Brevet FR2209180A1 — publié le 19740628

La présente invention concerne les matières isolantes, et plus précisément, des isolants électriques caractérisés par une résistance mécanique et une élasticité améliorées, associées à une excellente tenue à la chaleur et une grande résistance à l'effet corona. On connaît déjà des isolants électriques composés d'un tissu de verre en fibres, enduit d'un vernis à base de polybutadiène-1,2 réticulé par un procédé thermique et de mica, tel l"'Eskapon", de produits micasés, cet isolant étant par exemple en forme de rubans vernis adhésifs à base de liant thermoplastique et de liant contenant des dérivés de soufre ou d'un tissu de verre verni mis en oeuvre par des liants polyester que l'on appose à partir d'une solution de vernis. Toutefois, un inconvénient de ces isolants électriques connus tient au fait que le tissu de verre enduit ainsi n'a qu'une tenue insuffisante aux effets prolongés d'échauffement et de décharges lentes, ces inconvénients devenant plus accusés sous l'effet des inclusions de gaz apparaissant dans la composition au cours de la mise en présence des matières premières. Cette circonstance explique également le fait que la conductibilité calorifique de la composition, ainsi que sa rigidité diélectrique, se détériorent. La présente invention élimine ces inconvénients et a pour objet un isolant électrique élastique, à résistance mécanique suffisante et présentant des caractéristiques d'isolation améliorées du fait de sa composition modifiée. Dans cette nouvelle matière isolante, le film de vernis d'Eskapon, appliqué au tissu de verre, est modifié au moyen de composés organosiliciques, en proportion ne dépassant pas 30 7. du support de base, alors que le liant servant d'adhésif et d'imprégnant pour les éléments micasés est un mélange de caoutchouc synthétique fluide, de résine phénol-formaldShyde butanolisée et d'huile minérale ou végétale dans une proportion de 5 à 30 % pondéraux du support de base. La couche adhésive peut être avantageusement composée de caoutchouc synthétique, de résidus de polymérisation de caoutchouc synthdtique, d'huile végétale, de résine époxyde, de durcisseur pris dans une proportion de 5 à 30 % du support de base desdits résidus, ceux-ci étant des polydiènes et des monomères tels le styrène et le méthacrylate de méthyle. I1 est avantageux, en outre, que l'une des faces de l'isolant porte un film isolant électrique constitué notamment de polyéthylènetéréphtalate, de polyéthylène, de polytétrafluorFthylene, de polycarbonate cu de trfacétate. L'isolant électrique composite suivant l'invention est caractérisé par son élasticité élevée, son excellente tenue à l'effet corona, par sa conductibilité thermique élevée et sa longue durée sous des tetpératures allant jusqu'à 1550C. Cet isolant est parfaitement adapté à l'utilisation industrielle et permet de réaliser des couches isolantes monolithiques, surtout lorsqu'il est employé en rubans adhésifs. Pour former une isolation monolithique le traitement sous vide et la mise sous pression hydrostatique s'avèrent inutiles, ér= donné que le durcissement du liant ne s'accompagne sensiblement pas de dé--gement de produits gazeux. Le nouvel isolant est stable sous conditions tropicales, extrêmement commode à utiliser et se prête aisément à la mise en oeuvre dans l'isolation des machines basse tension au garnissage de leurs encoches. Après six mois d'emmagasinage, sous forme de rubans adhé sifs, cet isolant a conservé ses qualités et son aptitude à des emplois industriels. Etant exempt de couche adhésive, il a conservé toutes ses qualités après emmagasinage de deux ans. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, d'exemples d'application. Suivant l'invention, l'isoiant contient en tant que support de base, un tissu de fibres de verre, enduit d'Eskapon, d'éléments micasés et de matières polymères adhésives. L'isolant est réalisé suivant l'invention en appliquant sur le tissu de verre le film de vernis à raison de 10 à 30 % pondéraux du tissu de verre. A cet effet, ce film est composé d'un mélange de caoutchouc synthétique, de compound d'Eskapon à base d'oligomères de butadiène, d'huile minérale et d'huile végétale en solution dans le divinylbenzène, de styrène, de méthacrylate de méthyle, et d'Eskapon fluide à base d'oligomères de butadiène ou de kérosène. Ce film est modifié par un fluide organosilicique qui lui confère des propriétés hydrophobes et que l'on introduit en proportion ne dépassant pas 30 % pondéraux du support de base. Un exemple de composition de film renferme, en parties pondêraits caoutchouc polybutadiénique sodique 100 compound d'Eskapon 100 huile pour moteurs d'aviation 20 factice d'huile de lin 10 néezone-D 6 résinate de plomb 6 polyerganesiloxanes liquides 10 à 60 (cn utilise en tant que fluides ccnférant des propriétés hydrophobes, le polyéthylhydrosiloxane le polyphénylhydrosiloxane, etc). On applique le film de vernis sur le tissu de verre par trempage, pulvérisaticn ou s.duction et on le soumet à un traitement thermique sous une temperature de 150 C à 3000C Jusqu'à formation d'une couche élastique (sèche) sans décollage. La présence des composés organcsiliciques améliore la tenue à l es et a l'effet corna du tissu de verre ainsi verni et lui permet de résister à des températures plus élevées On applique ensuite à ce tissu de verre verni une couche unie d'un liant constitué d'un mélange de caoutchouc synthétique liquide, de résine phénel-formaldéhyde butanolisée, et d'huile minérale ou végétale avec ou sans accélérateurs de polymérisation. On donne ci-après quelques exemples du liant. Lts compositions sont donnéesen parties pondérales. EXEMPLE 1. caoutchouc synthétique liquide 30 à 40 résine phénol-formol butanolisée 40 à 30 huile de ricin déshydratée 30 à 35 EXEMPLE 2. caoutchouc synthétique liquide 30 à 40 résine phénol-formol butanolisée 40 à 30 huile de lin 30 EXEMPLE 3. caoutchouc synthétique liquide 20 à 25 résine phénol-formol butanolisée 25 à 20 huile de lin 20 à 25 huile p-ur moteurs d'avions 20 à 25 résinate de plomb 2 à 2,5 résinate de calcium 2 à 2,5 Pour réduire la viscosité des compositions indiquées, -n peut y ajouter Far exemple les styrène, divinylstyrène, méthacrylate de méthyle. Pour appliquer le liant au tissu de verre verni à l'Eskapon, on peut procéder par enduction, trempage ou pulvérisation.On applique sur sa couche adhésive d'un coté eu des deux du papier à la micanite ou du papier à la micanité agglomérée aux matières plastiques ayant une épaisseur de 0,02 à 0,06 mm, on le lisse en le pressant fortement avec un rouleau~dhauffé, etc, en ie traitant ensuite àune température de 100 à 200 C jusqu'à la formation d'une matière élastique monclithe, la durée de maintien aux températures élevées étant cemprise entre 0,9 et 5 heures. On obtient dans ces conditions un isolant électrique flexible et élastique ayant une teneur en liant de 5 à 30% / pondéraux du support. On donne ci-apres quelques exemples de matière isolante (en parties pondérales). EXEMPLE 1. tissu de verre verni à l'Eskapon 50 papier avec micanite 45 composition adhésive 5 EXEMPLE 2. tissu de verre verni à l'Eskapon 40 papier avec micanite agglomérée 45 aux matières plastiques composition adhésive 15 EXEMPLE 3. tissu de verre verni à l'Eskapon 25 papier avec micanite agglomérée 45 aux matières plastiques composition adhésive 30 L'isolant obtenu présente une rigidité diélectrique égale à au moins 40-50 kV/mm3 aussi bien à l'état initial qu'après pliage et laminage par un rouleau de 2 kg. L'élasticité de l'isolant facilite au plus haut point sa mise en oeuvre pour un isolement. Le coefficient de conductibilité thermique du tissu de verre verni et revêtu de micanite est égal à 0,40 watts/m,2C. Du fait de ses tenue améliorée à la chaleur, résistance à l'effet cerna et conductibilité thermique accrue, ce nouvel isolant trouve des applications dans l'isolation de conducteurs électriques, barres conductrices, enroulements de machines electriqùes, sections d'induits, bobines de pâles et bobines d'appareils, frettes et autres éléments ou sous-ensembles. Il est souvent indispensable de mettre en oeuvre isolant sous forme de rubans adhésifs. A cet effet, on applique sur cet isolant une couche adhésive qui est composée comme déjà indiqué d'un mélange de caoutchouc synthétique, de sous-produits (déchets) de polymérisation du caoutchouc synthétique, d'une huile végétale, d'une résine époxyde, d'un durcisseur, dans une proportion de 5 à 30 % pondéraux du support de base. On donne ci-après quelques exemples de rubans isolants (parties pondérales). EXEMPLE 1. caoutchouc synthétique liquide 10 à 15 résine phénol-formol butanolisée 25 à 30 huile de lin 30 à 25 huile pour moteurs d'avions 30 à 25 résinste de plomb 2,5 à 3 résinate de calcium 2,5 à 3 EXEMPLE 2. caoutchouc synthétique liquide 22 à 25 résine phénol-formol butanolisée 25 à 22 résine diénique époxyde là 2 huile de lin 22 à 25 huile pour moteurs d'avions 25 à 22 résinate de plomb 2,4 résinate de calcium 2,4 EXEMPLE 3. caoutchouc synthétique liquide 10 résine phénol-formol 10 résine diénique époxyde 35,5 anhydride méthylendique 28,5 huile de lin 16 EXEMPLL 4. caoutchouc synthétique liquide 5,5 résine phénol-formol butanolisée 11,0 huile de lin 11 polydiènes (sous-produit résiduaire de la fabrication de caoutchouc synthétique) huile pour moteurs d'avions 22 résinate de plomb 0,6 résinate de calcium 0,6 Pour libérer au préalable des gaz qu'il contient, le mélange des constituants indiquEs, on le traite sous vide en le portant à une température de 40 à 50"C et en y introduisant des catalyseurs. On applique une couche calibrée, unie de ce mélange à l'isolant électrique par trempage, pulvdrisation, enduction, etc. Mis en rouleau, l'isolant adhésif conserve après une longue conservation en magasinage ses élasticité et propriétés adhésives, la couche de film verni et de papier micanite ne se ramollit pas et demeure monolithique ; l'isolant présente une charge de-rupture à la traction atteignant 8 kg/mm et une rigidité diélectrique atteignant 50 kV/mm. Cet isolant adhésif peut servir à l'isolation de barres conductrices, enroulements de machines électriques, sections d'induits, bobines de pôles, bobines d'appareils et autres pièces et sous-ensembles, étant appliqué aussi- bien à la main qu'à la machine. Pour réaliser un isolement monolithique, on peut procéder en appliquant des couches serrées d'isolant, sans compoundage en cuves, par traitement à une température de 100 à 200"C jusqu'à ce que l'isolement constitue une masse dure. Il est avantageux d'utiliser, en tant que sous-produits résiduaires de la fabrication du catouchouc, des oligomères de butadiène, des polydiènes ainsi que des monomères tels que styrène, divinylstyrène, méthacrylate de méthyle, Eskapon liquide et autres monomères à doubles Baisons libres. En outre, pour augmenter la résistance mécanique de l'isolement; et pour faciliter les fabrications, on peut realiser à partir de l'isolant adhésif, un matériau composite qui comporte au moins sur l'une de ses faces un film isolant, par exemple, de composition suivant, en parties pondérales tissu de verre verni à l'Eskapon 25 à 22 mécanite avec papier agglomérée aux 45 à 40 matières plastiques liant 25 à 30 film isolant électrique 5 à 8 En tant que film isolant électrique, on utilise, par exemple, un film de polyéthylènetéréphtalate, de polyéthylène, de polytétrafluoréthylène, de triacétate de cellulose, de polycarbonate. Le film isolant est appliqué intimement à la couche adhésive de l'isolant électrique puis le matériau composé est soumis à un traitement thermique entre 100 et 2003C. Ce genre de matériau composite peut être utilisé pour l'isolation du corps, ou entre phases, des machines basse tension à courant continu. REVENDICATIONS 1. Isolant électrique à base de tissu de verre verni à l'Eskapon et de produits micasés mutuellement associés par un liant, cet isolant étant caractérisé en ce que le film verni du tissu de verre est modifié par des composés organosiliciques pris à raison de 30 % pondéraux du support de base, alors que le liant d'association et d'imprégnation des produits micasés est composé par un mélange de caoutchouc synthétique liquide, résine phe -fcrmol butanolisée et huile minérale ou végétale, la proportion de liant étant de 5 à 30 7 pondéraux du support. 2. Isolant électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de cet isolant supporte une couche adhésive constituée par un mélange de caoutchouc synthétique, sous-produits résiduaires de polymérisation du caoutchouc synthétique, huile végétale, résine époxyde et durcisseur dans une proportion de 5 à 30 % pondéraux du support de base. 3. Isolant électrique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les sous-produits résiduaires de polymérisation du caoutchouc synthétique sont des polydiènes, ainsi que des monomères tels que styrène et méthacrylate de méthyle. 4. Isolant électrique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu il supporte, au moins sur une de ses faces, un film isolant électrique. 5. Isolant électrique suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le film isolant électrique est un film de polyéthylène, de polytétrafluoréthylène, de triacétate de cellulose, de polyéthylènetéréphtalate, de polycarbonate.