EP4114806A1 - Procede de protection thermique - Google Patents

Procede de protection thermique

Info

Publication number
EP4114806A1
EP4114806A1 EP21708029.0A EP21708029A EP4114806A1 EP 4114806 A1 EP4114806 A1 EP 4114806A1 EP 21708029 A EP21708029 A EP 21708029A EP 4114806 A1 EP4114806 A1 EP 4114806A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
less
support
mass
protective
coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21708029.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Audrey Durand
Franceline Villermaux
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Centre de Recherche et dEtudes Europeen SAS
Original Assignee
Saint Gobain Centre de Recherche et dEtudes Europeen SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Centre de Recherche et dEtudes Europeen SAS filed Critical Saint Gobain Centre de Recherche et dEtudes Europeen SAS
Publication of EP4114806A1 publication Critical patent/EP4114806A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/1095—Coating to obtain coated fabrics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/42—Coatings containing inorganic materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/04—Arrangements using dry fillers, e.g. using slag wool
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/14—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems
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    • C03C2217/46—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase
    • C03C2217/48—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase having a specific function

Definitions

  • the invention relates to a method for thermally protecting a part subjected to a temperature between 400 ° C and 900 ° C.
  • the fabric can be deformed to conform to the part to be protected. There is thus a need for a fabric exhibiting good deformability.
  • the present invention aims to at least partially satisfy this need.
  • the invention provides a method of thermal protection of a room according to which there is a protective screen in a service position in which it physically isolates at least part of said room from a heat source, said heat source being configured to bring the temperature of said at least part of said part to a temperature between 400 ° C and 900 ° C, preferably between 400 ° C and 800 ° C, in the absence of said protective screen, the protective screen comprising, preferably consisting of a support of glass strands at least partly coated with a coating comprising protective particles of a crystalline material having a melting point of greater than 1000 ° C and made up for more than 95 % of its mass of one or more oxides, preferably consisting of a dry binder and said protective particles.
  • the protective screen Prior to being placed in the service position, the protective screen can optionally be deformed, preferably according to the shape of the part. Prior to its placing in the service position, the coating of the protective screen can optionally be at least partially unbound, or even completely unbound, in particular when the protective screen has been conformed to the part to be protected before being sold. .
  • such a coating in particular when it comprises a dry binder, improves the deformability of the protective screen.
  • the coating After debinding, the coating provides excellent protection for the yarns.
  • the service life of the protective screen in service when exposed to a temperature between 400 ° C and 900 ° C, preferably between 400 ° C and 800 ° C, is improved.
  • the support is a textile, preferably essentially consisting of glass threads organized in the form of a knit, a braid or a fabric;
  • more than 90% by number of the son of the support have a length greater than 10 mm, said son being an assembly of fibers having an equivalent diameter, measured at mid-length, greater than 2 ⁇ m and less than 50 ⁇ m;
  • the part is chosen from a motor shaft, an engine mounting harness, an insulation element for an engine, in particular a casing, a jack, a pipe, a cable, a conveying roller, in particular for conveying glass sheets, a system for fixing and driving said rollers;
  • the glass strands constituting the support are made of an amorphous material having an S1O2 content greater than or equal to 55%, as a percentage by mass based on the mass of the strands;
  • the glass strands constituting the support are made of a material having, in percentages by mass based on the mass of the strands:
  • MgO greater than 4% and less than 20%, oxides other than S1O2,
  • the dry binder is organic
  • the dry binder comprises a film-forming agent and / or a coupling agent
  • the amount of protective particles, in percentage by mass based on the total mass of the coating, is greater than 29% and less than 99.5% and / or the protective particles have a median size greater than 50 nm and less than 500 nm;
  • Al 2 0 3 + Zr02 + Mg0 + Cr 2 0 3 + Fe20 3 + Si02 is greater than 80%, provided that Si0 2 ⁇ 50%, as a percentage by mass based on the oxides;
  • the coating exhibits a chemical analysis such that the content of Al 2 C> 3 is greater than 95%, in percentage by mass on the basis of the oxides;
  • - covers more than 30%, preferably more than 40%, preferably more than 50%, preferably more than 60%, preferably more than 70%, preferably more than 80%, preferably more than 90%, of preferably more than 95% of the outer surfaces more than 30%, preferably more than 40%, preferably more than 50%, preferably more than 60%, preferably more than 70%, preferably more than 80%, of preferably more than 90%, preferably more than 95%, by number of the son of the support, and / or
  • the protective screen is arranged so as to physically isolate the room from a heat source at more than 400 ° C, more than 500 ° C, more than 600 ° C, more than 700 ° C, over 800 ° C or over 850 ° C;
  • the mass of the coating, based on the mass of the protective screen is greater than 3% and less than 25%.
  • - A textile can be:
  • a "fiber” is a filament whose length is greater than 5 times its equivalent diameter.
  • the "equivalent diameter" of a fiber is the diameter of a disc with the same area as its cross section at mid-length.
  • a “thread” is an assembly of fibers which, in cross section, comprises more than 10 and preferably less than 500,000 fibers, and the length of which is greater than 5 times the diameter.
  • a "long fiber” is a fiber whose length is greater than 1 mm.
  • a "long yarn” is a yarn made up of long fibers.
  • a “continuous fiber” is a fiber whose length is greater than 10 mm.
  • a “continuous yarn” is a yarn the length of which is greater than 10 mm, consisting of continuous fibers or an aligned assembly of short and / or long fibers (or “staple yarn” in English).
  • percentiles 50 denoted D 5 o and 99 (denoted D 99 ), the particle sizes corresponding to the percentages respectively equal to 50% and 99%, by volume, on the cumulative particle size distribution curve of the sizes of particles of a set of particles, said particle sizes being classified in increasing order. According to this definition, 99% by volume of the particles of the set of particles thus have a size less than D 99 and 1% of the particles, by volume, have a size greater than or equal to D 99 .
  • the percentiles can be determined using a particle size distribution carried out using a Camsizer® XT marketed by the company Horiba.
  • the “median size” of a set of particles is called the 50 percentile.
  • the median size therefore divides the particles of said set of particles into first and second populations equal in volume, these first and second populations comprising only particles having a larger size. or equal to or less than the median size, respectively.
  • the particles can be the individual elements of a powder but also, by extension, these elements within the coating.
  • oxide contents are weight percentages based on the oxides.
  • a mass content of an oxide of a metallic element relates to the total content of this element expressed in the form of the most stable oxide, according to the usual convention of the industry.
  • a sum of oxide contents does not imply the presence of all these oxides.
  • AI2O3 + S1O2 is the sum of the contents of AI2O3 and S1O2, but does not exclude the absence of one of these oxides.
  • binder is meant an elimination, at least partial, of the dry binder.
  • the "service position" of the shield is the position in which the shield is placed to physically isolate the room from the heat source.
  • FIG. 1 schematically illustrates a method according to the invention
  • FIG 2 is a photograph taken with a scanning electron microscope, of a wire of the protective screen of Example 2 implemented according to the invention, after drying at 60 ° C for 12 hours . We can clearly see the coating on the surface of the wire, in particular the protective particles.
  • the protective screen 10 shown in Figure 1 can be obtained by the manufacturing process comprising the following steps 1) to 3):
  • step 1) the support and the suspension are prepared.
  • the support 2 can be of the type of those used until the invention for thermal protection.
  • it is in the form of a textile, preferably consisting essentially of organized glass yarns, preferably in the form of a knit, braid or fabric.
  • the support is preferably a fabric, preferably having a basis weight greater than 50 g / m 2 , preferably greater than 100 g / m 2 , preferably greater than 200 g / m 2 .
  • the threads can be "glass threads" of the prior art.
  • - are an assembly of fibers having an equivalent diameter, measured at mid-length, greater than 2 ⁇ m, preferably greater than 4 ⁇ m, preferably greater than 6 ⁇ m and / or preferably less than 50 ⁇ m, preferably less than 30. pm, preferably less than 20 pm.
  • the threads are made of an amorphous material having an S1O2 content of greater than or equal to 55%, in percentages by weight based on the weight of the threads.
  • the S1O2 content of the yarns is greater than 60%, preferably greater than 65%, preferably greater than 70%, preferably greater than 75%, preferably greater than 80%, preferably greater than 85%, preferably greater than 90%, preferably greater than 92%, preferably greater than 94%, preferably greater than 96%, in percentages by mass based on the mass of the yarns.
  • the S1O2 content of the yarns is greater than 99.5%, preferably greater than 99.9%, in percentages by weight based on the mass of the yarns.
  • the Quartzel® yarns marketed by the company Saint-Gobain Quartz are particularly well suited to this embodiment.
  • the yarns exhibit the following chemical analysis, in percentages by weight based on the mass of the yarns:
  • - Si0 2 content preferably greater than 90%, preferably greater than 92%, preferably greater than 94%, preferably greater than 95%, preferably greater than 96%, and preferably less than 99.9% , preferably less than 99.5%, and
  • - Al 2 O 3 content preferably greater than 0.1%, preferably greater than 0.2% and preferably less than 5%, preferably less than 4%, and - content of other oxides: preferably less than 3%, preferably less than 2%, with preferably Na2O less than 0.3%, preferably less than 0.2%, and preferably K 2 0 less than 0, 3%, preferably less than 0.2%, and preferably MgO less than 0.3%, preferably less than 0.2%.
  • the yarns exhibit the following chemical analysis, in percentages by weight based on the mass of the yarns:
  • - S1O2 content preferably greater than 55% and preferably less than 79.9%, preferably less than 75%, preferably less than 70%, preferably less than 66%, and
  • - Al 2 O 3 content preferably greater than 12.5%, preferably greater than 15%, preferably greater than 20%, preferably greater than 24% and preferably less than 32%, preferably less than 30 %, preferably less than 27%, and
  • - MgO content preferably greater than 4%, preferably greater than 7%, preferably greater than 9%, and preferably less than 20%, preferably less than 18%, preferably less than 16%, and
  • - Content of other oxides preferably less than 5%, preferably less than 4%, preferably less than 3%, preferably less than 2%.
  • the “other oxides” are preferably impurities.
  • the suspension 4 can be manufactured by mixing a liquid binder 6 and protective particles 8.
  • the protective particles can be replaced, partially or completely, by precursors, in the form of particles or not, capable of forming, by heat treatment. at a temperature above 200 ° C, preferably above 300 ° C, preferably above 400 ° C, said protective particles.
  • protective particle precursors are not used.
  • the protective screen is advantageously immediately operational.
  • the inventors have in fact discovered that the part is not effectively thermally protected by the precursors and that the part can be damaged before the precursors have been transformed. It is therefore particularly advantageous to incorporate the protective particles into the suspension, before its application.
  • the suspension comprises a solvent, preferably water, in an amount greater than 39%, preferably greater than 40%, preferably greater than 50%, preferably greater than 60%, of preferably greater than 70% and / or preferably less than 92%, preferably less than 90%, preferably less than 85%, in percentage by mass on the mass of the suspension.
  • liquid binder One function of the liquid binder is to facilitate the dispersion of the protective particles in the coating.
  • the liquid binder preferably comprises a solvent, in particular if the organic constituents are in solid form.
  • the solvent is preferably water. It allows the dissolution or the formation of an emulsion of the solid organic components, but also the reduction of the viscosity of the suspension, so that it can be applied to the support.
  • the amount of solvent is preferably greater than 82%, preferably greater than 85%, preferably greater than 90%, preferably greater than 93% and / or preferably less than 99.8%, preferably less than 99, 5%, preferably less than 99%, as a percentage by mass on the mass of the liquid binder.
  • the 100% balance to the solvent consists of the dry binder and the protective particles.
  • the liquid binder comprises a film former and / or a coupling agent and / or another organic constituent.
  • the liquid binder comprises a film former and / or a coupling agent.
  • the film-forming agent is chosen from epoxy resins, polyesters, polyvinyl acetates, polyvinyl alcohol, polyolefins, polyurethanes, starch and their mixtures.
  • the amount of film former is greater than 0.5%, preferably greater than 0.6% and / or preferably less than 10%, preferably less than 9%, preferably less than 8%, preferably less than 7%, preferably less than 6%, preferably less than 5%, preferably less than 4%.
  • the coupling agent is chosen from silanes, organic titanates, organic zirconates and mixtures thereof.
  • the coupling agent is a silane.
  • the amount of coupling agent is greater than 0.2%, preferably greater than 0.3%, preferably greater than 0.4% , and / or preferably less than 4%, preferably less than 3%, preferably less than 2%, preferably less than 1%.
  • the liquid binder contains a film former and a coupling agent.
  • the amount of film former is greater than 0.5%, preferably greater than 0.6% and / or preferably less than 10% , preferably less than 9%, preferably less than 8%, preferably less than 7%, preferably less than 6%, preferably less than 5%, preferably less than 4%
  • the amount of coupling, in mass percentage based on the mass of the liquid binder is greater than 0.2%, preferably greater than 0.3%, preferably greater than 0.4%, and / or preferably less than 4 %, preferably less than 3%, preferably less than 2%, preferably less than 1%.
  • the coupling agent is a silane
  • the film former is chosen from epoxy resins, polyesters, polyvinyl acetates, polyvinyl alcohol, polyolefins, polyurethanes, starch and their mixtures.
  • the liquid binder does not include any other organic component.
  • the liquid binder comprises another organic constituent, in an amount greater than 0.05% and / or preferably less than 4%, preferably less than 3%, preferably less than 2%.
  • the other organic constituent is chosen from a lubricant, a surfactant, an emulsifier, a wetting agent and their mixtures, preferably from an ethylene-propylene copolymer, a polyethylene glycol ether, ethanolamides, aliphatic polyamines, ethoxylated amines, phenyl glycol ethers, imizadolines, alkylamides, polyethylene glycol, vegetable oils, fatty acid esters, ethoxylated fatty acids, ethoxylated alkylphenols, and mixtures thereof .
  • These compounds are used for the functions they have in the technical field of the manufacture of fibers, in particular of sizing (or “sizing” in English). Those skilled in the art know how to determine their natures and their quantities.
  • the liquid binder contains a film former and / or a coupling agent, and another organic component, preferably selected from a lubricant, a surfactant, an emulsifier, a wetting agent and mixtures thereof.
  • the amount of protective particles is greater than 7%, preferably greater than 10%, preferably greater than 15%, preferably greater than 20% and / or preferably less than 60%, preferably less than 50%, preferably less than 40%, preferably less than 30%, preferably less than 25%.
  • the protective particles have a median size greater than 50 nm, preferably greater than 100 nm and / or preferably less than 500 nm, preferably less than 400 nm, preferably less than 300 nm.
  • the protective particles have a 99 percentile, D 99 , less than 5 ⁇ m, preferably less than 4 ⁇ m, preferably less than 3 ⁇ m, preferably less than 2 ⁇ m, preferably less than 1 ⁇ m, preferably less at 0.5 ⁇ m.
  • the protective particles have a melting temperature above 1100 ° C, preferably above 1200 ° C, and / or below 2900 ° C, preferably 2800 ° C.
  • the melting temperature of the protective particles can be determined by differential scanning calorimetry (or DSC).
  • this material is made up for more than 98%, preferably for more than 99%, preferably for more than 99.5%, preferably for more than 99.8%, preferably for more than 99.9% of its mass of oxide (s).
  • said material consists substantially entirely of oxide (s).
  • the protective particles in one or more oxides present a chemical analysis comprising Al2O 3 , ZrC> 2, MgO, Cr 2 C> 3, Fe2Ü 3 , de it is preferably such that the sum of Al 2 03 + Zr02 + Mg0 + Cr 2 03 + Fe203 + Si02 is greater than 80%, preferably greater than 85%, preferably greater than 90%, preferably greater than 95%, preferably greater than 99%, provided that the Si0 2 content is less than 50%, preferably less than 40%, as a percentage by mass based on the oxides.
  • the sum of Al 2 03 + ZrO 2 + Cr 2 03 is greater than 80%, preferably greater than 85%, preferably greater than 90%, preferably greater than 95%, preferably greater than 99%.
  • the Al2O3 content is greater than 95%, preferably greater than 98%, preferably greater than 99%, preferably greater than 99.5%.
  • the mechanical properties after exposure to a temperature between 400 ° C. and 900 ° C., in particular the tensile strength are improved thereby.
  • the content of Na 2 0 + K 2 0 is less than 0.02%, preferably less than 0.01%, preferably less than 0.005%, as a percentage by mass based on the mass of the particles of alumina, in particular when the wires of the support are made of a material having an Si0 2 content> 99%.
  • corundum, zircon, zirconia, mullite, cordierite, eskolaite, spinel, soapstone, enstatite, and their mixtures preferably corundum, zirconia, eskolaite and their mixtures , preferably the corundum represents (s) more than 80%, preferably more than 90%, preferably more than 95%, preferably more than 98%, preferably more than 99%, or even substantially 100% of the mass of the crystallized phases of the material of the protective particles.
  • the alumina particles are corundum particles.
  • the mechanical properties after exposure to a temperature between 400 ° C. and 900 ° C., in particular the tensile strength, are improved thereby.
  • the protective particles can be, at least in part, replaced by a precursor, that is to say by a compound which, during the manufacture or use of the protective screen, leads to protective particles in the protective layer. the coating.
  • a precursor that is to say by a compound which, during the manufacture or use of the protective screen, leads to protective particles in the protective layer. the coating.
  • the alumina precursor is selected from boehmite, alumina trihydrate, and mixtures thereof.
  • step 2) the suspension is applied to the wires of the support.
  • the application of the suspension on the threads can be carried out by impregnating the support. Impregnation can be carried out using any technique known to man of the trade, in particular by scraping (or “doctor blade” process in English), by strip casting (or “tape casting” process in English), by immersion (for example according to the process called “dip coating” in English), with a spray gun, brush, or screen printing.
  • Scraping or "doctor blade” process in English
  • strip casting or “tape casting” process in English
  • immersion for example according to the process called “dip coating” in English
  • spray gun brush, or screen printing.
  • the impregnation advantageously makes it possible to coat the outer surfaces of the wires which are not exposed to the exterior of the support, that is to say not to limit the coating to the exposed surfaces of the support.
  • an impregnation allows the application of a coating in the depth of the support. The extent of this coating is considerably increased.
  • the coating extends through the thickness of the substrate. Impregnation therefore considerably increases the protective capacity of the protective screen.
  • each fabric is individually impregnated before being superimposed on the other impregnated fabrics.
  • the suspension penetrates the support for more than 50%, preferably more than 60%, preferably more than 70%, preferably more than 80%, preferably more than 90% of the thickness of the support.
  • the suspension penetrates the entire thickness of the support. All the wires of the support thus participate in thermal protection.
  • the inventors have discovered that, surprisingly, if the coating is deposited on the threads before their assembly in the form of the support, the threads become brittle. It is then impossible to assemble them. It is therefore imperative that the coating be carried out on the support, and not on the unassembled wires.
  • the amount of suspension applied is adjusted so that the coating has, after drying at 60 ° C for 12 hours, an average thickness greater than 0.05 ⁇ m, preferably greater than 0.1 ⁇ m, preferably greater than 0.2 ⁇ m and less than 5 ⁇ m, preferably less than 4 ⁇ m, preferably less than 3 ⁇ m, preferably less than 2 ⁇ m, preferably less than 1 ⁇ m.
  • the adjustment can in particular result from an adaptation of the viscosity of the suspension with the solvent.
  • the coating is distributed substantially uniformly over the surface of the threads.
  • the coating is substantially continuous, that is, it is not interrupted. This avoids "thermal bridges" which affect the effectiveness of the protection. Impregnation is particularly advantageous for imparting uniformity and continuity to the coating.
  • the amount of suspension applied is adjusted so that the mass of the coating, based on the mass of the protective screen, after drying at 60 ° C for 12 hours, is greater than 3%, preferably greater. 5%, preferably greater than 8%, preferably greater than 9%, and preferably less than 25%, preferably less than 22%, preferably less than 20%.
  • the protective particles of the coating are distributed in a substantially uniform manner on the surface of the strands of the support.
  • step 3 the suspension is dried. All conventional drying techniques can be used.
  • the drying is adapted so as to reduce the water content of the suspension to transform the suspension into a coating having a solid form.
  • the liquid binder turns into a dry binder.
  • the water content of the dry binder is less than 5%, preferably less than 4%, preferably less than 3%, preferably less than 2%, preferably less than 1%.
  • the drying is carried out in an oven.
  • the drying is carried out at a temperature above 40 ° C, preferably above 50 ° C and / or preferably below 80 ° C, preferably below 70 ° C.
  • a drying temperature equal to 60 ° C is well suited.
  • the holding time at the maximum temperature during drying is preferably greater than 8 hours, preferably greater than 10 hours and / or preferably less than 20 hours, preferably less than 15 hours.
  • a holding time at the maximum temperature during drying equal to 12 hours is well suited.
  • the protective screen 10 obtained at the end of step 3) consists of the support 2 made of glass strands at least partly coated with a coating consisting of the binder 6 sec and the protective particles 8.
  • the coupling agent, the percentage of the surface of the coated wires, the continuity of the coating are the same as those described above for the suspension.
  • the amount of protective particles is greater than 29%, preferably greater than 40%, preferably greater than 50%, preferably greater than 60%, preferably greater than 70% and / or preferably less than 99.5%, preferably less than 99%, preferably less than 98%, preferably less than 97%.
  • the dry binder comprises a film former and / or a coupling agent and / or another organic constituent.
  • the dry binder comprises a film former and / or a coupling agent.
  • the amount of film former is greater than 0.3%, preferably greater than 0.5%, preferably greater than 1%, preferably greater than 1. , 5%, preferably greater than 1.8%, and / or preferably less than 57%, preferably less than 50%, preferably less than 40%, preferably less than 40%, preferably less than 25% , preferably less than 20%, preferably less than 18%.
  • the amount of coupling agent is greater than 0.1%, preferably greater than 0.2%, preferably greater than 0.4%, preferably greater than 0.6%, preferably greater than 0.8%, preferably greater than 1%, preferably greater than 1.2%, and / or preferably less than 35%, preferably less than 30% , preferably less than 25%, preferably less than 20%, preferably less than 18%.
  • the dry binder contains a film former and a coupling agent.
  • the amount of film former, as a percentage by mass based on the coating is greater than 0.3%, preferably greater than 0.5%, preferably greater than 1%, preferably greater than 1.
  • 5% preferably greater than 1.8%, and / or preferably less than 57%, preferably less than 50%, preferably less than 40%, preferably less than 40%, preferably less than 25% , preferably less than 20%, preferably less than 18%, and the amount of coupling agent, as a percentage by mass based on the mass of the coating, is greater than 0.1%, preferably greater than 0 , 2%, preferably greater than 0.4%, preferably greater than 0.6%, preferably greater than 0.8%, preferably greater than 1%, preferably greater than 1.2%, and / or preferably less than 35%, preferably less than 30%, preferably less than 25%, preferably less than 20%, preferably less than 18%.
  • the coating does not include any other organic component.
  • the coating comprises another organic component, in an amount, by weight percentage based on the weight of the coating, greater than 0.05%, preferably greater than 0.1%, preferably greater. 0.2%, preferably greater than 0.3% and / or preferably less than 34%, preferably less than 30%, preferably less than 25%, preferably less than 20%, preferably less than 15 %, preferably less than 10%.
  • the coating has an average thickness greater than 0.05 ⁇ m, preferably greater than 0.1 ⁇ m, preferably greater than 0.2 ⁇ m and less than 5 ⁇ m, preferably less than 4 ⁇ m, preferably less than 3 ⁇ m, preferably less than 2 ⁇ m, preferably less than 1 ⁇ m.
  • the mass of the coating, based on the mass of the protective screen is greater than 3%, preferably greater than 5%, preferably greater than 8%, preferably greater than 9%, and preferably greater than 5%, preferably greater than 8%, preferably greater than 9%. less than 25%, preferably less than 22%, preferably less than 20%.
  • more than 50%, preferably more than 60%, preferably more than 70%, preferably more than 80%, preferably more than 90% of the thickness of the support comprises coated wires.
  • the entire thickness of the support comprises coated wires.
  • the coating is distributed in a substantially uniform manner on the surface of the son of the support.
  • the protective screen preferably has a thickness greater than 0.2 mm, preferably greater than 0.5 mm, preferably greater than 1 mm, and preferably less than 10 mm, preferably less than 5 mm.
  • the protective screen preferably has low rigidity.
  • the rigidity is measured according to the standard ASTM D1388-18, option A (by the method known as the “cantilever test”) with the following variations: the measurement is carried out at room temperature and at a relative humidity equal to 50%.
  • the stiffness value is the bending length (or “bending length” according to said standard) c, in mm.
  • the protective screen has a rigidity of less than 150 mm, preferably less than 130 mm, preferably less than 110 mm, and preferably greater than 5 mm, preferably greater than 10 mm, preferably greater than 20 mm.
  • the protective screen has good ability to be shaped, without damage, to the part to be protected, while retaining the given shape after deformation.
  • the very high thermal protection capacity of the protective screen allows it to be used in extreme applications.
  • the part to be protected 20 can be in particular:
  • an engine shaft in particular an airplane or helicopter engine
  • a cable in particular an electric cable and a thermocouple cable
  • an insulation blanket used in the thermal protection of an engine nacelle in particular an aircraft engine nacelle
  • an insulation blanket used in the thermal protection of an engine in particular an aircraft, helicopter and space rocket engine
  • a tube in which a fluid circulates in particular a heat transfer fluid, in particular in a reactor.
  • the heat source 30 can in particular generate, near the part to be protected, an environment at a temperature greater than 400 ° C, greater than 500 ° C, greater than 600 ° C, greater than 700 ° C, and / or below 1200 ° C, below 1000 ° C, below 900 ° C, below 800 ° C.
  • the protective screen is interposed between the heat source 30 and the part 20.
  • the protective screen 10 is preferably deformed to form a protective screen adapted to the shape of the part 20 to be protected. It can in particular be deformed so as to extend, in the service position, at a substantially constant distance from the outer surface of the part 20.
  • the properties of the protective screen advantageously allow good deformability, for example so that the protective screen conforms to the shape of the part to be protected, without degrading its properties.
  • the coating can be debonded, at least in part, or even completely, before or after placing in the service position, preferably after placing in the service position.
  • the dry binder of the coating is, at least in part, or even completely removed, conventionally by calcination.
  • Debinding is a well known operation for extracting organic components.
  • Calcination can be carried out, for example, by subjecting the coating to a temperature above 120 ° C., preferably above 200 ° C., for a period of more than 1 hour, preferably greater than 2 hours.
  • the debinding takes place after the protective screen has been placed in the service position. It conventionally results from the first use of the protective screen in its service position.
  • Figure 2 illustrates an example of a coating after drying at 60 ° C for 12 hours.
  • silane A1100 sold by the company Momentive
  • a 1/5 satin fabric made of Quartzel® threads having a basis weight equal to 200 g / m 2 , said threads bearing the reference C1480 Z0 QS1318 and being marketed by the company Saint-Gobain Quartz.
  • step 1). firstly, 3.3 g of silane A1100 and 411, 7 g of demineralized water are mixed in a mixer. The total mixing time is 30 minutes.
  • step 2) the satin fabric is soaked in a bath of the suspension made in step
  • step 3 the satin fabric obtained at the end of step 2) is dried in an oven at 60 ° C., for a holding time at this temperature equal to 12 hours.
  • the coating of the protective screen has the composition described in Table 2 below.
  • the tensile strength of the various protective screens after exposure to a temperature equal to 600 ° C for 100 hours, in an electric furnace in air, is determined using standard NF ISO 4606, on specimens of type II, at an ambient temperature equal to 22 ° C, modified on the following points:
  • the elongation rate is constant and is equal to 20 mm / min
  • the reference length of the test specimen is equal to 200 mm
  • the width of the frayed test piece is equal to 50 mm
  • the support is weighed before application of the suspension (mass m1), then weighed after application of the suspension and drying at 60 ° C. for 12 hours (mass m2).
  • the mass of the coating is the difference m2-m1. It is provided as a percentage by mass based on the mass of the protective screen.
  • the chemical analysis of the protective particles and the wires is measured by inductively coupled plasma spectrometry ("Inductively Coupled Plasma", or "ICP", in English) for elements the content of which does not exceed 0.5%.
  • ICP Inductively Coupled Plasma
  • a bead of the product to be analyzed is made by melting the product, then the chemical analysis is carried out by X-ray fluorescence.
  • the protective screen of Example 1, comparative is identical to that of Example 2 according to the invention with the difference that the protective screen of the comparative example does not have the coating applied in steps 1) to 3).
  • the protective screen of Example 2 exhibits a tensile breaking force, after exposure to 600 ° C for 100 hours equal to 409 N / 5cm, 74% higher than that of the screen. protection of Example 1, comparative.
  • the protective screen according to the invention exhibits excellent deformability.
  • the breakage of the threads is limited.
  • the coating could limit the mechanical action on the wires when they are deformed when the protective shield is deformed to be placed in the service position.
  • the invention provides thermal protection with a longer life, thanks to improved mechanical properties at high temperatures, especially in the temperature range 400 ° C - 900 ° C.
  • the protective screen could include other elements, for example a metal layer, in particular aluminum.

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Abstract

Procédé de protection thermique d'une pièce (20) selon lequel on dispose un écran de protection (10) dans une position de service dans laquelle il isole physiquement au moins une partie de ladite pièce d'une source de chaleur (30), ladite source de chaleur étant configurée pour porter la température de ladite au moins une partie de ladite pièce à une température comprise entre 400°C et 900°C en l'absence dudit écran de protection, l'écran de protection comportant, de préférence étant constitué d'un support (2) en fils de verre au moins en partie revêtus d'un revêtement comportant des particules protectrices (8) en un matériau cristallisé présentant une température de fusion supérieure à 1000°C et constitué pour plus de 95% de sa masse d'un ou plusieurs oxydes, ledit revêtement recouvrant plus de 50% des surfaces extérieures de plus de 50% en nombre des fils dudit support.

Description

Description
Titre : PROCEDE DE PROTECTION THERMIQUE Domaine technique
L’invention concerne un procédé pour protéger thermiquement une pièce soumise à une température comprise entre 400°C et 900°C.
Art antérieur
L’utilisation d’un textile en fils de verre pour protéger une pièce d’une température comprise entre 400°C et 900°C est connue, en particulier pour la protection thermique de tuyaux.
A cet effet, le tissu peut être déformé pour se conformer à la pièce à protéger. Il existe ainsi un besoin pour un tissu présentant une bonne déformabilité.
Par ailleurs, l’exposition prolongée du tissu en fils de verre à une température comprise entre 400°C et 900°C conduit à une dégradation des propriétés mécaniques des fils, et nuit à la longévité de la protection. Il existe ainsi également un besoin pour augmenter la durée de vie d’une telle protection.
La présente invention vise à satisfaire au moins partiellement ce besoin.
Exposé de l’invention Résumé de l’invention
L’invention propose un procédé de protection thermique d’une pièce selon lequel on dispose un écran de protection dans une position de service dans laquelle il isole physiquement au moins une partie de ladite pièce d’une source de chaleur, ladite source de chaleur étant configurée pour porter la température de ladite au moins une partie de ladite pièce à une température comprise entre 400°C et 900°C, de préférence comprise entre 400°C et 800°C, en l’absence dudit écran de protection, l’écran de protection comportant, de préférence étant constitué d’un support en fils de verre au moins en partie revêtus d’un revêtement comportant des particules protectrices en un matériau cristallisé présentant une température de fusion supérieure à 1000°C et constitué pour plus de 95% de sa masse d’un ou plusieurs oxydes, de préférence constitué d’un liant sec et desdites particules protectrices.
Préalablement à sa mise en position de service, l’écran de protection peut être optionnellement déformé, de préférence en fonction de la forme de la pièce. Préalablement à sa mise en position de service, le revêtement de l’écran de protection peut être optionnellement au moins en partie délianté, voire totalement délianté, notamment lorsque l’écran de protection a été conformé à la pièce à protéger avant d’être vendu.
Comme on le verra plus en détail dans la suite de la description, les inventeurs ont découvert qu’un tel revêtement, en particulier lorsqu’il comporte un liant sec, améliore la déformabilité de l’écran de protection.
Après déliantage, le revêtement confère une excellente protection des fils. La durée de vie de l’écran de protection en service, lors d’une exposition à une température comprise entre 400°C et 900°C, de préférence comprise entre 400°C et 800°C, en est améliorée.
Un procédé selon l’invention peut encore comporter une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles et préférées suivantes :
- le support est un textile, de préférence essentiellement constitué de fils de verre organisés sous la forme d’un tricot, d’une tresse ou d’un tissu ;
- plus de 90% en nombre des fils du support présentent une longueur supérieure à 10 mm, lesdits fils étant un assemblage de fibres présentant un diamètre équivalent, mesuré à mi- longueur, supérieur à 2 pm et inférieur à 50 pm ;
- la pièce est choisie parmi un arbre de moteur, un harnais de fixation d’un moteur, un élément d’isolation d’un moteur, en particulier un carter, un vérin, un tuyau, un câble, un rouleau de convoyage, en particulier de convoyage de feuilles de verre, un système de fixation et d’entrainement desdits rouleaux ;
- les fils de verre constituant le support sont constitués en un matériau amorphe présentant une teneur en S1O2 supérieure ou égale à 55%, en pourcentage en masse sur la base de la masse des fils ;
- les fils de verre constituant le support sont constitués en un matériau présentant, en pourcentages en masse sur la base de la masse des fils :
- une teneur en S1O2 supérieure à 90% et une teneur en AI2O3 supérieure à 0,1% et inférieure à 5%, les oxydes autres que Si02 et AI2O3 constituant le complément à 100%, ou
- une teneur en S1O2 supérieure à 55% et inférieure à 79,9%, une teneur en AI2O3 supérieure à 12,5% et inférieure à 32%, et une teneur en
MgO supérieure à 4% et inférieure à 20%, les oxydes autres que S1O2,
AI2O3 et MgO constituant le complément à 100%, ou - une teneur en Si02 supérieure à 99,9% ;
- le liant sec est organique ;
- le liant sec comporte un filmogène et/ou un agent de couplage ;
- la quantité de particules protectrices, en pourcentage en masse sur la base de la masse totale du revêtement, est supérieure à 29% et inférieure à 99,5% et/ou les particules protectrices présentent une taille médiane supérieure à 50 nm et inférieure à 500 nm ;
- plus de 90%, en pourcentage en masse, des particules protectrices présentent une analyse chimique telle que la teneur totale en
Al203+Zr02+Mg0+Cr203+Fe203+Si02 est supérieure à 80%, pourvu que Si02 < 50%, en pourcentage en masse sur la base des oxydes ;
- plus de 90%, en pourcentage en masse, des particules protectrices présentent une analyse chimique telle que la teneur en AI2C>3est supérieure à 95%, en pourcentage en masse sur la base des oxydes ; le revêtement
- recouvre plus de 30%, de préférence plus de 40%, de préférence plus de 50%, de préférence plus de 60%, de préférence plus de 70%, de préférence plus de 80%, de préférence plus de 90%, de préférence plus de 95% des surfaces extérieures de plus de 30%, de préférence plus de 40%, de préférence plus de 50%, de préférence plus de 60%, de préférence plus de 70%, de préférence plus de 80%, de préférence plus de 90%, de préférence plus de 95%, en nombre des fils du support, et/ou
- présente une épaisseur moyenne supérieure à 0,05 pm et inférieure à 5 pm ;
- dans la position de service, l’écran de protection est disposée de manière à isoler physiquement la pièce d’une source de chaleur à plus de 400°C, plus de 500°C, plus de 600°C, plus de 700°C, plus de 800°C ou plus de 850°C ;
- la masse du revêtement, sur la base de la masse de l’écran de protection est supérieure à 3% et inférieure à 25%.
Définitions
- Un textile peut être :
- une structure organisée de fils de verre, notamment un tricot, une tresse, un tissu, ou
- une structure aléatoire de fils de verre, cette dernière structure n’étant pas préférée. - Une « fibre » est un filament dont la longueur est supérieure à 5 fois son diamètre équivalent.
- Le « diamètre équivalent » d’une fibre est le diamètre d’un disque de même surface que sa section transversale à mi-longueur.
- Un « fil » est un assemblage de fibres qui, en section transversale, comporte plus de 10 et de préférence moins de 500 000 fibres, et dont la longueur est supérieure à 5 fois le diamètre.
- Une « fibre longue » est une fibre dont la longueur est supérieure à 1 mm. Un « fil long » est un fil constitué de fibres longues.
- Une « fibre continue » est une fibre dont la longueur est supérieure à 10 mm. Un « fil continu » est un fil dont la longueur est supérieure à 10 mm, constitué de fibres continues ou d’un assemblage aligné de fibres courtes et/ou longues (ou « staple yarn » en anglais).
- On appelle « percentiles » 50 (notée D5o) et 99 (noté D99), les tailles de particules correspondant aux pourcentages égaux respectivement à 50% et 99%, en volume, sur la courbe de distribution granulométrique cumulée des tailles de particules d’un ensemble de particules, lesdites tailles de particules étant classées par ordre croissant. Selon cette définition, 99% en volume des particules de l’ensemble de particules ont ainsi une taille inférieure à D99 et 1% des particules, en volume, présentent une taille supérieure ou égale à D99. Dans une poudre, les percentiles peuvent être déterminés à l’aide d’une distribution granulométrique réalisée au moyen d’un Camsizer® XT commercialisé par la société Horiba.
On appelle « taille médiane » d’un ensemble de particules le percentile 50. La taille médiane divise donc les particules dudit ensemble de particules en première et deuxième populations égales en volume, ces première et deuxième populations ne comportant que des particules présentant une taille supérieure ou égale, ou inférieure respectivement, à la taille médiane.
Les particules peuvent être les éléments individuels d’une poudre mais aussi, par extension, ces éléments au sein du revêtement.
- Sauf mention contraire, toutes les teneurs en oxydes sont des pourcentages massiques sur la base des oxydes. Une teneur massique d’un oxyde d’un élément métallique se rapporte à la teneur totale de cet élément exprimée sous la forme de l'oxyde le plus stable, selon la convention habituelle de l'industrie. - Une somme de teneurs d’oxydes n’implique pas la présence de tous ces oxydes. Par exemple, « AI2O3 + S1O2 » est la somme des teneurs en AI2O3 et en S1O2, mais n’exclut pas l’absence d’un de ces oxydes.
- Par « déliantage », on entend une élimination, au moins partielle, du liant sec.
- La « position de service » de l’écran de protection est la position dans laquelle l’écran de protection est placé pour isoler physiquement la pièce de la source de chaleur.
- « Comporter » ou « comprendre » ou « présenter » doivent être interprétés de manière non limitative.
- Sauf mention contraire, toutes les moyennes sont des moyennes arithmétiques.
Brève description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel
- la figure 1 [Fig 1] illustre schématiquement un procédé selon l’invention ;
- la figure 2 [Fig 2] est une photographie prise au microscope électronique à balayage, d’un fil de l’écran de protection de l’exemple 2 mis en oeuvre selon l’invention, après séchage à 60°C pendant 12 heures. On distingue clairement le revêtement à la surface du fil, en particulier les particules protectrices.
Dans les différentes figures, des références identiques sont utilisées pour désigner des organes identiques ou analogues.
Description détaillée
L’écran de protection 10 représenté sur la figure 1 peut être obtenu par le procédé de fabrication comportant les étapes 1 ) à 3) suivantes :
1) préparation du support 2 et d’une suspension 4 comportant le liant liquide 6 et les particules protectrices 8 (figure 1) ;
2) application de ladite suspension sur les fils du support ;
3) séchage de manière à réduire la teneur en eau pour transformer la suspension en un revêtement présentant une forme solide.
A l’étape 1), on prépare le support et la suspension.
Le support 2 peut être du type de ceux utilisés jusqu’à l’invention pour la protection thermique. De préférence, il présente la forme d’un textile, de préférence essentiellement constitué de fils de verre organisés, de préférence sous la forme d’un tricot, d’une tresse ou d’un tissu.
Le support est de préférence un tissu, de préférence présentant un grammage supérieur à 50 g/m2, de préférence supérieur à 100 g/m2, de préférence supérieur à 200 g/m2.
Les fils peuvent être des « fils de verre » de l’art antérieur.
De préférence, plus 90%, de préférence plus de 95%, en nombre des fils, de préférence 100% des fils :
- présentent une longueur supérieure à 10 mm ; et
- sont un assemblage de fibres présentant un diamètre équivalent, mesuré à mi- longueur, supérieur à 2 pm, de préférence supérieur à 4 pm, de préférence supérieur à 6 pm et/ou de préférence inférieur à 50 pm, de préférence inférieur à 30 pm, de préférence inférieur à 20 pm.
De préférence, les fils sont constitués en un matériau amorphe présentant une teneur en S1O2 supérieure ou égale à 55%, en pourcentages en masse sur la base de la masse des fils. De préférence, la teneur en S1O2 des fils est supérieure à 60%, de préférence supérieure à 65%, de préférence supérieure à 70%, de préférence supérieure à 75%, de préférence supérieure à 80%, de préférence supérieure à 85%, de préférence supérieure à 90%, de préférence supérieure à 92%, de préférence supérieure à 94%, de préférence supérieure à 96%, en pourcentages en masse sur la base de la masse des fils.
Dans un mode de réalisation préféré, la teneur en S1O2 des fils est supérieure à 99,5%, de préférence supérieure à 99,9%, en pourcentages en masse sur la base de la masse des fils. Les fils de Quartzel® commercialisés par la société Saint-Gobain Quartz sont particulièrement bien adaptés à ce mode de réalisation.
Dans un mode de réalisation, les fils présentent l’analyse chimique suivante, en pourcentages en masse sur la base de la masse des fils :
- teneur en Si02 : de préférence supérieure à 90%, de préférence supérieure à 92%, de préférence supérieure à 94%, de préférence supérieure à 95%, de préférence supérieure à 96%, et de préférence inférieure à 99,9%, de préférence inférieure à 99,5%, et
- teneur en AI2O3 : de préférence supérieure à 0,1%, de préférence supérieure à 0,2% et de préférence inférieure à 5%, de préférence inférieure à 4%, et - teneur en autres oxydes : de préférence inférieure à 3%, de préférence inférieure à 2%, avec de préférence Na2Ü inférieure à 0,3%, de préférence inférieure à 0,2%, et de préférence K20 inférieure à 0,3%, de préférence inférieure à 0,2%, et de préférence MgO inférieure à 0,3%, de préférence inférieure à 0,2%.
Dans un mode de réalisation, les fils présentent l’analyse chimique suivante, en pourcentages en masse sur la base de la masse des fils :
- teneur en S1O2 : de préférence supérieure à 55% et de préférence inférieure à 79,9%, de préférence inférieure à 75%, de préférence inférieure à 70%, de préférence inférieure à 66%, et
- teneur en AI2O3 : de préférence supérieure à 12,5%, de préférence supérieure à 15%, de préférence supérieure à 20%, de préférence supérieure à 24% et de préférence inférieure à 32%, de préférence inférieure à 30%, de préférence inférieure à 27%, et
- teneur en MgO : de préférence supérieure à 4%, de préférence supérieure à 7%, de préférence supérieure à 9%, et de préférence inférieure à 20%, de préférence inférieure à 18%, de préférence inférieure à 16%, et
- teneur en autres oxydes : de préférence inférieure à 5%, de préférence inférieure à 4%, de préférence inférieure à 3%, de préférence inférieure à 2%.
Quel que soit le mode de réalisation, les « autres oxydes » sont de préférence des impuretés.
Suspension
La suspension 4 peut être fabriquée par mélange d’un liant liquide 6 et des particules protectrices 8. Les particules protectrices peuvent être remplacées, partiellement ou complètement, par des précurseurs, sous la forme de particules ou non, aptes à former, par traitement thermique à une température supérieure à 200°C, de préférence supérieure à 300°C, de préférence supérieure à 400°C, lesdites particules protectrices.
De préférence, on n’utilise pas de précurseurs de particules protectrices. L’écran de protection est avantageusement immédiatement opérationnel. Les inventeurs ont en effet découvert que la pièce n’est pas protégée thermiquement de manière efficace par les précurseurs et que la pièce peut être endommagée avant que les précurseurs n’aient été transformés. Il est donc particulièrement avantageux d’incorporer les particules protectrices dans la suspension, avant son application.
Toutes les techniques conventionnelles de mélange peuvent être mises en oeuvre. De préférence, lorsque plusieurs constituants organiques entrent dans la composition du liant liquide, lesdits constituants organiques sont dans un premier temps mélangés entre eux, de préférence avec un solvant, puis, dans un deuxième temps, les particules protectrices sont ensuite introduites, le mélange se poursuivant de manière à obtenir la suspension.
Dans un mode de réalisation préféré, la suspension comporte un solvant, de préférence de l’eau, en une quantité supérieure à 39%, de préférence supérieure à 40%, de préférence supérieure à 50%, de préférence supérieure à 60%, de préférence supérieure à 70% et/ou de préférence inférieure à 92%, de préférence inférieure à 90%, de préférence inférieure à 85%, en pourcentage en masse sur la masse de la suspension.
Une fonction du liant liquide est de faciliter la dispersion des particules protectrices dans le revêtement.
Le liant liquide comporte de préférence un solvant, notamment si les constituants organiques se présentent sous une forme solide.
Le solvant est de préférence de l’eau. Il permet la dissolution ou la formation d’une émulsion des composants organiques solides, mais aussi la diminution de la viscosité de la suspension, de manière qu’elle puisse être appliquée sur le support.
La quantité de solvant est de préférence supérieure à 82%, de préférence supérieure à 85%, de préférence supérieure à 90%, de préférence supérieure à 93% et/ou de préférence inférieure à 99,8%, de préférence inférieure à 99,5%, de préférence inférieure à 99%, en pourcentage en masse sur la masse du liant liquide.
De préférence, dans la suspension, le complément à 100% au solvant est constitué du liant sec et des particules protectrices.
De préférence, le liant liquide comporte un filmogène et/ou un agent de couplage et/ou un autre constituant organique. De préférence, le liant liquide comporte un filmogène et/ou un agent de couplage.
De préférence, le filmogène est choisi parmi les résines époxy, les polyesters, les acétates de polyvinyle, l’alcool polyvinylique, les polyoléfines, les polyuréthanes, l’amidon et leurs mélanges. De préférence, la quantité de filmogène, en pourcentage en masse sur la base de la masse du liant liquide, est supérieure à 0,5%, de préférence supérieure à 0,6% et/ou de préférence inférieure à 10%, de préférence inférieure à 9%, de préférence inférieure à 8%, de préférence inférieure à 7%, de préférence inférieure à 6%, de préférence inférieure à 5%, de préférence inférieure à 4%.
De préférence, l’agent de couplage est choisi parmi les silanes, les titanates organiques, les zirconates organiques et leurs mélanges. De préférence, l’agent de couplage est un silane.
De préférence, la quantité d’agent de couplage, en pourcentage en masse sur la base de la masse du liant liquide, est supérieure à 0,2%, de préférence supérieure à 0,3%, de préférence supérieure à 0,4%, et/ou de préférence inférieure à 4%, de préférence inférieure à 3%, de préférence inférieure à 2%, de préférence inférieure à 1%.
Dans un mode de réalisation, le liant liquide contient un filmogène et un agent de couplage. De préférence dans ce mode, la quantité de filmogène, en pourcentage en masse sur la base de la masse du liant liquide, est supérieure à 0,5%, de préférence supérieure à 0,6% et/ou de préférence inférieure à 10%, de préférence inférieure à 9%, de préférence inférieure à 8%, de préférence inférieure à 7%, de préférence inférieure à 6%, de préférence inférieure à 5%, de préférence inférieure à 4%, et la quantité d’agent de couplage, en pourcentage en masse sur la base de la masse du liant liquide, est supérieure à 0,2%, de préférence supérieure à 0,3%, de préférence supérieure à 0,4%, et/ou de préférence inférieure à 4%, de préférence inférieure à 3%, de préférence inférieure à 2%, de préférence inférieure à 1%. De préférence encore, dans ce mode de réalisation, l’agent de couplage est un silane, et le filmogène est choisi parmi les résines époxy, les polyesters, les acétates de polyvinyle, l’alcool polyvinylique, les polyoléfines, les polyuréthanes, l’amidon et leurs mélanges.
Dans un mode de réalisation, à l’exception d’un filmogène et/ou d’un agent de couplage, le liant liquide ne comporte pas d’autre constituant organique.
Dans un mode de réalisation, le liant liquide comporte un autre constituant organique, en une quantité supérieure à 0,05% et/ou de préférence inférieure à 4%, de préférence inférieure à 3%, de préférence inférieure à 2%.
Dans un mode de réalisation préféré, l’autre constituant organique est choisi parmi un lubrifiant, un surfactant, un émulsifiant, un agent mouillant et leurs mélanges, de préférence parmi un copolymère d’éthylène-propylène, un éther de polyéthylène glycol, les éthanolamides, les polyamines aliphatiques, les amines éthoxylées, les éthers de phényle glycol, les imizadolines, les alkylamides, les polyéthylènes glycol, les huiles végétales, les esters d’acides gras, les acides gras éthoxylés, les alkylphénol éthoxylés, et leurs mélanges. Ces composés sont utilisés pour les fonctions qu’ils ont dans le domaine technique de la fabrication de fibres, en particulier de l’ensimage (ou « sizing » en anglais). L’homme du métier sait déterminer leurs natures et leurs quantités.
Dans un mode de réalisation, le liant liquide contient un filmogène et/ou un agent de couplage, et un autre constituant organique, de préférence choisi parmi un lubrifiant, un surfactant, un émulsifiant, un agent mouillant et leurs mélanges.
De préférence, la quantité de particules protectrices, en pourcentage en masse sur la base de la masse de la suspension, est supérieure à 7%, de préférence supérieure à 10%, de préférence supérieure à 15%, de préférence supérieure à 20% et/ou de préférence inférieure à 60%, de préférence inférieure à 50%, de préférence inférieure à 40%, de préférence inférieure à 30%, de préférence inférieure à 25%.
De préférence, les particules protectrices présentent une taille médiane supérieure à 50 nm, de préférence supérieure à 100 nm et/ou de préférence inférieure à 500 nm, de préférence inférieure à 400 nm, de préférence inférieure à 300 nm.
De préférence, les particules protectrices présentent un percentile 99, D99, inférieur à 5 pm, de préférence inférieur à 4 pm, de préférence inférieur à 3 pm, de préférence inférieur à 2 pm, de préférence inférieur à 1 pm, de préférence inférieur à 0,5 pm.
De préférence, les particules protectrices présentent une température de fusion supérieure à 1100°C, de préférence supérieure à 1200°C, et/ou inférieure à 2900°C, de préférence 2800°C. La température de fusion des particules protectrices peut être déterminée par calorimétrie différentielle à balayage (ou DSC).
De préférence, ce matériau est constitué pour plus de 98%, de préférence pour plus de 99%, de préférence pour plus de 99,5%, de préférence pour plus de 99,8%, de préférence pour plus de 99,9% de sa masse d’oxyde(s). De préférence, ledit matériau est constitué sensiblement entièrement d’oxyde(s).
De préférence plus de 90%, de préférence plus de 95%, de préférence plus de 99%, en pourcentage en masse, des particules protectrices en un ou plusieurs oxydes présentent une analyse chimique comportant AI2O3, ZrC>2, MgO, Cr2C>3, Fe2Ü3, de il préférence telle que la somme Al203+Zr02+Mg0+Cr203+Fe203+Si02 est supérieure à 80%, de préférence supérieure à 85%, de préférence supérieure à 90%, de préférence supérieure à 95%, de préférence supérieure à 99%, pourvu que la teneur en Si02 soit inférieure à 50%, de préférence inférieure à 40%, en pourcentage en masse sur la base des oxydes. De préférence, la somme Al203+Zr02+Cr203 est supérieure à 80%, de préférence supérieure à 85%, de préférence supérieure à 90%, de préférence supérieure à 95%, de préférence supérieure à 99%.
De préférence encore, la teneur en AI2O3 est supérieure à 95%, de préférence supérieure à 98%, de préférence supérieure à 99%, de préférence supérieure à 99,5%. Avantageusement, les propriétés mécaniques après exposition à une température comprise entre 400°C et 900°C, en particulier la résistance à la traction, en sont améliorées. De préférence la teneur en Na20+K20 est inférieure à 0,02%, de préférence inférieure à 0,01%, de préférence inférieure à 0,005%, en pourcentage en masse sur la base de la masse des particules d’alumine, en particulier lorsque les fils du support sont en un matériau présentant une teneur en Si02 > 99%.
De préférence, le corindon, le zircon, la zircone, la mullite, la cordiérite, l’eskolaïte, le spinelle, la stéatite, l’enstatite, et leurs mélanges, de préférence le corindon, la zircone, l’eskolaïte et leurs mélanges, de préférence le corindon représente(nt) plus de 80%, de préférence plus de 90%, de préférence plus de 95%, de préférence plus de 98%, de préférence plus de 99%, voire sensiblement 100% de la masse des phases cristallisées du matériau des particules protectrices.
De préférence, les particules d’alumine sont des particules de corindon.
Avantageusement, les propriétés mécaniques après exposition à une température comprise entre 400°C et 900°C, en particulier la résistance à la traction, en sont améliorées.
Les particules protectrices peuvent être, au moins en partie, remplacées par un précurseur, c'est-à-dire par un composé qui, lors de la fabrication ou de l’utilisation de l’écran de protection, conduit à des particules protectrices dans le revêtement. De préférence, lorsque les particules sont des particules d’alumine, le précurseur d’alumine est choisi parmi la boehmite, l’alumine trihydratée, et leurs mélanges.
A l’étape 2), on applique la suspension sur les fils du support.
L’application de la suspension sur les fils peut être réalisée par imprégnation du support. L’imprégnation peut être réalisée selon toute technique connue de l’homme du métier, en particulier par raclage (ou procédé « doctor blade » en anglais), par coulage en bande (ou procédé « tape casting » en anglais), par immersion (par exemple suivant le procédé dit « dip coating » en anglais), au pistolet, au pinceau, ou par sérigraphie. L’homme du métier sait ajuster la suspension, et en particulier sa viscosité, en fonction du mode d’application, pour qu’elle pénètre au sein du support et l’imprègne.
L’imprégnation permet avantageusement de revêtir les surfaces extérieures des fils qui ne sont pas exposées à l’extérieur du support, c'est-à-dire de ne pas limiter le revêtement aux surfaces exposées du support. Autrement dit, une imprégnation permet l’application d’un revêtement dans la profondeur du support. L’étendue de ce revêtement en est considérablement augmentée.
Le revêtement s’étend dans l’épaisseur du support. L’imprégnation augmente donc considérablement la capacité de protection de l’écran de protection.
Dans un mode de réalisation, en particulier lorsque le support est constitué d’une superposition de plusieurs tissus, chaque tissu est individuellement imprégné avant d’être superposé aux autres tissus imprégnés.
De préférence, la suspension pénètre dans le support sur plus de 50%, de préférence plus de 60%, de préférence plus de 70%, de préférence plus de 80%, de préférence plus de 90% de l’épaisseur du support.
De préférence, la suspension pénètre dans toute l’épaisseur du support. Tous les fils du support participent ainsi à la protection thermique.
Les inventeurs ont découvert que, de manière surprenante, si le revêtement est déposé sur les fils avant leur assemblage sous la forme du support, les fils deviennent cassants. Il est alors impossible de les assembler. Il est donc impératif que le revêtement soit réalisé sur le support, et non pas sur les fils non assemblés.
De préférence, plus de 30%, de préférence plus de 40%, de préférence plus de 50%, de préférence plus de 60%, de préférence plus de 70%, de préférence plus de 80%, de préférence plus de 90%, de préférence plus de 95%, en nombre des fils du support, sont recouverts, pour plus de 30%, de préférence plus de 40%, de préférence plus de 50%, de préférence plus de 60%, de préférence plus de 70%, de préférence plus de 80%, de préférence plus de 90%, de préférence plus de 95% de leurs surfaces extérieures, par de la suspension. De préférence, la quantité de suspension appliquée est ajustée de manière que le revêtement présente, après séchage à 60°C pendant 12 heures, une épaisseur moyenne supérieure à 0,05 pm, de préférence supérieure à 0,1 pm, de préférence supérieure à 0,2 pm et inférieure à 5 pm, de préférence inférieure à 4 pm, de préférence inférieure à 3 pm, de préférence inférieure à 2 pm, de préférence inférieure à 1 pm. L’ajustement peut en particulier résulter d’une adaptation de la viscosité de la suspension avec le solvant.
De préférence, le revêtement est réparti de manière sensiblement uniforme à la surface des fils. De préférence, le revêtement est sensiblement continu, c'est-à-dire qu’il n’est pas interrompu. On évite ainsi les « ponts thermiques » qui nuisent à l’efficacité de la protection. Une imprégnation est particulièrement avantageuse pour conférer une uniformité et une continuité au revêtement.
De préférence, la quantité de suspension appliquée est ajustée de manière que la masse du revêtement, sur la base de la masse de l’écran de protection, après séchage à 60°C pendant 12 heures, soit supérieure à 3%, de préférence supérieure à 5%, de préférence supérieure à 8%, de préférence supérieure à 9%, et de préférence inférieure à 25%, de préférence inférieure à 22%, de préférence inférieure à 20%.
De préférence, les particules protectrices du revêtement sont réparties de manière sensiblement uniforme à la surface des fils du support.
A l’étape 3), on réalise un séchage de la suspension. Toutes les techniques conventionnelles de séchage peuvent être mises en oeuvre.
Le séchage est adapté de manière à réduire la teneur en eau de la suspension pour transformer la suspension en un revêtement présentant une forme solide. En particulier, le liant liquide se transforme en un liant sec.
De préférence, la teneur en eau du liant sec est inférieure à 5%, de préférence inférieure à 4%, de préférence inférieure à 3%, de préférence inférieure à 2%, de préférence inférieure à 1%.
De préférence, le séchage s’effectue en étuve.
De préférence le séchage s’effectue à une température supérieure à 40°C, de préférence supérieure à 50°C et/ou de préférence inférieure à 80°C, de préférence inférieure à 70°C. Une température de séchage égale à 60°C est bien adaptée. Le temps de maintien à la température maximale lors du séchage est de préférence supérieure à 8 heures, de préférence supérieure à 10 heures et/ou de préférence inférieure à 20 heures, de préférence inférieure à 15 heures. Un temps de maintien à la température maximale lors du séchage égal à 12 heures est bien adapté.
L’écran de protection 10 obtenu à l’issue de l’étape 3) est constitué du support 2 en fils de verre au moins en partie revêtus d’un revêtement constitué du liant 6 sec et des particules protectrices 8.
Le type du support, la structure et la composition des fils, la composition et la distribution granulométrique des particules protectrices, la nature du filmogène, la nature de l’agent de couplage, la nature du constituant organique autre que le filmogène et/ou l’agent de couplage, le pourcentage de la surface des fils revêtus, la continuité du revêtement sont identiques à ceux décrits ci-dessus pour la suspension.
De préférence, la quantité de particules protectrices, en pourcentage en masse sur la base de la masse totale du revêtement, est supérieure à 29%, de préférence supérieure à 40%, de préférence supérieure à 50%, de préférence supérieure à 60%, de préférence supérieure à 70% et/ou de préférence inférieure à 99,5%, de préférence inférieure à 99%, de préférence inférieure à 98%, de préférence inférieure à 97%.
De préférence, le liant sec comporte un filmogène et/ou un agent de couplage et/ou un autre constituant organique. De préférence, le liant sec comporte un filmogène et/ou un agent de couplage.
De préférence, la quantité de filmogène, en pourcentage en masse sur la base de la masse du revêtement, est supérieure à 0,3%, de préférence supérieure à 0,5%, de préférence supérieure à 1%, de préférence supérieure à 1 ,5%, de préférence supérieure à 1 ,8%, et/ou de préférence inférieure à 57%, de préférence inférieure à 50%, de préférence inférieure à 40%, de préférence inférieure à 40%, de préférence inférieure à 25%, de préférence inférieure à 20%, de préférence inférieure à 18%.
De préférence, la quantité d’agent de couplage, en pourcentage en masse sur la base de la masse du revêtement, est supérieure à 0,1%, de préférence supérieure à 0,2%, de préférence supérieure à 0,4%, de préférence supérieure à 0,6%, de préférence supérieure à 0,8%, de préférence supérieure à 1%, de préférence supérieure à 1 ,2%, et/ou de préférence inférieure à 35%, de préférence inférieure à 30%, de préférence inférieure à 25%, de préférence inférieure à 20%, de préférence inférieure à 18%. Dans un mode de réalisation, le liant sec contient un filmogène et un agent de couplage. De préférence dans ce mode, la quantité de filmogène, en pourcentage en masse sur la base du revêtement, est supérieure à 0,3%, de préférence supérieure à 0,5%, de préférence supérieure à 1%, de préférence supérieure à 1 ,5%, de préférence supérieure à 1 ,8%, et/ou de préférence inférieure à 57%, de préférence inférieure à 50%, de préférence inférieure à 40%, de préférence inférieure à 40%, de préférence inférieure à 25%, de préférence inférieure à 20%, de préférence inférieure à 18%, et la quantité d’agent de couplage, en pourcentage en masse sur la base de la masse du revêtement, est supérieure à 0,1%, de préférence supérieure à 0,2%, de préférence supérieure à 0,4%, de préférence supérieure à 0,6%, de préférence supérieure à 0,8%, de préférence supérieure à 1%, de préférence supérieure à 1 ,2%, et/ou de préférence inférieure à 35%, de préférence inférieure à 30%, de préférence inférieure à 25%, de préférence inférieure à 20%, de préférence inférieure à 18%.
Dans un mode de réalisation, à l’exception d’un filmogène et/ou d’un agent de couplage, le revêtement ne comporte pas d’autre constituant organique.
Dans un mode de réalisation, le revêtement comporte un autre constituant organique, en une quantité, en pourcentage en masse sur la base de la masse du revêtement, supérieure à 0,05%, de préférence supérieure à 0,1%, de préférence supérieure à 0,2%, de préférence supérieure à 0,3% et/ou de préférence inférieure à 34%, de préférence inférieure à 30%, de préférence inférieure à 25%, de préférence inférieure à 20%, de préférence inférieure à 15%, de préférence inférieure à 10%.
De préférence, le revêtement présente une épaisseur moyenne supérieure à 0,05 pm, de préférence supérieure à 0,1 pm, de préférence supérieure à 0,2 pm et inférieure à 5 pm, de préférence inférieure à 4 pm, de préférence inférieure à 3 pm, de préférence inférieure à 2 pm, de préférence inférieure à 1 pm.
De préférence, la masse du revêtement, sur la base de la masse de l’écran de protection est supérieure à 3%, de préférence supérieure à 5%, de préférence supérieure à 8%, de préférence supérieure à 9%, et de préférence inférieure à 25%, de préférence inférieure à 22%, de préférence inférieure à 20%.
De préférence, plus de 50%, de préférence plus de 60%, de préférence plus de 70%, de préférence plus de 80%, de préférence plus de 90% de l’épaisseur du support comporte des fils revêtus. De préférence, toute l’épaisseur du support comporte des fils revêtus. De préférence, le revêtement est réparti de manière sensiblement uniforme à la surface des fils du support.
L’écran de protection présente de préférence une épaisseur supérieure à 0,2 mm, de préférence supérieure à 0,5 mm, de préférence supérieure à 1 mm, et de préférence inférieure à 10 mm, de préférence inférieure à 5 mm.
L’écran de protection présente de préférence une faible rigidité.
La rigidité est mesurée selon la norme ASTM D1388-18, option A (par la méthode dite du « cantilever test ») avec les écarts suivants : la mesure est effectuée à température ambiante et à une humidité relative égale à 50%. La valeur de la rigidité est la longueur de cintrage (ou « bending length » selon ladite norme) c, en mm.
Plus la valeur de c est élevée, plus la rigidité de l’écran de protection est importante.
De préférence, l’écran de protection présente une rigidité inférieure à 150 mm, de préférence inférieure à 130 mm, de préférence inférieure à 110 mm, et de préférence supérieure à 5 mm, de préférence supérieure à 10 mm, de préférence supérieure à 20 mm.
Avantageusement, l’écran de protection présente une bonne aptitude à être conformé, sans endommagement, à la pièce à protéger, tout en conservant la forme donnée après déformation.
La capacité de protection thermique très élevée de l’écran de protection permet de l’utiliser dans des applications extrêmes.
La pièce à protéger 20 peut être en particulier :
- un arbre de moteur, en particulier un moteur d’avion ou d’hélicoptère,
- un harnais de fixation d’un moteur,
- un élément d’isolation d’un moteur, en particulier un carter,
- un vérin,
- un tuyau,
- un câble, notamment un câble électrique et un câble de thermocouple,
- un rouleau de convoyage, en particulier de convoyage de feuilles de verre,
- un système de fixation et d’entrainement desdits rouleaux,
- un matelas d’isolation utilisé dans la protection thermique d’une nacelle d’un moteur, en particulier d’une nacelle d’un moteur d’avion, - un matelas d’isolation utilisé dans la protection thermique d’un moteur, en particulier d’un moteur d’avion, d’hélicoptère et de fusée spatiale,
- une structure de suspension d’un moteur, en particulier des entretoises d’un moteur d’avion ou d’hélicoptère,
- un inverseur de poussée, en particulier dans un moteur d’avion,
- un élément d’alimentation en fluide d’un moteur, en particulier un moteur de fusée spatiale,
- un tube dans lequel circule un fluide, en particulier un fluide caloporteur, notamment dans un réacteur.
La source de chaleur 30 peut en particulier générer, à proximité de la pièce à protéger, un environnement à une température supérieure à 400°C, supérieure à 500°C, supérieure à 600°C, supérieure à 700°C, et/ou inférieure à 1 200°C, inférieure à 1 000°C, inférieure à 900°C, inférieure à 800°C.
Selon l’invention, l’écran de protection est interposé entre la source de chaleur 30 et la pièce 20.
L’écran de protection 10 est de préférence déformé pour former un écran de protection adapté à forme de la pièce 20 à protéger. Il peut être en particulier déformé de manière à s’étendre, dans la position de service, à une distance sensiblement constante de la surface extérieure de la pièce 20.
Les propriétés de l’écran de protection permettent avantageusement une bonne déformabilité, par exemple pour que l’écran de protection épouse la forme de la pièce à protéger, sans dégradation de ses propriétés.
Le revêtement peut être délianté, au moins en partie, voire en totalité, avant ou après la mise dans la position de service, de préférence après la mise dans la position de service. Par cette opération, le liant sec du revêtement est, au moins en partie, voire totalement éliminé, classiquement par calcination.
Le déliantage est une opération bien connue pour extraire des composant organiques.
La calcination peut être par exemple réalisée en soumettant le revêtement à une température supérieure à 120°C, de préférence supérieure à 200°C, pendant une durée supérieure à 1 heure, de préférence supérieure à 2 heures.
Dans un mode de réalisation préféré, le déliantage est postérieur à la mise en position de service de l’écran de protection. Elle résulte classiquement de la première utilisation de l’écran de protection dans sa position de service. La figure 2 illustre un exemple de revêtement après séchage à 60°C pendant 12 heures.
Exemples
L’exemple non limitatif suivant est donné dans le but d’illustrer l’invention.
Protocole de fabrication
Les matières premières suivantes sont utilisées :
- comme poudre de particules protectrices, une poudre d’alumine TM-DAR Taimicron commercialisée par la société Krahn Chemie Gmbh,
- comme agent de couplage, le silane A1100 commercialisé par la société Momentive,
- comme support, un tissu satin 1/5 en fils de Quartzel® présentant un grammage égal à 200 g/m2, lesdits fils portant la référence C1480 Z0 QS1318 et étant commercialisés par la société Saint-Gobain Quartz.
A l’étape 1 ). dans un premier temps, on mélange dans un mélangeur 3,3 g de silane A1100 et 411 ,7 g d’eau déminéralisée. La durée totale du mélange est égale à 30 minutes.
Puis, on dispose, dans une jarre présentant un volume de 1 litres, le mélange de silane A1100 et d’eau, 85 g de poudre d’alumine TM-DAR et 1000 g d’une poudre de billes d’alumine présentant une taille médiane égale à 6 mm. On ferme la jarre, puis on la met en rotation sur un tourne-jarre à une vitesse de rotation égale à 50 tr/min pendant 12 heures. On extrait ensuite les billes.
La suspension ainsi obtenue, présente la composition décrite dans le tableau 1 suivant. [Tableau 1]
A l’étape 2), le tissu satin est trempé dans un bain de la suspension fabriquée à l’étape
1), pendant 30 secondes.
Le tissu satin est ensuite retiré du bain, et le surplus de suspension est égoutté verticalement. A l’étape 3), le tissu satin obtenu en fin d’étape 2) est séché dans une étuve à 60°C, pendant un temps de maintien à cette température égal à 12 heures.
Après ledit séchage, on obtient un écran de protection.
Le revêtement de l’écran de protection présente la composition décrite dans le tableau 2 suivant.
[Tableau 2]
Protocole de caractérisation
Force de rupture en traction après exposition à 600°C pendant 100 heures
La force de rupture en traction des différents écrans de protection, après exposition à une température égale à 600°C pendant 100 heures, en four électrique sous air, est déterminée à l’aide de la norme NF ISO 4606, sur des éprouvettes de type II, à une température ambiante égale à 22°C, modifiée sur les points suivants :
- la vitesse d’allongement est constante et est égale à 20 mm/min,
- la longueur de référence de l’éprouvette est égale à 200 mm,
- la largueur de l’éprouvette effilochée est égale à 50 mm,
- les éprouvettes sont sollicitées selon la direction des fils de chaîne,
- la force de rupture est mesurée selon la direction des fils de chaîne,
- 3 éprouvettes de chaque exemple sont testées, et la valeur de la force de rupture est la moyenne arithmétique des 3 mesures réalisées.
Masse du revêtement
Le support est pesé avant application de la suspension (masse m1), puis pesé après application de la suspension et séchage à 60°C pendant 12 heures (masse m2). La masse du revêtement est la différence m2-m1. Elle est fournie en pourcentage en masse sur la base de la masse de l’écran de protection.
L’analyse chimique des particules protectrices et des fils est mesurée par spectrométrie à plasma à couplage inductif, (« Inductively Coupled Plasma », ou « ICP », en anglais) pour les éléments dont la teneur ne dépasse pas 0,5%. Pour déterminer la teneur des autres éléments, une perle du produit à analyser est fabriquée en fondant le produit, puis l’analyse chimique est réalisée par fluorescence X.
Résultats
Les résultats obtenus sont résumés dans le tableau 3 suivant.
L’écran de protection de l’exemple 1 , comparatif, est identique à celui de l’exemple 2 selon l’invention à la différence que l’écran de protection de l’exemple comparatif ne présente pas le revêtement appliqué aux étapes 1) à 3).
[Tableau 3]
L’écran de protection de l’exemple 2, selon l’invention, présente une force de rupture en traction, après exposition à 600°C pendant 100 heures égale à 409 N/5cm, 74% plus élevée que celle de l’écran de protection de l’exemple 1 , comparatif.
D’autres essais ont montré que l’écran de protection selon l’invention présente une excellente déformabilité. En particulier, la casse des fils est limitée. Sans être limité par cette théorie, le revêtement pourrait limiter l’action mécanique sur les fils lorsqu’ils sont déformés quand l’écran de protection est déformé pour être mis dans la position de service.
Comme cela apparaît clairement à présent, l’invention fournit une protection thermique présentant une durée de vie supérieure, grâce à une amélioration des propriétés mécaniques à haute température, notamment dans la gamme de températures 400°C - 900°C.
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à l’exemple et aux modes de réalisation décrits ci-dessus. En particulier, l’écran de protection pourrait comporter d’autres éléments, par exemple une couche métallique, en particulier en aluminium.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de protection thermique d’une pièce (20) selon lequel on dispose un écran de protection (10) dans une position de service dans laquelle il isole physiquement au moins une partie de ladite pièce d’une source de chaleur (30), ladite source de chaleur étant configurée pour porter la température de ladite au moins une partie de ladite pièce à une température comprise entre 400°C et 900°C en l’absence dudit écran de protection, l’écran de protection comportant un support (2) en fils de verre au moins en partie revêtus d’un revêtement comportant des particules protectrices (8) en un matériau cristallisé présentant une température de fusion supérieure à 1000°C et constitué pour plus de 95% de sa masse d’un ou plusieurs oxydes, ledit revêtement recouvrant plus de 50% des surfaces extérieures de plus de 50% en nombre des fils dudit support.
2. Procédé selon la revendication immédiatement précédente, dans lequel plus de 50% de l’épaisseur du support comporte des fils revêtus.
3. Procédé selon la revendication immédiatement précédente, dans lequel toute l’épaisseur du support comporte des fils revêtus.
4. Procédé selon la revendication immédiatement précédente, dans lequel le revêtement :
- recouvre plus de 80% des surfaces extérieures de plus de 80% en nombre des fils du support, et/ou
- présente une épaisseur moyenne supérieure à 0,05 pm et inférieure à 5 pm.
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le revêtement est réparti de manière sensiblement uniforme à la surface des fils du support.
6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant une fabrication de l’écran de protection, ladite fabrication comportant les étapes 1) à 3) suivantes :
1) préparation du support et d’une suspension comportant un liant liquide et les particules protectrices et/ou des précurseurs de particules protectrices ;
2) application de ladite suspension sur les fils du support de manière à recouvrir plus de 50% des surfaces extérieures de plus de 50% en nombre des fils du support ;
3) séchage de manière à réduire la teneur en eau pour transformer la suspension en un revêtement présentant une forme solide.
7. Procédé selon la revendication immédiatement précédente, dans lequel l’application de la suspension sur les fils est réalisée par imprégnation du support
8. Procédé selon l’une quelconque des deux revendications immédiatement précédentes, dans lequel, à l’étape 1), on prépare une suspension ne comportant pas de précurseurs de particules protectrices.
9. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’écran de protection présente une rigidité « c », mesurée selon la norme ASTM D1388-18, option A, mais à température ambiante et avec une humidité relative égale à 50%, supérieure à 5 mm et inférieure à 150 mm.
10. Procédé selon la revendication immédiatement précédente, dans lequel ladite rigidité est inférieure à 110 mm.
11. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le support est un textile, de préférence est essentiellement constitué de fils de verre organisés sous la forme d’un tricot, d’une tresse ou d’un tissu.
12. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pièce (20) est choisie parmi
- un arbre de moteur,
- un harnais de fixation d’un moteur,
- un élément d’isolation d’un moteur,
- un vérin,
- un tuyau,
- un câble,
- un rouleau de convoyage,
- un système de fixation et d’entrainement desdits rouleaux,
- un matelas d’isolation utilisé dans la protection thermique d’une nacelle d’un moteur,
- un matelas d’isolation utilisé dans la protection thermique d’un moteur, - une structure de suspension d’un moteur,
- un inverseur de poussée,
- un élément d’alimentation en fluide d’un moteur,
- un tube dans lequel circule un fluide.
13. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel plus de 90% en nombre des fils du support présentent une longueur supérieure à 10 mm, lesdits fils étant un assemblage de fibres présentant un diamètre équivalent, mesuré à mi-longueur, supérieur à 2 pm et inférieur à 50 pm.
14. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les fils de verre constituant le support sont constitués en un matériau amorphe présentant une teneur en S1O2 supérieure ou égale à 55%, en pourcentage en masse sur la base de la masse des fils.
15. Procédé selon la revendication immédiatement précédente, dans lequel les fils de verre constituant le support sont constitués en un matériau présentant, en pourcentages en masse sur la base de la masse des fils :
- une teneur en S1O2 supérieure à 90% et une teneur en AI2O3 supérieure à 0,1% et inférieure à 5%, les oxydes autres que S1O2 et AI2O3 constituant le complément à 100%, ou
- une teneur en S1O2 inférieure à 79,9%, une teneur en AI2O3 supérieure à 12,5% et inférieure à 32%, et une teneur en MgO supérieure à 4% et inférieure à 20%, les oxydes autres que S1O2, AI2O3 et MgO constituant le complément à 100%, ou
- une teneur en S1O2 supérieure à 99,9%.
16. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la quantité de particules protectrices, en pourcentage en masse sur la base de la masse totale du revêtement, est supérieure à 29% et inférieure à 99,5% et/ou les particules protectrices présentent une taille médiane supérieure à 50 nm et inférieure à 500 nm.
17. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel plus de 90%, en pourcentage en masse, des particules protectrices présentent une analyse chimique telle que la teneur totale en Al203+Zr02+Mg0+Cr203+Fe203+Si02 est supérieure à 80%, pourvu que S1O2 < 50%, en pourcentage en masse sur la base des oxydes.
18. Procédé selon la revendication immédiatement précédente, dans lequel la teneur en AI2C>3est supérieure à 95%, en pourcentage en masse sur la base des oxydes.
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