Brevet FR2011634A1 — publié le 19700306

la présente invention concerne un matériau d1isolation résistant à la chaleur qui est utilisé pour revêtir des composants électriques tels que des condensateurs, des résistances, des corps de chauffage gainés et des fusibles, ce matériau présentant d'ex-5 cellentes caractéristiques quant à l'incombustibilité, la résistance à la chaleur et la résistance d'isolement électrique. Pour jouer le rôle de matériau isolant du genre précité, on a utilisé jusqu'à présent les compositions suivantes : 1) Mélanges d'oxyde ferrique rouge (cf-FegO^) et de 10 résine de silicones, pouvant comprendre- ou non-du SiC^ à titre d'agrégat» 2) Poudre de talc (composé du type MgO-SiC^) liée avec du verre soluble (silicate de sodium ou de potassium dissous)o 3) G-laçures ou vernis (oxyde de baryum, d'aluminium, 15 de bore, etc).. appliqués à l'état fondu sur les composants électriques puis solidifiés. De telles .compositions antérieurement connues ont toutefois l'inconvénient que les revêtements qui sont réalisés en utilisant ces compositions dégagent eux-mêmes de la chaleur, voire pren-20 nent feu, lorsqu'ils s'échauffent en fonctionnement, sans compter, que leur résistance d'isolement est médiocre et qu'ils sont difficiles à mettre en oeuvre. Tout particulièrement, l'emploi des gla-çures est désavantageux, dans la mesure où. elles corrodent les enroulements sur lesquels elles sont appliquées (dans le cas des 25 résistances)o • La présente invention vise à procurer un matériau isolant réfractaire qui soit essentiellement exempt des inconvénients indiqués ci-dessus qui affectaient les compositions antérieurement con- . nues, ce matériau réfractaire étant constitué par le mélange d'une 30 charge, d'un liant et d'un additif. - On peut utiliser de la poudre de talc, de la poudre de mica, et de la poudre de silice comme agrégat de charge, avec des phosphates comme liant, les phosphates, qui sont utilisés de préférence, comprennent par exemple des composés des métaux suivants ï 35 2n> Mg» Al, Ca, Fe, Mn, Ti, Cr, Cu, Ba, Pb, Sb, Bi, tti, etc... avec l'acide phosphorique, ces composés pouvant se présenter sous la forme de phosphates monohydrogénés (par exemple..AJ^HPO^)^, de phosphates dihydrogénés (par exemple A^HgPO^)^) ou de phosphates déshydro-génés (par exemple AlPO^). Ces phosphates peuvent être utilisés 69 20564 2 2011634 isolément ou sous forme de mélange comprenant deux ou plusieurs d1 entre eux. En outre on peut utiliser des phosphates de deux ou plusieurs métaux. • . les additifs, qui sont utilisés de préférence, comprennent cj des oxydes et des hydrates de Zn, Mg, Al, Ca-, Ti, Cr, Mn, Fe, Ou, Ni, Co, Sr, kg, Cd, Ba, Pb, Bi, etc. Ces oxydes et ces hydrates peuvent être utilisés isolément ou sous la forme de mélange comprenant plusieurs d'entre eux. En plus des constituants précédemment cités, on utilise 10 des oxydes métalliques par exemple du St^O^ e"t du ZrO^ à titre d'additif, aux fins d'empêcher le revêtement de prendre feu lorsqu'il intervient comme isolant thermique, de ralentir la réaction, d'améliorer 1'hydrophobie et d'améliorer la facilité de mise en oeuvre de la composition, les composants indiqués ci-dessus sont malaxés avec une 15 petite quantité d'eau et le mélange obtenu est appliqué sur le composant électrique puis solidifié en place à la chaleur. Afin de faciliter la compréhension de l'invention, on décrira ci-dessous un exemple d'utilisation de la composition selon l'invention, en s^référant plus spécifiquement au dessin ci-annexé, 20 lequel représente une vue en perspective partiellement coupée d'une « résistance fixe qui e st revêtue avec le matériau réfractaire isolant selon l'invention. Si l'on se réfère au dessin on peut voir en 1 un boîtier en porcelaine en forme de gouttière, en 2 une masse isolante et en 3 25 un enroulement constituant une résistance, le matériau isolant est composé, comme on l'a décrit antérieurèment, par un agrégat, un liant et des additifs. Compte tenu des conditions de facilité de mise en oeuvre et de prix de revient, on utilise comme agrégat deux poudres de silice, l'une dont la dimension des grains est comprise entre 150 30 et 300 microns at une autre dont la dimension des grains est comprise entre 40 et 60 microns, en proportions respectives de 1 pour la poudre grossière contre 3 pour la poudre fine, avec un phosphate primaire d'aluminium comme liant, et enfin de l'alumine hydratée et de petites quantités d'oxyde d'antimoine et d'oxyde de zirconium 35 comme additif. l'expérience a consisté à essayer ou tester la résistance à la chaleur, la facilité de mise en oeuvre et la résistance au feu du revêtement pour diverses compositions du matériau d'isolation, '* 3 69 20564 2011634 celui-ci étant composé de 30% à 90% en poids de silice, de 2 à 30$ en poids de phosphate primaire d'aluminium, de 2,5 à 40$ en poids d1 alumine hydratée, de 0,5 à 5% en poids d'oxyde de zirconium, et enfin d'oxyde d'antimoine qui n'est toujours présent qu'en petites 5 quantités. Il s'est finalement avéré que la composition la meilleure au point de vue des exigences précitées est celle qui comprend à peu près 11,5% en poids de silice, 10$ en poids de phosphate primaire d'aluminium, ±0% en poids d'hydrate d'alumine, 2% en poids d'oxyde de zirconium et 0,5$ en poids d'oxyde d'antimoine, les différents élé-10 ments entrant dans la formation du révêtement isolant sont malaxés intimement avec une petite quantité d'eau pour former une houe qui est versée dans la gouttière de porcelaine 1. Ensuite la houe est solidifiée à la chaleur dans un four qui est maintenu à une température .d'environ 250°C. Même si on utilise dans l'exemple précédent une 15 gouttière en porcelaine, il est clair qu'on pourra mettre en oeuvre les matériaux isolants selon l'invention sans utiliser une telle gouttière . - Ainsi que cela ressort de la description précédente, la substance isolante et réfractaire selon l'invention présente l'avanta-20 ge d'être incombustile, pendant son activité d'isolation thermique, en raison du fait qu'elle ne comprend pas de composé organique comme les résines à base de silicone. le matériau selon l'invention a encore 1'avantage d* une grande facilité de mise en oeuvre puisqu'il ne comprend pas une glaçure et qu'il n'est donc pas nécessaire de le 25 faire fondre avant de l'appliquer. En outre, étant donné la petite quantité d'oxyde de zirconium qui est incorporée au mélange on obtient une hygrophobie très importante et une accellente facilité de mise en oeuvre. Un autre avantage réside dans le fait que le temps de durcissement peut être réduit dans d'énormes proportions grâce au 30 fait que le matériau est" en.lxtirmême thermo-durcisseur. Én outre on obtient une excellente liaison entre le revêtement et le métal quand on l'utilise pour protéger un enroulement de résistance. L'invention permet donc de réaliser, à partir de matières premières peu couteu-, ses, un revêtement isolant qui n'est pas, susceptible de se craqueler 35 ou de se rompreo 69 20564 4 - REVENDICATIONS - 2011634 1.- Matériau, d'isolation résistant à la chaleur pour les composants électriques, caractérisé en ce qu'il comprend un sel à radical phosphorique d'au moins un métal choisi dans le groupe qui comprend Zn, Mg, Al, Ca, Fe, Mn, Ti, Cr, Cu, Ba, Pb, Sb, Bi et 5 Ni, cela à titre de liant, et un oxyde et/ou un hydrate d'au moins l'un des métaux choisis dans le groupe comprenant Zn, Mg, Al, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Cu, Ni, Co, Sr, Ag, Cd, Ba, Pb et Bi, 2.- Matériau d'isolation résistant à la chaleur pour les composants électriques caractérisé en ce qu'il comprend du phosphate 10 primaire d'alumine comme liant, de l'alumine hydratée, et de petites quantités d'oxyde d'antimoine et d'oxyde de zirconium..