BE516548A - - Google Patents

Description

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  RESINES SYNTHETIQUES ET RUBANS ISOLANTS TRAITES AU MOYEN DE CES   RESINES.   



   La présente invention concerne une nouvelle résine,synthétique du   -type   alkyde utilisée comme matière de revêtement et d'imprégnation dans la fabrication de rubans électriquement isolants. 



   On utilise des rubans de toile recouverts et imprégnés d'un vernis pour isoler différentes pièces de matière électrique, le ruban étant enroulé autour de la pièce. Ces pièces sont habituellement immergées dans de l'huile; c'est le cas des bobinages de transformateur sur lesquels on enroule un ruban isolant de ce genre et qu'on plonge dans de l'huile de refroidissement et d'isolement. 



   Jusqu'ici, pour revêtir et imprégner ces rubans, on a utilisé les matières oléo-résineuses à longue chaîne, comme les matières phénoliques à huile de substitution désséchantes. Les rubans préparés de la manière courante présentent les inconvénients suivants : (1) perte de souplesse, à l'état fini, après un long emmagasinage, due au vieillissement, (2), toute huile de transformateur devient très acide à leur contact, (3) tendance à produire des dépôts de boue dans l'huile et,   (4)   facteurs de puissance du ruban et de l'huile trop   élevés.   



   L'invention a donc pour but de procurer une nouvelle résine synithétique du type alkyde obtenue en faisant réagir des quantités déterminées d'acides provenant de l'huile de lin, de l'anhydridre phtalique et de l'alcool polyallylique, et utilisée dans la production de rubans et de toiles isolants ne présentant pas les inconvénients précités. 



   L'invention a aussi pour but de procurer du ruban et de la toile isolante imprégnés d'une nouvelle résine synthétique du type alkyde obtenue en faisant réagir des quantités déterminées d'acides tirés de l'huile de lin, de l'anhydride phtalique et de l'alcool polyallylique. 



   Différentes formes d'exécution de l'invention seront décrites avec référence au dessin annexé, dans lequel : 

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La figure 1 est une vue en coupe   d'un   appareil servant à appliquer la résine de revêtement au ruban et à cuire ensuite celle-ci; et 
La figure 2 est une coupe transversale' d'un ruban recouvert et   impré-     gné;   
Suivant l'invention, une nouvelle résine synthétique du type alkyde   convenant,.  à .l'imprégnation de rubans est préparée en faisant réagir de 1'alcool polyallylique avec un mélange diacides gras d'huile de lin et d'anhydride phtalique. La proportion d'acides dans le mélange comprend de 72 à 57   parties   en poids d'acides gras d'huile de lin et de 3,3 à 12 parties en poids d'anhydride phtalique.

   On ajoute assez d'alcool polyallylique aux acides gras d'huile de lin et anhydride phtalique pour avoir des groupes hydroxyles dans une proportion de 1,1 à   1,7   de l'équivalent stoïchiométrique des groupes acides du dit mélange d'acides. On a constaté en outre que la quantité minimum   d'al-   cool polyallylique nécessaire pour avoir une résine satisfaisante dépend   de.--   la quantité relative .d'anhydride phtalique. Si, dans la formule de la résine, l'anhydride phtalique passe de 3,3 à 12 parties en poids, la quantité minimum requise d'alcool polyallylique doit augmenter directement et proportionnellement dans un rapport de 1,1 à 1,5 du rapport stoïchiométrique des groupes hydroxyles aux groupes acides, la valeur maximum étant évidemment toujours de 1,7. 



   Les acides gras d'huile de lin utilisés dans la réaction précitée contiennent beaucoup d'acides linoléique et   linolénique.   On peut évidemment faire réagir de l'acide linoléique ou   linolénique   seul ou en mélange avec l'alcool polyallylique et l'anhydride phtalique, au lieu des acides gras d'huile de lin. Le mélange d'acides et d'alcool polyallylique est ensuite chauffé à une température supérieure à 150 C mais ne dépassant pas 275 C, en vue de l'estérification, et le chauffage est maintenu jusqu'à obtention d'une résine soluble dans un solvant et ayant un indice d'acidité non supérieur à six. La résine synthétique alkyde ainsi obtenue est appliquée sur une bande fibreuse et   soumise     à   cuisson de façon à produire une bande ou un ruban isolant. 



   L'exemple ci-dessous est celui d'une résine préparée suivant la formule décrite ci-dessus : 
Résine A 
On introduit dans un récipient de réaction, les ingrédients suivants, dont les proportions sont données en poids : 
Alcool polyallylique 570 parties 
Acide gras d'huile de   lin   1047 parties,' 
Anhydride phtalique 163 parties 
Le récipient est porté à une température de 200 C et maintenu entre 200 et 215 C pendant 7 à 9 heures, jusqu'à   lobtention   d?un nombre d'acidité inférieur à six. La résine est soluble dans des solvants organiques. 



   On ajoute à la résine ainsi obtenue,des siccatifs an quantité de l'ordre de 1% en poids de la résine, quand celle-ci est appliquée à une toile support. Un seul siccatif peut être utilisé, mais un mélange de deux siccatifs donne de bons résultats. Gomme siccatifs convenables, on citera les naphténate de plomb, laurate de plomb, naphténate, octoate ou tallate de cobalt, et naphténate,octoate ou tallate de manganèse. La proportion de siccatif dans la résine peut varier, mais il n'estpas intéressant d'utiliser de grandes quantités de siccatif, parce qu'il se pourrait qu'une quantité exagérée de siccatif détériore l'huile dans laquelle est plongé le ruban recouvert de la résine de l'invention. 



   L'exemple ci-dessous est celui d'un vernis fabriqué avec la résine ci-dessus : 
Résine A 500 parties   Siccatif   au cobalt (4% cobalt) 2, 5 n 
Siccatif'au. manganèse   (4%     manganèse)'   2,5 ua   @   

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Toluéne Quantité suffisante pour que la solution ait une viscosité "D" de l'échelle Gardner. 



   Pour recouvrir et imprégner des bandes fibreuses, on ajoute un sol- vant organique comme les benzène, toluène, xylène, alcools d'huiles minéra- les, ou un mélange de deux ou plusieurs de ces ingrédients, en quantité vou- lue pour que la viscosité du vernis convienne à l'imprégnation de la toile. 



   Le vernis obtenu peut être appliqué à une bande, dans un appareil comme celui représenté à la figure 1 du dessin. Une bande 10 de mousseline de coton, toile d'asbeste ou autre, passe sur un rouleau de guidage 12, puis sur un rouleau de guidage 14 placé dans une cuve 16 contenant le vernis 18 de l'invention, la bande étant ainsi plongée dans le vernis. La bande lO recouverte de vernis passe entre des rouleaux d'étranglement 20 et 22 en matière élastique comme le caoutchouc ou le feutre, qui déterminent l'épais- seur de la couche de vernis appliquée. A titre d'exemple, la bande 10 est   elle-même   entièrement imprégnée de vernis et, en plus, de la matière exté- rieure ajoute une épaisseur supplémentaire de l'ordre de 2,5 millièmes de pouce (0,06 mm) de chaque côté de la bande.

   L'épaisseur de la bande 10 est' de l'ordre de cinq millièmes de pouce (0,13 mm); après imprégnation et cuis- son,la bande,à l'état fini, a une épaisseur totale de l'ordre de 10 mil- lièmes de pouce (0,25   mm).   Les interstices dans la bande sont complètement comblés par la résine, et le produit obtenu est à la fois imprégné et   recou-   vert de résine. 



   La bande 10 est soumise à cuisson en passant dans un four ou une tour 24 contenant un élément de chauffage 26. Le four est maintenu à une température d'environ 120 C à l'entrée et   l75 C   à la sortie, la bande pas- sant dans le four à une vitesse d'environ 1,5 pied (45 cm) par minute, la partie chauffante du parcours étant longue d'environ quatre pieds (1,2 m). 



  Après cuisson dans le four- la bande a une surface lisse. -   @   - 
La bande 30 recouverte, imprégnée et cuite passe, en quittant le four   24,   sur des rouleaux de guidage 28 et 32 avant   d'être   enroulée sur un mandrin   34.   Le rouleau 34 de matière finie est prêt à la consommation immédiate ou bien il peut être stocké pour de longs laps de temps, sans rien perdre de sa souplesse et de ses qualités d'isolement élevé initiales. 



   La figure 2 du dessin représente une bande 30 consistant en une toile tissée 10 recouverte et imprégnée de la composition résineuse cuite 40 de la présente invention. 



   Pour pouvoir faire des essais de comparaison, la bande-30 est découpée en rubans d'une largeur d'un pouce (25 mm). Ces rubans échantillons sont comparésà des rubans normaux utilisés dans l'industrie,dénommés ci-après rubans noirs et rubans bruns, Le ruban noir est recouvert et imprégné d'une composition comprenant de la gilsonite et une résine phénolique avec substitution d'huile de lin et   d'abrasin.   Le ruban brun est recouvert et imprégné d'une composition comprenant de l'huile de lin et de l'huile dlabrasin avec une résine phénolique. 



   Un essai a été élaboré pour déterminer les caractéristiques de vieillissement des rubans, dans des conditions assez dures pour que tous les défauts apparaissent clairement. En bref, l'essai est le suivant. Un échantillon de ruban pesé avec précision est placé dans un tube d'essai dans lequel on verse 50 cm3 d'huile minérale raffinée utilisée pour l'isolement des transformateurs.. Le tube est ensuite mis convenablement sous vide, vempli d'un gaz voulu et scellé. Deux gaz sont employés : (1) de l'air sec et (2) de l'azote à l'état libre. La plupart des échantillons de ruban sont entièrement plongés dans l'huile, mais quelques-uns sont maintenus au-dessus de l'huile par des supports en verre.

   Les échantillons sont   répartis   en plusieurs groupes en vue du vieillissement respectivement à 100 C   et 120 C,   pendant des périodes allant de deux à six mois. A la fin des périodes de vieillissement, on ouvre les tubes, oh enlève les   échantillons   et on les sèche en 

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 les frottant. 



   Les essais faits sur les rubans donnent :
1. - le facteur de puissance pour 60 cycles, à 25 G et 75 C. 



   2. - la résistance d'isolement à 25 C. 



   Les essais faits sur les huiles restant dans les tubes donnent   1. - 1-'acidité  
2. - l'état (couleur, présence de boue, etc. ) 
3. - facteur de puissance. 



   Ces essais sont résumés au tableau I et montrent que les rubans recouverts de la résine de l'invention sont supérieurs aux rubans   normaux   noirs et bruns utilisés actuellement dans l'industrie, pour les raisons suivantes : 
1. - Absence de boue dans l'huile 
2. - L'huile a un facteur de puissance beaucoup pins faible. 



   3. - Le ruban a un facteur de puissance nettement plus faible, sursaut à   75 C.   



     4. -'La   bande a une résistance d'isolement plus élevée à 25 C. 



   TABLEAU I. 
 EMI4.1 
 
<tb> 
<tb> <SEP> 



  Huile <SEP> Ruban
<tb> Rubans <SEP> échan- <SEP> n  <SEP> aci- <SEP> 60 <SEP> pir. <SEP> 60 <SEP> pir. <SEP> Résistance
<tb> tillons <SEP> re- <SEP> Etat <SEP> dité <SEP> par <SEP> Facteur <SEP> Facteur <SEP> d'isolement
<tb> couverts <SEP> de: <SEP> gm.be <SEP> de <SEP> puis- <SEP> de <SEP> puis- <SEP> à <SEP> 25 C <SEP> en
<tb> couverts <SEP> résine <SEP> sance <SEP> sance <SEP> mégohms
<tb> 25 C <SEP> 75 C
<tb> Résine <SEP> A <SEP> clair <SEP> 0,41 <SEP> 0,54% <SEP> 15,4% <SEP> 27 <SEP> % <SEP> 8. <SEP> 500
<tb> Brun <SEP> clair <SEP> 0,40 <SEP> 7,8 <SEP> % <SEP> 17% <SEP> 37 <SEP> % <SEP> 1.430
<tb> Noir <SEP> grand <SEP> dé- <SEP> 0,37 <SEP> 80 <SEP> % <SEP> 16,1% <SEP> 47,7% <SEP> 5. <SEP> 350
<tb> pòt <SEP> de
<tb> boue
<tb> 
 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS. l, - Procédé de fabrication d'une résine synthétique alkyde, earactérisé en ce qu'on mélange au moins un acide mono-carboxylique non saturé du groupe composé de l'acide linoléique, l'acide linolkénique et les acides gras d'huile de lin, avec de l'anhydride phtalique, les proportions variant de 72 à 57 parties en poids d'acide monocarboxylique non saturé et de 3,3 à 12 parties en poids d'anhydride phtalique., on ajoute une quantité suffisante d'alcool polyallylique pour avoir une proportion de groupes hydroxyles égale à 1,1 à 1,7 de la quantité stoïchicmétrique requise pour la réaction avec les groupes acides du mélange d'acides., la proportion minimum augmentant de 1,1 à 1,5 en fonction directe de l'accroissement, de 3,

   3 à 12 parties en poids, de la quantité d'anhydride phitalique, et on chauffe le mélange à une tempé- rature supérieure à 150 C, jusqu'à l'obtention d'lime résine soluble dans des solvants ayant un indice d'acidité non supérieur à 6. <Desc/Clms Page number 5>

   2. - Résine synthétique alkyde fabriquée suivant le procédé de la- revendication l.

   3. - Procédé de fabrication d'une toile fibreuse imprégnée de résine, spécialement un ruban isolant, caractérisé en ce qu'on applique à une matière fibreuse, comme de la toile fine, une résine suivant la revendication 1 ou 2 en quantité suffisante pour combler tous les interstices de la matière fibreuse, et on cuit la résine appliquée, par traitement thermique à une température d'au moins 120 C pendant au moins six minutes.

   4.- Bande fibreuse, spécialement ruban isolant, préparée suivant le procédé de la revendication 3 5. - Résine, procédé ou bande fibreuse en substance comme décrit ci-dessus avec référence au dessin annexé ou comme représenté sur ce dessin.