FR2573910A1 - Revetement isolant souple resistant au feu pour conduites, fils et cables electriques - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN REVETEMENT ISOLANT SOUPLE POUR CONDUITES, FILS, CABLES ELECTRIQUES ET FIBRES OPTIQUES, CONSERVANT SES CARACTERISTIQUES DIELECTRIQUES ET ISOLANTES SUR UNE TRES LARGE PLAGE DE TEMPERATURE ET RESISTANT AU FEU. CE REVETEMENT EST CONSTITUE PRINCIPALEMENT D'UNE OU DE PLUSIEURS COUCHES DE MICA, D'UNE COUCHE D'UN POLYMERE THERMOSTABLE, D'UNE COUCHE DE FIBRES DE VERRE IMPREGNEES D'UN POLYMERE THERMOSTABLE ET D'UNE COUCHE DE POLYMERE THERMOSTABLE. LE POLYMERE THERMOSTABLE PEUT ETRE CHARGE DE PARTICULES INORGANIQUES REFRACTAIRES. APPLICATION: INDUSTRIES NUCLEAIRES, PETROLIERES, AERONAUTIQUES, SPATIALES, NAVALES ET CHIMIQUES.
Description
La présente invention concerne un revêtement isolant souple, pour conduites, fils, câbles électriques et fibres optiques, conservant ses caractéristiques diélectriques et isolantes sur une très large plage de température.
Les impératifs de sécurité exigent que, dans certains cas d'utilisation tels que l'on en rencontre dans les industries nucléaires, pétrolières, aéronautiques, spatiales, navales, chimiques, etc..., les circuits transportant de I'énergie ou transmettant des signaux de contrôle ou de commande, puissent résister pendant un temps suffisant aux températures élevées dues, par exemple, à un incendie ou, pour les circuits électriques à une élévation anormale de l'intensité du courant qui les traverse, de façon à permettre l'évacuation du personnel et le sauvetage de matériels. Dans le cas de courts-circuits ou de surintensité, on souhaite que l'augmentation importante de la température du conducteur, voire la fusion de celui-ci, ne provoque pas un incendie par combustion du revêtement.
De nombreuses tentatives ont été effectuées pour résoudre ce type de problèmes et certaines ont données lieu à des dépôts de brevets. Il s'agit, pour les revêtemehts souples, des brevets - US-A 2,427,183 qui décrit un revêtement isolant, pour conducteur métallique, comprenant une couche de polytétrafluoroéthylène insérée entre deux couches de mica ou d'amiante ou de fibre de verre. L'isolation est réalisée par enroulement de rubans autour d'un conducteur.
- US-A 2,459,653 qui décrit une méthode d'isolation de conducteurs par double enroulement hélicoïdal d'un ruban de polytétrafluoroéthylène et de fils de verre 'imprégnés d'une résine silicone.
- US-A 2,606,134 qui décrit un revêtement isolant constitué d'un enroulement hélicoïdal successif, d'une ou plusieurs couches Q d'un ruban de.polytetrafluóroethylène suivi d'une ou plusieurs couches d'uhrub-anfide tisude verre etsd'une enduction éventuelle avec une dispersion de polytétrafluoroéthylène.
- US-A 2,691,694 qui décrit un revêtement isolant identique à celui qui fait l'objet du brevet précédent, mais dans lequel la couche finale de polytétrafluoroéthylène est remplacée par un enroulement hélicoldal d'une fibre de verre imprégnée de polytétrafluoroéthylène.
- FR-A 2.257.555 qui décrit un revetement composé d'une nappe aiguilletée de fibres de verre imprégnée d'un liant polymérique chargé avec de l'amiante, de l'alumine, de la silice, de carbone, de quartz ou de talc et contenant des retardateurs de flamme (hydrocarbures halogénés...) et des inhibiteurs de combustion (trioxyde d'antimoine...). Dans ces compositions, le liant peut-être du polyacétate de vinyle, un caoutchouc chloré ou naturel ou de type GRS, du polyméthacrylate de méthyle, du polyacrylate de méthyle, du polyuréthanne élastomère, du polychlorure de vinyle, du polychlorure de vinylidène, une résine époxy, du polystyrène ou,encore, un terpolymère acrylonitrile - butadiène - styrène.
- FR-A 2.482.769 qui décrit un revêtement isolant, flexible et résistant à la chaleur, composé d'un tricot de fibres de verre imprégné d'un liant à base de latex acrylique chargé de silice cololdale, d'alumine, de zircone ou de silicate de calcium.
- US-A 3,602,636 qui décrit un revêtement constitué d'un enroulement hélicoldal, d'un tissu de verre portant un revêtement en caoutchouc synthétique résistant à la flamme et protégé par une gaine en polychlorure de vinyle.
- EUROPEEN 80.107.217.4 qui décrit un revêtement isolant constitué de polyimide et de mica.
Il faut cependant noter que les techniques développées dans ces brevets ne permettent pas de résoudre les problèmes apportés par un ou des câbles placés dans les conditions d'un incendie (tenue à des températures de l'ordre de 10000 C sans fusion du conducteur, ni propagation de l'incendie, résistant à des chocs ou à des vibrations éventuelles et à des projections d'eau ou de fluides extincteurs et à des émissions de gaz ou de fumées toxiques...) tout en assurant la conti nudité électrique des circuits.
En effet, les isolants de câbles en matières plastiques ininflammables, telles que celles en polycholure de vinyle, polychlorure de vinylidène, caoutchouc chloré ne peuvent résister à des feux pendant une durée prolongée.
Lorsque de tels câbles sont exposés au feu, l'isolant se décompose et le chlore qui est libéré se combine avec l'humidité de l'air ou avec l'eau qui est utilisée pour l'extinction du feu, en formant de l'acide chlorhydrique qui est fortement corrosif vis à vis des conducteurs ou des structures métalliques avoisinantes.
De même, les compositions vinyliques ou élastomères exposées à des températures de flamme supérieures à 3700 C propagent l'incendie en dégageant des fumées toxiques.
Pour toutes ces raisons, l'homme de l'art à tout intérêt, s'il veut améliorer la tenue au feu des revêtements isolants, à limiter le pourcentage de matières organiques dans les compositions et, ceci, au profit de matières minérales ininflammables.
Cependant, la plupart des matériaux inorganiques utilisés jusqu'à présent seuls ou en combinaison, présentent des inconvénients. C'est ainsi que la fibre de verre perd sa résistance mécanique vers 5500 C et l'amiante vers 6500 C. Ce dernier produit est en outre maintenant connu pour être cancérigène et l'on s'efforce d'éliminer son utilisation.
Dans le but de résoudre les différents problèmes que nous venons d'évoquer, divers revêtements rigides ne contenant pas ou que peu d'éléments organiques ont été mis au point et ont fait l'objet des brevets - FR-A 2.381,377 qui décrit un revêtement de fil électrique constitué d'un tube de cuivre concentrique au conducteur et bourré de magnésie.
- FR-A 2.462,771 qui décrit un revêtement de conducteur semblable à celui qui fait 11 objet du brevet précédent, mais dans lequel les problèmes dus à la présence d'humidité lors des connections sont résolus par l'addition à la magnésie d'une huile de silicone résistant à 6000 C.
Ces revêtements très performants à haute température ou en présence de flammes et qui respectent un certain nombre des exigences exposées précédemment présentent cependant encore un certain nombre d'inconvénients : Opérations de câblage longues et onéreuses; difficultés de réalisation des connections "étanches" au feu; oxydation rapide de l'enveloppe métallique extérieure, notamment lors de l'utilisation en milieu relativement acide (atmosphère H2S des raffineries de pétrole), ou lors de projections d'eau sur les câbles âu cours de la lutte contre l'incendie; rigidité des câbles.
Dans le but de palier ces inconvénients, tout en conservant au revêtement les qualités d'un produit souple résistant au feu il a été récemment choisi de constituer ce revêtement d'un empilement d'une couche de mica, d'un tissu de verre et d'une couche de polytétrafluoroéthylene, afin de conserver à celui-ci ses propriétés isolantes électriques et thermiques jusqu'à 1 0000 C. Cette solution est décrite dans la demande de brevet français FR-A 82 17435.
Ce revêtement, bien que très performant quant à sa tenue au feu présente cependant les inconvénients suivants
étanchéité insuffisante à l'eau et aux divers liquides extincteurs; dégagement de vapeurs fluorées, notamment dans le cas ou le revêtement est constitué d'une dernière couche en polytétrafluoroéthylène, ce dégagement de vapeurs fluorées pouvant dans certains cas occasionner des attaques chimiques vis à vis des matériaux inorganiques ou métalliques environnants.
étanchéité insuffisante à l'eau et aux divers liquides extincteurs; dégagement de vapeurs fluorées, notamment dans le cas ou le revêtement est constitué d'une dernière couche en polytétrafluoroéthylène, ce dégagement de vapeurs fluorées pouvant dans certains cas occasionner des attaques chimiques vis à vis des matériaux inorganiques ou métalliques environnants.
Le revêtement isolant selon l'invention vise à remédier à ces inconvénients et à obtenir certains avantages, car il constitue un produit d'isolation souple, capable de protéger des fils, des câbles, des conduits et des fibres optiques de l'inflammation ou de ruptures diélectriques ou isolantes lorsque ceux-ci sont soumis à des échauffements ou à l'action directe du feu à des températures de l'ordre de 8000 C à 1 0000 C pendant des durées supérieures à 15 mm.
Un autre but de l'invention est d'obtenir un produit d'isolation souple, protégeant contre le feu, qui soit facile à fabriquer et -à-- appliquer, comparé aux produits faisant actuellement partie de l'état de la technique.
Ce revêtement isolant souple offre comme avantages de présenter de bonnes caractéristiques de fiabilité et de résistance aux intempéries, dans les conditions normales dlutili- sation comme dans les conditions extrêmes (environnement d'incendie), de ne pas être propagateur de l'incendie, de résister aux chocs aux vibrations et aux projections d'eau ou de fluides extincteurs et de n'émettre pas ou peu de fumées toxiques et/ou corrosives.
Ce revêtement se caractérise principalement en ce qu'il est constitué d'une ou plusieurs couches de mica, d'une couche d'un polymère thermostable ou d'un mélange de polymère thermostable et de particules inorganiques réfractaires, d'une couche de fibrerde verre imprégnée d'un polymère thermostable ou d'un polymère thermostable chargé de particules inorganiques réfractaires et d'une couche de polymère thermostable ou de polymère thermostable chargé de particules inorganiques réfractaires.
La ou les couches de mica sont obtenues par enroulement hélicoïdal d'un ou plusieurs rubans constitués d'un tissu de verre imprégné d'un liant supportant des particules de mica de type phlogopite ou muscovite. La couche de mica étant tournée de préférence vers l'organe à protéger.
La couche de polymère thermostable qui se superpose à la ou aux couches de mica est selon un premier mode de réalisation préférentiel, constituée de polyimides, de polyamide-imide, de polysulfone, de polyéthersulfone, de polysulfure de phénylène, de silicone ou de polytétrafluoroéthylène déposé par enduction.
Selon un second mode de réalisation la couche de polymère thermos table qui se superpose à la ou aux couches de mica est constituée d'un ruban de polytétrafluoroéthylène déposé par enroulement hélicoidal.
Dans les deux modes de réalisation précédemment décrits le polymère thermostable qui imprègne la couche de fibre de verre et qui constitue la couche finale du revêtement est une résine chargée ou non de composés inorganiques réfractaires, ou du polytétrafluoroéthylène.
Les composés inorganiques réfractaires utilisés sont : le dioxyde de titane, le dioxyde de zirconium, l'oxyde de magnésium, le dioxyde de silicium, le trioxyde d'aluminium (A1203), les silicates de magnésium, de calcium ou d'aluminium, les carbures de silicium et de zirconium, l'alumine(Al203), la
23 zircone (ZrO2) ou le silicate de calcium, ou un mélange quelconque de ces composés.
23 zircone (ZrO2) ou le silicate de calcium, ou un mélange quelconque de ces composés.
La couche finale du revêtement est obtenue par enduction d'une dispersion de polytétrafluoroéthylène.
Les rubans de mica et de polytétrafluoroéthylène sont déposés de façon à ce que leur sens de rotation soit successivement alterné.
Une fois exposé à la chaleur ou à la flamme, les parties organiques du matériau se décomposent, les parties inorganiques fondent pour donner une mousse qui se vitrifie et permet d'assurer une bonne étanchéité ainsi qu'une excellente isolation électrique.
D'autres caractéristiques et avantages apparattront dans la description qui va suivre des différentes variantes de réalisation de l'invention données à titre d'exemples non limitatifs au regard des dessins annexés représentants
- Figure 1, une vue en perspective partielle d'un câble électrique, d'un tuyau ou d'une conduite, entouré par le revêtement selon le premier mode de réalisation.
- Figure 1, une vue en perspective partielle d'un câble électrique, d'un tuyau ou d'une conduite, entouré par le revêtement selon le premier mode de réalisation.
- Figure 2, une vue en perspective partielle d'un câble électrique, d'un tuyau ou d'une conduite entouré par le revêtement selon le second mode de réalisation.
- Figure 3, une coupe transversale selon AA de la figure 1.
- Figure 4, une coupe transversale selon BB de la figure 2.
- Figure 5, une coupe transversale d'un câble électrique comportant trois éléments primaires tels que représenté à la figure 1, entourés du revêtement selon le premier mode de réalisation.
En se référant aux figures 1 et 3, on remarque que le revêtement selon le premier mode de réalisation comporte une première couche intérieure 2 entourant le conducteur, le tuyau ou la conduite 1. Cette première couche 2 peut-ête revétue d'une couche 3 constituée du même matériau. Viennent ensuite deux couches intermédiaires 4 et 5 puis une couche extérieure 6.
En se référant aux figures 2 et 4, on remarque que le revêtement selon le second mode de réalisation comporte une première couche intérieure 8 entourant le conducteur, le tuyau ou la conduite 7. Cette première couche 8 peut-être revêtue d'une couche 9 constituée du même matériau. Viennent ensuite deux couches intermédiaireS10 et 11 puis une couche extérieure 12.
En se référant à la figure 5, on remarque que un revêtement selon le premier mode de réalisation, constitué d'une couche extérieure 18, de deux couches intermédiaires 16 et 17 et de deux couches intérieures 14 et 15, entoure trois conducteurs primaires 1 revêtus de la même manière que décrit à la figure 1. Dans cette figure 5, les fils 13 constituent des bourrages destinés à combler les interstices afin-d'obtenir un ensemble cylindrique.
Les couches intérieures 2 et 3 ou- 8 et 9 du revêtement sont de préférence constituées de fibres de verre sous forme d'un tissu flexible enduit d'une résine polymérique servant d'adhésif et supportant des particules de mica. Le matériau utilisé se présente donc sous la forme d'un ruban de largeur comprise entre 6 mm et 25 mm ou plumet d'épaisseur comprise entre 0,05 mm et 0,2 mm, constitué d'une couche continue de paillettes de mica déposées sur un support de fibres de verre tissées par l'intermédiaire d'un liant adhésif.
Dans de tels rubans le mica peut-être de type muscovite ou phlogopite et le liant de type silicone élastomère, polyimide, polyamide-imide ou tout autre polymère thermostable.
La couche intermédiaire 4 du revêtement décrit à la figure 1 ainsi que les couches intermédiaires 4 et 16 du câble décrit à la figure 5 sont constituées d'un polymère pouvant être éventuellement chargé de composés inorganiques de types réfractaires. Parmi les polymères utilisables pour la
f;abrication de cette couche on peut citer - Les polyimides : polyarylamide, polyamino-bis-malé1-mide, polyéther-imide, polyimidine, polyimidazopyrrolone.
f;abrication de cette couche on peut citer - Les polyimides : polyarylamide, polyamino-bis-malé1-mide, polyéther-imide, polyimidine, polyimidazopyrrolone.
- Les polysulfones : polyarylsulfone, polyphénylène éther sulfone, polyéthersulfone- bisphénol A polysulfone.
- Les polymères fluorés : pólytétrafluoroéthylène, polychlorotrifluoroéthylène, polyfluorure de vinyle, polyfluorure de vinylidène.
- Les copolymères fluorés : copolymères tétrafluoroéthylène perfluoropropène, éthylène - tétrafluoroéthylène, éthylène chlorotrifluoroéthylène, tétrafluoroéthylène - perfluoroalkoxy et d'autres polymères thermostables tels que : le polyparabanic acid, le polybenzoxazole, le polybenzimidazole, le poly-1-3-4 oxadiazole, les polyquinolines, lespolyquinoxalines les polypyrrones, la polyphénanthroline, les polycarboranes, les polyphosphazènes, la polystyrylpyridine, le polysilasty rène, la polyaryléthercétone, le polyphénylène oxyde ou le polyphénylène oxyde modifié, le polysulfure de phénylène ou les résines silicones.
Les résines préferées pour fabriquer les couches 4 et 16 du revêtement sont : les polyimides, les polyamide- imides, les polysulfones et polyéthersulfones, le polysulfure de phénylène, les résines silicones et le polytétrafluoroéthylène.
Ces resines sont préférentiellement appliquées sur les couches intérieures 2 ou 3 correspondantes au revêtement représenté à la figure 1 et sur les couches intérieures 2 ou 3 et 14 ou 15 du câble représenté à la figure 5, au moyen d'une technique d'enduction bien connue de l'homme de l'art. Dans ce cas, la résine peut-être mise en solution dans un solvant approprié ou en dispersion dans l'eau.
Afin d'améliorer les propriétés thermiques des couches intermédiaires 4 ou 16, les résines polymériques peuvent être chargées de composés inorganiques réfractaires.
Ces matières réfractaires se présentent sous une forme finement divisée de manière à ce qu'elles puissent se fondre au tissu de verre composant les couches 2 ou 3 et 14 ou 15 et aux fibres de verre composant les couches 5,11 et 17 lorsque on les soumet à des températures supérieures à 9500 C.
Ces matières réfractaires peuvent être des oxydes de titane, de zirconium, de magnésium, de silicium, d'aluminium ou de calcium, des silicates de magnésium, de calcium ou d'aluminium, des carbures de silicium ou de zirconium, etc...
Les résines composant le liant servant à faire adhèrer les matières réfractaires aux tissus et fibres de verre situés dans les couches environnantes doivent se décomposer à des températures élevées sans donner de flamme. A des températures supérieures à 9500 C les matières réfractaires se fondent à la surface des fibres de verre pour donner une structure de type réfractaire résistante à des températures bien supérieures à celle de la température de fusion du verre de base.
La couche intermédiaire 10 correspondant au revêtement représenté à la figure 2 est constituée d'un ruban de polytétrafluoroéthylène dont l'épaisseur et, la largeur sont adaptées au diamètre de l'élément à protéger.
Les couches intermédiaires 5 et 17 des revêtements représentés aux figures 1 et 5 sont constituées d'un tressage de fibres de verre enduites de la résine composant les couches intermédiaires 4 ou 16, oujéventuellement, d'une résine différente telle que celles évoquées auparavant. Ainsi que nous l'avons vu précédemment ces résines thermostables peuvent-être éventuellement chargées de matières inorganiques réfractaires de même nature que celles composant les couches 4 et 16.
Les couches extérieures 6 et 18 des revêtements représentés aux figures 1 et 5 sont de même nature que celles décrites pour les couches intermédiaires 4 et 16, à savoir qu'elles sont constituées d'un polymère thermostable chargé éventuellement d'une matière inorganique réfractaire du type de celles décrites précédemment.
La couche extérieure 12 correspondant au revêtement représenté à la figure 2 et au second mode de réalisation de l'invention, est constitué de polytétrafluoroéthylène déposé sur la couche 11 par enduction au moyen d'une dispersion.
La fabrication complète d'un revêtement selon le premier mode de réalisation s'effectue comme suit - la première couche de ruban de mica est enroulée de manière hélicoSdale autour de l'élément à protéger à l'aide d'une machine à rubanner conventionnelle,de façon que la couche de particules de mica soit tournée vers l'élément à protéger.
Le ruban est enroulé avec un recouvrement, par exemple de 50 % ou de 66 %, de manière à assurer une bonne étanchéité à la chaleur.
- Lorsqu'une deuxième couche de-ruban de mica est superposée à la première, la face recouverte de mica est toujours tournée vers l'intérieur, mais le sens de rotation du ruban est inversé par rapport a celui du ruban précédent.
- on dépose ensuite par enduction, sur la couche précédente, une fine couche, de l'ordre de 2 à 10 centièmes de millimètre d'un liant à base de résine polymérique thermostable. Cette enduction est réalisée par trempé dans une solution contenant le polymère, lorsque celui-ci est soluble dans un solvant, ou par trempé dans une dispersion aqueuse du polymère lorsque celui-ci est insoluble dans tous les solvants organiques.
D'une manière générale, les solutions contiennent entre 10 et 50 % en poids de polymère et les dispersions entre 10 et 40 % en poids de polymère.
Dans ce procédé d'enduction, qui s'effectue de manière continue, les solvants ou les agents de dispersion sont, dans un premier temps, évaporés par passage dans un four, puis les résines peuvent être éventuellement réticulées dans un autre four à plus haute température,
On peut également, dans le cas ou une tenue thermique améliorée est demandée, additionner aux solutions ou aux dispersions des charges minérales réfractaires telles que celles décrites précédemment.
On peut également, dans le cas ou une tenue thermique améliorée est demandée, additionner aux solutions ou aux dispersions des charges minérales réfractaires telles que celles décrites précédemment.
Dans le cas de solutions on utilise de préférence les compositions suivantes - liant : polymère thermostable 10 à 45 %, charges minérales réfractaires 5 à 25 %, solvant 30 à 85 %.
Dans le cas de dispersions on utilise de préférence les compositions suivantes - liant : polymère thermostable 10 à 35 %, charges minérales réfractaires 5 à 25 %, eau 40 à 85 %.
Outre le liant, les charges minérales et l'eau, les dispersions utilisées pour l'enduction peuvent contenir éventuellement un agent épaississant dont le rôle est d'ajuster la viscosité de manière à faciliter l'enduction. L'épaississant utilisé est généralement une dispersion aqueuse à 50 % en poids d'un copolymère acrylate-vinylpyrrolidone.
- On applique ensuite sur la couche de résine thermostable ou réfractaire une tresse de fibres de verre enduites avec le même mélange thermostable ou réfractaire que pour la couche précédente.
Pour cela, on procède de la manière suivante - la fibre de verre est enduite avec le même mélange que celui utilisé précédemment pour revêtir le tuyau, la conduite ou le câble et ceci suivant le même procédé.
- La fibre de verre enduite est conditionnée sur des petits bobineaux spécialement adaptés à une machine de blindage.
- Le blingage s'effectue de manière classique pour l'homme de l'art, sur des blindeuses ayant un nombre de fuseaux adaptés au diamètre du tuyau de la conduite ou du câble à revêtir.
La dernière opération consiste à enduire le revêtement tressé décrit plus haut par une couche de polymère thermostable ou une couche de liant réfractaire identique à celle déjà décrite en procédant de la même façon.
La fabrication complète d'un revêtement selon le second mode de réalisation de l'invention s'effectue comme suit - la première et éventuellement la deuxième couche de ruban de mica sont obtenues de la même manière que dans le premier mode de réalisation.
- On dépose ensuite par enroulement hélicoïdal autour de la ou des couches de mica, un ruban de préférence en polytétrafluoroéthylène dont l'épaisseur peut varier, par exemple, entre 7/100 ème de mm et 25/100 ème de mm et la largeur entre 3 et 50 mm. Ce ruban est appliqué avec une machine à rubanner conven tionnelle de telle façon que le sens de rotation soit inversé par rapport au sens de rotation du ruban de mica constituant la couche inférieure. Ce ruban de PTFE est appliqué généralemen avec un recouvrement de 50 % ou de 66 %.
- on applique ensuite, sur la couche de PTFE une tresse de fibres de verre enduite de PTFE. Ces fibres de verre sont dispos nibles dans le commerce, mais on peut également les préparer par enduction de fibres de verre préalablement ensimées avec une dispersion aqueuse de PTFE à 33 % en poids de polymère.
Le tressage des fibres s'effectue d'une manière identique à celle décrite ci-dessus pour le premier procédé.
- La dernière opération consiste à enduire le revêtement décrit ci-dessus par une couche de PTFE. dans ce cas on utilise une dispersion aqueuse à 33 % en poids de PTFE et un procédé iden tique à celui décrit au premier procédé.
Les enductions de polymères thermostables, éventuellement chargés de matières minérales réfractaires ont pour but de confiner et de maintenir solidement toutes les matières inorganiques présentes dans le revêtement.
Lorsque ce revêtement est soumis à une flamme ou à la chaleur intense d'une flamme, le revêtement polymère présent à la surface se décompose sans s'enflammer et par conséquent sans propager l'incendie. Si l'exposition à la chaleur et/ou à la flamme se poursuit deux cas peuvent se présenter suivant le type de revêtement utilisé - Dans le cas d'un revêtement sans matière inorganique réfractaire, on assiste après la décomposition du polymère de maintien à une incandescence du composé inorganique de protection constitué par les fibres de verre. Au delà de 4300 C, température qui correspond à une exposition à la flamme directe ou à la chaleur de la flamme au moins égale à 10 mn, les fibres de verre commencent à perdre leur résistance à la traction.
A partir de 7300 C, température qui correspond à une exposition à la flamme directe ou à la chaleur de la flamme au moins égale à 20 mn, les fibres de verre se ramollissent et l'on a fusion pâteuse. Il se forme alors une sorte de mousse de verre aérée qui contribue à améliorer la barrière thermique constituée par 1-e revetement protecteur. Après abaissement de la température cette barrière protectrice, de viscosité élevée, se vitrifie pour former avec les particules de mica un revêtement isolant diélectrique et étanche.
- dans le cas d'un revêtement comprenant des matières inorganiques réfractaires, on assiste, comme précédemment, après la décomposition du polymère thermostable à une incandescence des produits inorganiques puis à une fusion partielle, au dessus de 8000 C, des composés minéraux réfractaires avec le verre.
Cette fusion n'est que partielle, et seulement une petite partie des matières minérales se mélange au verre. En effet, la plupart d'entre elles ont des températures de service continu supérieures à 1 2500 C et des points de fusion supérieurs à 1 8000 C.La majorité de ces particules minérales vient s'insérer dans les interstices existants entre les fibres de verre en formant ainsi une structure composite résistante aux hautes températures et aux chocs thermiques, ayant une excellente rigidité diélectrique et un grand pouvoir d'isolation et de réflexion de la chaleur.
En outre, quel que soit le procédé de fabrication utilisé, les revêtements protecteurs selon l'invention, soumis à la chaleur ou à l'action directe d'une flamme sont résistants aux chocs et aux vibrations ainsi qu'à de très grandes variations de température.
On voit donc que l'invention permet la réalisation de revêtements protecteurs contre la chaleur, très résistants aux flammes et adaptés à l'isolation de tuyaux, conduites, fils ou câbles électriques. Plus particulièrement, dans le cas de fils et câbles électriques, ces revêtements permettent de transmettre l'énergie électrique, tout en étant soumis à la chaleur intense d'un incendie tout en présentant l'avantage d'être flexibles
Les revêtements selon l'invention sont destinés principalement à être utilisés dans les industries nucléaires, pétrolières, aéronautiques, spatiales, navales, et chimiques.
Les revêtements selon l'invention sont destinés principalement à être utilisés dans les industries nucléaires, pétrolières, aéronautiques, spatiales, navales, et chimiques.
Claims (10)
- REVENDICATIONS3. Revêtement isolant souple, résistant au feu, à base de mica, de polymère thermostable et de fibres de verre, conservant ses propriétés isolantes à des températures de l'ordre de 1 0000 C caractérisé en ce qu'il est constitué d'une ou plusieurs couches de mica, d'une couche d'un polymère thermostable ou dtun mélange de polymère thermostable et de particules inorganiques réfractaires, d'une couche de fibres de verre imprégnée d'un polymère thermostable ou d'un polymère thermostable chargé de particules inorganiques réfractaires et d'une couche de polymère thermostable ou de polymère thermostable chargé de particules inorganiques réfractaires.
- 2. Revêtement isolant selon la revendication 1 caractérisé en ce que la ou les couches de mica sont obtenues par enroulement hélicoïdal d'un ou plusieurs rubans constitués d'un tissu de verre imprégné d'un liant supportant des particules de mica de type phlogopite ou muscovite.
- 3. Revêtement isolant selon la revendication 2 caractérisé en ce que la couche de mica est tournée de préférence vers l'élément à protéger.
- 4. Revêtement isolant selon la revendication 1 caractérisé en ce que la couche de polymère thermostable qui se superpose à la ou aux couches de mica est constituée de polyimides, de polyamide-imide, de polysulfone, de polyéther- sulfone, de polysulfure de phénylène, de silicone ou de polytétrafluoroéthylène déposé par enduction.
- 5. Revêtement isolant selon la revendication 1 caractérisé en ce que la couche de polymère thermostable qui se superpose à la ou aux couches de mica est constituée d'un ruban de polytétrafluoroéthylène déposé par enroulement héli cotidal.
- 6. Revêtement isolant selon la revendication 1 caractérisé en ce que le polymère thermostable qui imprègne la couche de fibres de verre et qui constitue la couche finale du revêtement est une résine chargée ou non de composés inorganiques réfractaires ou de polytétrafluoroéthylène.
- 7. Revêtement isolant selon les revendications 1 et 6 caractérisé en ce que les composés inorganiques réfractaires utilisés sont : le dioxyde de titane, le dioxyde de zirconium, l'oxyde de magnésium, le dioxyde de silicium, le trioxyde d'alu minium (Al203), les silicates de magnésium, de calcium ou d'alu23 minium, les carbures de silicium et de zirconium, l'alumine (Al203), la zircone (ZrO2) le silicate de calcium, ou un mé2 3) > lange quelconque de ces composés.
- 8. Revêtement isolant selon la revendication 1 caractérisé en ce que le polymère thermostable constituant la couche finale du revêtement est du polytétrafluoroéthylène.
- 9. Revêtement isolant selon la revendication 8 caractérisé en ce que la couche finale du revêtement est obtenue par enduction à l'aide d'une dispersion de polytétrafluoroéthylène.
- 10. Revêtement isolant selon les revendications 1, 2 et 5 caractérisé en ce que les rubans de mica et de polytétrafluoroéthylène sont déposés de façon à ce que leur sens de rotation soit successivement alterné.
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