<Desc/Clms Page number 1>
" Procédé de production d'objets imprégnés d'une résine thermodur- cissante et objets obtenus".
Une des conditions permettant l'utilisation pratique d'une résine dans des procédés d'imprégnation avec une faible consomma- tion de la résine est que la durée de conservation de cette rési- ne à des températures d'imprégnation et d'emmagasinage soit suffi- samment longue, c'est-à-dire que la résine conserve ses propriétés, par exemple sa viscosité, inchangées durant son emmagasinage dans , le récipient d'imprégnation ou d'emmagasinage utilisé. Une autre condition est que la résine n'ait pas une durée de cuisson anor- malement longue ou une température de cuisson trop élevée.
<Desc/Clms Page number 2>
Pour certaines résines, par exemple les résines époxy nor- males contenant des agents de cuisson et des résines de polyesters non saturées normales, il est extrêmement difficile de satisfaire à ces exigences simultanément. Les résines du type mentionné ay:
nt une durée de conservation acceptable ont des températures de cuis- son élevées ou des durées de cuisson longues et, de même, de telles résines pour lesquelles les conditions de cuisson sont acceptables ont une durée de conservation anormalement courte, c'est-à-dire que les propriétés des résines se modifient si rapidement durant leur emmagasinage dans le récipient d'imprégnation utilisé, que ces résines doivent être remplacées par de nouvelles après une courte durée d'utilisation seulement. Ur.e longue durée de cuisson pour une résine signifie évidemment que la vitesse de fabrication du produit est abaissée.
Une température élevée de cuisson amène non seulement le désavantage qu'elle exige l'utilisation de fours dans lesquels les températures requises doivent être atteintes, mais également, entre autres, qu'une matière sensible aux tempéra- tures élevées peut être endommagée dans le produit que l'on fabri- que. En outre, l'utilisation de températures élevées de cuisson provoque des tensionsinternes désavantageuses si le produit con- tient des matières ayant des coefficients différents de dilatation thermique. La contraction des résines sera également plus élevée aux hautes températures.
Des problèmes du type précité se présentent, entre autres, dans l'industrie électrique lorsqu'on imprègne des machines ou des appareils électriques ou des pièces d'installations de ce genre.
Pour l'imprégnation de tels objets, de grandes cuves de résines d'imprégnation sont souvent utilisées, dans lesquelles les produits fabriqués sont traités par plongeage. La quantité de résine consom- mée est par conséquent petite comparativement à la quantité de ré- sine se trouvant dans la cuve et elle est remplacée, lorsque c'est nécessaire, par l'addition de résine fraîche.
Il est par conséquent de la plus haute importance que la résine se trouvant dans la cuve
<Desc/Clms Page number 3>
conserve tout le temps ses propriétés, entre autres sa viscosité, de manière que, pour chaque produit à imprégner, les mêmes condi- tions d'imprégnation puissent être employées et que l'entretien des propriété; constantes de la résine ne se réalise pas au détri- ment des conditions de cuisson désirées ou utilisables.
La présente invention donne une solution aux problèmes décrits. L'invention est relative à un procédé de production d'un objet imprégné d'une résine thermodurcissante ou d'une résine ther- modurcissable cuisant à la température ambiante, procédé dans le- quel l'objet est d'abord traité avec la résine sous forme liquide et la résine fixée par l'objet durant ce traitement est ensuite transformée à un état solide. L'invention est caractérisée en ce que, avant le traitement avec la résine liquide, une matière est incorporée dans l'objet, cette matière accélérant la réaction de caisson de la résine. La matière incorporée ne devrait pas être , trop rapidement dissoute dans la résine d'imprégnation à la tempé- rature d'imprégnation.
Le procédé suivant l'invention permet de faciliter la cuisson de la résine sans que sa durée de conservation ne soit en même temps détériorée. L'invention offre des avanta- ges particulièrement importants dans les cas où la matière incor- porée, outre qu'elle accélère la cuisson de la résine, peut remplir aussi un autre but. Un cas de ce genre se présente si ladite matiè- re est utilisée comme liant pour les composants de l'objet à impré- gner. Ce cas mentionné sera exemplifié par la suite, par la des- cription de la fabrication d'un conducteur électrique isolé avec une bande de mica, la matière incorporée servant comme liant dans la bande de mica.
L'invention sera encore expliquée par la description d'une forme de réalisation choisie à titre d'exemple, l'objet consistant en un conducteur électrique isolé avec une bande de mica, cette description étant donnée avec référence aux figures annexées. i
La figure 1 montre une bande de mica comportant un liant qu agit comme accélérateur pour une résine d'imprégnation utilisée par la suite.
<Desc/Clms Page number 4>
La figure 2 montre un procédé de fabrication de la bande suivant la figure 1.
La figure 3 montre un conducteur électrique sur lequel a été enroulée une bande isolée suivant la figure 1.
EXEMPLE 1.
La bande isolée 10 suivant la figure 1 comprend une feuil- le exempte de liant 11, formée de petites paillettes de mica se recouvrant l'une l'autre. Une telle feuille peut être produite sui- vant des procédés connus en découpant du mica ordinaire en très pe- tites paillettes. Le mica est d'abord soumis à un traitement ther- mique après lequel le mica découpé obtenu grâce à ce traitement est mélangé avec de l'eau pour former une suspension et conformé en une'matière arquée suivant un procédé semblable à celui employé dans la production du papier. La feuille 11 est attachée à la ma- tière de support 12 consistant en une bande de verre tissé , avec un liant 13 formé par un polyamide contenant des groupes amino li- , bres.
Le liant 13 est représenté à la figure 1 comme formant une simple couche et a été considérablement agrandi pour rendre cette figure plus claire.
L'épaisseur de la feuille de mica 11 peut être, par exemple de 0,09 mm. et celle de la bande de verre tissé,. 12 peut être, par exemple, de 0,04 mm. La quantité de liant devrait être suffisante ' pour attacher la feuille de paillettes de mica à la bande de verre ; tissé...'
Le liant consiste en 25 parties en poids d'un polyamide so- lide, relativement élastique, ayant un point de fusion d'environ 100 C et un indice d'aminé de 3 (par exemple le produit connu sous le nom de " Versamid-, 950" provenant de la General Mills Inc, U.S.A.), et en 75 parties en poids d'un polyamide semi-solide, ayant un point de fusion d'environ 50 C et un indice d'aminé qui est d'environ 90 (par exemple le " Versamid 100" ).
L'indice d'a- mine est le nombre en milligrammes de KOH, qui correspond à l'équi-- valent d'aminé dans 1 gr du polyamide. Le dernier polyamide men-
<Desc/Clms Page number 5>
tionné,qui contient plusieurs groupes amino libres, accélère la cuisson de la résine époxy qui est employée dans le procédé d'im- prégnation.
La bande isolée 10 peut être produite suivant la figure 2. La feuille de mica 11 et la bande de verre tissé 12 provenant de rouleaux d'alimentation 14 et 15 sont réunies ensemble après que la bande de verre tissé a été pourvue préalablement d'un liant en la faisant passer dans un dispositif de vernissage 17 équi pé d'un rouleau rotatif. 16., ce dispositif 17 contenant le lient dissous jusqu'à environ une solution à 15% dans un solvant consis- tant en parties égales de butanol et de toluène. Lorsque la feuille de mica et la bande de verre tissé ont été réunies, elles sont soumises à une température d'environ 200 C en les faisant passer à travers un dispositif de chauffage 18. De cette manière, le solvant disparaît et on obtient un produit cohérent.
La bande isolée peut, suivant la figure 3, être employée pour isoler, par exemple, un faisceau de conducteurs 19 faisant partie d'une bobine à haute tension. Dans le cas exemplifié, la bobine 19 consiste en plusieurs conducteurs séparés 20. Les conduc- teurs sont isolés l'un de l'autre en étant enveloppés par un fil de verre 21 et imprégnés avec un liant, par exemple une résine époxy, une résine alkyde, une résine phénolique, etc., qui est en- suite cuite. Pour isoler le faisceau de conducteurs 19, celui-ci est enveloppé, par exemple avec un demi-recouvrement ou chevauche- ment, avec la bande isolée 10 décrite ci-avant.
Lorsque l'ensemble du faisceau éa été pourvu d'un isolement consistant en un certain ; nombre de couches, par exemple 30, de la bande isolée, ces cou- ches se situant l'une au-dessus de l'autre, le faisceau étant en- suite pourvu d'un revêtement protecteur formé par une bande de verre 22 appliquée sans chevauchement, l'enroulement est d'abord séché convenablement sous vide, après quoi le conducteur isolé est imprégné avec une résine époxy liquide à la température ambiante, également de préférence sous vide.
La résine époxyest préparée
<Desc/Clms Page number 6>
en mélangeant 100 parties d'une résine époxy qui est produite d'une manière connue à partir d'épichlorhydrine et de 4,4'-dioxydiphényl- diméthylméthane et qui a un poids équivalent dtépoxy de 192 et une viscosité de 10.000 à 12.000 centipoises à 25 C, avec 70 par- ties d'un agent de cuisson consistant en un mélange de 52 parties d'anhydride hexahydrophtalique et de 18 parties d'anhydride tétra- hydrophtalique. Une telle résine a une longue durée de conserva- tion, mais a également une longue durée de cuisson ou une tempéra- ture de cuisson élevée. Durant l'imprégnation, la résine pénètre dans l'isolement du conducteur.
Du fait que le liant de la bande isolée est relativement difficile à dissoudre dans la résine d'im- prégnation, le liant n'a pas le temps de se dissoudre et de se ré- pandre dans la résine se trouvant dans le récipient d'imprégnation utilisé. L'objet imprégné est alors placé dans un dispositif de moulage pour cuire l'agent d'imprégnation. Durant le chauffage, le liant polyamide est dissous dans la résine époxy, ce qui a pour résultat une réduction considérable des conditions normales de cuisson pour la résine époxy. La quantité de liant dans la bande de mica peut être adaptée de manière convenable, afin qu'elle forme 1 à 10% de la quantité de résine absorbée par l'objet isolé.
EXEMPLE 2.
Un faisceau de conducteurs est isolé et imprégné de la même manière et en utilisant la même matière qu'à l'exemple 1, avec la différence qu'au lieu de la bande isolée 10, on utilise une matière isolante consistant en paillettes de mica de dimensions normales, attachée à une bande de verre tissé agissant comme ma- tière de support. Lorsqu'on fabrique cette matière isolante, les paillettes de mica sont réparties sur une large bande de verre tissé et liées les unes aux autres et à la bande de verre par le même liant que celui mentionné à l'exemple 1. Comme précédemment, le liant est fourni sous la forme d'une solution à 15% et le sol- vant est enlevé en faisant passer la bande de verre tissé avec les paillettes de mica à travers un four chaud à environ 200 C.
La
<Desc/Clms Page number 7>
matière isolante terminée peut être employée comme telle ou après avoir été découpée en bandes d'une largeur convenable.
EXEMPLE 3.
Un faisceau isolé de conducteurs est fabriqué de la Même manière qu'à l'exemple 1 et imprégné avec un mélange de 90 parties en poids d'une résine époxy de viscosité moyenne, ayant un poids équivalent d'époxy de 200 (par exemple le produit connu sous le nom de "Lekutherm X 20', provenant de la Farbenfabriken Bayer AG, Allemagne), de 10 parties en poids d'éther phényl-glycidylique et de 70 parties en poids d'anhydride hexahydrophtalique. De bonnes propriétés diélectriques de l'isolement peuvent être obtenues à une température de cuisson de 160 C et avec une durée de cuisson de 8 heures.
EXEMPLE 4.
Des bandes isolées sont fabriquées de la même manière qu'à l'exemple 1 sauf que le liant dans les bandes consiste en 80 parties en poids d'un polyamide solide ayant un poids de fusion d'environ 110 C et un indice d'amine de 3 (par exemple, le "Versa- mid 930" de la General Mills Inc., USA) et en 20 parties en poids d'un polyamide liquide ayant un indice d'amine d'environ 300 (par exemple, le 'Versamid: 125"). Le liant est alimenté à la bande de verre tissé sous la forme d'une solution à 10% dans un solvant con- sistant en parties égales de butanol et de xylène.
Les bandes iso- lées sont utilisées pour la fabrication de faisceaux isolés et sont imprégnées avec un mélange de 100 parties en poids d'une ré- sine époxy de faible viscosité, ayant un poids équivalent d'époxy de 170 (par exemple, le * DER 332', provenant de la Dow Chemical Corporation, USA) et de 00 parties en poids d'anhydride hexahydro- phtalique. Une cuisson.s'effectue à 140 C. Il faut une durée de
EMI7.1
"".""7'""/("""''';''''''J' cuisson considérablement plus courte que si le liant polyamide de la bande est omis.
<Desc/Clms Page number 8>
EXEMPLE 5.
Des bandes isolées sont fabriquées de la même manière qu'à l'exemple 1 sauf que le liant avec lequel la bande de verre tissé est traitée avant d'entrer en contact avec la feuille de mica consiste en naphténate de cobalt dissous dans du pétrcle en une quantité telle que la proportion de cobalt dans la solution soit de 4%. La bande séchée est employée de la manière décrite pour isoler un faisceau de conducteurs et est imprégnée avec un mélange de 85 parties en poids d'une résine de polyester non saturée(par exemple, le "Markon 9HV de la Scott Bader & Co.
Ltd., Grande-Bre- tagne),de 15 parties en poids de styrène et de 2 parties en poids d'une pâte de peroxyde de cyclohexanone à 50% (par exemple, la "Cyclonox Paste B-50" de la Noury & Van der Lande N.V., Hollande).
La cuisson peut s'effectuer à la température ambiante ou à une . température légèrement supérieure, ce qui n'est pas possible si un liant accélérant la réaction de cuisson n'est pas utilisé dans la bande.
Dans les exemples/ l'utilisation d'accélérateurs a été dé- crite pour des résines époxy et des résines d'esters non saturées, à titre de liants dans la matière isolée consistant en mica et en fibres de verre, qui sont ensuite soumis à imprégnation avec une résine époxy ou une résine d'ester non saturée. Il est évident que les accélérateurs peuvent être employés comme liants dans une matière isolante similaire, lorsqu'on utilise une matière autre de qu'une bande/verre tissé comme support, par exemple du papier, une toile de coton, une toile de soie, du papier d'asbeste, etc.
Evi- demment, certains accélérateurs pourraient également être employés comme liants dans des matières isolantes autres que les produits du mica, par exemple dans les conducteurs enveloppés de verre, qui sont employés dans les produits à imprégner ou à mouler avec les résines mentionnées.
Dans l'exemple 1, il s'agissait du cas où la résine d'im- prégnation consiste en une résine époxy et 1!.accélérateur en un
<Desc/Clms Page number 9>
polyamide comportait des groupes amino libres, cet accélérateur étant utilisé comme liant dans une matière isolante. Au @ieu des polyamides mentionnés, on peut employer d'autres accélérateurs seuls ou en combinaison avec un liant inactif, tel que par exemple un alkyde ayant des propriétés d'adhérence. A titre d'exemples d'accélérateurs convenables, on peut mentionner entre autres la éthaphénylène diamine, la diéthylène triamine, la triéthylène té- tramine, la diéthylaminopropylamine et la benzyldiméthylamine.
Comme exemples d'accélérateurs appropriés pour une résine d'ester non saturée convenant également comme liants dans une bande iso- lée, on peut mentionner les accélérateurs purs, tels que le naphté- nate de cobalt suivant l'exemple 5, ou des liants polymères solu- bles dans la résine d'imprégnation et comportant des accélérateurs incorporés, par exemple du polystyrène de haute viscosité, des alkydes ou des résines de polyesters non saturés en mélange avec du naphténate de cobalt ou de la diméthylaniline.
Il est évident que le procédé suivant l'invention con- vient également lorsqu'on utilise des résines autres que celles qui ont été spécifiquement mentionnées, lorsqu'on rencontre des difficultés dans l'obtention simultanée de conditions acceptables de durées de conservation et de cuisson.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de fabrication d'un objet imprégné d'une rési- ne thermodurcissante ou d'une résine thermodurcissable cuisant à la température ambiante, dans lequel l'objet est d'abord traité avec la résine à l'état liquide et la résine fixée par l'objet durant ce traitement est ensuite transférée à un état solide grâce à une réaction de cuisson, caractérisé en ce que, avant le traite- ment avec la résine liquide, une matière est incorporée dans l'ob- jet, cette matière accélérant la réaction de cuisson de la résine.