<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS A LA FABRICATION DES ISOLATEURS ELECTRIQUES ET D'AUTRES OBJETS MOULES ET ARTICLES ANA- LOGUES.
La présente intention est relative à la fabri- cation des isolateurs électriques et d'autres objets moulés, atnsi que d'articles analogues.Bien qu'elle soit principalement destinée à la fabrication des isolateurs électriques moulés de forme variable, elle peut être également utilisée pour d'autres objets ou pour des ma- tières isolantes à l'électricité et pour des articles se présentant sous forme de plaques, de tiges, de tubes etc...
L'invention se rapporte spécialement à la fa- brication d'une matière isolante à partir d'une résine synthétique incomplètement condensée ( ce terme étant employé ici pour désigner le produit de condensation d'un phénol ou d'un corps analogue contenant le radical phé- nolique avec de l'aldéhyde formique ou un autre aldéhyde
<Desc/Clms Page number 2>
ou un corps susceptible d'entrer en condensation avec des corps contenant le groupe phénol) en mélange avec un liant tel que le ciment, ou un corps analogue,
On a déjà proposé divers procédés pour fabriquer des matières isolantes à l'aide de résines synthétiques.
Dans un de ces procédés par exemple, du ciment de Portland et de la fibre d'amiante étaient mélangés avec 20 % d'un produit liquide de condensation du genre défini, et moulés dans un moule en acier. La matière moulée était ensuite en- levée du moule, on la faisait sécher à l'air pendant 24 heures environ on la remettait au moule, et on la faisait chauffer sous pression dans ce moule.
Dans le procédé conforme à la présente invention par contre, tout en réduisant la quantité de résine syn- thétique à moins de 10 %, on obtiendra un objet moulé qui gardera sa forme primitive, sans qu'il soit nécessaire de le remettre au moule pour y appliquer une pression pendant le dernier stade de fabrication. On épargnera ainsi du temps et des frais.
Un autre propagé qui a été proposé consistait à mélanger du ciment de Portland, une résine synthétique et de l'eau. (jette mixture était alors moulée et, de préférence, on la soumettait à une maturation pendant plusieurs semai Des. Les objets moulés pouvaient se prendre et durcir, et finalement on les faisait chauffer sous pression ou sans pression.
En mélangeant les ingrédients sans addition d'eau les inventeurs ont constaté que l'on obtenait un produit meilleur et en moins de temps qu'on ne l'avait fait Jusqu'ici.
Dans le procédé conforme à la présente invention le ciment et le corps de remplissage (si l'on en emploie un) sont mélangés absolument à sec avec la résine synthé-
<Desc/Clms Page number 3>
tique, l'eau nécessaire pour la combinaison avec le ci- ment étant fournie par la résine synthétique pendant les transformations chimiques qui ont lieu ou par suite du traitement par la chaleur.De cette manière il n'y a pas besoin de laisser reposer et se prendre l'objet moulé a- vant chauffage, et la pression finale dans le moule pen- dant le chauffage n'est plus nécessaire, de sorte que l'on épargne une quantité notable de temps et de travail, de plus le produit obtenu est dur et pratiquement dépour- vu de porosité,
La présente invention consiste donc en un pro- cédé de fabrication des isolateurs électriques et corps analogues qui consiste à former un mélange intime d'un liant tel que le diment de Portland ou un autre ciment, additionné ou non d'un ou plusieurs corps de remplissage, avec une petite quantité (moins de 10 %) diune ou plu- sieurs résines synthétiques incomplètement condensées, à mouler la masse sans addition d'eau, à enlever l'objet du moule et à le soumettre à un traitement final par la cha- leur, ;(
On peut utiliser des résines synthétiques sous forme solide mais incomplètement condensées, auquel cas on les réduit à un état de fine subdivision, mais en général on préfère employer ces résines sous forme liquide.
Dans ce cas elles sont additionnées d'un ou plusieurs autres corps qui tendent à maintenir la résine liquide. On a déjà proposé d'effectuer la condensation d'un produit du phénol et de l'aldéhyde formique, de façon à obtenir le corps de condensation ou résine synthétique sous forme liquid.e en présence d'un autre liquide approprié. Un procédé permet- tant d'obtenir ce résultat est décrit dans le brevet An- glais N 255.516 déposé le 17 Avril 1935 et, bien que les auteurs de la présente invention ne désirent pas être limi-
<Desc/Clms Page number 4>
tés à cet égard, ils préfèrent utiliser le produit liqui- de de condensation ou la résine synthétique préparée con- formément au procédé décrit dans ce brevet.
La quantité de résine synthétique employée est ou non faible par rapport a celle du liant (que l'on emploie /des corps de remplissage), et la résine synthétique est jours utilisée à l'état incomplètement condensé. Ceci veut dire que, quelle que soit la forme, solide ou liquide, la condensation est arrêtée avant que l'on ait obtenu le produit final dur et infusible, et la réaction est alors achevée par un traitement à chaud de l'objet moulé lui- même.
Si on le désire, l'objet, une fois qu'il s'est pris et qu'il a durai, peut être imprégné avec la résine synthétique sous forme liquide et soumis à un traitement à chaud.
En général, et spécialement lorsqu'on ajoute la résine synthétique aux autres ingrédients vant moulage, il est préférable d'exécuter l'opération de moulage à froid et d'acever la réaction par un traitement subséquent par de la chaleur. On a constaté en effet, que/cette manière, on réalisait une économie considérable temps et de frais par rapport aux procédés où l'on combine l'emploi de la pression et le moulage à chaud;
cependant l'emploi du moulage à chaud ne sortirait pas du cadre de l'invention, Dans certains cas on peut incorporer la résine synthétique aux autres ingrédients avant moulage et, une fois que les objets se sont pris, ont durci, et si besoin est, ont été soumis à un autre traitement approprié par la chaleur, on peut finir par une imprégnation finale par la rédine liquide, imprégnation qui peut être seulement superfi- cielle. Après quoi les objets sont soumis à un nouveau traitement par la chaleur.
Il oat donc clair que le procédé faisant l'objet ! de la présente invention peut être mis en oeuvre de plu-
<Desc/Clms Page number 5>
si.ours façons et l'on donnera maintenant, uniquement à ti- tre d'exemple, des détails sur diverses manières de faire particulièrement avantageuses.
Suivant un mode de mise en oeuvre de l'invention, on prendra 38 Kilogs de ciment de Portland, 6,3 kilogs de fibre d'amiante, et 0,45 à 3,15 kilogs de ta résine synthétique liquide préparée conformément au brevet ci- dessus indiqué,On pourra ajouter la résine liquide à l'a- miante ou encore on pourra mélanger l'amiante et le ciment et ajouter le liquide au mélange, une fois que le tout aura été mélé à fond d'une manière appropriéeo Le mélange humide est alors moulé à la forme désirée de préférence, mais non nécessairement, par moulage à froid, La forme donnée sera celle d'un isolateur pour rails de chemin de fer électrique ou autre, la forme d'une plaque, d'une tige etc... Aussitôt que la matière aura suffisamment dur- ci pour permettre de la manipuler, on l'enlèvera du mou- le.
Si on le désire on soumettra alors les objets moulés à une imprégnation par une résine synthétique liquide. Ceci pourra être fait de toute manière appropriée, par exemple en plongeant les objets dans la solution, mais il convient de noter que cette imprégnation finale n'est pas nécessai- rement effectuée pour tous les objets.
En tout @ cas les objets, imprégnés ou non, sont alors soumis à un traitement par la chaleur, ce qui sera généralement nécessaire, même si le moulage a été fait à chaud, malgré la préférence qu'ont les Inventeurs comme ils l'ont indiqué, pour la moulage à froid,Si les objets moulés sont petits; on les maintient à une.tempéra- ture de 50 à 80 pendant 12 heures environ, et la tempéra- ture est lors életée à 100 ou 130environ et maintenue à ce point pendant 12 heures encore.
Pour de grands ob- jets moulés on a généralement constaté qu'il était nécessai. re de maintenir la température de 60 à 80 pendant 24 heur et environ et celle de 100 à 130 pendant 24. heures.. , ...
<Desc/Clms Page number 6>
au moins, bien que, lorsque les objets sont très grands, le temps et la température doivent être encore augmentés, l'objet du traitement par la chaleur étant de compléter la réaction de condensation de la résine synthétique, de lui permettre de fondre, de pénétrer à tond tout l'objet ce qui permet d'atteindre le stade final bien connu où ces produits de condensation du phénol et de l'aldéhyde formique ou produits analogues sont durs et pratiquement insolubles et infusibles.
On remarquera que, conformément à la présente invention, cet état final de la réaction de condensation ne peut se produire tant que la masse n'a pas été transformée en un objet moulé.
Dans un autre mode opératoire qui, à vrai dire, comporte l'emploi d'une quantité plutôt supérieure de résine synthétique, quantité qui, cependant, n'excède pas bien entendu 10 %, on peut se borner à ajouter la résine liquide à un ciment avec ou sans a@ilants et avec ou sans autre matière additionnelle, à mouler l'objet à la forme désirable, et à le cuire immédiatement pendant le temps voulu, à une température de 100 à 140 au moins.
Dans l'un ou l'autre des deux cas ci-dessus, on peut remplacer la résine liquide employée pour le mélange avec le ciment par une résine pulvérisée, et, lorsqu'on emploie ce procédé, on utilisera un produit de condensa- tion dans lequel on a laissé londensation se faire seu- lement jusqu'au premier état solide ou le produit est so- luble dans certains solvants et encore fusible, mais quand on emploie ce procédé les inventeurs ont généralement constaté qu'il était nécessaire de recourir à une impré- gnation finale par la résine sous forme liquide;
de plus le procédé a le défaut d'obliger à employer une quantité de résine plutôt supérieure à celle qui est nécessaire quand on s'en sert sous forme liquide.Dans ce cas cependant
<Desc/Clms Page number 7>
on procédera au moulage à chaud.
On a déjà indiqué, que bien que, dans tous les cas on emploie un liant comme par exemple le ciment de
Portland on peut y ajouter des matières non liantes ou corps de remplissage, tels que l'amiante, la poudre d'ar- doise etc.,. Dans certains cas, quand la forme à donner au moulage est compliquée, et comporte par exemple de petits interstices,il est préférable d'ajouter au mélange à mouler una quantité d'argile qui le rend plastique et plus coulant et qui lui permet de remplir plus facilement et plus uniformément le moule. De plus l'invention n'est pas limitée à l'usage du ciment de Portland, et d'autres liants ou ciments, tels par exemple, que le ciment magné- sien, peuvent être employés.
Il convient de remarquer que l'essentiel de la présente invention consiste en la fabrication des isola- teurs ou autres objets, principalement au moyen d'un liant tel que le ciment, avec ou sans addition de pro- duit non liant tel que l'amiante, l'ardoise etc... ayant de bonns propriétés isolantes, et que les inventeurs utilisent seulement une proportion relativement faible de la résine synthétique, pour rendre les objets imper- méables à l'eau, pour boucher les pores de la matière, pour accroitre encore les propriétés isolantes, et pour donner aux objets un fini satisfaisant. De cette façon la présent procédé à pour conséquence des économies considé- rables non seulement en ce qui concerne les frais de ma- tières premières mais aussi en ce qui concerne le temps nécessaire pour la fabrication.
Le procédé a encore l'a- vantage de permettre la production d'isolateurs électri- ques très résistants à l'eau et ayant un degré très éle- vé d'isolement électrique ainsi qu'un degré de résistance très élevé à la production d'aras,
<Desc / Clms Page number 1>
IMPROVEMENTS IN THE MANUFACTURE OF ELECTRICAL INSULATORS AND OTHER MOLDED OBJECTS AND SIMILAR ARTICLES.
The present intention relates to the manufacture of electrical insulators and other molded articles, as well as similar articles. Although it is mainly intended for the manufacture of molded electrical insulators of variable shape, it can also be used. for other articles or for electrically insulating materials and for articles in the form of plates, rods, tubes, etc.
The invention relates especially to the manufacture of an insulating material from an incompletely condensed synthetic resin (this term being used herein to denote the condensation product of a phenol or the like containing the radical phenolic with formaldehyde or other aldehyde
<Desc / Clms Page number 2>
or a body liable to condense with bodies containing the phenol group) mixed with a binder such as cement, or a similar body,
Various methods have already been proposed for making insulating materials using synthetic resins.
In one such process, for example, Portland cement and asbestos fiber were mixed with 20% of a liquid condensate of the kind defined, and cast in a steel mold. The molded material was then removed from the mold, air-dried for about 24 hours, returned to the mold, and heated under pressure in that mold.
In the process according to the present invention, on the other hand, while reducing the quantity of synthetic resin to less than 10%, a molded object will be obtained which will keep its original shape, without it being necessary to return it to the mold for apply pressure to it during the last stage of manufacture. This will save time and costs.
Another propagated that has been proposed was to mix Portland cement, synthetic resin and water. (This mixture was then molded and, preferably, subjected to maturation for several weeks. The molded objects could set and harden, and finally they were heated under pressure or without pressure.
By mixing the ingredients without adding water, the inventors have found that a better product was obtained and in less time than had been done so far.
In the process according to the present invention the cement and the filling body (if one is used) are mixed absolutely dry with the synthetic resin.
<Desc / Clms Page number 3>
the water necessary for the combination with the cement being supplied by the synthetic resin during the chemical transformations which take place or as a result of the heat treatment. In this way there is no need to stand and the molded object before heating, and the final pressure in the mold during the heating is no longer necessary, so that a significant amount of time and labor is saved, in addition the product obtained is hard and practically devoid of porosity,
The present invention therefore consists of a process for manufacturing electrical insulators and similar bodies which consists in forming an intimate mixture of a binder such as Portland diment or another cement, whether or not with one or more added bodies. filling, with a small amount (less than 10%) of one or more incompletely condensed synthetic resins, to mold the mass without adding water, to remove the object from the mold and to subject it to a final treatment by the heat - their,; (
Synthetic resins can be used in solid form but incompletely condensed, in which case they are reduced to a state of fine subdivision, but in general it is preferred to use these resins in liquid form.
In this case, they are added with one or more other bodies which tend to keep the resin liquid. It has already been proposed to carry out the condensation of a product of phenol and of formaldehyde, so as to obtain the body of condensation or synthetic resin in liquid form in the presence of another suitable liquid. A method for obtaining this result is described in English Patent No. 255,516 filed April 17, 1935 and, although the authors of the present invention do not wish to be limited.
<Desc / Clms Page number 4>
In this regard, they prefer to use the liquid condensation product or the synthetic resin prepared in accordance with the process described in this patent.
The amount of synthetic resin employed may or may not be small relative to that of the binder (which is employed / fillers), and the synthetic resin is used in an incompletely condensed state. This means that, whatever the form, solid or liquid, the condensation is stopped before the hard and infusible end product has been obtained, and the reaction is then completed by a heat treatment of the molded object. - even.
If desired, the object, once it has set and has lasted, can be impregnated with the synthetic resin in liquid form and subjected to heat treatment.
In general, and especially when adding the synthetic resin to the other ingredients before molding, it is preferable to carry out the cold molding operation and quench the reaction by a subsequent heat treatment. It has in fact been found that / in this way, a considerable saving in time and expense was achieved compared with the processes where the use of pressure and hot molding are combined;
however, the use of hot molding would not depart from the scope of the invention. In some cases, the synthetic resin can be incorporated into the other ingredients before molding and, once the objects are set, have hardened, and if necessary , have been subjected to a further suitable heat treatment, a final impregnation with liquid redin can be finished, which impregnation can be only superficial. After which the objects are subjected to a further heat treatment.
It is therefore clear that the process being subject! of the present invention can be implemented in several
<Desc / Clms Page number 5>
so, and we will now give, purely by way of example, details of various particularly advantageous ways of doing things.
According to one embodiment of the invention, 38 kilogs of Portland cement, 6.3 kilogs of asbestos fiber, and 0.45 to 3.15 kilograms of liquid synthetic resin prepared in accordance with the above patent will be taken. - above indicated, we can add the liquid resin to the starter or we can mix asbestos and cement and add the liquid to the mixture, once everything has been thoroughly mixed in an appropriate manner. wet mixture is then molded into the desired shape preferably, but not necessarily, by cold molding. The shape given will be that of an insulator for electric railroad tracks or the like, the shape of a plate, a rod etc ... As soon as the material has hardened enough to allow it to be handled, it will be removed from the mold.
If desired, the molded objects will then be subjected to impregnation with a liquid synthetic resin. This could be done in any suitable manner, for example by immersing the objects in the solution, but it should be noted that this final impregnation is not necessarily carried out for all the objects.
In any case, the objects, impregnated or not, are then subjected to a heat treatment, which will generally be necessary, even if the molding has been done hot, despite the preference that the Inventors have as they have. indicated, for cold molding, If the molded objects are small; they are kept at a temperature of 50 to 80 for about 12 hours, and the temperature is then increased to about 100 or 130 and held at that point for a further 12 hours.
For large molded objects it has generally been found to be necessary. re to maintain the temperature of 60 to 80 for 24 hours and approximately and that of 100 to 130 for 24 hours ..., ...
<Desc / Clms Page number 6>
at least, although when the objects are very large, the time and temperature must be increased further, the object of the heat treatment being to complete the condensation reaction of the synthetic resin, to allow it to melt, to to penetrate completely the whole object which makes it possible to reach the well-known final stage where these condensation products of phenol and formaldehyde or the like are hard and practically insoluble and infusible.
It will be appreciated that, in accordance with the present invention, this final state of the condensation reaction cannot occur until the mass has been transformed into a molded object.
In another procedure which, in fact, involves the use of a rather greater quantity of synthetic resin, an amount which, however, does not of course exceed 10%, it is possible to confine itself to adding the liquid resin to a cement with or without a @ ilants and with or without other additional material, to mold the object to the desired shape, and to bake it immediately for the desired time, at a temperature of 100 to 140 at least.
In either of the above two cases, the liquid resin employed for mixing with the cement can be replaced by a pulverized resin, and when this process is employed a condensate will be used. in which the condensation was allowed to take place only until the first solid state where the product is soluble in certain solvents and still fusible, but when this process is employed the inventors have generally found that it is necessary to resort to a final impregnation with the resin in liquid form;
moreover, the process has the drawback of requiring the use of a quantity of resin rather greater than that which is necessary when it is used in liquid form.
<Desc / Clms Page number 7>
we will proceed to hot molding.
It has already been indicated that although, in all cases, a binder such as, for example,
Portland, non-binding materials or fillers can be added to it, such as asbestos, slate powder, etc. In some cases, when the shape to be given to the molding is complicated, and has for example small interstices, it is preferable to add to the mixture to be molded a quantity of clay which makes it plastic and more flowable and which allows it to fill. more easily and more evenly the mold. Furthermore, the invention is not limited to the use of Portland cement, and other binders or cements, such as, for example, magnesium cement, can be used.
It should be noted that the essence of the present invention consists in the manufacture of the insulators or other objects, mainly by means of a binder such as cement, with or without the addition of a non-binder product such as cement. asbestos, slate etc ... having good insulating properties, and that the inventors use only a relatively small proportion of the synthetic resin, to make the objects impermeable to water, to block the pores of the material, to further increase the insulating properties, and to give the objects a satisfactory finish. In this way, the present process results in considerable savings not only in raw material costs but also in the time required for manufacture.
The process has the further advantage of allowing the production of electrical insulators very resistant to water and having a very high degree of electrical insulation as well as a very high degree of resistance to the production of water. 'macaws,