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Publication number: BE586212A
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Description


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  L!OII# MISCIIPLIF déposé à l'appui d'une   demande   de BREVER D'INVENTION formée par 
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 Dr KURT HERBEl1TS &:. CO vo? OTTO LOUIS 1:#mE¯{TS Wuppertal-Baremne Allemagne République Fédérale pour "CONDUCTEURS ELECTRIQUES RECCUVERTS DE COUCHES ISOLANTES DE RESTINE DE   POLYESTER,   ET PROCEDE POUR LES FABRIQUER". 



  Inventeurs: 
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 - Dr Rowland SCHABER i'ïupp e rtal-lb e rf el d - Elemer HOCZAR 5'luppeital-Baiiùen - Dr   Wilhelm   RATING Wuppertal-Barmen Convention: Demande de brevet déposée en Allemagne République Fédérale en date du   19.1.59   sous le n  H 35 394   VIIId/2I   e 
La présente invention a trait à des conducteurs électriques, isolés à l'aide de résines à base de polyesters, 

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 préparées à partir de l'acide téréphtalique ou de mélanges de cet acide avec d'autres acide carbonés polyvalents, ou des composés contenant des groupes hydroxyles bivalents, et d'autres de valences plus élevées, la proportion des com posés contenant des groupes hydroxyles bivalent par rapport à ceux contenant des groupes hy- droxyles de valences plus élevées, allant de 1 : 0.3 à 1 :

   3, et 1, 2 ou 3 groupes hydro- xyles disparaissant dans un mélange réactionne) avec un groupe carboxyle. L'invention concerne également le procédé de fabrication de ces conducteurs. 



   On connait déjà des conducteurs élec- triques isolés au moyen de résines de polyes- ters de la composition mentionnée ci-dessus. 



  On a décrit, par exemple, des conducteurs électriques, dont l'isolement est constitué par des résines de polyesters qui sont des produits de la réaction des matières de épar suivantes : 1) une quantité d'environ 25 à 86 ( de préférence 26 à 50) pour cent d'équi-   valent de :

   a)acide téréphtalique ou b)   acide isophtalique ou c) un mélange de ces deux acides ou d) d'un dérivé de ces acides avec un radical, dans le ou les groupes carbo- xyles, pouvant être facilement remplacé par le groupe alcoxyle d'un alcool, 3) une   quanti-   té d'environ 15 à 46 ( de préférence 25 à 40) pour cent d'équivalent d'éthylèneglycol et 3) 

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 une quantité d'environ 13 à 44 ( de préféren- ce 20 à 32) pour cent d'équivalent   d'un   alcool 
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 /au polyvalent aliphatique saturé, avec/moins trois groupes hydroxyles. 



   On sait en outre qu'on fabrique des laques à partir de polyesters de la composi- tion indiquée ci-dessus, de manière que ceux- ci soient soumis, avant la fin de l'extraction à l'action d'hydrocarbures aromatiques, et que leurs solutions, dans des solvants à plus de 50% de phénols, contenant par   exemple   du crésol   ou   du xylénol, contiennent comme dur cisseurs 1 à 15% en poids de copbinaisons   organo-mëtalliques,   d'éléments des groupes III et IV du système périodique, de   préférencee   du titanate de butyle. 



  Les laques connues précédemment possèdent une résistance au vieillissement remarquable, mais cependant, dans de nombreux cas, la dure- té des couches isolantes n'est pas spécialemet bonne. Le but de l'invention est donc de -Cabri- quer des isolants en résines de polyesters, du type mentionné ci-dessus, pouvant constituer des couches isolantes dures et particulièrement   résistanes   à la carbonisation. 



   On a trouvé   qu' on   peut obtenir des conducteurs électriques, revêtue de couches isolantes dures et résistantes à la   carooni-   sation quand, en vue du vernissage de ceux-ci on emploie des solutions de polyesters, 

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 ""p7rc-i:péT . ëi"::éfess mais en remplaçant cependant une partie de l'a l'alcool bivalent par un diphénol. 



   Les acides carbonés consistent en. principe, suivant le procédé de l'invention en acide téréphtalique dont une partie peut être remplacée par l'acide phtalique ou iso- phtalique, ou des acides aliphatiques. 



   On peut employer, comme alcools bivalents, à côté des diphénols, des glycols 
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 comme 1'éthylèneglycol ou le propylèneelycol. 



  Comme alcools trivalents, on peut envisager l'emploi de la glycérine, de la pentaérythrite ou d'autres alcools de valence plus élevée.' Le 4, 4' - dioxydiphényle, ou ses produits de substitution, peuvent, par exemple, être employés comme diphénols. Il est avantageux que les deux noyaux benzol du diphénol soient séparés par au moins un atome de carbone ali phatique, comme c'est le cas pour le 4,   4' -   dioxydiphénylolpropane ou le   4,4' -   dioxy-   diphényléther.   La séparation peut également   @   être assurée par un hétéroatome par exemple un atome d'oxygène ou de soufre, comme dans le cas du 4,4' -   dioxydiphénylsulfone   ou du 4,4' -   dioxydiphényléther.   



   Les quantités des constituants de départ sont choisies de façon telle, que la proportion des composés (diphénols et diols) contenant des groupes OH bifonctionnels, 

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 par rapport au triols ou. tétraols, se situe entre 1:   0,3   environ et   1:3,   et, pour ce qui concerne les autres constituants, que pour un groupe carboxyle, environ 1, 2 ou 3 groupes hydroxyles disparaissent. 



   L'estérification doit s'effectuer à température élevée et, de préférence, être complétée à des températures dépassant   250 C.   On peut également procéder de façon que les diphénols s'estérifient d'abord avec les quantités d'acide térpéhatique ou, pour autant qu' on emploie des esters inférieurs et cet acide comme constituant de départ, se transestérifient, la transesté- rification commencant à des températures de 190 210 C et s'achevant au-dessus de 250 , la quantité restante des diols et triols   augmentant   et l'estérification des groupes OH - aliphatiques commençant à des tomératu res peu élevées, de préférence 120- 2300 
Lorsqu'on emploie en   même temps   des anhydrides d'acides, comme l'anhydride de l'acide phtalique,

   de l'acide   maléique   ou de l'acide succinique, on fait réagir ceux- ci avantageusement avec le diphénol, et l'esteracide obtenu est mis à réagir avec les autres acides, ou esters d'acides et po- lyalcools. Les alcools inférieurs, ou l'eau, formés pendant la réaction sont opportu- nément éliminés, de manière continue, au 

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 cours de celle-ci. On peut mettre en oeuvre le procédé en présence des catalyseurs habituels, par exemple, des alcalis, des alcoolates des métaux alca lins ou alcalinos-terreux et de l'aluminium, des esters des acides titaniques et boriques ou des sels organiques de métaux tels que le Bine, l'an- timoine, le curium ou le sirconium Les catalyseurs acides sont moins indiqués.

   Les poly- esters ainsi obtenus possèdent une bonne solubili- té dans,l'alcool diacétoinque l'acétate de méthyl- glycol, le xilénol, le crésol, le phénol et les solvants analogues. La viscosité finale de la résine dans une solution à 50%   de   diacétone al- cool doit se situer entre 5 et 25 poises. 



   La résine synthétique ainsi obtenue est dissoute avec 20 à 50% d'un corps solide, dans un mélange de xylénol, ou de crésol, avec du solvant naphta ou du xylol. Une teneur en matière solide située entre 30 et 40% est particulièrement recom- mandable. A la solution sont ajoutés des cataly- seurs de durcissement, qui provoquent, lors du vernissage, une réticulation plus rapide de la rési- ne. On peut employer comme catalyseurs de durcis- sement les sels métalliques connus d'acides   organi-   ques, de préférence ,les sels de Zn,Ce,Zr,Mn,Pb, et Co, ainsi que les combinaisons organiques du titane, de l'aluminium et du silicium. 



   Les solutions sont mises en oeuvre dans les machines à émailler les fils habituelles. 



  Ponr un fil de cuivre de 0,8 mm on obtient la 

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 réticulation complète à une température du four de 400 C., avec unndébit de 4-8 m/min. 



   Les conducteurs électriques vernis à l'aide des laques obtenues font preuve d'une résis- tance particulièrement bonne à l'étuvage, à côté de bonne propriétés électriques mécaniques et thermiques. 



     Exemple   1. 



   4 moles de téréphtalate diméthylique 
2 " de 4,4' dioxydiphénilolpropane 
1   " d'éthylèneglycol   
2 " de glycérine 
1 gr. de résinate de zinc. sont mis à chauffer à 180 C. dans un ballon de 2 litres à trois cols, avec agitation et dans un cou- rant de gaz inerte, la réaction se déclenchant avec une vive ébullition. Le méthanol formé est élimi- né par distillation dans une colonne. La tempéra- ture s'élève lentement à 250 C et   le   mélange est maintenu pendant 5-6 heures à cette température. 



  La réaction se termine avantageusement dans le vi-   de .    



   Exemple   2.   



   Dans le même appareil que pour l'exemple 1, 
4 moles de téréphtalate diméthylique 
1 mole de 4,4' -   dioxydiphénylolpropane   sont chauffées à 200-260 C, avec 1 g d'oxyde d'an- timoine et 1 g de résinate de   zinc,   jusqu'à ce que 90% de la quantité théorique du méthanol soient 

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 éliminés par distillatin On ajoute ensuite 2 moles de Glycol et 2 moles de glycérine et 1'estérction est poursuivie à 18-230 C jusqu'à atteindre le degré désiré pour celle-ci. 



   Exemple 3. 



   1 mole de 4,4' - dioxydiphénylolpropane 
2'  "  d'anhydride   maléique   
1 g de   résinte   de zinc. sont mis à chauffer à   180-240 C.   dans l'appareil de l'exemple 1, pendant environ trois heures. puis on ajoute : 
2 moles de téréphtalate   diméthylique   
2 moles de propylèneglycol 
2 moles de glycérine et l'estérification s'achève à   200-250 C.   



   Une laque fabriquée avec une résine pré- parée suivant l'exemple 1, a donné sur un fil de 0,8 mm   à   une température de four de 400 C et une vitesse de débit de 5,5 m/Min et huit passages, les résultats suivants : 
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<tb> couche <SEP> de <SEP> laque <SEP> 56my
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> résistance <SEP> àe <SEP> l'enroulement <SEP> après <SEP> 10% <SEP> de <SEP> pré-
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> allongement
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> dureté <SEP> au <SEP> départ <SEP> 4H(K/cm2)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> dureté <SEP> après <SEP> 30 <SEP> minutes <SEP> dans
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> l'alcool <SEP> à <SEP> 50 C.

   <SEP> 4 <SEP> H
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> dureté <SEP> après <SEP> 30 <SEP> minutes <SEP> dans
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> le <SEP> bnzol <SEP> à <SEP> 50 C <SEP> 4 <SEP> H
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<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> tension <SEP> disruptive <SEP> 4440 <SEP> volts.
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> résistance <SEP> d'isolement <SEP> après
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 24 <SEP> Usures <SEP> à <SEP> 80% <SEP> d'humidité
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> relative <SEP> 108000 <SEP> Mégohms-Mk
<tb> 
 

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 résistance d'isolement après 1 heure à 140 C.

   772 facteurs de pertes   diélectriques   24 heures à 80OHz et 80% d'humi- dité relative 5,45 x 10-=3 durée de la résistance à la surcharge avec 330 Watts/mm2de section du Cu d'une bobine à 4 posi- tions sur noyau de porcelaine 33 minutes (résistance à la carbonisation) vieillissement accéléré 72 heures à 200 C 
20% extensible. 



   Une résine préparée suivant l'exemple 2 donne, dans les mêmes conditions, les valeurs suivantes : résistance à l'enroulement après   15%   de pré-al- longement dureté au départ 2-3 H dureté après 30 minutes dans l'alcool à 50 C. 2H dureté après 30, minutes d dans le benzol à 50%C 2H tension disruptive 3050 volts. facteur de pertes diélectriques 24 heures à 800 Hz et   80%   d'humidité relative 4,64 x 10-3 durée de la résistance à la surcharge avec 330   Watts/mm2de   section du cuivre d'une bobine à 4 positions sur noyau en porcelaine ( résistance à la carbonisation) 22 minutes 

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 vieillissement accéléré 168 heures à 200 C encore 20% extensible. 



  REVENDICATIONS 
1 - Conducteur électrique revêtu d'une couche isolante de résine à base de polyesters, préparées à partir d'acide téréphtalique ou de mé- langes de cet acide avec d'autres acides   caronés,   ou des composés contenant des groupes hydroxyles bivalents, ou de valence supérieure, la proportion des composés contenant des groupes hydroxyles bi- valents, par rapport à ceux contenant des groupes hydroxyles de valence plus élevée, allant de 1 : 0,3 à 1:3, et 1,2 ou3groupes hydroxyles disparais- sant lors d'un mélange réactionnel avec un groupe carboxyle, caractérisé en ce que les polyesters employés pour l'isolement à la résine sont pré- parés en partant de composés contenant des groupes hydroxyles bivalents, consistant, au moins par- tiellement, en   diphénols.

Claims

2 - Conducteur électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on emploie des diphénols, dans lesquels les deux noyaux ben- zol sont séparés par au moins un atome de carbone aliphatique ou un hétéroatome.

3 - Conducteur électrique, suivant les revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu'on emploie comme diphénol le 4,4'-dioxydiphénilol- propane.

4 Procédé de fabrication de conduc- teurs électriques suivant les revendications 1 à <Desc/Clms Page number 11> 3, caractérisé en ce que ceux-ci sont passés à travers un bain d'imprégnation . dans lequel est dissoute la résine de polysesther suivant les revendications 1 à 3, et en ce que les conduc- teurs électriques ainsi recouverts sont exposés dans un four à une température de 400 C environ.

5 - Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'on répète plusieurs fois le recouvrement dans le bain d'imprégnation et le chauffage à la température d'un four.