Composition pour assurer la liaison de parties de dispositifs électriques ou pour l'imprégnation de tels dispositifs. Cette invention concerne une composition pour assurer la liaison de parties de disposi tifs électriques tels que condensateurs, bobi nages, transformateurs et autres ou pour l'im prégnation de tels dispositifs.
Elle a pour but de fournir une composi tion qui soit adhérente à la fois aux surfaces métalliques et à celles des corps non métalli ques, par exemple en matières plastiques, em ployés dans la construction des appareils élec triques.
Pour les imprégnations et jointements d'organes électriques, il est préférable d'em ployer une composition possédant une grande fluidité aux températures élevées, telles que la température d'application, afin que la matière coule bien dans tous les pores et interstices et les remplisse convenablement; mais il faut aussi que cette composition se coagule et re prenne un état non liquide lorsqu'elle revient à la température ordinaire, afin qu'elle ne coule pas et ne soit pas chassée des organes lorsqu'ils sont en mouvement.
Il est, égale ment nécessaire que, lorsque la matière n'est plus fluide, elle conserve néanmoins ses qua lités adhésives, et ne se transforme pas en un solide trop sec; il vaut mieux qu'elle reste souple et plastique, et elle ne doit pas se ré tracter au refroidissement.
La présente invention permet de satisfaire à l'ensemble des desiderata ci-dessus. La composition selon l'invention est carae- térisée en ce qu'elle contient un mélange d'al cène polymérisé, d'une cire constituée par au moins une amide renfermant une longue chaîne aliphatique, et de résine colophane hy drogénée.
Comme alcène polymérisé, on emploie de préférence du polybutène ou un mélange de deux polybutènes à poids moléculaire diffé rent.
La composition peut être utilisée notam ment pour maintenir en position des parties de dispositifs électriques, et on en remplira alors les intervalles séparant lesdites parties, ou bien pour lier entre eux différents élé ments. Dans cette dernière application la com position peut servir en même temps de flux soudant, lors de l'union de deux surfaces mé talliques.
Les proportions suivantes donnent une composition convenable:
EMI0001.0009
Polybutène <SEP> 50-941/o
<tb> Colophane <SEP> hydrogénée <SEP> 5-30%
<tb> Cire <SEP> 1-10 <SEP> 0/0 Les pourcentages sont indiqués en poids. La fonction de la cire amide dans ce mé lange est la suivante: à température élevée, la cire amide se dissout dans le restant de la composition, tandis qu'à une température basse ou modérée, elle se précipite en parti cules colloïdales produisant la coagulation de la masse. Avec une proportion convenable de cire, la composition résiste à la liquéfaction jus qu'à 100 C, et ne s'échappera donc pas des appareils dans lesquels elle est utilisée, lors que ceux-ci subiront un certain échauffement pendant leur travail.
Si l'on soumet le mélange à une certaine chaleur, la structure colloïdale de la cire est rompue, et celle-ci se dissout partiellement dans l'oléfine polymérisée et la colophane hy drogénée, toute la composition reprenant alors l'état fluide.
Les proportions de cire et de colophane hydrogénée peuvent être modifiées selon les propriétés que devra posséder le mélange final; il est préférable, en général, d'utiliser la cire dans une proportion variant entre 1 et 10 %, en poids, et la proportion la plus fa- vorable est de 3 à 5 0/0, toujours en poids.
On peut utiliser toute cire dont les molé cules contiennent au moins une chaîne longue d'hydrocarbures aliphatiques - de préférence une chaîne droite saturée comprenant entre 12 et 20 atomes de carbone - et possédant au moins un groupe amide.
Deux types de ce genre, parmi les plus communs, conviennent particulièrement aux buts de la présente invention.
Le premier est un produit de condensa tion d'un acide gras avec une amine aliphati que, pouvant être ime monoalcoylmonoamine ou une polyalcoylmonoamine, ou une alcoyl- polyamine. Le second est le produit de con densation de deux molécules d'une amide d'acide gras à chaîne longue avec une molé cule de formaldéhvde.
Pour préparer le premier type de cire, on peut condenser un acide inférieur de la série grasse, tel que l'acide acétique, l'acide propio- nique ou l'acide butyrique, avec une alcoyl- amine contenant entre 12 et 20 atomes de car bone, comme par exemple la cétylamine. On peut, aussi partir d'un acide gras supérieur contenant une chaîne alcoyle ayant de 12 à 20 atomes de carbone, comme l'acide stéari que, et le condenser avec une alcoylpolyamine, telle que l'éthylène-diamine, la diéthylène- triamine,
ou la triéthyléne-tétramine. Pour préparer des cires amides du second type, on peut. condenser deux molécules d'une amide d'acide gras supérieur possédant un radical alcoyle contenant de 12 à 20 atomes de carbone, par exemple l'acide stéarique, avec une molécule de formaldéhy de.
La fonction essentielle de la résine colo phane hydrogénée dans la composition est d'empêcher une coagulation prématurée de la cire amide, en permettant, ainsi à la composi tion de rester encore fluide pendant le temps nécessaire à sa parfaite pénétration dans les pores et interstices de l'organe électrique sou mis au traitement.
La colophane hydrogénée peut être em ployée dans une proportion variant. de 5 ou 10 à 30 %, en poids; plus la proportion de ce corps est élevée, meilleure est. l'aptitude de la composition à tenir lieu de fondant lors d'une soudure.
Une manière satisfaisante d'assurer à la composition une consistance convenable, tant au moment de l'application au traitement des appareils qu'à la température ordinaire, con siste à utiliser plusieurs polybutènes ayant différents poids moléculaires moyens, l'un étant normalement fluide, tandis que l'autre est du genre plastique à la température ordi naire. Un polybutène convenable, du genre fluide, est celui qui, vendu couramment dans le commerce, a un poids moléculaire d'envi ron 5000, un point de congélation situé entre -20 et -30 C et une viscosité d'environ 5 poises à 150 C.
Du genre plastique, il se trouve dans le commerce un polybutène ayant un poids moléculaire moyen d'environ 12 000 et un point de congélation situé entre -40 et -50 C, convenant bien dans le cas présent.
En général, le polybutène de poids molé culaire avoisinant 5000 peut être employé dans les proportions en poids de 50 à 85 ou 90 %. Sa- consistance est celle d'une mélasse épaisse, à la température ordinaire, ce qui contribue à conserver à la composition coagu lée de la plasticité et de la mobilité.
Le polybutène dont. le poids moléculaire est d'environ 12 000 possède, à la température ordinaire, la consistance du chewing-gum, d'où une plus grande rigidité de la eomposi- tion lorsqu'elle est coagulée, ainsi que de bonnes propriétés adhésives. Si l'on désire un fort degré de plasticité. on peut éliminer com plètement le polybutène de poids moléculaire élevé; par contre, pour augmenter la tendance vers l'état solide, ce genre de polybutène pourra être emplo.-é dans des proportions allant jusqu'à 50 %.
La proportion satisfai sante, pour une composition ayant de bonnes propriétés adhésives, est de 1 5 à. 30 % en poids.
La composition s'oxydant lorsqu'elle est fortement chauffée, on petit ajouter un anti- oxydant, dans une proportion d'environ 0,5 à 1 % en poids; tout antioxydant éprouvé con- vient, tel, par exemple, la triméthyldihydro- quinoléine polymérisée.
Comme il a été dit, l'usage que l'on assigne à la composition détermine les proportions des divers ingrédients. Si l'on désire s'en servir comme adhésif, par exemple pour coller une gaine métallique sur un câble, on mettra une proportion assez forte d'oléfine polymérisée de fort poids moléculaire; au contraire, on n'utilisera que l'oléfine de faible poids molé culaire si la composition doit être plus vis queuse et doit servir à l'imprégnation ou au remplissage de cavités, par exemple pour rem plir l'espace entre la gaine métallique d'un câ ble et le recouvrement final en matière plas tique.
Si la composition doit être employée à la fois au colmatage et comme fondant pour la soudure, elle devra avoir une forte teneur en colophane hydrogénée. Avec une telle compo sition, une bande de métal peut être façonnée pour former gaine sur un câble recouvert de la composition et l'on pourra la souder sans le secours d'aucun autre fondant.
Les ingrédients utilisés dans la composi tion décrite peuvent être mélangés de toute manière convenable. Il est toutefois préférable d'incorporer la cire, puis la résine hydrogénée et autres ingrédients, à l'oléfine polymérisée de faible poids moléculaire.
Voici des exemples typiques de composi tions conformes à la présente invention <I>Exemple 1:</I> Composition à propriétés plus particulièrement adhésives.
EMI0003.0030
Pourcentage
<tb> en <SEP> poids
<tb> Polybutène
<tb> (poids <SEP> mol. <SEP> moyen: <SEP> 5000) <SEP> 70
<tb> Polyisobutylène
<tb> (poids <SEP> mol. <SEP> moyen: <SEP> env. <SEP> 1Z <SEP> 000) <SEP> 15
<tb> Résine <SEP> colophane <SEP> hydrogénée <SEP> 10
<tb> Condensai <SEP> d'acide <SEP> gras <SEP> à <SEP> chaîne
<tb> longue <SEP> avec <SEP> alcoylpolyamine <SEP> 4
<tb> Antioxydant <SEP> 1 <I>Exemple 9:</I> Composition pouvant être employée pour l'imprégnation.
EMI0003.0031
Pourcentage
<tb> en <SEP> poids
<tb> Polybutène
<tb> (poids <SEP> mol. <SEP> moyen: <SEP> env. <SEP> 5000) <SEP> 85
<tb> Résine <SEP> colophane <SEP> hydrogénée <SEP> 10,5
<tb> Produit <SEP> de <SEP> condensation <SEP> de <SEP> stéar amide <SEP> et <SEP> de <SEP> formaldéhyde <SEP> 4
<tb> Antioxydant. <SEP> 0,5 <I>Exemple 3:</I> Composition pouvant servir à la fois pour l'imprégnation et comme fondant pour la soudure-
EMI0003.0032
Pourcentage
<tb> en <SEP> poids
<tb> Polybutène
<tb> (poids <SEP> mol. <SEP> moyen: <SEP> env. <SEP> 5000) <SEP> 65,5
<tb> Résine <SEP> colophane <SEP> hydrogénée <SEP> 30
<tb> Condensai <SEP> d'acide <SEP> gras <SEP> à <SEP> chaîne
<tb> longue <SEP> avec <SEP> une <SEP> alcoypolyamine <SEP> 4
<tb> Antioxydant <SEP> 0,5
Composition for bonding parts of electrical devices or for impregnating such devices. This invention relates to a composition for bonding parts of electrical devices such as capacitors, coils, transformers and the like or for impregnating such devices.
Its aim is to provide a composition which adheres both to metallic surfaces and to those of non-metallic bodies, for example of plastics, used in the construction of electrical apparatus.
For impregnations and joints of electrical members, it is preferable to employ a composition having a high fluidity at high temperatures, such as the application temperature, so that the material flows well in all the pores and interstices and fills them. properly; but it is also necessary that this composition coagulates and takes again a non-liquid state when it returns to the ordinary temperature, so that it does not flow and is not expelled from the organs when they are in motion.
It is also necessary that, when the material is no longer fluid, it nevertheless retains its adhesive qualities, and does not turn into a solid that is too dry; it is better to remain flexible and plastic, and it should not shrink on cooling.
The present invention makes it possible to satisfy all of the above desiderata. The composition according to the invention is characterized in that it contains a mixture of polymerized alkene, of a wax consisting of at least one amide containing a long aliphatic chain, and of hy drogenated rosin resin.
As the polymerized alkene, polybutene or a mixture of two polybutenes of different molecular weight is preferably used.
The composition can be used in particular to hold parts of electrical devices in position, and the intervals separating said parts will then be filled with them, or else to link various elements together. In the latter application, the composition can serve at the same time as a welding flux, when two metal surfaces are joined.
The following proportions give a suitable composition:
EMI0001.0009
Polybutene <SEP> 50-941 / o
<tb> Rosin <SEP> hydrogenated <SEP> 5-30%
<tb> Wax <SEP> 1-10 <SEP> 0/0 The percentages are indicated by weight. The function of the amide wax in this mixture is as follows: at high temperature, the amide wax dissolves in the remainder of the composition, while at low or moderate temperature it precipitates in colloidal particles producing coagulation of the mass. With a suitable proportion of wax, the composition is resistant to liquefaction up to 100 ° C., and therefore will not escape from the devices in which it is used, when the latter undergo a certain heating during their work.
If the mixture is subjected to a certain heat, the colloidal structure of the wax is broken, and the latter partially dissolves in the polymerized olefin and the hydrogenated rosin, the whole composition then resuming the fluid state.
The proportions of wax and of hydrogenated rosin can be modified according to the properties that the final mixture must have; it is in general preferable to use the wax in an amount varying between 1 and 10%, by weight, and the most favorable proportion is 3 to 5%, always by weight.
Any wax whose molecules contain at least one long chain of aliphatic hydrocarbons - preferably a saturated straight chain comprising between 12 and 20 carbon atoms - and having at least one amide group can be used.
Two such types, among the most common, are particularly suitable for the purposes of the present invention.
The first is a condensation product of a fatty acid with an aliphatic amine, which may be a monoalkylmonoamine or a polyalkylmonoamine, or an alkylpolyamine. The second is the condensation product of two molecules of a long chain fatty acid amide with one molecule of formaldehyde.
To prepare the first type of wax, one can condense a lower acid of the fatty series, such as acetic acid, propionic acid or butyric acid, with an alkylamine containing between 12 and 20 carbon atoms. carbon, such as, for example, cetylamine. It is also possible to start from a higher fatty acid containing an alkyl chain having from 12 to 20 carbon atoms, such as stearic acid, and condense it with an alkylpolyamine, such as ethylenediamine, diethylene-triamine. ,
or triethylene tetramine. To prepare amide waxes of the second type, it is possible. condense two molecules of a higher fatty acid amide having an alkyl radical containing 12 to 20 carbon atoms, for example stearic acid, with one molecule of formaldehyde.
The essential function of the hydrogenated colophony resin in the composition is to prevent premature coagulation of the amide wax, thus allowing the composition to remain fluid for the time necessary for its perfect penetration into the pores and interstices of the composition. the electrical organ subjected to treatment.
The hydrogenated rosin can be used in a varying proportion. from 5 or 10 to 30%, by weight; the higher the proportion of this body, the better. the ability of the composition to act as a flux during soldering.
A satisfactory manner of ensuring the composition of a suitable consistency, both at the time of application to the treatment of the apparatuses and at room temperature, consists in using several polybutenes having different average molecular weights, one being normally fluid, while the other is of the plastic type at ordinary temperature. A suitable polybutene of the fluid type is one which, commonly sold commercially, has a molecular weight of about 5000, a freezing point of between -20 and -30 ° C and a viscosity of about 5 poises at 150. vs.
Of the plastic type, there is commercially available a polybutene having an average molecular weight of about 12,000 and a freezing point of between -40 and -50 C, which is suitable in the present case.
In general, polybutene of molecular weight around 5000 can be used in proportions by weight of 50 to 85 or 90%. Its consistency is that of a thick molasses, at room temperature, which helps to preserve the coagulated composition of plasticity and mobility.
Polybutene including. the molecular weight is about 12,000 has, at room temperature, the consistency of chewing gum, resulting in greater rigidity of the composition when coagulated, as well as good adhesive properties. If you want a high degree of plasticity. the high molecular weight polybutene can be completely removed; on the other hand, to increase the tendency towards the solid state, this type of polybutene can be employed in proportions of up to 50%.
The satisfactory proportion, for a composition having good adhesive properties, is from 15 to. 30% by weight.
Since the composition oxidizes when strongly heated, an antioxidant can be added in an amount of about 0.5 to 1% by weight; any proven antioxidant is suitable, such as, for example, polymerized trimethyldihydroquinoline.
As has been said, the use which is assigned to the composition determines the proportions of the various ingredients. If one wishes to use it as an adhesive, for example to glue a metal sheath on a cable, one will put a rather high proportion of polymerized olefin of high molecular weight; on the contrary, only the low molecular weight olefin will be used if the composition is to be more viscous and is to be used for impregnation or for filling cavities, for example to fill the space between the metal sheath of 'a cable and the final plastic cover.
If the composition is to be used both for sealing and as a solder flux, it should have a high content of hydrogenated rosin. With such a composition, a metal strip can be shaped to form a sheath on a cable covered with the composition and it can be welded without the aid of any other flux.
The ingredients used in the described composition can be mixed in any suitable manner. However, it is preferable to incorporate the wax, followed by the hydrogenated resin and other ingredients, into the polymerized low molecular weight olefin.
Here are typical examples of compositions in accordance with the present invention: <I> Example 1: </I> Composition with more particularly adhesive properties.
EMI0003.0030
Percentage
<tb> in <SEP> weight
<tb> Polybutene
<tb> (average <SEP> mol. <SEP> weight: <SEP> 5000) <SEP> 70
<tb> Polyisobutylene
<tb> (average <SEP> mol. <SEP> weight: <SEP> approx. <SEP> 1Z <SEP> 000) <SEP> 15
<tb> Resin <SEP> rosin <SEP> hydrogenated <SEP> 10
<tb> Condensed <SEP> fatty acid <SEP> <SEP> to <SEP> string
<tb> long <SEP> with <SEP> alcoylpolyamine <SEP> 4
<tb> Antioxidant <SEP> 1 <I> Example 9: </I> Composition which can be used for impregnation.
EMI0003.0031
Percentage
<tb> in <SEP> weight
<tb> Polybutene
<tb> (average <SEP> mol. <SEP> weight: <SEP> approx. <SEP> 5000) <SEP> 85
<tb> Resin <SEP> rosin <SEP> hydrogenated <SEP> 10.5
<tb> Product <SEP> of <SEP> condensation <SEP> of <SEP> stear amide <SEP> and <SEP> of <SEP> formaldehyde <SEP> 4
<tb> Antioxidant. <SEP> 0.5 <I> Example 3: </I> Composition which can be used both for impregnation and as a flux for soldering-
EMI0003.0032
Percentage
<tb> in <SEP> weight
<tb> Polybutene
<tb> (average <SEP> mol. <SEP> weight: <SEP> approx. <SEP> 5000) <SEP> 65.5
<tb> Resin <SEP> rosin <SEP> hydrogenated <SEP> 30
<tb> Condensed <SEP> fatty acid <SEP> <SEP> to <SEP> string
<tb> long <SEP> with <SEP> a <SEP> alcoypolyamine <SEP> 4
<tb> Antioxidant <SEP> 0.5