica. 



   Des liants satisfaisants sont les liquides produits par la polyméri- sation de bêta-pinène en présence d'un catalyseur. La formule de ces polymères est : 
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 n ayant une valeur moyenne de 4 ou pluso 
Une autre classe excellente de polymères résineux liquides convenant pour l'isolant au mica de la présente invention, est constituée par les polyes- ters linéaires liquides polymérisés ayant une viscosité comprise entre 25 et 10.000 prises.

   Des esters satisfaisants peuvent être obtenus en faisant réagir un acide mono- ou =dicarboxylique ou un anhydride de ces derniers avec du glycol aliphatique saturéo Comme exemples de polyesters de ce genre on peut citer le triéthylène glycol, le di-2-éthyle butyrate, le di-2-éthyle asalate, le di-2- éthyle-hexyle   sébacate,   le   di-n-hexyle   fumarate polymérisé, le di-n-décyle   al=   kényle   succinate.   On peut faire réagir de   19 acide   abiétique ou de la résine naturelle avec des alcools polyhydriques tels que le'éthylène glycol, la glycé- rine et le   triéthylène   glycol pour produire des esters   liquideso   D'autres esters peuvent être produits en faisant réagir de l'acide dicarboxylique alpha,

     bêta-   éthylénique non saturé ou son anhydride,, par exemple de 1?acide malique, acide fumarique ou anhydride   citraconique,   avec un glycol aliphatique saturé comme, par exemple, 1?éthylène glycol, le diéthylène glycol, le propylène glycol et le polyéthylène glycol avec un ou plusieurs acides dicarboxyliques saturés, comme les acides adipique, sébacique et succinique., On peut citer comme exemple un produit de réaction comportant 1 mole diacide   fumarique,   1 mole   diacide   adi- pique et 2 moles de diéthylène glycol, obtenu en chauffant les éléments de la réaction à   175 C   pendant 90 minutes. 



   Les polymères résineux liquides décrits peuvent être employés   sépa-   rément ou   changés   entre eux; ainsi des mélanges de polymères liquides de cou- marone-indane et de 1?alpha-méthyle styrène liquide polymérisé donneront des bons résultats comme liants pour le mica. 



   Des rubans de mica ont été fabriqués avec les polymères résineux liquides suivants, les proportions indiquées étant données en fonction du poids total de   1?isolent   entier 
TABLE I 
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<tb> % <SEP> de <SEP> liant <SEP> dans
<tb> 
<tb> Polymères <SEP> Poids <SEP> moléculaire <SEP> approximatif <SEP> le <SEP> ruban.
<tb> 
<tb> 



  Polyméthyleméthacrylate <SEP> 1000 <SEP> 10%
<tb> 
<tb> 
<tb> Polyalphaméthyle <SEP> styrène <SEP> 4000 <SEP> 16,4%
<tb> 
<tb> Polystyrène <SEP> 1500 <SEP> Il,2 <SEP> % <SEP> 
<tb> 
<tb> Coumarone-indane <SEP> 1000 <SEP> 6 <SEP> %
<tb> 
<tb> Polyalphaméthyle <SEP> styrène <SEP> 3000 <SEP> 3 <SEP> à <SEP> 25 <SEP> % <SEP> 
<tb> 
<tb> Polymères <SEP> de <SEP> mélanges <SEP> de <SEP> 6000 <SEP> 8 <SEP> %
<tb> 
<tb> styrène <SEP> et <SEP> de <SEP> coumarone
<tb> 
 
La quantité de liant liquide présent dans l'isolant ne dépassera pas pratiquement 25% du poids total de l'isolant entier.

   Généralement le liant liquide ne dépassera pas   8%   du poids total de   l'isolant,   afin de permettre que le composé isolant au mica soit imprégné de la façon la plus satisfaisante avec une composition résineuse à réaction complétée Inexpérience a montré que si le liant liquide constitue de 3 à 7% du poids totale on obtient un ruban au mica très solide qui se laisse bien   imprégnero   
On a constaté que les polymères résineux liquides de la présente invention humectent les paillettes de mica et y adhèrent de manière à permettre de manipuler, couper, enrouler et traiter l'isolant sans séparation ni perte excessives de paillettes de   mica,

  .   Les polymères liquides utilisés   comme   liants ne diminuent pas la flexibilité ni la solidité du ruban servant de   supporto   Il   @   est entendu que   19on     n'utilisera   pas un polymère résineux liquide avec un sup- port fait   d9une   feuille ou d9un tissu en résine qui serait exagérément ramolli ou attaqué par le polymère. Des rubans et autres composés isolants fabriqués conformément à 19 invention peuvent être exposés à   l'air   libre pendant de lon- gues périodes sans danger d'évaporation, de durcissement, ou de perte de liant liquide. Cette dernière caractéristique des liants résineux liquides est   impor-   tante au point de vue commercial.

Claims

REVENDICATIONS.

1. Isolant flexible au mica comportant une matière de support flexi- ble en feuille,une couche de paillettes de mica déposée sur la matière dessup- port flexible et un liant liquide appliqué sur les paillettes de mica afin de lier celles-ci entre elles et à la matière support flexible., le liant liquide étant constitué par au moins un polymère résineux liquide .d'une viscosité com- prise entre 25 et 100000 poises à 25 C, le polymère étant relativement non vo- latil aux températures ambiantes.

2. Isolant suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le liant comprend un composé d'arylalkène polymérisé liquide à faible poids moléculaire., 3. Isolant suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le liant comprend un polymère d'alphaméthylestyrène liquide d'un poids moléculaire com- pris entre 400 et 2.000.

4. Isolant suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le liant comprend un polymère liquide de coumarone-indane.

5. Isolant suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le liant comprend un copolymère liquide de styrène et de coumaroneo 60 Isolant suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le liant comprend un polyester linéaire liquide.

7. Isolant suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le polyester comprend le produit de réaction diacide fumarique, d'acide adipique et d'un glycol d'hydrocarbure.

8. Isolant suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le X/C liant comprend un polymère liquide d'un composé ayant la formule H2C = X/C - COOR où X représente un radical monovalent choisi dans le groupe comprenant l'hydrogène et des radicaux hydrocarburés aliphatiques saturés et R est choisi dans le groupe de radicaux monovalents consistant en hydrogène et des radicaux hydrocarburés aliphatiques saturés'.

9. Isolant suivant la revendication I, caractérisé en ce que le liant est composé d'au moins un polymère d9une composition ayant la formule. EMI6.1 où R2 représente un radical monovalent du groupe comprenant le phényle, du phé= nyle à substitution d9hydrocarbure alkylique saturé,- les radicaux méthyle et hydrogène, R1 représente un radical monovalent du groupe comprenant 19hydrogène, les radicaux méthyle et -COOX, X représentant l'hydrogène et les groupes hydro- carburés alkyliques saturés, R1 et R2 ne représentant jamais le même radicale 10. Isolant suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le poids du liant liquide représente de 3 à 25% du poids total de l'isolant.

11. Isolant suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérise en ce que la couche de paillettes de mica est emprisonnée entre deux bandes de matière de support flexible.

12. Isolant suivant l'une quelconque des revendications préqédentes, caractérise en ce que la matière de support est du papier.

13. Composé isolant flexible au mica, en substance -comme décrit ci- dessus avec référence au dessin annexé.