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Publication number: BE558320A
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Description


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   La présente invention a pour objet des accessoires, élec- triques du type qui comprend une ou plusieurs pièces   conductri-   ces de l'électricité et une ou plusieurs matières isolantes. 



   Diverses matières résineuses synthétiques, par exemple le chlorure de polyvinyle, le polyéthylène, le polystyrène et le térephtalate de polyéthylène, servent de matériaux isolants pour les fils et autres pièces conductrices électriques, mais si elles sont satisfaisantes dans de nombreuses applications, elles ne combinent pas les propriétés désirables, à savoir le bon marché, une flexibilité adéquate, la résistance à l'eau et 

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 aux agents chimiques et de bonnes propriétés électriques et mécaniques même à haute température. 



   La présente invention est basée sur la découverte d'après laquelle la plupart des conditions ci-dessus sont réunies par un polypropylène cristallin de poids moléculaire élevé, seul ou mélangé à un polypropylène amorphe linéaire jusqu'à concurrence de 40 % en poids. Pour plus de commodité, on utilisera ici le mot "polypropylène" pour désigner un polypropylène cristallin de poids moléculaire élevé, seul ou mélangé à un polypropylène amorphe linéaire de poids moléculaire élevé, jusqu'à concurrence de 40 % en poids. La préparation de ces polypropylènes est dé- crite dans les brevets belges N    538.782   du 6 juin 1955 et N  519.891 du   28  juillet 1956. 



   Par la présente invention, on fournit un accessoire électri- que du type qui comprend une ou plusieurs pièces conductrices de l'électricité et une ou¯plusieurs matières isolantes, caractérisé par le fait que la matière isolante, ou l'une des matières iso- lantes, est formée de polypropylène. 



   L'accessoire électrique fourni par la présente invention peut, comme le comprendra l'homme de l'art, prendre diverses formes suivant le nombre et le type des pièces conductrices de l'électricité et la manière dont la matière isolante est disposée. 



   Il peut prendre, par exemple, la forme d'un fil métallique isolé par une couche de polypropylène, ou d'un fil métallique isolé du type dans lequel l'i,solant comprend plusieurs matières iso- lantes différentes disposées en couches, l'une des couches étant formée de polypropylène, d'un condensateur dans lequel le dié- lectrique est formé de polypropylène, ou d'un accessoire du type qui comprend plusieurs fiches ou douilles et une monture en matière isolante, dans lequel la monture est formée de   polypro-   pylène. 



   Parmi les diverses sortes de matières résineuses synthé- 

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 tiques, les polyoléfines sont les moins coûteuses, mais, alors que l'emploi du polyéthylène comme matière isolante (douée de très bonnes propriétés électriques) est limité à cause de son bas point de fusion (106 C), de sa plasticité considérable et de sa défor- mation thermique, le polypropylène a un point de fusion élevé (en- viron   17000)   et une stabilité dimensionnelle remarquable à haute température, outre des propriétés électriques très remarquables qui restent à peu près constantes jusqu'à 150 C.

   Il présente en outre de bonnes caractéristiques physiques telles que l'adhérence, la flexibilité, la résistance à l'abrasion, l'homogénéité et la transparence, et une absorption d'eau pratiquement nulle à 0 C et de 0,01 % seulement à 100 C 
Le revêtement isolant des conducteurs électriques au moyen de polypropylène peut être obtenu, suivant la présente invention, par les méthodes suivantes : 
1   @   On fait passer le conducteur à travers une solution de polypropylène dans un'solvant volatil et ensuite on chasse le solvant en chauffant de façon qu'un revêtement de polymère adhère au conducteur. On peut répéter l'opération à de nombreuses reprises   jusqu'à   ce qu'on obtienne l'épaisseur de revêtement désirée.

   Les diverses fractions du pétrole, par exemple.le toluène, le xylène, le tétrahydronaphtalène, le décahydronaphtalène, le biphényle, l'oxyde de diphényle, l'ortho-dichlorobenzène et le monochloro- benzène, peuvent servir de   solvants.   



   2 - On fait passer le conducteur à travers une disper- sion de polypropylène dans' un liquide non solvant ou dans un liquide   @   qui le dissout seulement à haute température. On chasse alors-le 'liquide par chauffage et on fait fondre les particules de polymère pour former un revêtement homogène. 



   3 - On extrude le polymère sur le conducteur, par une matrice appropriée. 



   Si le polypropylène utilisé'contient une proportion 

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 appréciable de fractions polymères à poids moléculaire très élevé, il peut être commode, pour obtenir des revêtements homogènes, de soumettre le polypropylène à une dégradation contrôlée dans la vis d'alimentation de l'appareil d'extrusion, ou avant d'introduire le produit dans la vis d'alimentation. 



   On peut régler cette dégradation comme indiqué dans le brevet belge N    553.174,   c'est-à-dire : a) en ajoutant au polymère des quantités prédéterminées d'un stabilisant qui retarde la dégradation, b) en réglant convenablement la température du traitement thermique, c) en réglant la durée du traitement thermique, d) en choisissant convenablement l'atmosphère dans laquelle la dégradation se produit (par exemple l'air ou l'azote) , 
4 - On enroule sur le conducteur des filaments, fils, étoffes, bandes, rubans, ou films de polypropylène ou de substances imprégnées de polypropylène, qui peuvent contenir des fibres de polyesters, polyamides ou polymères vinyliques ou acryliques, et on chauffe le conducteur revêtu afin d'obtenir un revêtement continu. 



   On peut appliquer le revêtement isolant de polypropylène par dessus ou par dessous des revêtements d'autres matières rési- neuses synthétiques, et il peut contenir des polymères différents du polypropylène, ainsi que des additifs courants tels que charges, pigments ou substances ignifuges. 



   A cause de sa grande rigidité diélectrique et de son faible facteur de perte, combiné à une résistivité très élevée, le polypro- pylène peut servir avec succès sous forme d'un film comme matière 'diélectrique dans les condensateurs, ou sous forme de feuilles et de pièces moulées il peut servir à fabriquer des objets tels que des supports de lampes, des tubes à rayons cathodiques, des panneaux isolants ou des interrupteurs. 



   Les exemples suivants sont donnés pour illustrer l'invention et ne sont pas limitatifs. 

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  EXEMPLE   1.   



   On dissout, dans une fraction de pétrole bouillant à 180-200 C, un polypropylène cristallin qui a une viscosité intrinsèque de 2,5 (déterminée dans le tétrahydronaphtalène à 135 C) et une-teneur en polymère amorphe de 17   %, afin   d'obtenir une solution contenant 10 % en poids de polymère ; on ajoute, comme stabilisant, 3 % de   di(butylmercaptide)     d'étain-dibutyle   par rapport au poids du poly- mère.

   On chauffe le tout à   160 C   pour obtenir une dissolution complète, et on fait passer à travers la solution un fil de cuivre de 0,6   mm   de diamètre, que l'on sort verticalement à travers un polissoir et que l'on fait passer à travers un four maintenu à   17000,   à une vitesse telle que la durée du traitement thermique soit d'environ deux minutes. 



   On répète ce traitement à 5 reprises et on obtient un revête- ment isolant de   30   microns d'épaisseur, qui a une flexibilité, une adhérence et une résistance à l'abrasion très satisfaisantes. 



   On tord ensemble deux morceaux du fil, et on mesure les pro- priétés électriques suivantes . 



  Résistivité à 20 C = 8 x 1016 ohms-cm ; à 150 C: 7 x 1012   ohms-cm ;   Facteur de perte à 20 C et avec une fréquence de 800   kc/s:   8 x 10-4: Constance diélectrique à 800 kc/s   = 2 ;   Absorption d'eau à 20 C: 0 ; à   10000     0,01% .   



    EXEMPLE   2. 



   On transforme en une mince feuille un polypropylène cristal- lin d'une viscosité intrinsèque de 4,8 contenant 8% de polymère amorphe, par calandrage à 17 C pendant 2 minutes; on ajoute 3 % de phosphite de triphényle comme stabilisant, et on continue le calandrage pendant 1 minute. On coupe la feuille   ainsi   obtenue en copeaux (viscosité intrinsèque 2,2), et on les fait fondre et' 

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 on les extrude à 230 C à travers une matrice, en même temps qu'un fil de cuivre de 0,4 mm de diamètre, à raiosn de 4 à 5 mm/mm. 



   La flexibilité, l'adhérence, la résistance a l'abrasion, l'homogénéité et la transparence du revêtement isolant ainsi obtenu sont très satisfaisantes . 



   Les propriétés électriques sont les suivantes: Résistivité à 20 C = 6 x 1018 ohms - cm ;   Facteur de perte à 20 C et 800 kc/s : x 10-4;   Constante diélectrique à 800 kc/s : 1,8. 



  EXEMPLE 3. 



   On prend un polypropylène cristallin qui a une viscosité intrinsèque de 4,6 et contient 13 % en poids de polymère amorphe, et on le chauffe avec 1 % de phosphite de triphényle, à   250 C,   sous atmosphère d'azote, pendant 40 minutes. Les copeaux obtenus avec le polypropylène ainsi traité présentent une viscosité intrin- sèque de   1,3   et fondent rapidement à 240  C sous atmosphère d'a- zote ; on extrude la masse fondue à travers une filière présentant des trous de 200 microns de diamètre, à raison de 10 à 20 m/mm, avec une pompe à engrenages. 



   On réunit les filaments en un seul fil dans lequel ils sont parallèles entre eux, au moyen d'un dispositif d'entraînement, à raison de 400   m/mn,   et on obtient un taux d'étirage de 40 : 1 . 



  Le fil obtenu a une ténacité de 0,76 g/denier, un allongement de 460%, un module de Young de 5 kg/mm2. un titre de 300 deniers, et on l'applique à un conducteur de cuivre, en couches enroulées dans des sens opposés. 



   En chauffant le conducteur sous atmosphère d'azote jusqu'à ce que les couches soient fusionnées, on obtient un revêtement continu. 



   Les propriétés électriques du fil isolé sont : Résistivité à 20  C = 7 x 1017 ohms-cm ; à 150 C =9 x 1013 chms-cm; 

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Facteur de perte à une fréquence de 800 kc/s =   4,5   x 10-4 
Constante diélectrique à une fréquence de 800 ke/s = 2,3. 



   EXEMPLE 4. 



   On calandre à   17500,   pendant 2 minutes, un polypropylène cristallin d'une viscosité intrinsèque de 5,1, contenant   14 %   de polymère   amo rphe ;   on ajoute alors 3 % de phosphite de triphényle (stabilisant) et on calandre à nouveau le polymère pendant 1 minute. 



   . On étire la feuille obtenue dans l'air chauffé à 1300 C, dans les directions longitudinale et transversale, avec un taux d'éti- rage de 8 : 1, puis on la stabilise thermiquement à 1400 C pendant 
3 secondes, afin d'obtenir un film mince, transparent et homogène, de 5 microns d'épaisseur, qui a les propriétés électriques suivantes: 
Résistivité à 2000 = 6 x   1017   chms-cm; 
Constante diélectrique (à une fréquence de 800 kc/s) = 2,3; 
Facteur de perte à une fréquence de 800 kc/s = 3 x 10-4;   ' Rigidité   diélectrique = 30   kV/mm.   



   On utilise'ces films comme diélectrique dans une série de con- densateurs y compris   des,-condensateurs   à haute tension. 



    EXEMPLE 5.    



   On prend un polypropylène cristallin d'une viscosité intrinsè- que de 3,1 contenant 15   %   de polymère amorphe, on le stabilise avec 
3 % de di-butylmercaptide   d'étain-dibutyle,   et on le comprime à 
1800 C sous une pression de' 150 kg/cm2. 



   On obtient un bloc homogène qui est uniforme et translucide et que l'on peut usiner très facilement pour faire des pièces isolantes pour fiches, supports de lampes et autres accessoires électriques.

Claims

R E S U M E.

L'invention vise: 1 - Des accessoires électriques du type qui comprend une ou plusieurs -pièces conductrices de l'électricité et une ou plusieurs matières isolantes, caractérisés par le fait que la matière, <Desc/Clms Page number 8> 'isolante, ou l'une des matières isolantes, est formée de poly- propylène cristallin de poids moléculaire élevé, seul ou mélangé à du polypropylène amorphe linéaire de poids moléculaire élevé, ,jusqu'à, concurrence de 40 % en poids.

2 - Des fils métalliques isolés par une couche formée de polypropylène cristallin à poids moléculaire élevé, seul ou mélangé à un polypropylène amorphe linéaire à poids moléculaire élevé, jusqu'à concurrence de 40% en poids.

3 - Des fils métalliques isolés du type dans lequel l'iso- lant comprend plusieurs matières isolantes différentes disposées en couches, caractérisés par le fait que l'une des couches est for- mée de polypropylène cristallin à poids moléculaire élevé, seul ou mélangé à un polypropylène amorphe linéaire à poids moléculaire élevé, jusqu'à concurrence de 40 % en poids.

4 - Des condensateurs dans lesquels le diélectrique est formé de polypropylène cristallin de poids moléculaire élevé, seul ou mélangé à un polypropylène amorphe linéaire à poids moléculaire élevé, jusqu'à concurrence de 40% en poids.

5 - Des accessoires électriques du type qui comprend plu- sieurs broches ou douilles et une monture=-en matière isolante pour celles-ci, caractérisés par le fait que la matière isolante est formée de polypropylène cristallin à poids moléculaire élevé, seul ou mélangé à un polypropylène amorphe linéaire à poids molé- culaire élevé, jusqu'à concurrence de 40 % en poids.