Brevet FR2217774A1 — publié le 19740906

L'invention concerne un procedé d'obtention de matériaux isolants à partir de résines polyesters non saturées ma- difiées et de supports organiques et anoryaniques par irradiation riche en énergie. I1 est connu d'obtenir des matériaux isolants pour emploi dans l'industrie électrique en imprégnant des matériaux en feuilles ou en tubes avec des systèmes de résines, comme des résines alkydes, des polyuréthannes ou autres résines analogues appropriées avec un durcissement à chaud ultérieur dans des fours. Dans cette opération l'objet à imprégner traverse une cuve ouverte dans laquelle se trouve la résine, puis est conduit verticalement vers le haut dans un four. Pour obtenir des matériaux isolants utilisables, les processus de trempage et de séchage doivent etre répétés au moins deux fois l'un derrière l'autre. La viscosité de tOO à 300 cP nécessaire pour une application convenable du procédé était obtenue dans les procédés connus à ce jour par dilution du système de résines avec environ 50 % de solvants organiques. Ces solvants doivent être complètement évaporés pendant le processus de séchage. Ce mode opératoire exige une faible vitesse de production d'au plus 1 m/min. Les systèmes de résines employés sont onéreux du fait de la grande quantité de suant contenue. Le procédé necessite une consommation élevée en énergie, en particulier en raison de l'évaporation nécessaire du solvant. L'envoi du solvant évaporé dans l'atmosphère contribue considérablement à la pollution de l'environnement. Avec les types de résines utilisées jusqu'à ce jour, on observe différents phénomenes de durcissement ultérieur qui conduisent à une diminution progressive de la flexibilité des matériaux isolants, comme on le remarque particulièrement dans les polyuréthannes avec un support cellulosique et dans les résines alkydes. On a déjà suggéré que les résines polyesters non saturés spéciales modifiées, qui, sous l'influence d'une- irradia- tion riche en énergie, donnent des polymérisants mous, convenant à l'obtention de matériaux isolants de ce genre. Les sys tèmes de résines connus jusqu'à ce jour ne remplissent pourtant pas les conditions que nécessite une conduite commode du procédé pour l'obtention de matériaux isolants avec des vitesses élevées de production et les qualités d'emploi à réaliser. L'objet de l'invention est de développer un procédé d' obtention de matériaux isolants qui fonctionne avec des vitesses élevées de production sans emploi de solvants additionnels et dans lequel les matériaux isolants obtenus présente de bonnes propriétés d'usage qui ne souffrent aucune perte de qualité, même après une utilisation prolongée. L'invention se propose de fournir un procédé dans lequel des résines polyesters non saturées sont modifiées et traitées de façon qu'il se produit des matériaux ayant de bonnes propriétés d'isolement. On obtient le résultat cherché par le fait que, comme constituant résineux pour le matériau isolant à obtenir, on emploie des systèmes de résines polyesters non saturées modifiées, qui, pour chaque unité de condensation, ont un nombre de doubles liaisons inférieur à 1, une teneur en groupes CH tertiaires de 0,5 à 2, de préférence de I à 1,5, une teneur en groupements éthyle latéraux égale à I au maximum, et dont le degré de condensation n'est pas supérieur à 7 à 8 unités de condensation, qui sont modifiées avec un diisocyanate et contiennent comme composant de copolymérisation des acrylates dont le composant alcool contient de préférence 1 à 4 atomes de carbone à des concentrations préférentielles de 30 à 50 %. Le système de résines est amené dans le support par trem page ou par coulage. I1 s'est avéré avantageux d'enduire le matériau du support d'abord d'un seul côté. Le processus de trempage ou de coulage peut être répété plusieurs fois successivement avant l'enlèvement d'excès de résine par un racloir. Pour favoriser le processus d'imprégnation on peut intercaler une zone de chauffage. I1 est en outre possible de chauffer la résine elle-même, si nécessaire.Dans le court parcours qui suit, il faut conduire le matériau sans qu'il touche à rien, pour éviter la formation de bulles dans le matériau. Puis le matériau imprégné est durci ou séché par irradiation avec des électrons accélérés. Dans cette opération l'irradiation du matériau peut s'effectuer en position horizontale ou en position verticale. Tour le durcissement il faut une dose de rayonnement de 4 à 1G Lard. L'énergie de I'irradiation peut être réglée de façon correspondante à l'épaisseur des couches à irradier. Pour les matériaux couramment utilisés avec une masse super ficielle de 130 à 359 g/m2, es énergies comprises entre 300 et 70C rneV sont suffisantes. La vitesse de durcissement est conditionnée par le maximum utilisable pour l'intensité du courant d'irradiation et la tension d'accélération. Les installations d'irradiation offertes jusqu'ici dans le commerce permettent en usage courant des vitesses de durcissement de 15 m/min et des vitesses de pointe allant jusqu'à 50 m/min. Pour obtenir une surface non collante des matériaux isolants il est nécessaire d'employer un gaz inerte dans la zone d'irra- diation. On peut employer par exemple l'azote,-les gaz nobles ou encore des gaz de combustion. Dans ee qui suit, on illustre l'invention par un exemple Une résine polyester nofr' saturée consistant en 2 moles d'anhydride maléique ou d'acide fumarique, 1 mole d'acide adipique, 2 moles de propylèneglycol-1,2, 0,5 mole d'éthylhexane- diol-1,5, 0,2 mole de 1-éthylhexanediol-1,3, 0,2 mole d'hexanediol-1,5 et 0,1 mole de 2-éthylhexanediol-1,3 est condensée de façon usuelle, stabilisée à l'hydroquinone et additionnée de 8 parties en poids d'un diisocyanate. te mélange est assuré avec de l'acrylate d'éthyle dans un rapport de 60 parties de résine et +0 parties de monomère. Avec ce système de résines on imprègne différents objets comme des tissus de soie de~verre, des tissus polyester, des tissus de coton et analogues, le matériau étant enduit d'abord d'un côté et conduit encore une fois à travers le bain. Les matériaux imprégnées sont irradiés après un léger égouttage sous azote avec une alose d'irradiation de 6 Mrad tes matériaux isolants ainsi obtenus présentent les propriétés données dans la description. Les produits irradiés peuvent être déroulés et empilés immédiatement, éventuellement après avoir tra versé une zone de refroidissement. Ils sont immédiatement prêts à l'emploi. Le processus de durcissement se déroule à la température ambiante sans aucun apport énergie thermique. On peut ainsi traiter des produits sensibles à la chaleur. Pour le durcissement il n'est besoin d'aucune addition qui pourraient éventuellement influer sur les propriétés d'isolement. Pour les matériaux isolants obtenus par le procédé selon l'invention, on a déterminé les caractéristiqueSlsuivantes Produit isolant (tissu) Selon l'in- résines classiques vent ion al)cyde polyuré- alkyde polyuré- thannes 1. Résistance spécifique 3 (ohm/cm) 1013 10 1.1 après 48 h. à 20 C. hum.rel. 65 % 1.2 après 96 h. à 200 C. 10 9 1010 hum.rel. 80 % 10 10 lO 1.3 après l h. à 130 C. 1010 107 lo8 2. Tension de claquage (kV) 2.1 après 48 h. à 20 0 C. hum.rel. 65 % 8 7 7 2.2 après 96 h. à 20 C. hum.rel. 80 % 7 5 5,5 2.3 apres 1 h. à 13C C. 5 3,5 4 3. destruction de subs tance (%) après 28 jours à 1300 C. 7 9 7 4. Flexibilité après en- aucune nettement un peu viron 6 mois de stocka- perte plus raide plus raide ge à la température am biante 5.Vitesse de production max. 50 max. l Max. 1 possible (m/min) On obtient des matériaux isolants qui atteignent les caractéristiques de qualité des tissus.laqués de la classe de résistance à la chaleur B (130 C.) pour les résines obtenues partir de résines alkyd et de polyuréthannes et en partie les osassent. Les matériaux sont flexibles et ne présentent pas de durcissemenl ultérieur à l'encontre de ce qui se passe pour les produits de la classe B employés jusqu'ici. Les tissus laqués obtenus selon l'invention sont en comparaison avec l'état antérieur de la technlque pratiquement limpides et ne jaunissent pas au stockage. Les caractéristiques de coloration dans ces tissus ou ces tubes restent les mêmes après le laquage du point de vue optique Il est ainsi possible, cans une seule opération de laquage et de durcissement, d'obtenir les matériaux d'une épaisseur d'enduisage prévue par les normes, alorsque, jusqu'à ce jour, il était nécessaire d'effectuer deux opérations de trempage et de durcissement qui étaient faites en discontinu. De ce fait l'éléva- tion de la productivité obtenue par le séchage par irradiation est augmentée d'un nouveau facteur d'au moins 2. -REVENDICATIONS 1 - Procédé d'obtention de matériaux isolants à partir de résines polyesters non saturées modifiées et de supports organiques ou anorganiques au moyen d'irradiation par des rayons riches en énergie, caractérisé en ce que le support est imprégné d'une résine polyester non saturée modifiée, pui, par unité de condensation contient unnpmbre de doubles liaisons inférieur à 1, une teneur en groupes CH tertiaires de 0,5 à 2, de préférence de l à 1,5, une teneur en groupes éthyle latéraux d'au plus 1, et dont le degré de condensation n'est pas supérieur à 7 à 8, qui est modifiée avec un isocyanate et qui contient comme composant de copolymérisation un acrylate dont le composant alcool contient de préférence l à-4 atomes de carbone à une concentration comprise de préférence entre 30 et 50 %, transporté dans un court trajet sans aucun contact et irradié en position horizontale ou verticale en milieu de g & inerte au moyen de rayons riches en énergie. 2 - Procédé selon la revendication t, caractérisé h ce que le support est revêtu d'un côté avec la résine. 3 - Procédé selon l'une des revendications î et 2, caractérisé en ce que -le support, après le processus d'imçre- gnation est chauffe dans une zone de chauffage.