Brevet FR2910012A1 — publié le 20080620

-1- L'invention concerne une composition de résine de polyester insaturé modifiée imide cycloaliphatique insaturé, un procédé de préparation et son utilisation dans des compositions réticulables de revêtements de protection et en particulier dans les applications électrotechniques ou de compositions de moulage. Dans les applications des compositions de revêtements de protection, par exemple dans le domaine électrotechnique ou des compositions de moulage, des performances particulières améliorées sont de plus en plus recherchées en fonction de l'utilisation finale. D'autre part, des restrictions de plus en plus strictes sont imposées en ce qui concerne les composés organiques volatils (COV) présents dans ces compositions ou en ce qui concerne les émissions dans l'atmosphère dans les conditions particulières d'application (par exemple à l'imprégnation d'un substrat et lors de la formation du film par gélification d'une composition réticulable). Des diluants réactifs sont de plus en plus utilisés à la place de diluants non réactifs. Malgré certaines améliorations dans ce domaine, des progrès significatifs restent encore à faire, en particulier sur ces émissions COV et leur caractère nocif et/ou irritant à température ambiante, mais surtout à des températures de travail et d'utilisation significativement plus élevées, où entre autre une question de dégradation thermique sur une longue durée se pose. Donc, en plus du choix des diluants réactifs se pose surtout la question du choix de la structure de la résine pour permettre une tenue significativement améliorée à hautes températures pour des pièces exposées à des températures de travail ou d'utilisation élevées pouvant aller jusqu'à 200 C en continu. Un compromis complexe de performances est souvent nécessaire dans la mesure où les effets résultant du choix de paramètres de structure sont interdépendants. Des compositions de polyesters insaturés modifiés imides sont déjà décrites de manière générale dans l'état de l'art. DE 19813315 décrit des compositions à base de résines polyesters modifiés par tetrahydrophtalimide (THP-imide) en solution dans un monomère acrylique comme le dipropylène glycol diacrylate ou le styrène, pour l'imprégnation de matériels électriques. DE 19542564 décrit comme produit d'imprégnation une composition contenant une résine polyester modifiée THP-imide et un diluant réactif de type diallyl phtalate. Les systèmes obtenus sont très visqueux à température ambiante et ne permettent l'imprégnation de pièces qu'après préchauffage à des températures élevées d'application. FR 2 295 051 décrit un procédé de fabrication de résines polyesters insaturés durcissables modifiés THP-imide, stables à la chaleur et utilisables en particulier dans l'industrie électrique. Le polyester insaturé modifié THP-imide est à base d'un composant 2910012 -2- polyol qui comprend un polyol trivalent à base de cycle isocyanurate. La résine est diluée dans du styrène. DE 4140738 décrit une composition thermodurcissable pour isolation de matériel électrique à base d'une composition de polyester insaturé modifié par une imide mixte 5 (THP/ trimellitique) avec comme composant polyol un mélange de néopentyl glycol et de polyéthylène glycol et comme composant acide, l'anhydride maléique, le diluant réactif étant le styrène. Dans les documents cités ci-dessus, aucune présence d'acide itaconique n'est explicitement décrite dans la composition citée de résine polyester insaturé modifié imide. 10 Parmi les inconvénients de l'état de l'art précédemment cité, on peut citer entre autres les suivants : - viscosité de la composition relativement élevée, nécessitant des taux élevés de diluants réactifs aggravant le problème d'irritation et d'odeur lié aux COV et les émissions correspondantes, 15 -composition nécessitant des températures élevées de préchauffage des pièces avant imprégnation afin d'assurer une meilleure pénétration dans les moindres recoins et espaces des bobines rigides, - tenue thermique et en particulier stabilité thermique en termes de dégradation thermique insuffisante, pour éviter des pertes en poids et des émissions de COV à 20 température d'utilisation relativement haute, - caractère irritant et nocif lié à ces émissions et - chute des performances mécaniques sur une longue durée d'utilisation à haute température, comme conséquence de la tenue thermique insuffisante. Face à ce problème, la présente invention propose comme solution, une 25 composition spécifique qui remédie à ces inconvénients. Il s'agit d'une composition de résine polyester insaturé, libre de tout solvant non réactif et qui comprend : A) au moins un polyester insaturé obtenu à partir de : Al) un composant acide comprenant au moins un anhydride cycloaliphatique portant une insaturation éthylénique et au moins 5% en mol d'acide ou 30 d'anhydride itaconique, et A2) un composant polyol comprenant au moins une amine primaire hydroxylée, choisie parmi une monohydroxylée et/ou une dihydroxylée, et au moins un polyol branché 2910012 -3- B) au moins un diluant réactif, monomère et/ou oligomère comportant au moins une, de préférence au moins deux et plus préférentiellement de 2 à 3 insaturation(s) éthylénique(s), copolymérisable(s) avec 1'insaturation dudit polyester insaturé, avec, 5 -ledit polyester insaturé comportant au moins une fonction imide cycloaliphatique insaturée, dérivée dudit anhydride cycloaliphatique tel que défini ci-haut - lesdits composants polyol A2) et diluant B) étant exempts de toute structure alkoxylée - les proportions et la fonctionnalité moyenne des composants Al et A2 étant 10 sélectionnées afin d'éviter toute gélification par réticulation, en particulier en respectant pour cela, la relation de Macosko-Miller (Macromolecules, vol. 9, 1976, pp. 199-211). Le terme solvant non réactif signifie non réactif avec les autres composants de la composition. 15 Le terme acide itaconique employé par la suite sera à considérer comme signifiant acide et/ou anhydride itaconique , sauf autre indication spécifique. Il a été découvert dans cette invention, que l'emploi d'acide itaconique dans des proportions spécifiques permet de réduire la viscosité des résines et en conséquence permet de réduire la quantité du diluant réactif B), afin de maintenir une viscosité donnée. 20 L'ensemble de cette composition permet d'obtenir une stabilité thermique élevée, et une limitation des pertes en poids, par décomposition thermique aux températures élevées d'utilisation, et garantit une stabilité dans le temps de bonnes propriétés mécaniques. Parmi les avantages essentiels de la présente invention par rapport à l'état de l'art cité, on peut citer les suivants : 25 - Faible émission de COV, - Pouvoir liant élevé, permettant une meilleure rigidité de l'ensemble des composants du système imprégné, - Réactivité chimique élevée, permettant un cycle d'étuvage court, - Viscosité réduite avec flexibilité d'adaptation (ajustement) en fonction de 30 l'application, par la nature et la proportion du diluant réactif B) - Stabilité thermique élevée, permettant des températures de travail en continu jusqu'à 200 C 2910012 -4 - Bonne stabilité au stockage, permettant, en particulier pour les vernis monocomposants, une imprégnation au trempé à pression atmosphérique ou sous vide. Le premier objet de l'invention est donc une composition spécifique de résine 5 polyester insaturé modifié par imide cycloaliphatique éthyléniquement insaturée. Le deuxième objet concerne un procédé de préparation de ladite composition de résine. Un autre objet de l'invention concerne une composition réticulable comprenant au moins une composition de résine, telle que définie selon l'invention. 10 L'invention concerne aussi l'utilisation de ladite composition de résine ou de ladite composition réticulable la contenant, dans les revêtements, en particulier les revêtements de protection et/ou d'isolation électrique ou dans les mastics ou dans les compositions de moulage (pour composites SMC / BMC ou stratifiés) ou dans l'imprégnation de surfaces. L'invention couvre aussi une méthode (procédé) d'application desdites 15 compositions réticulables, de revêtements ou d'imprégnation, en spécifiant le mode d'application desdites compositions, par imprégnation. Enfin, font partie aussi de la présente invention les articles ou objets finis résultant de l'utilisation d'au moins une composition de résine ou d'au moins une composition réticulable selon l'invention dans lesdites applications spécifiques. 20 Donc, le premier objet de la présente invention concerne une composition de résine polyester insaturé, exempte de tout solvant non réactif, qui comprend : A) au moins un polyester insaturé obtenu à partir de : Al) un composant acide comprenant au moins un anhydride cycloaliphatique éthyléniquement insaturé et au moins 5% en mol d'acide ou d'anhydride 25 itaconique, et A2) un composant polyol comprenant au moins une amine primaire hydroxylée, choisie parmi une monohydroxylée et/ou une dihydroxylée, et au moins un polyol branché, B) au moins un diluant réactif monomère et/ou oligomère comportant au moins une 30 insaturation éthylénique de préférence d'au moins 2 et plus préférentiellement de 2 à 4, copolymérisable avec l'insaturation dudit polyester insaturé A), avec, - ledit polyester insaturé comportant au moins une fonction imide cycloaliphatique insaturée, dérivée dudit anhydride cycloaliphatique insaturé, 2910012 -5- - lesdits composants polyol A2) et diluant B) étant exempts de toute structure alkoxylée, et - les proportions et fonctionnalité moyenne des composants Al et A2 étant sélectionnées afin d'éviter toute gélification par réticulation, en particulier en 5 respectant pour cela la relation de Macosko-Miller. La relation de Macosko-Miller est bien connue par l'homme du métier. En particulier, le respect de la relation de lvlacosko Miller sera nécessaire dans le cas où la fonctionnalité du polyol branché est supérieure à 2. La présence de toute structure alkoxylée (même d'une unité alkoxylée, type éthoxy 10 et/ou propoxy) est impérativement exclue de ce diluant réactif monomère et oligomère B) comme du composant polyol A2. Ledit anhydride cycloaliphatique éthyléniquement insaturé porte de préférence ladite insaturation en position différente d'une insaturation alpha, bêta-éthylénique, ce qui signifie que cette insaturation se situe de préférence hors du cycle anhydride et donc, dans 15 un autre cycle lié à celui de l'anhydride. Les anhydrides préférés sont : l'anhydride tetrahydrophtalique (THP) et l'anhydride nadique (résultat d'une condensation Diels-Alder entre le DCPD et l'anhydride maléique). Encore plus convenable et préféré est l'anhydride tetrahydrophtalique (THP). Selon un mode préféré de la présente invention, ladite insaturation dudit diluant 20 réactif, monomère et/ou oligomère B, est choisie parmi l'insaturation (méth)acrylique et/ou allylique et/ou vinylique. La réduction des émissions COV dans l'atmosphère des ateliers d'application est un problème plus particulier de la présente invention, par exemple lors d'un procédé d'imprégnation pour revêtements de protection ou pour composites à base de fibres de 25 verre. En effet, entre autres applications, la composition de la présente invention est destinée à l'utilisation pour l'imprégnation au four des matériels électriques. Il a été découvert que l'utilisation de diluants réactifs portant une fonctionnalité exclusivement méthacrylique, permet de résoudre de manière encore améliorée le problème des émissions COV et de l'irritabilité liée, en réduisant considérablement les émissions de COV dans le 30 procédé de mise en oeuvre. En effet, l'emploi de monomères et/ou oligomères de fonctionnalité exclusivement méthacryloylique (appelée aussi méthacrylique par la suite) comme diluants réactifs B) à la place de monomères acryloyliques, comme par exemple l'hexanediol diacrylate et le dipropylène glycol diacrylate, parmi d'autres, permet d'abaisser considérablement les pertes par évaporation lors de la cuisson. Ils présentent en 2910012 -6-outre l'avantage d'être beaucoup moins irritants que leurs homologues acryloyliques (dits aussi acryliques par la suite), ce qui les rend plus aisément manipulables en atelier. Donc, une insaturation exclusivement méthacrylique pour le diluant réactif, monomère et/ou oligomère B), est particulièrement préférée. Dans ce cas, cela signifie l'absence dans ladite 5 composition de monomères tels que styrène, vinyltoluène, diallyl phtalate (DAP), ou diluants réactifs à fonction acrylique (acryloyle). Dans ce cas, la composition de ladite résine a l'avantage d'être significativement moins irritante dans les conditions d'utilisation pour certaines applications spécifiques. Dans ce contexte, la composition de résine est exempte de tout composé susceptible 10 d'émissions fortement irritantes pour l'utilisateur. Les diluants réactifs, monomères B) préférés sont sélectionnés parmi le butanediol-1,4 diméthacrylate, l'hexanediol diméthacrylate, l'isobornyl méthacrylate, le méthacrylate de dicyclopentadienyle ou le méthacrylate de dicyclopentadiényl éthanol. Ledit diluant réactif, monomère et/ou oligomère B), peut aussi être choisi parmi les 15 époxy méthacrylates. Comme exemple d'époxy méthacrylate, on peut citer le di méthacrylate de Bisphénol A, sous le nom commercial CN 151 de Cray Valley. Lesdits époxy méthacrylates sont utilisés comme diluants réactifs B), de préférence en mélange avec au moins un autre sélectionné parmi les monomères préférés cités ci-haut dans le paragraphe précédent. 20 Le taux en poids dudit diluant réactif, monomère et /ou oligomère B), par rapport au poids total du polyester A) et du diluant réactif (monomère et/ou oligomère B)), peut varier de 10 à 75 % et de préférence de 30 à 65 %. Concernant le taux global desdits groupements imides cycloaliphatiques insaturées dans ledit polyester insaturé A, il peut varier de 2 à 6 et de préférence de 2 à 4 moles par kg 25 de polyester insaturé non dilué. Plus particulièrement, ledit polyester insaturé A est obtenu en deux étapes, une première étape comportant la préparation en milieu solvant aromatique, d'un condensat monoalcool- et/ou diol- imide cycloaliphatique insaturée, par réaction de l'anhydride cycloaliphatique éthyléniquement insaturé, avec ladite amine primaire hydoxylée, avec 30 optionnellement l'élimination dudit solvant, suivie d'une deuxième étape d'addition et de réaction, avec ledit condensat, du reste des composants de Al) et de A2) pour former ledit polyester insaturé A). Ladite amine primaire hydroxylée peut être une amine primaire hydroxylée selon la formule générale suivante : 2910012 -7 (OH)n-R1-NH2 avec R1 étant un alkylène en C2 à C6 avec n variant de 1 à 2. Cette amine primaire hydroxylée peut être choisie parmi les amines suivantes : éthanol amine, propanol amine butanol amine et isomères et homologues supérieurs 5 jusqu'à Q. Ladite amine primaire hydroxylée peut aussi être un mélange d'amine primaire monohydroxylée avec une amine primaire dihydroxylée, comme définie selon la formule générale ci-haut avec n = 2. Ladite fonction imide cycloaliphatique éthyléniquement insaturée peut être 10 exclusivement terminale (en bout de chaîne), s'il y a présence exclusive d'une amine primaire monohydroxylée où elle peut être à la fois terminale et pendante (groupement imide pendant) s'il y a présence à la fois (par mélange) d'une amine primaire monohydroxylée et d'une amine primaire dihydroxylée, la monohydroxylée conduisant à un condensat intermédiaire monoalcool imide et la dihydroxylée conduisant à un 15 intermédiaire diol imide correspondant, qui s'incorporent respectivement en bout de chaîne ou en position pendante dans la chaîne polyester insaturé A). Concernant la préparation dudit polyester insaturé A) selon l'invention, l'acide itaconique peut représenter un taux molaire allant de 5 à 45% dudit composant acide Al) tel que défini ci-haut. A plus de 45% en mol d'acide itaconique par rapport au composant 20 Al, se posent des problèmes de stabilité (gélification) de la résine pendant le stockage à température ambiante. Selon une préférence particulière, ledit composant acide Al) peut comprendre un mélange d'acide itaconique/anhydride maléique. Dans ce cas, le taux molaire en acide itaconique par rapport dudit mélange peut varier de 10 à 90% et de préférence de 20 à 80% 25 du mélange, ce qui correspond de 5 à 45% et de préférence de 10 à 40% du composant Al. Ledit composant polyol A2) doit être exempt de tout polyol alkoxylé. Le terme alkoxylé signifie : pouvant comprendre au moins une unité alkoxy (par exemple éthoxy ou propoxy) telle que connue par l'homme du métier. Le polyol branché tel que défini dans ledit composant polyol A2) est sélectionné de 30 préférence parmi le néopentyl glycol (NPG), butyl-2 éthyl-2 propane diol-1,3 (BEPD), methyl-2 propanediol-1,3 (MPDiol), pentaérythritol (PE) et dérivés esters diols ou triols, triméthyloipropane (TMP) et dérivés esters diols, triméthyloléthane (TME) et dérivés esters diols ou la glycérine et dérivés esters diols. Il peut représenter au moins 15% et de préférence de 25 à 50% en mol dudit composant polyol A2). 2910012 - 8 Le composant polyol A2 ne doit pas contenir de polyol alkoxylé, quelque soit son degré d'alkoxylation, par exemple PG (propylène glycol : 1 unité propoxy), EG (éthylène glycol = 1 unité éthoxy), DEG (diéthylène glycol = 2 unités éthoxy), etc. La présence de polyol branché permet de limiter la flexibilité de la résine polyester insaturé A). La 5 composition résultante (le vernis) est alors caractérisée par des pouvoirs liants élevés, et plus particulièrement supérieurs à 147 N (15 kgf) à 20 C. Le polyester insaturé A) peut avoir une masse moléculaire en nombre Mn allant de 500 à 1500 exprimée en équivalent polystyrène par GPC avec comme éluant le THF. La viscosité correspondante de la composition de résine selon l'invention peut 10 varier de 300 à 3000 et de préférence de 300 à 2000 mPa.s à 25 C pour un taux de dilution de 50% dans un diluant type B) selon l'invention. Le deuxième objet de la présente invention concerne un procédé de préparation de ladite composition de résine polyester A) insaturé selon l'invention, lequel procédé comprend les étapes suivantes : 15 i) préparation d'au moins un polyester insaturé A), comportant au moins une fonction imide cycloaliphatique insaturée, dérivée dudit anhydride cycloaliphatique tel que défini ci-haut, à partir de : Al) un composant acide comprenant au moins un anhydride cycloaliphatique éthyléniquement insaturé et au moins 5% en mol d'acide itaconique, et 20 A2) un composant polyol comprenant au moins un polyol branché et au moins une amine primaire hydroxylée, choisie parmi une monohydroxylée et/ou une dihydroxylée, et ii) addition au polyester insaturé obtenu à l'étape i) et mélange d'au moins un diluant réactif B), monomère et/ou oligomère, comportant au moins une insaturation 25 éthylénique. L'étape i) de préparation dudit polyester insaturé A) comprend en particulier, les étapes suivantes : - préparation en milieu solvant aromatique d'un condensat hydroxylé, mono- et/ou dihydroxylé, imide cycloaliphatique insaturée, par réaction préalable dudit 30 anhydride cycloaliphatique éthyléniquement insaturé avec ladite amine primaire hydroxylée, monoet/ou di-hydroxylée, - optionnellement, élimination dudit solvant, avant -addition du reste des composants du composant acide Al) et du composant polyol A2) et réaction avec ledit condensat (imide hydroxylée), jusqu'à obtention dudit 2910012 -9- polyester insaturé A), comportant ladite fonction imide cycloaliphatique éthyléniquement insaturée. Comme solvant aromatique, on peut choisir le xyléne ou toluène, le xylène étant préféré. 5 La réaction de préparation de l'imide cycloaliphatique éthyléniquement insaturée se fait en deux étapes : une première étape de réaction de condensation pour former l'acide amique correspondant, par réaction d'une première fonction (H) amine sur l'anhydride correspondant (cycloaliphatique) avec ouverture de cet anhydride à une plage de températures allant de 85 à moins de 100 C, de préférence 85-95 C suivie d'une deuxième 10 étape de réaction de cyclisation à une température supérieure allant de 140 à 160 C et de préférence de145 à 155 C, jusqu'à un indice d'acide inférieur à 5 mg KOH/g. La préparation de la résine polyester insaturé A), à partir du monoalcool et/ou diol imide (cycloaliphatique éthyléniquement insaturé) et du reste de composants, du composant acide Al) et du composant polyol A2) est obtenue par réaction de 15 polycondensation, soit en masse à l'état fondu, soit en azéotropie (présence d'un solvant, formant un azéotrope avec l'eau) avec élimination de l'eau formée (sous vide pour l'état fondu ou par azéotropie) à une température de réaction pouvant aller de 150 à 180 C par azéotropie et de 200 à 220 C à l'état fondu, selon des conditions bien connues par l'homme du métier. Dans le cas de la présente invention, la voie azéotrope est préférée 20 pour les deux étapes (imide hydroxylée et polyester), dans la mesure où, le fait de travailler à des températures plus basses, permet des performances finales moins affectées par la température. La dilution avec le diluant réactif permet d'ajuster la viscosité de la composition de résine en fonction de l'application visée. Le rapport entre les fonctions OH du composant polyol A2) et les fonctions 25 carboxy du composant acide Al) se situe de préférence entre 0,9 et 1,1, et plus particulièrement il est proche de la stoechiométrie, en l'absence de polyol branché de fonctionnalité supérieure à 2. Si cette fonctionnalité est supérieure à 2, la relation de Macosko-Miller s'applique. Selon une première option de ce procédé, ladite amine primaire est 30 monohydroxylée, ce qui conduit à une structure imide (cycloaliphatique éthyléniquement insaturée) téléchélique avec la fonction terminale en bout de chaîne et selon une deuxième option un mélange de monohydroxylée et de dihydroxylée, ce qui conduit à une structure imide pendante dans la chaîne polyester insaturé. 2910012 -Le troisième objet de la présente invention est une composition réticulable qui comprend au moins une composition de résine telle que définie selon l'invention. Cette composition réticulable peut comprendre en plus, au moins un amorceur radicalaire sélectionné parmi les dérivés de type peroxyde éventuellement avec un 5 accélérateur de décomposition tels qu'un sel de cobalt ou de manganèse ou une amine tertiaire, les azoalkanes tel que l'AIBN, les disulfures, les tétraphényléthanes et dérivés tels que le benzopinacol et benzopinacolate contenant des liaisons carbone-carbone thermolabiles, les systèmes redox permettant de travailler à basse température (peroxyde ou hydroperoxyde en présence d'un réducteur type sel de cobalt ou de manganèse ou une 10 amine tertiaire) et les photoamorceurs (pour réticulation sous UV). L'amorceur peut aussi être un macroamorceur contenant des motifs de type tétraphényléthane. La teneur en poids dudit amorceur peut aller jusqu'à 5% par rapport au total de la composition, et de préférence de 0,5 à 3%. Elle peut comprendre, en plus, un inhibiteur de polymérisation, sélectionné parmi les inhibiteurs phénoliques tels que 15 l'hydroquinone, le méthylhydroquinorie. La teneur en poids de cet inhibiteur de polymérisation peut aller jusqu'à 0,5% et, de préférence, elle est de 0,01 à 0,1% en poids par rapport au poids total de la composition. La composition réticulable peut être réticulée par voie de rayonnement, tel que le rayonnement UV (en présence d'au moins un photoamorceur) ou le faisceau d'électrons 20 (EB) sans amorceur ou par voie thermique telle que la réticulation en présence de peroxyde ou hydroperoxyde (P-cure), éventuellement en présence d'un accélérateur (système redox pour basse température et plus particulièrement à l'ambiante avec ledit accélérateur ou réducteur pouvant être une amine tertiaire ou des sels de cobalt ou de manganèse) ou par exposition à la chaleur (élévation de température). Il peut s'agir d'une composition de 25 revêtement de protection et/ou d'isolation électrique ou d'une composition de mastic d'étanchéité ou de réparation / finition de pièces (par exemple pour automobile) ou d'une composition de moulage pour pièces moulées ou pour composites ou stratifiés, tels que SMC ou BMC ou de compositions d'imprégnation de substrats comme les compositions de vernis d'imprégnation et plus particulièrement les vernis d'imprégnation monocomposants 30 (prêts à l'emploi). La présence de fonctions imides (cycloaliphatiques éthyléniquement insaturées) en bout de chaîne de la résine polyester insaturé A) et l'absence de tout diluant réactif B) de type acryloylique (autrement appélé acrylique) à base d'alcools alkoxylés, quel que soit son degré d'alkoxylation (type DPGDA : dipropylène glycol diacrylate), apporte une 2910012 -11- amélioration significative de la tenue thermique et de la stabilité des propriétés mécaniques sur une longue durée. Dans ce contexte, ladite composition réticulable peut comprendre en plus, un deuxième liant co-réactif avec ladite composition de résine polyester insaturé. Ce 5 deuxième liant est de préférence éthyléniquement insaturé et peut porter une deuxième fonction réactive qui peut être époxy, comme dans le cas des résines éthyléniquement insaturées époxydées ou une fonction réactive qui peut être hydroxy, comme dans le cas des résines vinyl esters, telles que le diméthacrylate de Bisphénol A . La présente invention couvre aussi l'utilisation de la composition de résine 10 polyester insaturé ou de la composition réticulable la contenant, telles que définies ci-dessus selon l'invention, dans les revêtements tels que revêtements de protection et/ou d'isolation électrique ou dans les mastics ou dans les compositions de moulage (pour pièces moulées, composites SMC ou BMC ou stratifiés) ou dans l'imprégnation de surfaces ou substrats. 15 Parmi les revêtements de protection et/ou d'isolation électrique, on peut citer les vernis tels que les vernis d'imprégnation monocomposants (prêts à l'emploi) ou bicomposants, les gel coats, pigmentés ou non ou les barrier coats Plus particulièrement, cette utilisation est destinée aux revêtements de protection dans le domaine de l'électrotechnique, pour pièces électriques / électroniques (matériel 20 électrique et électronique) et/ou à l'isolation électrique de pièces électriques telles que les moteurs électriques (stators et rotors), les transformateurs, les circuits intégrés, les induits de démarreurs, les alternateurs, les systèmes électriques tournants ou fixes, tels que les tableaux électriques. Une utilisation plus particulière concerne l'imprégnation de matériel électrique de classe H, de tenue à 180 C ou de classe supérieure. 25 Fait aussi partie de l'invention, un procédé d'application d'au moins une composition de revêtement, tel que revêtement (en particulier vernis) de protection et/ou d'isolation électrique ou composition d'imprégnation, selon l'invention, lequel procédé comprend au moins une étape d'application de ladite composition par imprégnation à chaud ou au goutte à goutte ou au trempé roulé ou au trempé sous pression atmosphérique 30 et sous vide avec ou sans pression. Les substrats concernés par les revêtements de protection et/ou d'isolation électrique sont des substrats sélectionnés parmi le métal, le plastique, le bois, carton, verre, en particulier les fibres de verre qui peuvent être revêtues par enduction,avec réticulation préférée par exposition UV et/ou par système d'amorceur type peroxyde. Un cas plus 2910012 - 12 - particulier d'utilisation concerne le revêtement de pièces, de haute tenue thermique pouvant aller jusqu'à 230 C. Un autre objet de l'invention concerne les objets et articles finis résultant de l'utilisation de la composition de résine ou de la composition réticulable la contenant, telles 5 que définies ci-dessus selon la présente invention, dans les diverses applications citées ci-haut. Il s'agit de revêtements de protection et/ou d'isolation électrique, tels que vernis ou gels coats (pigmentés ou non pigmentés) ou barrier coats ou bien il s'agit de pièces moulées ou de composites type SMC ou BMC ou stratifiés ou de mastics par exemple d'étanchéité ou de réparation et finition de pièces. 10 D'autres articles finis concernés sont les pièces électriques / électroniques revêtues par au moins une couche de revêtement de protection et/ou d'isolation électrique, revêtement tel que défini ci-haut selon la présente invention. Les exemples décrits ci-dessous ne limitent pas l'étendue de couverture mais sont donnés uniquement à titre d'illustration de la présente invention. 15 I) Résines et caractéristiques 1) Préparation d'une résine polyester insaturé de type A), portant des fonctions terminales tetrahydrophtalimides (selon invention) 20 La synthèse comporte deux étapes distinctes : Etape i) : Préparation du condensat monoalcool avec une fonction tétrahydrophtalimide : Dans un montage de synthèse classique pour réaliser la synthèse de la résine polyester, on introduit 27 parties d'anhydride tétrahydrophtalique fourni par Lonza et 18 25 parties de xylène fourni par Total. On élève ensuite la température du milieu réactionnel à 90 C. 11 parties de monoéthanolamine fournie par Dow sont ensuite additionnées progressivement tout en maintenant la température en dessous de 100 C. Le réacteur est ensuite chauffé rapidement jusqu'à 150 C. Cette température est maintenue jusqu'à attente du critère d'arrêt de la synthèse, à savoir un indice d'acide inférieur à 5 mg KOH/g. 30 Etape ii) : Préparation du polyester insaturé : A 120 C, 9 parties de néopentyl glycol fourni par Perstorp, 12 parties d'acide itaconique fourni par Rhodia, 9 parties d'anhydride maléique fourni par Condea et 0,4 parties d'octoate d'étain fourni par Borchers sont chargées. Le réacteur est ensuite chauffé 2910012 - 13 - à 170 C. Lorsque l'indice d'acide est à 40 mg/KOH/g, le xylène est distillé sous vide jusqu'à ce que l'indice d'acide soit compris entre 25 et 35 mg KOH/g. Le réacteur est ensuite refroidi à 140 C. 0,02 parties de méthylhydroquinone fournie par Eastman sont additionnées, puis le batch est refroidi à 80 C. A cette température, la résine 5 polyesterimide est diluée lentement avec 32 parties de butanediol-1,4 diméthacrylate fourni par Cray Valley. La résine est refroidie, filtrée, puis stockée. Après refroidissement à l'ambiante, on obtient une résine diluée de couleur ambrée aux caractéristiques présentées au tableau 1, ci-dessous. 10 Tableau 1 Caractéristique Méthode Résultat Viscosité à 20 C ISO 2114 1 - 2 en mPa.s Indice d'acide AFNOR XP T51-213 25 - 35 en mg KOH/g Après réticulation (avec 2% en poids de peroxyde de ditertioamyle, Luperox DTA, fourni par Arkema) et moulage sous forme de plaque de résine pure polymérisée (cuisson de 1 heure à 100 C) suivie d'une post-cuisson de 1 heure à 150 C, les propriétés 15 thermiques, selon une analyse thermogravimétrique (ATG) effectuée en programmation de température à 10 C / min de 25 à 800 C sous atmosphère d'azote, sont présentées au tableau 2 ci-après. 2910012 -14- Tableau 2 Température début Température ONSET dégradation ( C) dégradation ( C) 220 390 Ce produit est thermiquement stable jusqu'à 220 C, la température ONSET de dégradation (température au point d'inflexion de la courbe perte en poids par rapport à la 5 température) est de 390 C (dans les conditions d'analyse) sous atmosphère inerte d' azote, comme d'oxygène. 2) Résine B (comparative pour vernis B) Il s'agit d'une résine polyester insaturé, non modifié imide et dilué dans le styrène 10 (extrait sec de 65%), fournie par Cray Valley sous le nom commercial de MC3. Ce type de résine est bien connu pour son utilisation en protection et isolation électrique dans le domaine électrotechnique. Elle sert de référence de comparaison générale. Caractéristiques : 15 Viscosité : 9,2 dPa.s à 20 C Indice d'acide : 27 mg KOH/g II) Vernis d'imprégnation et caractéristiques 1) Vernis A (selon invention) 20 A partir de la résine polyester A) dont la préparation est décrite ci-haut (voir Il), une composition réticulable au four (appelée vernis d'imprégnation) est préparée, comme décrit ci-dessous. Dans une cuve, on mélange à température ambiante, 91,8 parties de la résine polyester insaturé A) décrite ci-haut (dans son diluant réactif), 0,08 parties de 25 toluhydroquinone (inhibiteur) fourni par Eastman, 1,5 parties d'amorceur radicalaire à base de benzopinacolate fourni par Lanxess et 5,4 parties (partie supplémentaire de diluant réactif, pour ajustement) de butanediol-1,4 diméthacrylate (BDDMA-1,4) fourni par Cray Valley. On mélange pendant 30 minutes, avant de filtrer et de conditionner. 2910012 - 15 - Propriétés physiques du vernis A, ainsi obtenu Densité : 1,10 Viscosité coupe AFNOR 4 à 25 C (secondes) : 75 5 Point éclair ( C) : >110 Temps de gélification à 100 C (minutes) : 2,5 ù 20 Pertes en poids (10 grammes de produit, 1 heure à 150 C, %) : 147 N (>15 kgf) à la rupture 15 2) Vernis B) (comparatif) Il est à base de la résine B, décrite ci-haut. Il s'agit d'un vernis bicomposant dont la partie A contient 65% de résine B, 3% de perbenzoate de tertiobutyle et la partie B 65% de résine B 1,5% d'une solution de sel de cobalt comme accélérateur de décomposition. La viscosité est ensuite ajustée par additions successives de styrène. 20 Propriétés physiques du vernis B, ainsi obtenu Densité : 1,10 Viscosité coupe AFNOR 4 à 25 C (secondes) : 75 - 95 Point éclair ( C) : 32 25 Temps de gélification à 100 C (minutes) : 2,5 ù 6 Pertes en poids (10 grammes de produit, 1 heure à 150 C, %) : >10 Propriétés mécaniques Pouvoir liant selon Helical Coil Method ASTM-D 2519 30 Essais effectués sur fil MW35-bobinage étuvé 5 heures à 160 C Mesure à 20 C : > 147 N (>15 kgf) à la rupture 2910012 - 16 - III) Tenue thermique Voir à la figure 1, la comparaison des vernis A et B en termes de perte de poids. Rappel de deux vernis comparés : 5 - Vernis A : préparé à partir de la résine de polyester A) selon l'invention, préparée selon mode opératoire décrit en Il). - Vernis B : préparé à partir de la résine polyester B comparatif Les pertes de poids mesurées après 1000 heures à 180 C sur la composition de vernis réticulable A) selon l'invention, préalablement durcie, indiquent une perte en poids 10 du vernis selon l'invention de l'ordre de 1% contre 10 à 25% pour le vernis comparatif, à base de résine B non modifiée imide et diluée dans le styrène. Les analyses thermogravimétriques (ATG) comparées, effectuées sur des résines polyester de composition identique à la résine A, selon l'invention et diluées à taux en poids identique (extrait sec de 65%), respectivement dans l'hexanediol diacrylate (HDDA) 15 et dipropylèneglycol diacrylate (DPGDA), fournis par Cray Valley, démontrent la meilleure performance à haute température des compositions à base de diluants réactifs qui sont des monomères méthacryloyliques (voir tableau 3 ci-dessous). Tableau 3 Diluant réactif B Température début Température ONSET pour polyester A dégradation ( C) dégradation ( C) BDDMA-1,4 ù 220 390 FIDDA 200 357 DPGDA 190 336 20 Ces résultats sont obtenus après réticulation (avec 2% en poids de peroxyde de ditertioamyle, Luperox DTA fourni par ARKEMA) et moulage sous forme de plaque de résine pure polymérisée (cuisson de 1 heure à 100 C), suivie d'une post-cuisson de 1 heure à 150 C. Les propriétés thermiques sont obtenues selon une analyse thermogravimétrique 25 (ATG) effectuée en programmation de température à 10 C/min de 25 à 800 C sous atmosphère d'azote. IV) Influence de la composition du composant acide Al 2910012 - 17 - Afin de mettre en évidence le rôle de l'acide itaconique, nous avons fait varier la quantité d'acide itaconique introduite lors de la fabrication de la résine de type A (voir Il). Deux nouvelles résines polyester ont été ainsi préparées selon le procédé précédemment décrit et diluées dans le butanediol diméthacrylate. Le rapport résine polyester / résine 5 polyester + diluant réactif) est pour tous les cas fixé à 65%. Ces deux résines sont caractérisées par le taux molaire en acide itaconique (rapport entre le nombre de moles acide itaconique / nombre de moles acide itaconique + anhydride maléïque), de 0% (substitution de l'acide itaconique par l'anhydride maléique) à 100% (substitution de l'anhydre maléique par 1"acide itaconique). 10 Les résultats comparatifs sur ces trois résines sont présentés à la Figure 2. La conclusion de ces résultats est que l'emploi d'acide itaconique permet de réduire la viscosité de la résine correspondante et en conséquence permet d'utiliser moins de diluant réactif pour la même viscosité visée de la composition de résine ou des diluants présentant des pouvoirs solvants (effet solvatant) plus faibles que les diluants courants de 15 type acryloylique, lesdits solvants plus faibles étant tels que les diluants réactifs à base de monomères de type méthacryloylique. A priori, il permettrait de limiter les réactions secondaires de saturation des doubles liaisons par les hydroxyles (réaction dite d'Ordelt). Les résines polyesters ont toutes été préparées selon le procédé précédemment décrit (Il) et diluées dans le butanediol-1,4 diméthacrylate (BDDMA-1,4). Le rapport 20 résine polyester/résine polyester + diluant réactif est de 65% (35% de diluant réactif B = BDDMA- 1,4). Le taux molaire d'acide itaconique tel que présenté à la figure 2 correspond au rapport en % mol/mol d'acide itaconique sur total du composant acide Al (nombre total = anhydride THP + itaconique + maléique) 25 V) Influence de la composition du composant polyol A2 L' absence de polyol alkoxylé permet d'accroître la tenue thermique des résines et des compositions résultantes. Ainsi, la substitution du néopentyl glycol (NPG) par du propylène glycol (PG) dans la résine A dégrade les propriétés thermiques, comme montré 30 ci-dessous, dans le tableau 4. 2910012 -18- Tableau 4 Composition du composant Température ONSET polyol A2) dégradation ( C) 100% NPG 390 70% NPG / 30% PG 360 30% NPG / 70% PG 354 10 Ces résultats sont obtenus après réticulation sous forme de plaque de résine pure polymérisée (cuisson de 1 heure à 100 C, comme décrit ci haut) suivie d'une post-cuisson d' 1 heure à 150 C. L'analyse thermogravimétrique (ATG) a été effectuée en programmation de température à 10 C/min de 25 à 800 C sous atmosphère d'azote. 5 15 Revendications 1) Composition de résine polyester insaturé, exempte de tout solvant non réactif, caractérisée en ce qu'elle comprend : A) au moins un polyester insaturé obtenu à partir de : Al) un composant acide comprenant au moins un anhydride cycloaliphatique éthyléniquement insaturé et au moins 5% en mol d'acide et/ou d'anhydride itaconique, et A2) un composant polyol comprenant au moins une amine primaire hydroxylée, choisie parmi une monohydroxylée et/ou une dihydroxylée, et au moins un polyol branché, B) au moins un diluant réactif, monomère et/ou oligomère comportant au moins une insaturation éthylénique, copolymérisable avec l'insaturation éthylénique dudit polyester insaturé A), et avec, - ledit polyester insaturé A), comportant au moins une fonction imide cycloaliphatique éthyléniquement insaturée, dérivée dudit anhydride cycloaliphatique insaturé, - lesdits composants polyol A2) et diluant réactif B) étant exempts de toute structure alkoxylée, et - les proportions et fonctionnalité moyenne des composants Al et A2 étant sélectionnées afin d'éviter toute gélification par réticulation. 2) Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit anhydride cycloaliphatique est sélectionné parmi l'anhydride tetrahydrophtalique ou l'anhydride nadique. 3) Composition selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ladite insaturation dudit monomère et/ou oligomère B) est choisie parmi l'insaturation (méth)acrylique et/ou allylique et/ou vinylique 4) Composition selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ledit monomère et/ou oligomère B) a une fonctionnalité exclusivement méthacrylique. 2910012 - 20 - 5) Composition selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ledit monomère B) est sélectionné parmi le butanediol-1,4 diméthacrylate, l'hexanediol diméthacrylate, l'isobornyl méthacrylate, le méthacrylate de dicyclopentadienyle, le méthacrylate de dicyclopentadienyl éthanol. 6) Composition selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ledit monomère et/ou oligomère B) a une fonctionnalité d'au moins 2. 7) Composition selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que ledit 10 monomère et/ou oligomère B) est un époxy méthacrylate. 8) Composition selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le taux en poids dudit monomère et/ou oligomère B), par rapport au poids total du polyester A) et du monomère et/ou oligomère B), varie de 10 à 75%. 9) Composition selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le taux global desdits groupements imide dans ledit polyester insaturé varie de 2 à 6 moles par kg de polyester insaturé A, non dilué. 20 10) Composition selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que ledit polyester insaturé A est obtenu en deux étapes, une première étape comportant la préparation en milieu solvant aromatique, d'un condensat monoalcool- et/ou diol- imide dérivée dudit anhydride cycloaliphatique éthyléniquement insaturé, par réaction dudit anhydride, avec ladite amine primaire hydoxylée suivie d'une deuxième étape d'addition et 25 de réaction, avec ledit condensat, du reste des composants de Al) et de A2) pour former ledit polyester A). 11) Composition selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que ladite amine primaire hydroxylée est une amine primaire hydroxylée selon la formule générale 30 suivante : (OH)-R1 -NH2 avec RI étant un alkylène en C2 à c, et avec n, variant de 1 à 2 5 15 2910012 -21- 12) Composition selon la revendication 11, caractérisée en ce que ladite amine primaire est monohydroxylée et choisie parmi : éthanolamine, propanol amine, butanol amine et isomères et homologues supérieurs jusqu'à Cô. 5 13) Composition selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que ladite amine primaire hydroxylée est un mélange d'amine primaire monohydroxylée telle que définie selon revendications 11 ou 12 avec une amine primaire dihydroxylée telle que définie selon revendication 11 avec n = 2. 10 14) Composition selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que l'acide itaconique représente un taux molaire de 5 à 45% dudit composant acide Al). 15) Composition selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisée en ce que le composant acide Al) comprend un mélange d'acide itaconique et d'anhydride maléique. 16) Composition selon la revendication 15, caractérisée en ce que le rapport molaire acide itaconique/anhydride maléique par rapport dudit mélange varie de 10 à 90%. 17) Composition selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisée en ce que ledit 20 polyol branché est sélectionné parmi le néopentyl glycol (NPG), butyl-2 éthyl-2 propane diol-1,3 (BEPD), methyl-2 propane diol-1,3 (MP Diol), pentaérythritol (PE) et dérivés esters diols ou triols, triméthylolpropane (TMP) et dérivés esters diols, triméthyloléthane (TME) et dérivés esters diols ou la glycérine et dérivés esters diols. 25 18) Composition selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisée en ce que ledit polyol branché représente au moins 15% en mol dudit composant polyol A2). 19) Procédé de préparation d'une composition de résine polyester insaturé A, selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : 30 i) préparation d'au moins un polyester insaturé A, comportant au moins une fonction imide d'anhydride cycloaliphatique éthyléniquement insaturé, à partir 15 de : 2910012 - 22 - Al) un composant acide comprenant au moins un anhydride cycloaliphatique éthyléniquement insaturé et au moins 5% en mol d'acide ou d'anhydride itaconique, et A2) un composant polyol comprenant au moins un polyol branché et au moins 5 une amine primaire hydroxylée, choisie parmi une monohydroxylée et/ou une dihydroxylée, et ii) addition au polyester insaturé A, obtenu à l'étape i) et mélange, d'au moins un diluant réactif B, monomère et/ou oligomère comportant au moins une insaturation éthylénique. 10 20) Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que ladite préparation de polyester insaturé comprend les étapes suivantes : -préparation en milieu solvant aromatique d'un condensat hydroxylé, monoet/ou dihydroxylé, imide cycloaliphatique insaturée, par réaction préalable dudit 15 anhydride cycloaliphatique éthyléniquement insaturé avec ladite amine primaire hydroxylée optionnellement, élimination dudit solvant avant - addition du reste des composants, du composant acide Al) et du composant polyol A2) et réaction avec ledit condensat hydroxylé jusqu'à obtention dudit 20 polyester insaturé A, comportant ladite fonction imide. 21) Composition réticulable caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une composition de résine telle que définie selon l'une des revendications 1 à 18 ou telle que préparée par le procédé tel que défini selon la revendication 19 ou 20. 25 22) Composition réticulable selon la revendication 21, caractérisée en ce qu'elle comprend en plus, au moins un amorceur radicalaire sélectionné parmi les dérivés de type peroxyde, éventuellement en présence d'un accélérateur de décomposition ou parmi les azoalkanes, les disulfures, les tétraphényléthanes et dérivés, les systèmes redox et les 30 photoamorceurs. 23) Composition selon la revendication 21 ou 22, caractérisée en ce qu'elle est réticulable sous rayonnement ou par voie thermique ou par voie redox à température ambiante. 2910012 - 23 - 24) Composition selon l'une des revendications 21 à 23, caractérisée en ce que ladite composition est une composition de revêtement ou de mastic ou composition de moulage ou composition d'imprégnation de substrats. 25) Composition selon l'une des revendications 21 à 24, caractérisée en ce que ladite composition comprend en plus un deuxième liant, lequel est co-réactif avec ladite composition de résine polyester insaturé A. 10 26) Composition selon la revendication 25, caractérisée en ce que ledit deuxième liant est éthyléniquement insaturé et porte une deuxième fonction réactive sélectionnée parmi époxy ou hydroxy. 27) Utilisation de la composition de résine polyester insaturé selon l'une des 15 revendications 1 à 18 ou préparée par le procédé tel que défini selon la revendication 19 ou 20, dans les revêtements ou les mastics ou les compositions de moulage ou l'imprégnation de surfaces. 28) Utilisation dans les revêtements selon la revendication 27, caractérisée en ce qu'il 20 s'agit de revêtements de protection et/ou d'isolation électrique parmi : vernis, gel coats, barrier coats. 29) Utilisation selon la revendication 27 ou 28, caractérisée en ce qu'elle est destinée aux revêtements de protection et/ou d'isolation électrique des pièces électriques ou de 25 pièces parmi les moteurs électriques, transformateurs, circuits intégrés, induits de démarreurs, alternateurs, systèmes électriques tournants ou fixes. 30) Utilisation selon l'une des revendications 27 à 29, caractérisée en ce qu'il s'agit de revêtements de protection et/ou d'isolation électrique, qui sont des vernis d'imprégnation, 30 à chaud, au trempé roulé, au trempé ou au goutte à goutte. 31) Utilisation selon l'une des revendications 27 à 30, caractérisée en ce qu'il s'agit de revêtements de protection et/ou d'isolation électrique pour des substrats sélectionnés parmi le métal, le plastique, le bois, le carton, le verre. 5 2910012 - 24 - 32) Utilisation selon l'une des revendications 27 à 31, caractérisée en qu'elle concerne le revêtement de pièces, pour haute tenue thermique à des températures allant jusqu'à 230 C. 5 33) Procédé d'application d'au moins une composition de revêtement ou d'imprégnation, telle que définie selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape d'application de ladite composition par imprégnation à chaud, au trempé roulé, au trempé, au goutte à goutte. 10 34) Revêtements de protection et/ou d'isolation électrique ou pièces moulées ou composites ou stratifiés ou joints de mastics, caractérisés en ce qu'ils sont obtenus à partir de la composition de résine telle que définie selon l'une des revendications 1 à 18 ou préparée selon le procédé tel que défini selon la revendication 19 ou 20 ou à partir d'une composition réticulable telle que définie selon l'une des revendications 21 à 26. 15 35) Pièces électriques ou électroniques caractérisées en ce qu'elles sont revêtues par au moins une couche de revêtement tel que défini selon la revendication 34.