BE699646A

BE699646A - Eléments chauffants

Info

Publication number: BE699646A
Application number: BE699646A
Authority: BE
Inventors: Jean Poswick
Original assignee: Acec
Priority date: 1967-06-08
Filing date: 1967-06-08
Publication date: 1967-12-08
Also published as: BE712859R; FR1579597A; LU56218A1; CA855820A; GB1234954A; DE1765542A1

Description


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   On   oonnatt   des éléments chauffante constituas d'un support isolant rigide ou souple et d'une couche de vernis conducteur bordée d'électrodes, appliquée aur le support. Un tel élément chauffant peut en outre être re- couvert d'une feuille isolante. 



   La résistance électrique de tels éléments   chauf-   fants n'est en général pas stable au cours du temps. Sous l'influence de la chaleur dégagée suite au passage du courant, la couche conductrice s'altère. De ce fait, la 

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 résistance électrique diminue d'abord, comme cela a ét6 explique, par exemple dans Bell Laboratories Record September 1957,   p.331.   La diminution de la résistance électrique d'un élément chauffant relié à une tension d' alimentation donnée, provoque une augmentation de l'in- tensité du courant ce qui accentue davantage la dégrada- tion. L'intensité de courant peut même dépasser les li- mites admises par l'installation du local où les éléments chauffants sont mis en service.

   Ultérieurement, la   dégra-   dation peut devenir tellement grave que des fissures ap- paraissent dans le vernis conducteur, ce qui est la cause de l'augmentation de la résistance globale dans des pro- portions importantes. 



   La résistance électrique de films de vernis conducteurs constitués d'une dispersion d'une charge de particules conductrices (graphite, noir de carbone, mé- taux pulvérisés) dans un liant dépend de la composition suivant la relation : 
 EMI2.1 
 dans cette formule : 
R = résistance du liant   Rc= résistance de la charge conductrice seule, légèrement comprimée.   



   K = Constante dont la valeur numérique peut varier entre 0,5 et 10 et qui doit être déterminée par l'expérience. 



   P = Teneur volumique de la charge conductrice 
L = Teneur volumique du liant isolant, solvant ou résidu de solvant compris. 

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   Au cours de la dégradation thermique du liant, une partie de celui-ci est décomposée en produite de   dégra-   dation volatile divers (eau, anhydride carbonique, hydro- carbures légers, monomères eto.). La charge conductrice reste inaltérée* à condition qu'elle ait été bien choisie, Comme la formule ci-dessus, le laisse supposer, il a été démontré qu'une diminution sensible de la résistance peut   étreconatatée   malgré une volatilisation très faible du liant. Comme la dégradation des liants organiques généra- lement utilisés est d'autant plus rapide que la températu- re est plus élevée, cela signifie qu'il est nécessaire d'utiliser des liants particulièrement stables de sorte qu'après plusieurs années de fonctionnement la perte de matière par volatilisation soit inférieure à 2 ou 3 %. 



   Il convient de remarquer que cette exigence va au-delà de ce qui est exigé pour les matières isolantes, car les classes d'isolement 1050 - 120  - 130  - 155  -   180 C   bien connues indiquent seulement que la matière est capable de garder son pouvoir Isolant électrique$ tan- dis que dans certains cas la perte de poids au cours du temps peut atteindre 30%. - 
L'invention a pour but un élément chauffant ex- trêment stable dans le temps caractérisé par l'utilisa- tion d'un vernis appartenant aux classes   d'isolation   155,   180'   ou supérieures pour être utilisées à des températures de service inférieures à 100 , c'est-à-dire avec un sup- port appartenant à une classe d'isolation inférieure à 
155 C. 

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   Des liants,   considérée   comme appartenant aux classes d'isolation 155', 180 C ou supérieures existent, par exemple des résines silicones, des élastomères à base de   silicone,   des   polyester-imides,   des polyimides, des polybenzimidazols eto. Les liants ci-dessus présentent l'inconvénient   d'être   du type thermodurcissable,   o'est.   à-dire qu'après application sur le support, ils doivent être polymérisés à des températures relativement élevées (entre 150  et 400 C) et pendant des durées relativement longues (de 1/4 h. à quelques heures).

   Mais les réactions qui se déroulent au cours de la polymérisation sont rela- tivement lentes, si bien qu'il est presqu'impossible d'ar- river à une polymérisation complète au cours de la fabri- cation à moins de risquer une dégradation du liant. Dans le produit fini des fluctuations dans l'état de polyméri- sation peuvent se présenter qui se traduisent par des Instabilités ou fluctuations de la résistance électrique au cours des premiers temps de service, donc précisément au cours du montage de ces éléments dans des appareils ou bâtiments. 



   Suivant l'invention, ces inconvénients sont é- vités si l'on utilise comme liant un vernis conducteur de résines plastiques à haute tenue thermique ne devant pas être polymérisé, mais formant un film inaltérable par sim- ple évaporation du solvant. Les avantages d'une telle me. sure sont évidents: les installations de fabrication sont simplifiées. Par l'utilisation de solvants très volatils, 

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 les tours de séchage peuvent âtre réduits à leur plus simple appareil ou peuvent même être   supprimés.   Le sup- port sur lequel est appliqué le vernis conducteur peut   "   être choisi en fonction de la température de   service.   



  La constance dans la qualité est assurée* puisque   lest-   ant se trouve déjà dans un état final et stable de polymé- risation, et contrôlable avant la fabrication, au moment où le vernis conducteur est mis en oeuvre. 



   Un vernis conducteur donnant satisfaction pour la réalisation d'éléments chauffants est constitué par une charge de noir de oarbone, graphite ou métaux en poudre dans un liant résineux, thermoplastique, à tenue thermi- que élevée, soluble dans des solvants volatils, tel que 
 EMI5.1 
 le polydichlorodifluoroéthylénet (Ce produits se trouve dans le commerce sous le nom Résine EXON 461) 
L'invention est expliquée ci-dessous à l'aide de deux variantes d'un exemple d'une forme d'exécution. 



  Exemple 1. 



   Un vernis est constitué en mélangeant! 
 EMI5.2 
 Noir de carbone 57,75 parties en poids Résine EXON 461 173,25 parties en poids Isopropanol 191 parties en poids Methyllsobutylcétone 269 parties en poids Toluène 309 parties en poids 
En appliquant ce vernis en film dont   l'épais-     Beur,   après évaporation du solvant, mesure 12 microns,, le film présente une résistance de 4 000 ohms par carre. 

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  Un tel film a été appliqué sur une feuille de polycarbo- nate de 0,05 mm d'épaisseur appartenant à la classe d'iso- lement 130 C pour constituer un élément de chauffage sou- ple. La résistance de cet élément souple porté à 60  - 70 C sous une tension de 220 V, ne varie pas sensiblement après quatre mois de fonctionnement ininterrompu, Exemple 2. 



   Un vernis est constitué en mélangeant; , 
 EMI6.1 
 Noir de carbone 52 parties en poids Résine EXON 461 172 parties en poids Méthylisobutylcétone 775 parties en poids 
Ce vernis a été appliqué sur une feuille de polyoarbonate de 0,05 mm   d'épaisseur.   Après évaporation du solvant, l'épaisseur du film mesurait 12 microns. 



  L'élément souple ainsi fabriqué a été recouvert d'une feuille de polycarbonate. Sa résistance mesurait 162 ohms par carrée il était raccordé pendant quatre moie une tension de 65 V et   s'est   comporté de la même manière que le film de l'exemple 1. 



   Etant donné la haute stabilité de la résistance de ces éléments, il est possible d'envisager leur utili- sation pour le chauffage de routes en les incorporant dans les dalles en béton ou au   revêtement   de ceux-ci.

Claims

RESUME. le) Elément chauffant constitué d'un support Isolant rigide ou souple et d'une couche de vernis conducteur bor- dé d'électrodes appliquées sur le support, caractérisé en ce que le liant du vernis conducteur appartient aux classes d'isolation 155 , 180 C ou supérieures et que le support appartient à une classe d'isolation sensiblement inféri- eure à 155"C.

2 ) Elément chauffant suivant 1, caractérisé en oe que le liant du vernis conducteur est une résine plastique EMI7.1 appartenant aux classa 411;oiatlon 1550g 180*0 ou supd. rieures, qui forme un film inaltérable après l'évapora- tion du solvant.

3 ) Elément chauffant suivant 2, caractérisé par une couche de vernis conducteur constitue par une charge de noir de carbone, graphite ou métaux en poudre dans un liant résineux thermoplastque, soluble dans des solvant% EMI7.2 volatils tei que le pOlydiCl'lïorsdl7',uoroth,y';lètlr