Brevet FR2148092A1 — publié le 19730311

La présente invention concerne un procédé de fabrication de conducteurs chauffants en un matériau noncombustible et les conducteurs obtenus selon ce procédé. Les conducteurs chauffants selon l'invention sont constitués de matières à mouler liées par des moyens inorganiques, qui contiennent comme liants par exemple du ciment de Portland, du gypse, de l'anhydrite ou du verre soluble. Récemment, l'intérêt pour es conducteurs chauffants plats s'est sensiblement accru. Ils peuvent être adaptés facilement à l'objet à chauffer et ils fournissent - en raison de leur structure homogène - des températures de surface uniformes même sur des surfaces plus grandes. Dans la pratique, on a utilisé jusqu'ici comme conducteurs chauffants plats des feuilles en matière plastique ou des tissus en fibres artificielles ou en fibres de verre qui sont enduits de dispersions de poly-tétrafluoréthylène contenant un pigment conducteur de l'électricité. Leur applicabilité est limitée par la capacité thermique des matières plastiques utilisées, qui ne permet pas des températures dépassant 3000C environ.Lorsqu'ils sont utilisés comme conducteurs chauffants dans des planchers, des revêtements routiers, des entrées etc., les conducteurs chauffants constituent des corps étrangers par rapport aux matériaux de construction employés, qui ne se lient pas à ces matériaux et qui possèdent des coefficients de dilatation différents de ceux des matériaux de construction environnants. Enfin l'installation des lignes d'amenée électriques requises présente des difficultés. On a trouvé maintenant qu'on obtient des conducteurs chauffants avec une stabilité thermique et une résistance mécanique élevées si l'on ajoute un pigment conducteur de l'électricité, surtout du noir de fumée, à une matière à mouler qui contient un liant inorganique et, le cas échéant, des additifs usuels et que l'on noie des lignes d'amenée métalliques dans la matière a mouler pendant le moulage et laisse durcir cette matière. Les conducteurs chauffants selon l'invention sont donc constitués d'une matière à mouler durcie qui contient un liant inorganique et, le cas échéant, des additifs habituels, matière dans laquelle sont noyés au moins deux conducteurs d'amenée, métalliques et qui contient un pigment conducteur de l'électricité. Comme liants inorganiques qui se prêtent à l'obtentíon des conducteurs chauffants, on doit citer les matériaux faisant prise hydraulique, par exemple le ciment de Portland, le gypse et l'anhydrite, le choix du liant étant déterminé entre autres par la résistance thermique demandée. Le gypse et l'anhydrite n'entrent donc en ligne de compte que pour des températures modérées. Les matières à mouler dans lesquelles on utilise comme liant du verre soluble possèdent une stabilité thermique particulière. Outre le liant, les matières à mouler peuvent contenir des additifs habituels,par exemple du sable ou de la pierraille. Les matières à mouler contenant comme liant du verre soluble peuvent contenir également par exemple de la barytine, de la farine de quartz, du bioxyde de titane etc. A titre de pigment conducteur, on emploie du carbone sous la forme de graphite ou de noir de fumée. Pour des raisons de résistance, la pigmentation ne doit pas être trop élevée surtout lorsqu il s'agit de matières à mouler liées par du ciment. Il s'est avéré comme étant particulièrement judicieux d'utiliser comme pigment du noir de fumée, obtenu par dissociation thermique sans pression de l'acétylène. Un tel noir de fumée se trouve dans le commerce sous la désignation de Acetogenruss" (marque déposée) Son addition en petite quantité confère des conductibilités d'électricité élevées. Il est avantageux d'utiliser comme lignes d'amenée du courant des rubans de toile métallique. Les rubans en tissu de cuivre à mailles fines se sont révélés comme particulièrement adéquats. Les conducteurs chauffants selon l'invention sont appropriés, par exemple, pour le chauffage des planchers.Pour cette application, il est avantageux d'en faire un élément constitutif d'une chape à base de ciment ou d'anhydrite par exemple, de façon à poser d'abord une couche d'égalisation en matière nonpigmentée, à appliquer par-dessus la couche du conducteur chauffant (avec ses lignes d'amenée) et la recouvrir, enfin, d'une couche de finition en un matériau non-pigmenté. Lorsqu'on utilise pour toutes les couches, outre le pigment conducteur de la couche du conducteur chauffant le même matériau, on obtient une chape de structure sensiblement monolithique dans laquelle les couches non-pigmentées assurent en même temps l'isolement électrique. Les conducteurs chauffants selon l'invention peuvent être utilisés comme corps chauffants dans des fers à repasser et des plaques chauffantes par exemple. Ils peuvent être formés en tuyaux également. L'isolement électrique peut être constitue par la même matière à mouler que le conducteur chauffant luimême, sauf en ce qu'il ne contient pas le pigment conducteur. Des compositions de matières à mouler constituées selon l'invention pour la fabrication de conducteurs chauffants sont indiquées dans les exemples suivants Dans tous les cas, on utilise comme pigment conducteur du noir de fumée obtenu par dissociation thermique sans pression de l'acétylène. I. Des matières à mouler contenant du ciment de Portland comme liant a) On mélange du ciment de Portland sans additif avec de l'eau. Avec les quantités suivantes de noir de fumée on obtient les résistances par carré (par unité de surface par mm d'épaisseur de la couche) indiquées ci-après % noir de fumée Résistance par carré d'une par rapport au ciment plaque d'une épaisseur de 10 mm. 3 100 ohms 4 62 " 5 52 b) On ajoute à un mélange de base de 150 parties en poids de sable, 50 parties en poids de ciment de Portland et 20 parties en poids d'eau du noir de fumée sous la forme d'une pâte qui a été obtenue par mise en disper sion de 8 % en poids de noir de fumée dans une dispersion plastifiée à l'intérieur d'un copolymère d'acétate de vinyle, matière solide environ 50 %, Pâte corresp. a % noir de Résistance par parties en fumée par rapport à la carré d'une plaque poids matière solide totale d'une épaisseur de 10 mm 80 2,7 120 ohms 60 2,1 164 40 1,45 520 c) Avec des plaques d'une épaisseur de 10 mm à base d'un ciment d'amiante ayant comme composition de base 150 nar ties en poids de ciment de Portland,25 parties en poids de fibres d'amiante, 130 parties en poids d'eau, on a obte nu les résistances par carré suivantes :: plioir de fumée % par rapport à Résistance par parties en poids la matière solide carré 5,2 3 260 ohms 7 4 125 8,7 5 61 d) Avec la même composition de base que ci-dessus (par. c)) mais avec l'addition de 17,5 parties en poids d'une dispersion d'un copolymère d'acétate de vinyle (correspon dant à 5 % de matière plastique sèche par rapport à la matière solide) on a obtenu les valeurs suivantes Noir de fumée % par rapport à Résistance par parties en poids la matière solide carré 535 3 425 ohms 7,4 4 143 9,2 5 113 e) Le mélange suivant par exemple donne un béton approprié comme conducteur chauffant 1600 parties eii poids de sable, 1.200 parties en poids de pierraille, 400 parties en poids de ciment de Portland, 320 parties en poids d'une dispersion d'un copolymère d'acétate de vinyle ((R)Mowiton i4 300), 240 parties en poids d'eau, 60 parties en poids de noir de fumée. La résistance par carré d'une plaque ayant une épaisseur de 10 mm est de 180 ohms. II. Une plaque épaisse de 10 mm en un mélange de 200 parties en poids de gypse, 130 parties en poids d'eau et 6 parties en poids de noir de fumée (= 3% par rapport au gypse) avait, après durcissement, une résistance par carré de 920 ohms. III. Un ciment courant du commerce à base de verre soluble a été pigmenté par du noir de fumée. La matière à mouler avait la composition suivante 1.280 parties en poids d'un ciment pulvérulent du commerce de charge inerte et de durcisseur, 400 parties en poids de silicate de potassium, 135 parties en poids d'eau et 24 par ties en poids de noir de fumée. Une plaque ainsi obtenue épaisse de 10 mm possédait, après durcissement, une résistance par carré de 210 ohms. REVENDICATIOS 1. Procédé de fabrication de conducteurs chauffants, caractérisé en ce qu'un pigment conducteur de l'électricité est ajouté à une matière à mouler constituée d'un liant inorganique et, le cas échéant, des additions usuel les,qu 'au cours du moulage on y noie des lignes d'amenée métalliques et qu'on laisse durcir cette matière. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ajoute comme pigment conducteur de l'électricité a la matière à mouler, du noir de fumée obtenu par dissociation thermique sans pression de l'acétylène. 3. Conducteurs chauffants en une matière à mouler durcie constituée d'un liant inorganique et, le cas échéant, des additifs d'un pigment conducteur de l'électricité et des lignes d'amenee métalliques noyées dans la matière à mouler. 4. Conducteurs chauffants selon la revendication 4, caractérisés en ce que le pigment conducteur de l'électricité est du noir de fumée, obtenu par dissociation thermique sans pression de l'acétylène.