PT92426A

PT92426A - Processo para a preparacao de materiais semelhantes a papel, resistentes a altas temperaturas, dificilmente inflamaveis, a base de polimeros termoestaveis

Info

Publication number: PT92426A
Application number: PT92426A
Authority: PT
Inventors: Klaus Weinrotter; Robert Vodiunig; Manfred Schobesberger; Walter Loy; Claus Schobesberger
Original assignee: Chemiefaser Lenzing Ag
Priority date: 1988-11-29
Filing date: 1989-11-28
Publication date: 1990-05-31
Also published as: JPH02259199A; NO894719D0; IL92371A; FI89526B; BR8906237A; EP0371957A2; NZ231505A; AU613540B2; DK585089D0; DK585089A; CA2003221A1; NO894719L; AU4535389A; KR900007909A; EP0371957A3; FI89526C; TR24477A; IL92371A0; FI895405A0

Description

LENZING AKTIENGESELLSCHAFT "PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE MATERIAIS SEMELHANTES A PAPEL, RESISTENTES A ALTAS TEMPERATURAS, DIFICILMENTE INFLAMÁVEIS, À BASE DE POLÍMEROS TERMOESTÁVEIS" A presente invenção refere-se a um material semelhante a papel, resistente a altas temperaturas, dificilmente inflamável, à base de polímeros termoestáveis, assim como a um processo para a sua fabricação.

Papéis sintéticos feitos de polímeros termoestáveis são conhecidos e são utilizados, sobretudo, para o isolamento da electricidade. Outra possibilidade de utilização é na preparação de materiais alveolares preparados ("honeycombs") para elementos de construção em sanduíche.

Os processos conhecidos utilizam técnicas tradicionais de fabricação de papel. Mas, para isso, é necessário que se preparem, como materiais de partida para estes papéis, polpas que contenham não sé fibras mas também fibrilas e/ou fibridas. Este segundo tipo de fibras possui uma correspondente estruturação superficial semelhantes ãs fibras celulósicas da natureza. Esta estruturação é imprescindível para a preparação de papéis sintéticos a partir de polpas. -2- -2-

Λ*' «a

Uma preparação deste tipo é descrita, por exemplo, na patente de invenção norte-americana US-A-3 756 908. Os materiais de partida são fibras e fibridas de poliamidas aromáticas (m-ara-mida) em que as fibras são preparadas depois de um processo de fiação conhecido e as fibridas por precipitação de uma solução de polímero. A suspensão aquosa de uma mistura de fibridas de fibra é processada por meio de uma máquina de fabricação de papel de maneira a obter-se um papel que, por fim, pode ser ainda calandrado. A patente de invenção europeia EP-B-0019 113 também tem como objecto uma cinta semelhante a papel. Suspendem-se conjuntamente material de partida de fibras e partículas amorfas. A partir desta polpa, obtêm-se cintas semelhantes a cintas de papel de acordo com um processo de fabricação de papel conhecido, cuja resistência mecânica é aumentada por adição de agentes re-ticulantes e de irradiação. A patente de invenção norte-americana US-A-2 999 788 refere-se à preparação de polpa de fibridas de diversos polímeros, assim como às estruturas com ela fabricadas. A preparação de fibridas de m-aramidas que podem ser utilizadas subsequentemente para a preparação de papéis sintéticos encontra-se descrita em algumas memórias descritivas de patentes de invenção japonesas (JP 59-47695, JP 60-126400, JP 61-157532, JP 62-85014, JP 62-85015 e JP 62-85018). 3- (- A preparação de fibridas a partir de polímeros sintéticos encontra-se descrita na patente de invenção norte-americana US-A 3 018 091.

Os papéis sintéticos até agora conhecidos, especialmente â base de poliamidas aromáticas, não se têm mostrado suficientemente bons em muitos domínios de utilização relativamente à sua resistência a elevadas temperaturas, resistência ao envelhecimento e resistência a esforços a elevadas temperaturas.

Constitui um objectivo da presente invenção evitar estes inconvenientes e ela consiste em proporcionar materiais do tipo de papel, estáveis e elevadas temperaturas e dificilmente inflamáveis, â base de polímeros de poliimidas de fórmula geral

í C

. (D / \ / \

A \ / \ /

c C na qual o símbolo n representa um número inteiro maior de que 1 e o símbolo A representa um grupo aromático polivalente escolhido de entre os grupos de fórmulas -4- /

em que o símbolo X representa um átomo de oxigénio ou de enxofre ou um grupo CO, CH2 ou CF2 e o símbolo R representa pelo menos um dos seguintes grupos aromáticos bivalentes escolhidos de entre as fórmulas

-5-

ί <30 materiais esses que, em combinação, possuem as seguintes propriedades : um peso unitário superficial compreendido 2 entre 20 e 1.100 g/m , em especial compreendido entre 60 2 < e 290 g/m , um valor do índice de oxigénio limitado (LOI) de pelo menos 32% de e um valor da temperatura de tran sição vítrea (Tg) de pelo menos 300° C.

Outras propriedades do material de acordo com a presente invenção podem ser as seguintes: - resistência ao rasgamento no sentido longitudinal compreendida entre 30 e 120 N/mm^ e - resistência à descarga de electricidade de 10 a 65 KV/mm em corrente contínua e de 15 a 50 KV/mm em corrente alterna.

As fibras de poliimida podem também ser substituídas por outras fibras orgânicas ou inorgânicas resistentes a temperaturas elevadas sem que o espectro das suas propriedades se altere essencialmente.

Podem preparar-se materiais do tipo de papel de acordo com a presente invenção com um peso superficial unitário compreendi- 2 do entre 60 e 290 g/m , para o que se faz contactar uma estrutura superficial têxtil manipulável à base de fibras de poliimida de fórmula geral

Q Ο C t / \ / \

. (D A N-R- \ / \ / I l na qual η, A e X têm os significados definidos antes e R representa um grupo aromático bivalente, com uma solução de poliimida, se seca e eventualmente se compacta.

As fibras de poliimida mencionadas são conhecidas e podem preparar-se, por exemplo, de acordo com o processo descrito na patente de invenção austríaca AT-B-377 016.

Como estruturas têxteis planas manipuláveis, utilizam-se vantajosamente tecidos, malhas, velos ou feltros, de preferência no estado encrespado por acção do calor. São especialmente apropriados feltros com um peso superfici al unitário compreendido entre 40 e 150 g/m ou feltros previa-mente encrespados com um peso unitário superficial de 60 a 200 g/m2.

As estruturas planas têxteis são impregnadas com uma solução da poliimida de fórmula geral (I), na qual os símbolos η, A, -7- -7-

X e R têm os significados definidos antes.

Os dissolventes são, de preferência, DMF, N-metilpirroli-dona (NMP), dimetilacetamida (DMAc), DMSO ou outros dissolventes fortemente polares e misturas desses dissolventes. Como componen tes mistos, podem utilizar-se também dissolventes menos polares ou não polares, tais como dioxano, hidocarbonetos clorados, etc. A proporção de polímero presente na solução está compreendida, de preferência, entre 3 e 40% em peso. A impregnação pode realizar-se de acordo com um dos processos de impregnação usuais, em que a temperatura da solução está compreendida entre 10 e 100° C.

No intervalo superior de temperaturas,a menor viscosidade da solução garante uma impregnação mais rápida e, portanto, uma maior capacidade de produção.

Convenientemente, faz-se passar a cinta de material através de uma solução de poliimida e, em seguida, elimina-se o dissolven te. De acordo com uma maneira de proceder vantajosa, faz-se passar a cinta através de uma tina com água, em que o dissolvente é extraído com água quente, de preferência, a 60 até 90° C. A secagem subsequente pode realizar-se por irradiação, calor de contacto ou calor de convexão.

As estruturas planas impregnadas e secas podem ser comprimidas numa máquina de alisamento, num dispositivo de calandragem -8- r de rolos múltiplos ou numa prensa de placas, a uma temperatura compreendida entre 50 e 350° C. Neste caso, trabalha-se, de pre ferência, com "pressões lineares" (força de aperto dos rolos por unidade de comprimento) de 10 a 1.000 KN/m.

Verificou-se que os materiais semelhantes a papel de acor do com a presente invenção com um peso superficial unitário com o preendido entre 60 e 290 g/m também se podem preparar com a utilização de técnicas conhecidas de fabricação de papel, nas quais se desidrata uma polpa que consiste numa suspensão aquosa de fibras de poliimida e de fibrilas de poliimida e/ou de fibri das de poliimida com as unidades estruturais de formula geral .<» / \ / \ N A N-R- \ / \ /

C 6 na qual os símbolos η, A, X e R têm os significados defini^ dos antes, procedendo de uma maneira já conhecida numa máquina de papel de maneira a obter-se um velo e desidratando e secando este último.

Os materiais semelhantes a papel de acordo com a presente -9- -9-

,r 7 * invenção com um peso unitário superficial compreendido 2 entre 20 e 1.100 g/m podem preparar-se processando uma polpa que consiste numa suspensão aquosa de fibras de po-liimida e, caso assim se pretenda, de fibridas de poliimi da, com unidades estruturais de fórmula geral

? ? Ί / \ / \

. (D A N-R- \ / \ /

na qual os símbolos η, A, X e R têm os significados definidos antes, procedendo de maneira já conhecida, numa máquina de fabri cação de papel, de maneira a obter-se um velo e desidratando e secando este último, empregando-se as fibras de poliimida para a formação de velo no estado cortado mais pequeno, por exemplo, com um comprimento de fibras de 0,01 a 120 mm.

De preferência, neste caso, emprega-se uma mistura de fibras com diferentes comprimentos, por meio da qual se obtém uma especialmente elevada uniformidade e resistência mecânica do papel. 0 título das fibras utilizadas está compreendido, de pre ferência, entre 0,7 e 20 dtex. -10-

Juntamente com as fibras de poliimida ou com as fibridas de poliimida, podem também estar contidas na polpa a processar fibras de álcool polivinílico. Também se podem misturar conjun tamente fibras, fibridas e fibrilas de outros polímeros ou mate riais, por exemplo amianto e carbono. Também se podem utilizar todas as cargas que se utilizam correntemente na fabricação de papel.

Os materiais de partida podem também ser tingidos durante a fiação para se obterem papéis corados. Aditivos fiados como a fuligem conferem ao papel uma condutividade eléctrica inerente. A formação do velo pode fazer-se tanto com uma máquina de fabricação de papel como também numa máquina de formação de velos ou numa máquina para formação de folhas.

Para melhorar a resistência mecânica do velo, podem adiei onar-se à polpa substâncias auxiliares ou agentes ligantes, por exemplo à base de álcool polivinílico ou à base de silicone. Estes podem também ser, no entanto, aplicados ao velo desidrata do por pulverização, atomização, irrigação ou imersão, depois do que se procede à secagem.

Os agentes ligantes à base de silicone são apropriados para reforçar o velo porque se decompõem a temperaturas superiores a 200° C e deixam simplesmente dióxido de silício sob a forma finamente dividida no papel, o que na prática não actua inconvenientemente sobre as propriedades do produto final. -11- -11-

*

Uma forma de realização preferida do processo de acordo com a presente invenção caracteriza-se pelo facto de o velo seco ser prensado numa prensa de placas ou numa calandra de vários rolos. Ê também possível comprimir vários velos colocados uns sobre os outros uns com os outros.

Isto pode realizar-se com pressões lineares compreendidas entre 0,1 e 1.000 KN/m e a temperaturas compreendidas, de preferência, entre 70 e 450° C. Ê também possível prensar velos de vá rias camadas, em que se garante a manutenção das camadas individuais por meio da termoplasticidade da poliimida, o que ainda pode ser reforçado por adição de agentes ligantes. 0 material do tipo de papel preparado de acordo com a presente invenção possui uma superfície uniforme e lisa e pode também ser revestido de acordo com técnicas conhecidas, para se obterem, por exemplo, superfícies coradas, condutoras ou de elevado brilho. 0 material semelhante a papel de acordo com a presente invenção é também apropriado para utilização em domínios que, entre outros requisitos, precisam de uma elevada termo-estabilidade, por exemplo para materiais isoladores utilizados na indústria eléctrica, para motores, geradores e transformadores e ainda como materiais de vedação planos na construção de máquinas, por exemplo como juntas de motores de combustão, como, por exemplo, juntas de vedação da cabeça de motor, etc. -12- χ !l

Nos Exemplos seguintes, descreve-se mais pormenorizadamente a presente invenção, em que, nos Exemplos 1 a 6 e 10 a 24, se descreve a preparação de materiais semelhantes a papel de acordo com a presente invenção com pesos unitários superficiais compre-endidos entre 60 e 290 g/m ou entre 20 e 1.100 g/m . Os Exemplos 7 e 8 referem-se â preparação, já conhecida, de fibridas e fibrilas de poliimida. As propriedades descritas dos materiais do tipo de papel preparados de acordo com a presente invenção foram deter minadas utilizando os seguintes métodos de ensaio: LOI (Índice de oxigénio limitante) ASTM D-2863 TGA (análise termogravimétrica) Instrumento: Perkin Elmer TGA/2

Velocidade de aquecimento : 20° C/minuto.

Determinação da perda de peso com atraso inicial. DSC (calorimetria de varrimento diferencial) Instrumento : Perkin Elmer DSC/4.

Velocidade de aquecimento : 20° C/minuto.

Resistência eléctrica â passagem de descarga de acordo com a Norma DIN 53481.

Resistência à tracção e ao alongamento de acordo com a Norma DIN 53455. -13-

EXEMPLOS

Exemplo 1

Materiais de Partida :

Feltro de poliimida preparada a partir de anidrido do ácido benzofeno-3,3’, 4,4'-tetracarboxílico e de 4,4,-metileno-bis-(fenil-iso- cianato) e 2,4- e 2,6-tolileno-diisocianato (designação comercial : p 84, fabricante : Lenzing Aktiengesellschaft); 2

Peso unitário superficial : 85 g/m :

Largura cerca de 150 mm;

Solução de poliimida, 20% em peso de p 84 em DMF.

Impregnou-se o feltro a 22° C, secou-se e comprimiu-se por meio de uma calandra de dois cilindros em que :

Temperatura dos cilindros : 250 a 245° C Folga entre cilindros : 0,04 mm e Força de compressão 10 KN. 0 material do tipo de papel obtido de acordo com a presente invenção possuía um peso unitário superficial igual a 167 g/m e uma espessura média de 0,20 mm. -14 ιί

Propriedades Térmicas : LOI TGA Ponto de transição vítria T g 36 a 37% de 02 perda de peso maior a 530° C 312° C.

Propriedades Mecânicas : : 30 N/mm2 : 27 N/mm2 : 8% : kl. resistência â ruptura no sentido longitudinal no sentido transversal Alongamento no sentido longitudinal no sentido transversal

Resistência elictrica ã descarga : tensão continua 40 KV/mm tensão alterna 12 KV/mm.

Exemplo 2

Materiais de Partida : feltro de poliimida análogo ao do Exemplo 1, mas com um 2 peso unitário superficial de 120 g/m $ largura : cerca de 150 mm; solução de poliimida, 10% em peso de p 84 em DMF. -15-

Impregnou-se o feltro a 15° C, secou-se e apertou-se por meio de uma calandra de dois cilindros em que : temperatura dos cilindros folga entre cilindros força de aperto : 250° C : 0,04 mm e 43 KN e depois de uma segunda passagem com os outros valores inalterados regulada para 35 KN. 0 material do tipo de papel obtido de acordo com a presente invenção tinha : peso superficial unitário espessura média

Propriedades Térmicas :

LOI

TGA

Ponto de transição vítrea Propriedades Mecânicas : : 238 g/m2 : 0,24 mm. 36 a 37% de perda máxima de peso a 530° C 312° C. 50 N/mm2 30 N/mm2 6,51 31 . resistência ã tracção no sentido longitudinal no sentido transversal alongamento no sentido longitudinal no sentido transversal -16-

Resistência eléctrica à descarga : tensão contínua : 30 KV/mm tensão alterna : 17 KV/mm.

Exemplo 3

Materiais de Partida : feltro de poliimida análogo ao do Exemplo 2 solução de poliimida, 15% em peso de p 84 em DMF.

Impregnou-se o feltro a 20° C, secou-se e comprimiu-se por meio de uma calandra de dois cilindros. 0 material semelhante a papel obtido de acordo com a presen „ 2 te invenção tinha um peso superficial unitário de 222 g/m e uma espessura media igual a 0,28 mm.

Propriedades Térmicas : : 36 a 37% de 0£ : perda máxima de peso a 530° C : 312° C.

LOI TGA

Ponto de transição vítrea Propriedades Mecânicas : - - ~ 2

Resistência a tracçao no sentido longitudinal : 33 N/mm -17-

( * : 7,5%

Alongamento no sentido longitudinal

Resistência eléctrica â descarga : em tensão contínua : 25 KV/mm em tensão alterna : 9 KV/mm.

Exemplo 4

Materiais de Partida :

Feltro de poliimida análogo ao do Exemplo 1, mas com um peso unitário superficial de 60 g/m e uma largura de cerca de 150 mm;

Solução de poliimida, 30% em peso de p 84 em DMF.

Impregnou-se o feltro a 55° C, secou-se e comprimiu-se por meio de uma calandra de dois cilindros, em que a temperatura era igual a 250° C, a folga dos cilindros era igual a 0,04 mm e a força de aperto era igual a 10 KN. 0 material do tipo de papel obtido de acordo com a presente _ 2 invenção tinha um peso unitário superficial igual a 90 g/m e uma espessura média igual a 0,15 mm.

Propriedades Térmicas :

LOI : 36 a 37% de O2 -18-

TGA : perda máxima de peso a 530°C

Ponto de transição vítrea : 312° C.

Propriedades Mecânicas : : 50 N/mm2 : 30 N/mm2 : 4% : 3%

Resistência â tracçao no sentido longitudinal no sentido transversal

Alongamento à ruptura no sentido longitudinal no sentido transversal

Resistência eléctrica à descarga : corrente contínua : 55 KV/mm corrente alterna : 40 KV/mm.

Exemplo 5

Materiais de Partida :

Feltro de poliimida análogo ao do Exemplo 1, mas com um 2 peso superficial de 240 g/m e uma largura de cerca de 150 mm.

Solução de poliimida, 5% em peso de P 84 em DMF.

Impregnou-se o feltro a 20° C, secou-se e compactou-se por meio de uma calandra de dois cilindros, em que a temperatura dos cilindros era igual a 250° C, a folga entre cilindros era igual -19- ί a 0,04 mm e a força de aperto era igual a 40 até 52 KN. 0 material do tipo de papel obtido de acordo com a presente 2 invenção possuía um peso superficial unitário igual a 260 g/m e uma espessura média igual a 0,26 mm.

Propriedades Térmicas : 36 a 37% de perda de peso máxima a 530° C 312° C.

LOI TGA

Ponto de transição vítrea Propriedades Mecânicas :

Resistência à ruptura à tracção no sentido o longitudinal : 60 N/mm

Resistência â ruptura â tracção no sentido 2 transversal : 40 N/mm

Alongamento à ruptura no sentido longitudinal : 9% no sentido transversal : 6%.

Resistência eléctrica â descarga : corrente contínua : 25 KV/mm corrente alterna : 10 KV/mm. -20-

Exemplo 6

Materiais de Partida :

Feltro de poliimida análogo ao que se descreveu no Exemplo 1, mas com um peso unitário superficial de 260 g/m e uma largura de cerca de 150 mm;

Solução de poliimida, 15% em peso de P 84 em DMF.

Impregnou-se o feltro a 20° C, secou-se e compactou-se por meio de uma calandra de dois cilindros, em que a temperatura dos cilindros era de 230 a 240° C, a folga entre cilindros de 0,04 mm e a força de aperto era igual a 35 KN. 0 material do tipo de papel obtido de acordo com a presente invenção tinha um peso superficial unitário igual a 290 g/m e uma espessura média de 0,35 mm.

Propriedades Térmicas : LOI : 36 a 37% de 0£

TGA perda de peso máxima a 530° C

Ponto de transição vítrea : 312° C.

Propriedades Mecânicas :

Resistência de ruptura à tracção : -21-

( «r 2 no sentido longitudinal - 110 N/iran 2 no sentido transversal - 90 N/mm

Alongamento à ruptura no sentido longitudinal : 15% no sentido transversal : 12%.

Resistência elictrica â descarga : em tensão contínua : 12 KV/mm em tensão alterna : 9 KV/mm.

Exemplo 7 A preparação de fibridas pode realizar-se de acordo com nmq maneira de proceder conhecida, por exemplo mediante pulverização de uma solução de polímero num banho aquoso.

Para o efeito, alimentou-se uma solução a 5% de P 84 em DMF a um bocal duplo por meio de uma bomba de carretos e pulverizou-se no banho aquoso por meio de ar sob pressão. 1,2 mm 3 100 cm /minuto 6 bar.

Diâmetro dos bocais Quantidade de alimentação (solução de polímero) Pressão do ar comprimido 0 diâmetro das fibridas assim obtidas era igual, em media, a 2 - 3 mm. -22-

Exemplo 8

Suspenderam-se em água fibras de poliimida com um compri mento de 5 mm e um título de 2,2 dtex. Alimentou-se esta suspensão a um refinador cónico e deixou-se aí durante o tempo necessá rio até que se obtivesse um grau de fibrilas (percentagem de fibrilas) igual a cerca de 40%.

Proporção do material Rotor cónico (8o) Pressão de entrada Pressão de saída Tempo de permanência 4% 1.500 rotações por minuto 0,5 bar 3,5 bar 40 minutos.

Exemplo 9

Fizeram-se passar através de um moinho de rolos fino (moinho de martelos planos, anel de peneiração 0,5 mm, ranhuras trapezoidais 13 900 rotações por minuto), em circuito fechado, fibras de poliimida com um comprimento de 5 mm e um título de 2,2 dtex, durante o tempo necessário para que o grau de fibrilação fosse igual a cerca de 90%.

Exemplo 10

Suspenderam-se em água fibras de poliimida com um título igual a 2,2 dtex e com comprimentos de 2,5 mm, 5,0 mm e 10,0 mm, assim como fibras de poliimida moídas com um comprimento de 0,01 -23- L, ( a 5,0 mm e fibras de álcool polivinílico na proporção em peso de 16 : 16 : 15 : 50 : 3, obteve-se um velo mediante a utilização de um formador de velo em húmido, desidratou-se e secou-se. 0 „ 2 velo seco possuía um peso superficial unitário igual a 183 g/m e foi prensado numa prensa de placas a 280° C e 290 bar.

Propriedades Térmicas : : 37 a 38% de : início a 564° C : 312° C.

LOI TGA

Ponto de transição vítrea Propriedades Mecânicas :

Resistência à ruptura por tracção 2 no sentido longitudinal : 31 N/mm 2 no sentido transversal : 26 N/mm

Alongamento à ruptura no sentido longitudinal : 12% no sentido transversal : 10%.

Poder disruptivo eléctrico : em tensão contínua : 12 KV/mm em tensão alterna : 6 KV/mm.

Exemplo 11

Suspenderam-se em água fibras de poliimida com um título das fibras de 2,2 dtex e comprimentos de fibras de 2,5 mm, 5,0 mm -24- ν.. e 10,0 iran, assim como fibras de poliimida moídas com um comprimento de 0,01 a 5,0 mm e fibras de álcool polivinílico, numa pro porção em peso de 16 : 16 15 : 50 : 3, transformou-se num velo num dispositivo de formação em húmido de velos, desidratou-se e secou-se. 0 velo assim obtido tinha um peso unitário superficial de 183 g/m^ e foi comprimido numa prensa de placas a 70° C e 490 bar.

Propriedades Térmicas : : 37 a 38% de 02 : início a 564° C : 312° C.

LOI TGA

Ponto de transição vítrea Propriedades Mecânicas :

Resistência â ruptura por tracção 2 no sentido longitudinal : 27 N/mm 2 no sentido transversal : 22 N/mm

Alongamento à ruptura no sentido longitudinal : 19% no sentido transversal : 15%

Poder de resistência à disruptura : em tensão contínua : 47 KV/mm em tensão alterna : 26 KV/mm. 25-

Exemplo 12

Suspenderam-se em água fibras de poliimida com um título de 0,7 dtex e um comprimento de fibras de 2,5 mm, assim como fibras de poliimida moídas com um comprimento de 0,01 a 5,0 mm e fibras de álcool polivinílico, na proporção em peso de 48,5 : »48,5 : 3 e transformou-se num velo em um dispositivo de formação de velos em húmido, desidratou-se e secou-se. 0 velo assim obti- _ 9 do tinha um peso superficial unitário de 102 g/m e foi comprimi do numa prensa de placas a 450° C e 50 bar.

Propriedades Térmicas :

LOI

TGA

Ponto de transição vítrea 39 a 40% de início a 564° C 334° C.

Propriedades Mecânicas :

Resistência â ruptura de tracção 2 no sentido longitudinal : 67 N/rom 2 no sentido transversal : 56 N/mm

Alongamento â ruptura no sentido longitudinal : 11% no sentido transversal 91 fo ·

Poder disruptivo eléctrico em tensão contínua : 11 KV/mm em tensão alterna : 6 KV/mm. -26 / t a

Exemplo 13

Suspenderam-se fibras de poliimida com um título igual a 1,7 dtex e um comprimento de fibras de 2,5 mm e 5,0 mm, assim como fibras de álcool polivinílico, na proporção em peso de 60 : *37 : 3 e, num dispositivo de formação de velos em húmido, transformou-se num velo, desidratou-se e secou-se. 0 velo assim obti- 2 do possuía tom peso unitário superficial igual a 70 g/m e foi comprimido numa prensa de placas a 350° C e 250 bar.

Propriedades Térmicas : : 38 a 39% de 02 : início a 564° C : 328° C.

LOI TGA

Ponto de transição vítrea Propriedades Mecânicas :

Resistência à ruptura por tracção 2 no sentido longitudinal : 81 N/mm 2 no sentido transversal : 68 N/mm Alongamento à ruptura no sentido longitudinal : 7% no sentido transversal : 51.

Poder disruptivo elictrico : em tensão contínua : 14 KV/mm em tensão alterna : 7 KV/mm. -27-

Exemplo 14

Suspenderam-se em água fibras de poliimida moídas com um comprimento igual a cerca de 0,01 a 5,0 mm e, numa máquina de fabricação de papel, foram transformadas num velo húmido, desidratou-se, pulverizou-se com um agente ligante e secou-se. 0

O velo assim obtido tinha um peso unitário superficial de 40 g/in e foi comprimido numa calandra de dois cilindros a 350° C e 500 N/mm.

Propriedades Térmicas : : 38 a 39% de 02 : início a 564° C : 328° C.

LOI

TGA

Ponto de transição vítrea

Propriedades Mecânicas :

Resistência de ruptura à tracção 5 no sentido longitudinal : 30 N/mm 5 no sentido transversal : 25 N/mm

Alongamento â ruptura no sentido longitudinal no sentido transversal

Poder disruptivo eléctrico em tensão contínua : 13 KV/mm em tensão alterna : 7 KV/mm. 12% -28

Exemplo 15

Suspenderam-se em água fibras de poliimida moídas com um comprimento de 0,01 a 5,0 mm e trataram-se numa máquina de fabricação de papel para se obter um velo húmido, desidratou-se, pulverizou-se com agente ligante e secou-se. 0 velo assim obtido 2 tinha um peso unitário superficial de 55 g/m e foi prensado numa calandra de dois cilindros a 350° C e 1.000 KN/m.

Propriedades Térmicas :

LOI

TGA

Ponto de transição vítrea 38 a 39% de 02 início a 564° C 328° C.

Propriedades Mecânicas :

Resistência à ruptura por tracção o no sentido longitudinal : 117 N/mm 2 no sentido transversal : 98 N/mm

Alongamento à ruptura no sentido longitudinal : 8% no sentido transversal : 5%

Poder disruptivo eléctrico em tensão contínua : 75 KV/mm em tensão alterna : 42 KV/mm. -29-

í

Exemplo 16

Suspenderam-se em água fibras de poliimida moídas com um comprimento de 0,01 a 5,0 mm e, numa máquina de formação de folhas, foram transformadas num velo, desidratadase secas. O velo assim obtido tinha um peso superficial unitário de 252 g/in e foi prensado numa prensa de placas com 330° C e 340 bar.

Propriedades Térmicas : : 37 a 38% de 0£ : início a 564° C : 319° C.

LOI TGA

Ponto de transição vítrea Propriedades Mecânicas : ~ 2

Resistência â ruptura por tracçao : 79 N/mm

Alongamento ã ruptura : 10%

Poder disruptivo eléctrico em tensão contínua : 21 KV/mm em tensão alterna : 11 KV/mm.

Exemplo 17

Suspenderam-se em água fibras de poliimida moídas com um comprimento de 0,01 até 5,0 mm e, numa máquina para a formação de folhas, conferiu-se-lhes a forma de velo, desidratou-se, pul- -30- verizou-se com um agente ligante e secou-se. 0 velo assim obtido

O possuía um peso superficial unitário igual a 105 g/tn e foi comprimido numa prensa de placas a 350° C e 480 bar, com sobreposição de três camadas. 0 peso superficial unitário do papel obtido foi igual a 315 g/m . Não foi possível a subsequente separação das três camadas.

Propriedades Térmicas : : 38 a 39% de 0£ : início a 564° C : 328° C.

LOI TGA

Ponto de transição vítrea

Propriedades Mecânicas : ~ ~ o

Resistência de ruptura a tracçao : 75 N/mm

Alongamento â ruptura : 13%.

Poder disruptivo eléctrico em tensão contínua : 68 KV/ mm em tensão alterna : 39 KV/mm.

Exemplo 18

Suspenderam-se em água fibras de poliimida com o título das fibras igual a 2,2 dtex e um comprimento de 2,5 mm, 5,0 mm e 10,0 mm, em conjunto com fibras de poliimida moída com um comprimento de fibras de 0,01 a 5,0 mm, na proporção de 19 : 16 : -31-

115 : 50 e, numa máquina de formação de velos por via húmida, foram transformadas em velo, desidratou-se e secou-se este últi mo. O velo assim obtido tinha um peso superficial unitário igual a 183 g/m e, rmediatamente depois do processo de secagem, foi prensado numa calandra com dois cilindros a 22°C e 500 KN/m.

Propriedades Térmicas : LOI : 37 a 38% de 0£

TGA : início a 564°C

Ponto de transição vítrea : 312°C

Propriedades Mecânicas :

Resistência â ruptura por tracção o no sentido longitudinal : 33 N/mm 2 no sentido transversal : 28 N/mm Alongamento à ruptura no sentido longitudinal : 17% no sentido transversal : 14%.

Poder disruptivo eléctrico em tensão contínua : 66 KV/mm em tensão alterna : 37 KV/mm.

Exemplo 19

Suspenderam-se em água fibras de poliimida moídas com o com primento de 0,01a5,0mm e ,numa máquina para a formação de folhas , foram trans -32-

formadas em velo, desidratadas e secas a 350° C. 0 velo assim - 2 obtido tinha um peso superficial unitário igual a 100 g/m e, imediatamente depois do processo de secagem, foi prensado numa prensa de placas, à temperatura ambiente (21° C) e a 480 bar.

Propriedades Térmicas : : 37 a 38% de 0^ : início a 564° C : 312° C.

LOI TGA

Ponto de transição vítrea

Propriedades Mecânicas : - ~ ~ 2 Resistência de ruptura a tracçao : 15 N/mm

Alongamento ã ruptura : 18%.

Valor do poder disruptivo elictrico em tensão contínua : 44 KV/mm em tensão alterna : 25 KV/mm.

Exemplo 20

Suspenderam-se em água fibras de poliimida moídas com o com primento de 0,01 a 5,0 mm e, num dispositivo para a formação de velos em húmido, foram transformadas em velo, desidratadas, pulve rizadas com um acabamento de silicone e secas a 150° C. 0 velo assim obtido possuía um peso superficial unitário igual a 205 g/in e foi prensado numa prensa de placas a 320° C e 350 bar. -33-

Propriedades Térmicas : LOI : 37 a 38% de 02

TGA : início a 564°C

Ponto de transição vítrea : 312°C.

Propriedades Mecânicas : : 75 N/mm^ : 63 N/mm^ longitudinal : 10% transversal : 8%.

Resistência de ruptura à tracção no sentido longitudinal no sentido transversal Alongamento â ruptura no sentido . no sentido

Poder disruptivo elictrico : em tensão contínua : 24 KV/mm em tensão alterna : 13 KV/mm.

Exemplo 21

Suspenderam-se em água fibridas de poliimida e fibras de poliimida moídas com um comprimento de 0,01 até 5,0 mm, numa proporção em peso de 50 : 50 e, numa instalação para a formação de folhas, transformaram-se em velo, desidrataram-se e secaram-se a 105°C. 0 velo assim obtido possuía um peso superficial unitário igual a 1090 g/m e foi comprimido numa prensa de placas a 350°C e 380 bar.

Propriedades Térmicas : 38 a 39% de 02 início a 564° C 328° G.

LOI TGA

Ponto de transição vítrea

Propriedades Mecânicas : : 57 N/mm^ : 14%.

Resistência â ruptura sob tracçao Alongamento à ruptura

Poder disruptivo eléctrico em tensão contínua : 31 KV/mm em tensão alterna : 17 KV/mm.

Exemplo 22

Suspenderam-se em água fibridas de poliimida e, numa instalação de formação de folhas, transformaram-se em velo, desidra taram-se e secaram-se a 105° C. 0 velo assim obtido possuía um 2 peso superficial unitário igual a 1090 g/m e foi prensado numa prensa de placas a 350° C e 3S0 bar.

Propriedades Térmicas : LOI : 38 a 39% de 0£ TGA Ponto de transição vítrea : início a 564° C : 328° C. 35- L..... í

Propriedades Mecânicas :

Resistência a ruptura por tracçao : 57 N/mm Alongamento : 14 %.

Valor do poder disruptivo eléctrico em tensão contínua : 31 KV/mm em tensão alterna : 17 KV/mm.

Exemplo 23

Suspenderam-se em água fibras de poliimida com um comprimento de 2,5 mm e o título de 2,2 dtex e, num dispositivo para formação de folhas, transformou-se em velo, desidratou-se, pulverizou-se com acabamento de silicone e secou-se a 150° C. 0 velo assim obtido tinha um peso superficial unitário igual a 210 g/m e foi prensado numa prensa de placas a 320° C e 350 bar.

Propriedades Térmicas : : 37 a 38% de 0£ : início a 564° C : 312° C.

LOI TGA

Ponto de transição vítrea

Propriedades Mecânicas : _ ~ 2 Resistência a ruptura por tracçao : 88 N/mm

Alongamento : 12%. -36-

Poder disruptivo eléctrico em tensão contínua : 21 KV/mm em tensão alterna : 10 KV/mm.

Exemplo 24

Suspenderam-se em água fibras de poliimida com um comprimento de 120 mm e o título de 20 dtex e, num dispositivo de for mação de folhas foram transformadas em velo; desidratou-se este último, pulverizou-se com acabamento de silicone e secou-se a 150° C. 0 velo assim preparado tinha um peso superficial unitário igual a 503 g/m^ e foi prensado numa prensa de placas a 320° C e 350 bar.

Propriedades Térmicas : : 37 a 38% de 02 : início a 564° C : 312° C.

LOI TGA

Ponto de transição vítrea

Propriedades Mecânicas : - - ~ 9

Resistência a ruptura por tracçao : 81 N/mm

Alongamento : 20%

Poder disruptivo eléctrico : em tensão contínua : 19 KV/mm em tensão alterna s 7 KV/mm.

Claims

-37-

REIVINDICAÇÕES 1.- Processo para a preparação de materiais semelhantes a papel, resistentes a altas temperaturas dificilmente inflamáveis, a base de polímeros termoestãveis com a forma de fibras de poliimida de fórmula geral 0 . (0* / \ / \ N A N-R- \ / \ / 6 & na gual o símbolo n representa um número inteiro maior do que 1 e o símbolo A representa um grupo aromático com quatro ligações escolhido do seguinte conjunto de significações -38-, V

em que ' o símbolo X representa um átomo de oxigénio ou de enxofre ou um grupo CO, ou CF£ e o símbolo R representa um dos seguintes grupos bivalentes escolhidos dos grupos de fórmulas

material esse que possui, em combinação, as seguintes propriedades: peso superficial unitário compreendido entre 20 e 3100 g/m2, em especial 60 a 290 g/m2, valor do índice de oxigénio limitado (L0I) mínimo igual

a 32 % de O2 e um ponto de transformação vítrea (TG) pelo menos igual a 300°C, caracterizado pelo facto de se fazer contactar uma estrutura plana manipulável à base de fibras de poliimida de fórmula geral / \ / \ . (D N A N-R* \ / \ / C a na qual os símbolos η, A e X têm os significados definidos antes e o símbolo R representa um grupo aromático bivalente, com uma solução de poliimida, de se secar e, eventualmente, de se comprimir. 2Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o material final obtido possuir ainda as seguintes características mecânicas: uma resistência ao rasgamento na direcção longitudinal compreendida entre 30 e 120 N/mm2 e uma resistência à passagem da electricidade igual a 10 a 65 kV/mm no caso da tensão contínua e igual a 15 a 50 kV/mm no caso da tensão alterna. 3.- -40-
3. - Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo facto de se substituir parcialmente as fibras de poliimida por outras fibras orgânicas ou inorgânicas resistentes a altas temperaturas.
4. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de, como estrutura plana manipulável, se empregar tecido, malha, tosão ou feltro de preferência no estado encolhido pelo calor.
5,- Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 4, caracterizado pelo facto de, como solução de poliimida, se empregar uma solução de poliimidas de formula geral (I), na qual os símbolos η, A, X e R têm os significados definidos antes, no seio de um dissolvente polar, de preferência dimetilformamida, sulfóxido de dimetilo, N-metilpirrolidona (NMP), dimetilacçtamida (DMAc), ou suas misturas.
6. - Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo facto de a solução de poliimida ter uma proporção de polímero compreendida entre 3 e 40 % em peso.
7. - Processo de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo facto de se comprimir a estrutura plana depois de seca numa prensa de alisamento, numa calandra de -41- vãrios rolos ou numa prensa de placas, de preferência a uma temperatura compreendida entre 50 e 350°C.
8.- Processo para a preparaçao de um material semelhante a papel, resistente a altas temperaturas, dificilmente inflamável, com um peso unitário superficial (gramagem) compreendido entre 60 e 290 g/m2, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracte rizado pelo facto de se processar numa máquina de papel uma polpa que consiste numa suspensão aquosa de fibras de poliimida e/ou de fibrilas de poliimida com unidades estruturais de fórmula geral

? ? Ί / \ / \ , (I) A N-R- \ / \ /

l na qual os símbolos η, A, X e R têm os significados definidos antes, para se obter um tosão e de se desidratar e secar depois este último.
9.- Processo para a preparação de um material resistente a altas temperaturas, dificilmente inflamável, com um peso unitário superficial (gramagem) compreendido entre 20 e 1 100 g/m2, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo facto de se processar numa máquina de papel uma polpa que consiste numa suspensão aquosa de fibras de poliimida e, eventualmente, de fibrilas de poliimida com unidades estruturais de fórmula geral 1 .0) ? I / \ / \ N A N-R" \ / \ / na qual os símbolos η, A, X e R têm os significados definidos antes, para se obter um tosão e de se desidratar e secar depois este ultimo, empregando-se para a formação do tosão fibras de poliimida no estado cortado com um comprimento compreendido entre 0,01 e 120 mm.
10.- Processo de acordo com a reivindicação 9, caracteri-zado pelo facto de a suspensão aquosa compreender ainda fibras adi cionais de álcool polivinílico.
11.- Processo de acordo com uma das reivindicações 9 ou 10, caracterizado pelo facto de a formação do tosão não se fazer numa máquina de papel mas sim numa máquina de formação de tosão por via húmida ou numa máquina de formação de folhas.
12.- Processo de acordo com uma ou varias das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo facto de se misturarem com a polpa substâncias auxiliares ou agentes ligantes ou de se aplicarem ao tosão desidratado.
13. - Processo de acordo com a reivindicação 12, caracte-rizado pelo facto de se pulverizar uma cinta desidratada com derivados de silicone e, seguidamente, se secar.
14. - Processo de acordo comuma ou várias das reivindicações 9 a 12, caracterizado pelo facto de se prensar o tosão seco numa prensa de placas ou numa calandra de vários rolos.
15. - Processo de acordo com a reivindicação 14,.. caracterizado pelo facto de se prensarem vários tosões colocados uns por cima dos outros, O Agente1 o de Novembro de 1989 Lisboa,,_^cial da Propriedade Industrial