Brevet FR2228097A1 — publié le 19741129

La présente invention, due à Nikolai Alexeevich LODYGIN, Klavdia Fedorovna TOLMACHEVA, Svetlana Alexandrovna ILINA, Svetlana Leonovna SOLOVIEVA, concerne les peintures thermo-indicatrices de fusion. Ces peintures thermo-indicatrices trouvent un grand nombre d'applications en métallurgie, dans la construction mécanique, dans les industries radio-électriques, aéronautiques, etc., etc. On connait déjà des peintures thermo-indicatrices de fusion qui contiennent un corps sensitif de fonctionnement, une charge et un liant. Le principe de fonctionnement des peintures thermo-indicatm- ces de fusion repose sur la variation de la couleur de la composition dès que le corps de fonctionnement atteint une température critique. On connais déjà des peintures thermo-indicatrices de fusion dans lesquelles on emploie, comme corps sensitif de fonctionnement, des composés organiques et minéraux de classes variées sous la forme de poudres cristallines qui entrent en fusion à une température déterminée, comme liant, des adhésifs organiques hydrosolubles et, comme charges, des pigments variés (cf. le brevet des Etats-Unis nO 2.928.791. On connais également un revêtement thermo-indicateur qui contient, comme corps de fonctionnement, le t(p-amino-benzène- sulfamide)-2 éthyl-5 thiadiazole-1,3,43 à raison de 35 à 45 parties pondérales, comme charge un pigment, le vert de cobalt foncé à raison de 3 à 4 parties pondérales, comme liant, un copolymère de méthacrylate de butyle et d'acide méthacrylique à raison de 2,04 à 2,48 parties pondérales, et comme solvant, l'acétate de butyle jusqu'à 100 parties pondérales de la composition. Le point de fusion de cet indicateur de température est de 1820 + 20C (certificat d'inventeur U.R.S.S. nO 289.310). Les peintures thermo-indicatrices connues fonctionnent d'une manière satisfaisante sous une pression normale en absence d'écoulements de gaz puissants. toutefois elles ne peuvent servir à déterminer la température à la surface des corps qui se trouvent sous vide car sous l'effet de la sublimation et d'autres phénomènes parasites qui interviennent dans le corps sensitif entrant dans la composition des peintures thermo-indicatrices cornues elles ne donnent pas d'indications précises de la température des corps étudiés placés sous des dépressions variées. Elles pré sentent en outre une adhérence insuffisante vis-à-vis des corps étudiés immergés dans des écoulements gazeux puissants, ce qui provoque Te décollement de la couche de peinture thermo-indicatrice de la surface des corps. La présente invention a pour but de supprimer les inconvénients indiqués. La solution de ce problème consiste à choisir un corps sensitif de fonctionnement et un liant au sein de la peinture thermo-indicatrice de fusion, de manière que cette peinture assure une meilleure précision de mesures dans un large intervalle de températures, en présence d'écoulements gazeux à grandes vitesses aussi bien sous la pression atmosphérique que sous des dé pressions jusqu'à i'10-4mm mm de Hg, présentant une bonne adhérence à la surface des corps étudiés soumis à de telles conditions. Suivant l'invention, on résout ce problème en utilisant, comme corps sensitif de fonctionnement, des dérivés d'acides carboxyliques et comme liant, des solutions de résine phénolformol à l'état résol, modifiée au polyvinylbutyral pris dans des proportions de 1:1 ou de 1:5,7 respectivement, dans l'alcool éthylique. On emploie, comme corps sensitif de fonctionnement dans les peintures thermo-indicatrices de fusion, des esters d'acides carboxyliques ainsi que des sels d'acides carboxyliques. Nous proposons les corps sensitifs de fonctionnement suivants pour les peintures thermo-indicatrices de fusion nos Dénomination du corps Température de sensitif de fonction- Formule fusion de la nement peinture ther mo-indicatrice OC I. Stéarate de butyle C17H35COoe4H9 25-+I 2. Stéarate d'éthyle C17H35COOC2H5 30+I 3. Stéarate de benzyle C17H35C0OCH2C6H5 40+I 4. Stéarate de phényle Cl7H35CooC6H5 50#I 5. Stéarate de triglycéryle (C17H35COO)3C3H5 65+I 6. Palmitate de triglycéryle (C15H31CO0 > 3C3H5 60+I 7.Caprylate -de plomb (C8H15O2) 2Pb 75+1 8. Myristate de plomb (C14H27O2)2Pb 90-I 9. Caprate de zinc (C10H19O2)2Zn 114-+I 10. Laurate de zinc (C12H23 2)2Zn 120-+I 11. Stéarate de calcium (C18H35O2)2Ca 180#I 12. Stéarate de lithium (C18H35 2)Li 210+I 13. Laurate de lithium (C12H23 2)Li 220+I Les dérivés mentionnés des acides carboxyliques proposés comme corps sensitif de fonctionnement des peintures thermoindicatrices de fusion ne se subliment pratiquement pas dans le vide, sous des pressions entre 760 et 1#10-4mm de Hg et sont fa- cilement compatibles avec le liant. Pour obtenir une peinture thermo-indicatrice de fusion couvrant efficacement la surface du corps à étudier, il est recommandé de prendre le corps sensitif de fonctionnement sous la forme d'une poudre finement dispersée à raison de 20 à 25 parties pondérales du poids total de la composition. Afin d'obtenir une bonne adhérence de la peinture thermoindicatrice d la surface du corps à étudier, il est recommandé d'utiliser en tant que liant des solutions de résine phénolformol modifiée au polyvinylbutyral dans l'alcool éthylique avec une concentration de la substance sèche de 1 à 5% pds. Les peintures thermo-indicatrices de fusion sont constituées d'une suspension de corps sensitif de fonctionnement finement dispersé avec le liant. La couleur de cette suspension varie du blanc au beige clair. Les peintures thermo-indicatrices de fusion permettent, par comparaison aux peintures connues, de mesurer la température à la surface des corps avec une meilleure précision sous vide et dans de puissants écoulements de gaz -; elles excluent l'emploi de charges car le corps sensitif de fonctionnement couvre bien la surface du corps étudié sans charge. L'utilisation des peintures thermo-indicatrices de fusion permet d'étendre sensiblement l'intervalle des régimes des expériences thermo-aérodynamiques. L'avantage de l'emploi des peintures thermo-indicatrices de fusion proposées par comparaison au procédé largement appliqué, de détermination des régimes thermiques au moyen des capteurs à thermo-couples, tient à la possibilité de suivre la distribution continue du flux thermique à la surface du corps à observer, de mettre en évidence les zones les plus dangereuses au point de vue thermique et de mesurer en détail les températures dans de petits sites du corps à observer. En outre la mise en oeuvre des peintures thermo-indicatrices de fusion aboutit à une sérieuse économie car elle exclut l'emploi d'appareils thermométriques onéreux. Les peintures thermo-indicatrices de fusion ne sont pas toxiques. Elles sont simples en service et peuvent s'appliquer aisément à la surface du corps à étudier par des procédés ordinaires. On peut les enlever facilement par lavage après utilisation ; il est possible d'appliquer simultanément plusieurs peintures thermo-indicatrices de fusion à la surface d'un corps à étudier à une distance déterminée l'une de l'autre. On se trouve à même de mesurer plusieurs températures différentes à lafois. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de préparation des peintures thermo-indicatrices de fusion. La procédure décrite est applicable à toutes les peintures thermo-indicatrices de fusion proposées. EXEMPLE 1. On mélange 0,2 kilogramme de poudre finement broyée et tamisée de stéarate de butyle avec 0,8 kilogramme de liant constitué d'une partie pondérale de résine phénol-formol à l'état résol modifiée par 5,7 parties pondérales de polyvinylbutyral dans l'alcool éthylique à teneur en substance sèche de 5% pds. On place ce mélange dans un broyeur humide et on le broie pendant 50 à 70 heures. On conditionne la suspension obtenue dans des emballages appropriés et on l'applique au besoin au pinceau ou au pistolet sur la surface enduite d'une peinture contrastée du corps observé. Au cours de l'échauffement du corps, la peinture thermoindicatrice entre en fusion à 25-+10C mettant à nu la surface enduite d'une peinture contrastée du corps observé. EXEMPLE 2. On mélange 0,22 kilogramme de poudre finement broyée tamisée de palmitate de triglycéryle avec 0,78 kilogramme de liant constitué d'une partie de résine phénol-formol à l'état résol modifiée par une partie pondérale de polyvinylbutyral dans l'alcool éthylique à teneuren substance sèche de 3% pds. On place ce mélange dans un broyeur humide et on le broie pendant 50 à 70 heures. On conditionne la suspension ainsi obte- nue dans des emballages appropriés et on l'applique au besoin sur une surface enduite de peinture contrastée du corps observé, au pinceau ou au pistolet. Au cours de l'échauffement du corps la peinture thermoindicatrice entre en fusion à une température de 60C + 1 C mettant à nu la surface enduite d'une peinture contrastée du corps observé. EXEMPLE 3. On mélange 0,25 kilogramme de poudre broyée et tamisée de myristate de plomb avec 0,75 kilogramme de liant constitué d'une solution d'une partie pondérale de résine phénol-formol à l'état résol modifiée par une partie en poids de polyvinylbutyral dans l'alcool éthylique à teneur en substance sèche de 1% pds. On place ce mélange dans un broyeur humide et on le broie pendant 50 à 70 heures. On conditionne la suspension obtenue dans des emballages appropriés et on l'applique au besoin au pinceau ou au pistolet sur une surface enduite d'une couleur contrastée du corps observé. Au cours de l'échauffement du corps , la peinture thermoindicatrice entre en fusion à une température de 90 + 1"C mettant à nu la surface enduite d'une peinture contrastée du corps observé. On indique dans ce qui suit la procédure de préparation du liant. On mélange une solution à 10% de polyvinylbutyral dans l'al- cool éthylique avec une solution à 50% d'une résine phénol-formol à l'étant résol dans l'alcool éthylique dans les proportions de 1:1 ou de 1:5,7 parties pondérales de résine phénol-formol à l'état résol par rapport au polyvinylbutyral et on chauffe ensuite le mélange jusqu'à 500 - 600C pour obtenir en définitive une solution homogène et limpide par transparence. On dilue la solution ainsi obtenue à l'alcool éthylique jusqu'à ce que sa teneur en matière sèche soit de 1 à 5% pds. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux procédés et substances qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cade de l'invention. REVENDICATIONS i. Peintures thermo-indicatrices de fusion composées d'un corps sensitif de fonctionnement et d'un liant. caractérisées en ce qu'elles contiennent, comme corps sensitif de fonctionnement. des dérivés d'acides carboxyliques et, comme liant, des solutions de résine phénol-formol à l'état résol modifiée au polyvinylbutyral pris dans des proportions de 1:1 ou de 1:5,7 respectivement dans l'alcool éthylique. 2. Peintures thermo-indicatrices de fusion suivant la revendication 1. caractérisées en ce qu'elles contiennent comme corps sensitif de fonctionnement, des esters d'acides carboxyliques. 3. Peintures thermo-indicatrices de fusion suivant la revendication 1, caractérisées en ce qu'elles contiennent comme corps sensitif de fonctionnement, des sels d'acides carboxyliques. 4. Peintures thermo-indicatrices de fusion suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisées en ce qu'elles contiennent le corps sensitif de fonctionnement à raison de 20 à 25 parties en poids et le liant à raison de 80 à 75 parties en poids respectivement. 5. Peintures thermo-indicatrices de fusion suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisées en ce qu'elles contiennent comme liant, des solutions de résine phénol-formol à l'état résol modifiée au polyvinylbutyral dans l'alcool éthylique d'une concentration en substance sèche de 1 à 5% pds.