FR2498614A1 - Compsn. for moulding heat exchanger elements for solar collectors - comprising EPDM carbon black, plasticiser pptd. silica, vulcanisation system and coupling agent - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un produit, notamment pour réaliser un échanaeur de chaleur d'un capteur solaire. The present invention relates to a product, in particular for producing a heat exchanger of a solar collector.
Pour augmenter ltefficacité des capteurs solaires, il est intéressant de supprimer le nombre de circuits de fluide caloporteur et de faire passer le fluide utile directement dans l'échangeur du capteur. Cela pose divers problèmes notamment de sécurité de fonctionnement, car l'échangeur doit résister aux pressions ou pointes de pression qui risquent de se produire dans les conditions de fonctionnement extrêmes, résister au rayonnement ultraviolet puisque cet échangeur est exposé à la lumière du soleil, être stable dans une plage de température relativement étendue, comprise entre sensiblement - 300C et 1200C, avoir une qualité dite alimentaire et ne pas être électro-statique. To increase the efficiency of the solar collectors, it is advantageous to suppress the number of heat transfer fluid circuits and to pass the useful fluid directly into the exchanger of the sensor. This poses various problems including operational safety, because the exchanger must withstand the pressures or pressure peaks that may occur under extreme operating conditions, withstanding ultraviolet radiation since this exchanger is exposed to sunlight, be stable in a relatively wide temperature range, between substantially - 300C and 1200C, have a food quality and not be electro-static.
Or, il ntexiste actuellement aucun produit permettant de satisfaire aux diverses conditions ci-dessus. However, there is currently no product to meet the various conditions above.
La présente invention a pour but de créer un produit satisfaisant aux conditions ci-dessus, notamment pour réaliser un tube d'échangeur de chaleur. The object of the present invention is to create a product that satisfies the above conditions, in particular for producing a heat exchanger tube.
A cet effet, l'invention concerne un produit pour échangeur de chaleur de capteur solaire, destiné à fournir de liteau alimentaire ou de liteau de consommation à une température donnée, produit caractérisé en ce qu(il est constitué par un mélange comprenant de ltéthylène propylène diène monomère (EPDM), du noir de carbone, une silice précipitée, un plastifiant compatible avec 1'EPDM, un système de vulcanisation, et un agent de couplage pour la silice et 1'EPDM. For this purpose, the invention relates to a product for a solar collector heat exchanger intended to provide a feed bar or a consumption batten at a given temperature, a product characterized in that it consists of a mixture comprising ethylene propylene. diene monomer (EPDM), carbon black, a precipitated silica, an EPDM-compatible plasticizer, a vulcanization system, and a coupling agent for silica and EPDM.
Suivant une autre caractéristique, le produit contient du disulfure de tétra-éthyl-thiur.me ou du disulfure de tétraméthyl-thiurame pour accélérer la vulcanisation et donner du soufre naissant. According to another feature, the product contains tetraethyl thiurea disulfide or tetramethyl-thiuram disulfide to accelerate vulcanization and give nascent sulfur.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, la charge renforçante est constituée par la combinaison de noirs de carbone destinés à renforcer les caractéristiques mécaniques et l'effet de filtre pour les rayons ultraviolets et, d'autre part, du noir de carbone améliorant la conductibilité électrique pour donner à la composition des caractéristiques antistatiques. According to another characteristic of the invention, the reinforcing filler is constituted by the combination of carbon blacks intended to reinforce the mechanical characteristics and the filter effect for ultraviolet rays and, on the other hand, carbon black improving the electrical conductivity to give the composition antistatic characteristics.
Suivant une autre caractéristique, le produit contient de la 2,2,4-triméthyl-f,2-dihydroquinoléine polymérisée pour améliorer la tenue à la chaleur sans être entraSnée par le fluide susceptible de provoquer ltextraction de la matière. According to another characteristic, the product contains polymerized 2,2,4-trimethyl-2, 2-dihydroquinoline to improve the heat resistance without being entrained by the fluid capable of causing the extraction of the material.
La présente invention sera décrite plus en détails à l'aide de deux exemples de réalisation donnes dans le tableau ci-après :
Tableau 1
Exemple l Exemple 2
grammes grammes
NORDEL 1440 65
NORDEL 2722 - 65
NORDEL 1320 35 35
STERLING SO (N 550) 60 70
REGAL SRF 30 40
NOIR CABOT X C 72 10 10
EXTRUS IL 60 70
SUNPAR 2280 25 30
OXYDE DE ZINC ACTIF 1,5 1,5
ACIDE STEARIQUE 2 2
STRUKTOL SU 95 1,25 1,25
VULCAFOR ZMBT 2,4 2,4
EKAGOM DTET 0,8 0,8
VULCAFOR TMTD 0,8 0,8
PERMANAX TQ 1,5 1,5
SILANE ST 69 1,5 1,5
Selon exemple 1, 1tEFDM utilisé est un mélange de
Nordel 1440 et de Nordel 1320, tous deux fabriqués par la
Société DUPONT. Le Nordel 1440 est un EPDM à basse viscosité nécessitant l'adjonction d'une faible quantité de plastifiant.The present invention will be described in more detail with the aid of two exemplary embodiments given in the table below:
Table 1
Example 1 Example 2
grams grams
NORDEL 1440 65
NORDEL 2722 - 65
NORDEL 1320 35 35
STERLING SO (N 550) 60 70
REGAL SRF 30 40
BLACK CABOT XC 72 10 10
EXTRUS IL 60 70
SUNPAR 2280 25 30
ACTIVE ZINC OXIDE 1,5 1,5
STEARIC ACID 2 2
STRUKTOL SU 95 1.25 1.25
VULCAFOR ZMBT 2,4 2,4
EKAGOM DTET 0,8 0,8
VULCAFOR TMTD 0,8 0,8
PERMANAX TQ 1,5 1,5
SILANE ST 69 1,5 1,5
According to Example 1, 1tEFDM used is a mixture of
Nordel 1440 and Nordel 1320, both manufactured by the
DUPONT Company. Nordel 1440 is a low viscosity EPDM requiring the addition of a small amount of plasticizer.
Le Nordel 1320 facilite l'extrusion du mélange. Il est intéressant de réduire autant que possible lladjonction de plastifiant car le plastifiant est peu stable au vieillissement.Nordel 1320 facilitates the extrusion of the mixture. It is interesting to reduce as much as possible the addition of plasticizer because the plasticizer is not very stable to aging.
Les charges peuvent être des noirs de carbone et de la silice ou toute charge organique ou minérale adaptée au dispositif de vulcanisation, donnant a' l'élastomère les propriétés mécaniques de résistance à la rupture supérieures ou égales à
Il MPA pour des duretés comprises entre 65 et 95 degrés DIDC (duite internationale des caoutchoucs).The fillers may be carbon blacks and silica or any organic or inorganic filler suitable for the vulcanization device, giving the elastomer the mechanical properties of breaking strength greater than or equal to
It has a MPA for hardnesses between 65 and 95 degrees CIDD (International Rubber Selection).
Selon exemple le noir de carbone ajouté à la composition comprend une partie qui constitue une charge et une autre partie qui présente un effet électrique. For example, the carbon black added to the composition comprises a portion that constitutes a charge and another portion that has an electrical effect.
Les trois types de noirs de carbone utilisés sont tous fabriqués par la Société CABOT. The three types of carbon black used are all manufactured by CABOT.
Le noir de carbone Sterling SO (N 550) facilite ltextrusion et renforce les caractéristiques mécaniques tout en filtrant le rayonnement ultraviolet de façon que ce rayonnement attaque moins ltEPDM. Sterling SO carbon black (N 550) facilitates extrusion and enhances mechanical characteristics while filtering ultraviolet radiation so that this radiation attacks less EPDM.
Le noir de carbone Régal SRF est un noir de carbone semi-renforçant donnant à la composition moins de dureté que le noir de carbone ci-dessus, c'est-à-dire plus de souplesse. Regal SRF carbon black is a semi-reinforcing carbon black giving the composition less hardness than the carbon black above, ie more flexibility.
Enfin, le Noir Cabot X C 72 est destiné à améliorer la conductibilité électrique, c'est-à-dire les caractéristiques antistatiques de la composition. Finally, the Black Cabot X C 72 is intended to improve the electrical conductivity, that is to say the antistatic characteristics of the composition.
L'Extrusil fabriqué par la Société DEGUSSA est une silice précipitée. Cet adjuvant facilite l'extrusion de la masse et, ce qui est plus important, donne à la composition un faible pouvoir absorbant pour l'eau, pour éviter la formation d'une matière en forme d'éponge après vulcanisation. Dans le cas d'une vulcanisation selon un procédé haute fréquence UHR, on évite l'addition d'extrusif qui donnerait une structure en éponge. The Extrusil manufactured by DEGUSSA is a precipitated silica. This adjuvant facilitates the extrusion of the mass and, more importantly, gives the composition a low absorbency for water, to prevent the formation of a sponge-like material after vulcanization. In the case of a vulcanization according to a high frequency UHR method, the addition of extrusif which would give a sponge structure is avoided.
Le SUNPAR 2280 est un plastifiant compatible avec 1'EPDM, présentant de bonnes qualités compatibles avec l'usage alimentaire. SUNPAR 2280 is a plasticizer compatible with EPDM, having good qualities compatible with food use.
Le système de vulcanisation est à base de thiurame et de carbamate combinés avec du soufre ou des donneurs de soufre ou tout autre dispositif de vulcanisation en procédant par un pontage carbone-carbone entre les liaisons macromoléculaires. The vulcanization system is based on thiuram and carbamate combined with sulfur or sulfur donors or any other vulcanization device by carbon-to-carbon bridging between the macromolecular bonds.
Le système de vulcanisation de l'exemple est constitué par de l'oxyde de zinc actif, du STRUKTOL SU 95, du VULCAFOR ZMBT et de 1'EKAGOM DTET. L'oxyde de zinc est de préférence de l'oxyde de zinc actif (par exemple fabriqué par la Société Bayer) ce qui permet de réduire la quantité d'oxyde de zinc ajoutée à la composition et d'arriver à un produit moins toxique. The vulcanization system of the example consists of active zinc oxide, STRUKTOL SU 95, VULCAFOR ZMBT and EKAGOM DTET. The zinc oxide is preferably active zinc oxide (for example manufactured by the Bayer Company) which makes it possible to reduce the amount of zinc oxide added to the composition and to arrive at a less toxic product.
Le produit STRUKTOL SU 95 (marque) fournit le soufre. The product STRUKTOL SU 95 (brand) provides sulfur.
Le VULCAFOR ZMBT (mercapto-benzo-thiazolate de zinc) fabriqué par la Société Vulnax, est un accélérateur de vulcanisation et un donneur de soufre naissant. VULCAFOR ZMBT (zinc mercapto-benzothiazolate) manufactured by Vulnax Company, is a vulcanization accelerator and nascent sulfur donor.
L'acide stéarique fabriqué, par exemple, par la
Stéarinerie Dubois, active la vulcanisation en combinaison avec ltoxyde de zinc.Stearic acid manufactured, for example, by the
Stéarinerie Dubois, activates vulcanization in combination with zinc oxide.
L'EKAGOM DTET (disulfure de tétra-éthyl-thiurame) est fabriqué par la Société Ugine Kuhlmann. EKAGOM DTET (tetra-ethyl-thiuram disulfide) is manufactured by the Ugine Kuhlmann Company.
Pour améliorer la tenue à la chaleur, on ajoute du
VULCAFOR TMTD (disulfure de tétra-méthyl-thiurame) également fabriqué par la Société Vulnax.To improve the resistance to heat, we add
VULCAFOR TMTD (tetra-methyl-thiuram disulfide) also manufactured by Vulnax Corporation.
La tenue à la chaleur est améliorée par l'addition de PERMANAX TQ fabriqué par la Société Vulnax ; ce produit est de la 2,2,4-triméthyl-i,2,dihydroquinoléine polymérisée qui améliore la tenue à la chaleur et ntest pas entratné par le fluide en contact avec la composition, c'est-à-dire réduit la toxicité. The resistance to heat is improved by the addition of PERMANAX TQ manufactured by Vulnax; this product is polymerized 2,2,4-trimethyl-1,2,2-dihydroquinoline which improves heat resistance and is not entrained by the fluid in contact with the composition, i.e., reduces toxicity.
Enfin, pour améliorer le couplage entre la silice et ltEPDM, on ajoute du SILANE ST 69. Finally, to improve the coupling between the silica and the EPDM, SILANE ST 69 is added.
Ltexemple 2 se distingue de l'exemple l par le remplacement de lwEPDM sous sa forme NORDEL 1440 par de ltEPDM sous sa forme NORDEL 2722 également fabriqué par la Société
DUPONT. Ce produit se distingue du précédent par une différence de dureté ; le second produit est plus dur que le premier.Example 2 is distinguished from Example 1 by the replacement of the EPDM in its NORDEL 1440 form with EPDM in its form NORDEL 2722 also manufactured by the Company.
DUPONT. This product differs from the previous one by a difference of hardness; the second product is harder than the first.
Comme agent de couplage on a utilisé dans cet exemple un agent de type silane ; on pourrait toutefois utiliser également des agents de couplage de type polyglycol, des amines aliphatiques ou des combinaisons aromatiques susceptibles de créer des liaisons physico-chimiques entre la chatge minérale et ltélastomère. As coupling agent, in this example, a silane agent was used; however, polyglycol coupling agents, aliphatic amines or aromatic combinations could be used that can create physico-chemical bonds between the mineral chateaus and the elastomer.
Les résultats des essais mécaniques du produit sont consignés dans le tableau NO 2 ci-après
Tableau N 2
The results of the mechanical tests of the product are given in table NO 2 below.
Table N 2
<tb> <SEP> 2G11 <SEP> 2G12
<tb> <SEP> RHEOMETRE <SEP> A <SEP> 1600C <SEP> (NF <SEP> T <SEP> 43.015)
<tb> temps <SEP> de <SEP> grillage <SEP> : <SEP> minutes <SEP> et <SEP> secondes <SEP> 2 <SEP> 2,15
<tb> T'C90 <SEP> en <SEP> minutes <SEP> et <SEP> secondes <SEP> 13 <SEP> 12 <SEP> et <SEP> 30
<tb> <SEP> temps <SEP> de <SEP> réversion <SEP> :<SEP> minutes <SEP> 50 <SEP> 40
<tb> <SEP> VULCANISATION <SEP> A <SEP> 160 C
<tb> temps <SEP> de <SEP> cuisson <SEP> en <SEP> autoclave <SEP> 35 <SEP> minutes <SEP> 35 <SEP> <SEP> minutes
<tb> <SEP> PROPRIETES <SEP> MECANIQUES <SEP> PO <SEP> PAV <SEP> <SEP> PO <SEP> PAV <SEP>
<tb> <SEP> contrainte <SEP> à <SEP> la <SEP> rupture <SEP> (M.P.a) <SEP> 12,9 <SEP> 13,6 <SEP> 11,7 <SEP> 12,8
<tb> <SEP> allongement <SEP> à <SEP> la <SEP> rupture, <SEP> % <SEP> 220 <SEP> 140 <SEP> 135 <SEP> <SEP> 100
<tb> module <SEP> à <SEP> 100 <SEP> % <SEP> MPa <SEP> 8,2 <SEP> 11 <SEP> 10 <SEP> 12,9
<tb> <SEP> dureté <SEP> DIDC <SEP> 79 <SEP> 85,5 <SEP> ! <SEP> 91,5 <SEP> 93
<tb> <SEP> ESSAIS <SEP> SOUS <SEP> PRESSION <SEP> HYDRAULIQUE <SEP>
<tb> <SEP> VARIATIONS <SEP> DIMENSIONNELLES <SEP> SOUS <SEP> DEUX <SEP> BARS <SEP> à <SEP> 100 C <SEP>
<tb> tubes <SEP> :<SEP> # <SEP> 6 <SEP> x <SEP> 12 <SEP> # <SEP> <SEP> + <SEP> 1/10è <SEP> de <SEP> mm <SEP> + <SEP> 1/10è <SEP> de <SEP> m
<tb> # <SEP> 6 <SEP> x <SEP> 16 <SEP> néant <SEP> néant
<tb> # <SEP> variation <SEP> du <SEP> diamètre <SEP> extérieur
<tb> <SEP> ESSAIS <SEP> D'ECLATEMENT <SEP> A <SEP> 100 C <SEP>
<tb> <SEP> tubes <SEP> 6 <SEP> x <SEP> 12 <SEP> > <SEP> 10 <SEP> bars <SEP> > <SEP> 10 <SEP> bars
<tb> <SEP> tubes <SEP> 6 <SEP> x <SEP> 16 <SEP> > <SEP> 10 <SEP> bars <SEP> > <SEP> 10 <SEP> bars
<tb> <SEP> VARIATIONS <SEP> DIMENSIONNELLES <SEP> MESUREES <SEP> APRES
<tb> 45 <SEP> MINUTES <SEP> A <SEP> 100 C <SEP>
<tb> # <SEP> 6 <SEP> x <SEP> 12 <SEP> + <SEP> 1/10è <SEP> de <SEP> mm <SEP> + <SEP> 1/10è <SEP> de <SEP> m <SEP>
<tb> # <SEP> 6 <SEP> x <SEP> 16 <SEP> + <SEP> 2/10è <SEP> de <SEP> mm <SEP> + <SEP> 2/10è <SEP> de <SEP> nu <SEP>
<tb> PO : Propriétés à l'état d'origine PAV : Propriétés après vieillissement de 14 jours à 100 C. <tb><SEP> 2G11 <SEP> 2G12
<tb><SEP> RHEOMETER <SEP> A <SEP> 1600C <SEP> (NF <SEP> T <SEP> 43.015)
<tb> time <SEP> of <SEP> toasting <SEP>: <SEP> minutes <SEP> and <SEP> seconds <SEP> 2 <SEP> 2.15
<tb>T'C90<SEP> in <SEP> minutes <SEP> and <SEP> seconds <SEP> 13 <SEP> 12 <SEP> and <SEP> 30
<tb><SEP> time <SEP> of <SEP> reversion <SEP>: <SEP> minutes <SEP> 50 <SEP> 40
<tb><SEP> VULCANIZATION <SEP> A <SEP> 160 C
<tb> time <SEP> of <SEP> cooking <SEP> in <SEP> autoclave <SEP> 35 <SEP> minutes <SEP> 35 <SEP><SEP> minutes
<tb><SEP><SEP> MECHANICAL <SEP> PO <SEP> PROPERTIES <PAV <SEP><SEP> PO <SEP> PAV <SEP>
<tb><SEP> constraint <SEP> to <SEP><SEP> rupture <SEP> (MPa) <SEP> 12.9 <SEP> 13.6 <SEP> 11.7 <SEP> 12.8
<tb><SEP> lengthening <SEP> to <SEP><SEP> breaking, <SEP>% <SEP> 220 <SEQ> 140 <SEP> 135 <SEP><SEP> 100
<tb> module <SEP> to <SEP> 100 <SEP>% <SEP> MPa <SEP> 8.2 <SEP> 11 <SEP> 10 <SEP> 12.9
<tb><SEP> hardness <SEP> DIDC <SEP> 79 <SEP> 85.5 <SEP>! <SEP> 91.5 <SEP> 93
<tb><SEP> TESTS <SEP><SEP> PRESSURE <SEP> HYDRAULIC <SEP>
<tb><SEP><SEP> DIMENSIONAL <SEP> VARIATIONS <SEP> TWO <SEP> BARS <SEP> to <SEP> 100 C <SEP>
<tb> tubes <SEP>: <SEP>#<SEP> 6 <SEP> x <SEP> 12 <SEP>#<SEP><SEP> + <SEP> 1 / 10th <SEP> from <SEP> mm <SEP> + <SEP> 1 / 10th <SEP> from <SEP> m
<tb>#<SEP> 6 <SEP> x <SEP> 16 <SEP> none <SEP> none
<tb>#<SEP> variation <SEP> of <SEP> diameter <SEP> outside
<tb><SEP> SEP <SEP> TESTS <SEP> A <SEP> 100 C <SEP>
<tb><SEP> tubes <SEP> 6 <SEP> x <SEP> 12 <SEP>><SEP> 10 <SEP> bars <SEP>><SEP> 10 <SEP> bars
<tb><SEP> tubes <SEP> 6 <SEP> x <SEP> 16 <SEP>><SEP> 10 <SEP> bars <SEP>><SEP> 10 <SEP> bars
<tb><SEP> VARIATIONS <SEP> DIMENSIONAL <SEP> MEASURED <SEP> AFTER
<tb> 45 <SEP> MINUTES <SEP> A <SEP> 100 C <SEP>
<tb>#<SEP> 6 <SEP> x <SEP> 12 <SEP> + <SEP> 1 / 10th <SEP> of <SEP> mm <SEP> + <SEP> 1 / 10th <SEP> of <SEP > m <SEP>
<tb>#<SEP> 6 <SEP> x <SEP> 16 <SEP> + <SEP> 2 / 10th <SEP> of <SEP> mm <SEP> + <SEP> 2 / 10th <SEP> of <SEP > naked <SEP>
<tb> PO: Properties in the original state PAV: Properties after aging for 14 days at 100 C.
Le produit selon l'invention s'utilise avantageusement pour la fabrication du tube de l'échangeur de chaleur d'un capteur solaire, ce tube étant traversé par l'eau potable ou l'eau sanitaire pour être réchauffée ou, le cas échéant, être refroidie. The product according to the invention is advantageously used for the manufacture of the tube of the heat exchanger of a solar collector, this tube being crossed by drinking water or sanitary water to be reheated or, where appropriate, to be cooled.
Les essais faits sur des prototypes ont montré l'excellente tenue du tube dans les conditions de température, de pression d'insolation, etc. extrêmes. Tests on prototypes have shown the excellent behavior of the tube under conditions of temperature, insolation pressure, etc. extremes.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8101521A FR2498614A1 (en) | 1981-01-27 | 1981-01-27 | Compsn. for moulding heat exchanger elements for solar collectors - comprising EPDM carbon black, plasticiser pptd. silica, vulcanisation system and coupling agent |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR8101521A FR2498614A1 (en) | 1981-01-27 | 1981-01-27 | Compsn. for moulding heat exchanger elements for solar collectors - comprising EPDM carbon black, plasticiser pptd. silica, vulcanisation system and coupling agent |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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FR2498614A1 true FR2498614A1 (en) | 1982-07-30 |
Family
ID=9254563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR8101521A Withdrawn FR2498614A1 (en) | 1981-01-27 | 1981-01-27 | Compsn. for moulding heat exchanger elements for solar collectors - comprising EPDM carbon black, plasticiser pptd. silica, vulcanisation system and coupling agent |
Country Status (1)
Country | Link |
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FR (1) | FR2498614A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012013466A2 (en) | 2010-07-28 | 2012-02-02 | Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives | Solar thermal collector absorber, collector comprising same and method for the production thereof |
CN103724834A (en) * | 2013-12-13 | 2014-04-16 | 芜湖佳诚电子科技有限公司 | Electrical insulation sealing ring |
-
1981
- 1981-01-27 FR FR8101521A patent/FR2498614A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012013466A2 (en) | 2010-07-28 | 2012-02-02 | Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives | Solar thermal collector absorber, collector comprising same and method for the production thereof |
CN103724834A (en) * | 2013-12-13 | 2014-04-16 | 芜湖佳诚电子科技有限公司 | Electrical insulation sealing ring |
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