Brevet FR2435112A1 — publié le 19800328

Zaprésente invention concerne les matériaux électrotechniques et a notamment pour objet un matériau diélectrique magnétique. Les matériaux diélectriques magnétiques trouvent des applications en électricité industrielle, en electronique, en radio-électricité et dans d'autres branches de l'industrie. On connalt déjà un diélectrique magnétique à base de fer contenant une résine thermodurcissable telle qu'un produit d'association d'une résine furannique et d'une résine époxyde, de composition suivante: résine furanne-epoxyde 100 parties en poids fer en poudre 250 parties en poids durcisseurs: hexaméthylenediamine, polyéthylènepolyamine, 15 parties en poids addition de fibre de verre 1 a 1,5 parties en poids. On connaît également un diélectrique magnétique à base de fer contenant une résine thermodurcissable et une charge, la résine thermodurcissable étant un copolymere séquencé époxyde-novolaque, de composition suivante: copolymere epoxyde-novolaque séquencé 30 à 35 parties en poids urotropine 3 à 4 parties en poids anhydride phtalique 2 à 3 parties en poids charge 5 à 6 parties en poids fer complexent à 100. Toutefois, ces diélectriques magnétiques connus présentent des carac téristiquesphysico-mécaniques insuffisantes, ainsi qu'une stabilité insuffisante aux charges vibratoires ce qui s'explique par les propriétés élastiques insuffisantes de leur liant. Le but de la présente invention est d'éliminer les inconvénients précités. On s'est donc proposé de créer un diélectrique magnétique présentant des caractéristiques physico-mécaniques et diélectriques élevées, la perméabilité magnétique requise et de hautes caractéristiques d'exploitation, grâce à une modification du genre de résine thermodurcissable utilisé et des proportions des constituants du diélectriqse. Suivant l'invention, ce probleme est résolu en ce que dans un diélectrique magnétique du type à base de fer et contenant un liant thermodurcissable, on introduit une charge fibreuse préalablement imprégnée de résine thermodurcissable utilisée ou d'une résine du même type, les constituants étant introduits dans les proportions suivantes (% en poids): liant thermodurcissable 8 à 25 charge imprégnée 5 à 20 lubrifiant 0,5 à 1,5 fer complèment à 100. Il est avantageux d'utiliser, à titre de modificateurs des résines phénol-formol, des polyoléfines et leurs dérivés, des polyvinylacétals et de la colophane. Grâce à la modification du liant, de la formule de la composition, et grâce à l'imprégnation préalable de la charge, les caractéristiques physico-mécaniques du diélectrique magnétique sont sensiblement améliorées, de même que sa perméabilité magnétique et ses qualités d'exploitation. Dans ce qui suit, différents exemples non limitatifs de préparation du diélectrique magnétique sont examinés. On notera, au préalable, qu'à titre de liant thermodurcissable on peut mettre en oeuvre une résine phénol-formol du type novolaque ou du type résol, modifiée - ou non modifiée. Lorsqu'on met en oeuvre une résine phénol-formol du type novolaque, on utilise un durcisseur, notamment l'hexaméthylànetétramine. A titre de modificateurs on emploie des polyo léfines et leurs dérivés, des polyvinylacétals et de la colophane, dans des proportions de 10 à 30% de la masse de la résine. A titre de charge fibreuse on peut mettre en oeuvre de la fibre d'amiante, de la fibre de verre, des fibres synthétiques, par exemple la fibre connue sous la dénomination commerciale "lavsan" (genre polyester d'acide téréphtalique).On introduit la charge fibreuse dans la composition après son imprégnation d'une solution à 20 - 60% du liant utilisé ou d'un liant de même type. A titre de lubrifiant on peut utiliser des acides gras et leurs sels, tels que, par exemple, les acides oléique et stéarique, le stéarate de calcium. On produit le diélectrique magnétique suivant l'une des procédures ordinairement appliquées dans la fabrication des phénoplastes, et dont les régimes technologiques peuvent être les suivants: Procédure 1 (avec mise en oeuvre de résine sèche) On associe à du fer en poudre un liant thermodurcissable auquel on a ajouté des lubrifiants, en effectuant une dispersion mécanique de ces produits. On homogénéise la composition sur des cylindres, on la réduit à l'état de poudre, ensuite on introduit dans un mélangeur la poudre obtenue,ainsi qu'une charge fibreuse préalablement imprégnée du même liant. Ensuite on fabrique les articles dérivés par moulage sous pression du matériau ainsi obtenu. Cette procédure est utilisée lorsqu'an se sert d'une charge de fibre de verre traitée avec une résine phénol-formol. Procédure 2 (avec mise en oeuvre d'une résine émulsionnée) On introduit dans un mélangeur un liant thermodurcissable sous forme d'une solution à 40 - 90% d'alcool, et du fer en poudre. Apres association du fer en poudre au liant, on place dans le mélangeur une charge fibreuse imprégnée du même liant. On homogénéise la composition sur des cylindres sans frottement, refroidis à l'eau, ensuite on la seche à une température de 60 à 90"C jusqu'à la fluidité requise. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront à la lecture de la description, qui va suivre, de plusieurs exemples concrets mais non limitatifs de préparation du matériau diélectrique magnétique eonforme à l'invention. Exemple 1 On place dans un mélangeur 15,5% en poids de résine phénol-formol novolaque, 3% en poids d'hexaméthylenetétramine, 0t7% en poids de stéarate de calcium et 66,8% en poids de fer en poudre. On mélange les constituants pendant 60 minutes. On soumet le mélange obtenu à une homogénéisation sur des cylindres à friction, à une température du cylindre de travail de 70 à 1000C et une température du cylindre libre de 105 à 140 C pendant 6 à 10 minutes. On refroidit et on broie la masse ainsi cylindrée. On mélange la composition obtenue avec 14% en poids de verranne préalablement imprégnée de résine phénol-formol du type ré sol. On transforme en articles le diélectrique magnétique ainsi obtenu, en utilisant pour cela l'un des procédés ordinairement utilisés pour la transformation des phénoplastes. Exemple 2 On place dans un mélangeur 8% en poids d'une résine phénol-formol du type résol, 0,5% en poids de stéarate de calcium, 71,5Z en poids de fer en poudre et on les mélange pendant 45 à 50 minutes. On soumet le mélange obtenu à un cylindrage et ensuite à un broyage. On mélange la composition broyée avec 20% en poids de verranne préalablement imprégnée de résine phénol-aniline-formol. Exemple 3 On place dans un mélangeur 25% en poids d'une résine phénol-formol du type résol, modifiée au polyéthylène chIorosulfoné, 1% en poids de stéarate de calcium, 69% en poids de fer en poudre, et on agite jusqu'à l'obtention d'un mélange homogène. On soumet le melange obtenu à un cylindrague, on le broie et on le mélange ensuite avec 5% en poids de fibre de verre imprégnée de résine phénol-formol du type résol. Exemple 4 On place successivement dans un mélangeur 9% en poids d'une résine phénol-formol émulsionnée, modifiée au polyvinylbutyral, 1,5% en poids d'acide oléique, 1,5Z en poids d'hexaméthylènetétramine, et on brasse pendant 20 à 30 minutes. Ensuite on introduit dans le mélangeur 79% en poids de fer en poudre et on poursuit le brassage pendant 30 à 40 minutes. On traite le mélange obtenu à la température ambiante dans des cylindres sans friction refroidis à l'eau, ensuite on le seche et on le broie. On mélange la composition obtenue avec 9% en poids de fibre de verre préalablement imprégnée d'une résine phénol-formol du type résol. Exemple 5 On place dans un mélangeur 10% en poids d'une résine phénol-formol émulsionnée modifiée à la colophane, 0,5X en poids d'acide oléique, 10% en poids de fibre d'amiante, et on effectue le traitement jusqu a imprégnation complète de celle-ci. Ensuite on introduit dans le mélangeur encore 10% en poids de ladite résine, 69,5% en poids de fer en poudre, et on brasse pendant 40 à 50 minutes. On homogénéise le mélange sur des cylindres sans friction, apres quoi on procède à son séchage et à son broyage. Exemple 6 On place dans un mélangeur 8% en poids d'une résine phénol-formol émulsionnée, 71,3% en poids de fer en poudre, on brasse pendant 30 minutes, ensuite on décharge la masse obtenue, on la sèche et on la broie. On place dans le mélangeur 8% en poids de ladite résine, 0,7% en poids d'acide stéarique, 12% en poids de fibre de "lavsan" (polyester d'acide téréphtalique), et on effectue l'imprégnation de ladite fibre. Ensuite on introduit dans le mélangeur du fer en poudre imprégné de résine et séché et on réunit tous les constituants pendant 20 à 30 minutes. On soumet le mélange obtenu à un cylindrage et un séchage. Les matériaux diélectriques magnétiques moulables sous pression, obtenus suivant l'invention, sont destinés notamment à la fabrication de pièces de machines électriques, en particulier les cales d'encoches magnétiques de celles-ci. Lesdits matériaux diélectriques magnétiques moulables sous pression présentent les caractéristiques suivantes:: 3 masse volumique, g/cm 3,5 à 4,5 résistance au choc ou résilience,kgf. cm/cm2 10 à 30 contrainte de rupture 2 600 à 1000 en flexion, kgflcm 600 1000 contrainte de rupture en 2 1300 à 2000 compression, kgf/cm2 1300 à 2000 tenue à la chaleur suivant Martens, OC 120 à 200 dureté Brinell, kgf/cm2 4000 à 7500 dureté rînel1, kgf/cm perméabilité magnétique pour H=30000C/cm 3;0 à 8,0 retrait, % 0,2 à 0,5 durée de service dans des conditions extrêmes,heures 50 000 à 60 000 Après chauffage du diélectrique magnétique a 2000C pendant 14 jours, ses caractéristiques restent inchangées. Le diélectrique magnétique proposé, quand il est utilise pour la confection des cales d'encoches magnétiques pour machines électriques, permet d'augmenter le rendement des machines électriques de 1 à 2%, réduit leur suréchauffement, diminue les bruits vibro-acoustiques et élève la fiabilité des machines électriques au cours de leur utilisation. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits qui n' ont été donnés qu a titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Diélectrique magnétique du type à base de fer et contenant un liant thermodurcissable et une charge, caractérisé en ce qu'il contient à titre de liant thermodurcissable, une résine phénol-formol modifiée ou non modifiée, et à titre de charge, une charge fibreuse préalablement imprégnée de ladite résine. 2. Diélectrique magnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que sa composition est la suivante: liant thermodurcissable 8 à 25 charge fibreuse imprégnée 5 à 20 lubrifiant 0,5 à 1,5 fer le complément à 100. 3. Diélectriquemagnétique suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, à titre d'agent de modification de la résine phénolformol, il contient une polyoléfine ou un dérivé de celle-ci. 4. -DiBlectrique magnétique suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il contient à titre d'agent modificateur de la résine phénol-formol un polyvinylacetal. 5. Diélectrique magnétique suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, à titre d'agent modificateur de la résine phénolformol, il contient de la colophane.