Description

Titre : Poudre pour revêtement électriquement isolant

Domaine de l’invention

La présente invention concerne des poudres utilisées pour la formation d’un revêtement électriquement isolant ainsi que des composants de transport de l’électricité recouverts d’un tel revêtement.

Arrière-plan technique

Les marchés de l’électricité et de son stockage connaissent une croissance très importante année après année, en raison d’un accroissement de la population, de l’industrialisation de pays en voie de développement, et plus récemment en raison de l’essor des véhicules électriques.

Un certain nombre de composants, tels que par exemple les barres omnibus, doivent être isolés électriquement. Les poudres de résine époxy sont utilisées à large échelle pour la formation de revêtements électriquement isolants. Cependant, l’utilisation de telles poudres présentent des inconvénients. En effet, ces poudres ont une faible flexibilité, ce qui rend difficile l’usinage d’une pièce à géométrie complexe après revêtement sans dégrader le revêtement. D’autre part, les revêtements obtenus à partir de ces poudres de résine époxy ont habituellement une épaisseur importante, ce qui entraine une isolation thermique de l’objet revêtu et limite ainsi l’évacuation de la chaleur. Cela peut créer des problèmes de surchauffe.

Le documents EP 0368543 décrit un procédé de revêtement de la surface d’un substrat, en particulier une barre omnibus, dans lequel le substrat est masqué au moyen d’une composition de masquage se gélifiant au contact du substrat chauffé puis une poudre de résine est déposée sur les parties non masquées de la surface du substrat. La résine de la poudre peut être une résine thermoplastique, par exemple une résine polyamide, une résine polyester, une résine de chlorure de polyvinyle plastifié ou une résine de polyoléfine, ou une résine thermodurcissable, par exemple une résine époxy, une résine de polyuréthane, une résine polyester, une résine hybride époxy- polyester ou une résine acrylique.

Les documents WO 2011/092444 et WO 2020/084252 concernent respectivement des poudres de revêtement comprenant un polyamide et un polypropylène glycol et des poudres de revêtement comprenant un copolyamide ayant une temperature de fusion inferieure ou égalé a 160 C. Aucun de ces documents ne mentionne de propriétés d’isolation électrique.

Le document WO 2020/242272 concerne une barre omnibus entourée d’une pièce en matière plastique isolante et dissipatrice de chaleur de plus de 500 pm d’épaisseur et comprenant une résine et une charge à haute conductivité thermique. Une couche d’apprêt ou une couche adhésive comprenant une résine époxy peut être présente entre la pièce de plastique et la barre omnibus.

Il existe un réel besoin de fournir une poudre permettant la formation d’un revêtement sur une surface présentant de bonnes propriétés d’isolation électrique et de bonnes propriétés mécaniques et pouvant avoir une faible isolation thermique.

Résumé de l’invention

L’invention concerne en premier lieu l’utilisation d’une poudre comprenant au moins un polyamide et au moins une résine époxy pour la fabrication d’un revêtement électriquement isolant d’une surface.

Dans des modes de réalisation, la poudre comprend de 50 à 99,5 % en poids de l’au moins un polyamide et de 0,5 à 50 % en poids de l’au moins une résine époxy, de préférence de 80 à 99 % en poids de l’au moins un polyamide et de 1 à 20 % en poids de l’au moins une résine époxy, encore plus préférentiellement de 95 à 99 % en poids de l’au moins un polyamide et de 1 à 5 % en poids de l’au moins une résine époxy, par rapport au poids total de l’au moins un polyamide et de l’au moins une résine époxy.

Dans des modes de réalisation, la résine époxy est une résine époxy sulfonamide.

Dans des modes de réalisation, le polyamide est un homopolyamide, un copolyamide et/ou un copolymère à blocs polyamides et à blocs polyéthers.

Dans des modes de réalisation, le polyamide est choisi dans le groupe constitué du polyamide 11 , du polyamide 12, du polyamide 6, du polyamide 10, du polyamide 6.10, du polyamide 6.12, du polyamide 6.14, du polyamide 6.18, du polyamide 10.10, du polyamide 10.12, du polyamide 10.14, des PA 10.X/Y, dans laquelle X vaut 10 ou 12 et Y vaut 11 , 12 ou 14, et des combinaisons de ceux-ci ; de préférence le polyamide est le polyamide 11 .

Dans des modes de réalisation, la poudre comprend des particules de polyamide ayant un diamètre médian en volume Dv50 de 10 à 200 pm, de préférence de 20 à 100 pm, plus préférentiellement de 30 à 60 pm. Dans des modes de realisation, la poudre comprend des particules de résine époxy ayant un diamètre médian en volume Dv50 de 1 à 20 pm, de préférence de 2 à 10 pm, plus préférentiellement de 3 à 5 pm.

Dans des modes de réalisation, la poudre comprend en outre un ou plusieurs additifs choisis dans le groupe constitué des pigments ou colorants, des agents anti-cratères ou des agents d’étalement, des réducteurs, des antioxydants, des charges de renforcement, des stabilisants UV, des agents de fluidisation et des inhibiteurs de corrosion, de préférence dans une quantité de 0 à 30% en poids, de préférence encore de 0 à 10 % en poids, plus préférentiellement de 0 à 5 % en poids, par rapport au poids total de la poudre.

Dans des modes de réalisation, le revêtement électriquement isolant est un film ayant une épaisseur de 50 à 500 pm, de préférence de 80 à 200 pm.

Dans des modes de réalisation, la surface est une surface métallique, de préférence une surface d’un composant de transport de l’électricité, plus préférentiellement la surface d’une barre omnibus.

L’invention concerne également un composant de transport de l’électricité recouvert au moins en partie d’un revêtement susceptible d’être obtenu par la fusion d’une poudre comprenant au moins un polyamide et au moins une résine époxy.

Dans des modes de réalisation, le composant de transport de l’électricité est une barre omnibus.

Dans des modes de réalisation, la poudre est telle que décrite ci- dessus.

Dans des modes de réalisation, le revêtement du composant de transport de l’électricité est un film ayant une épaisseur de 50 à 500 pm, de préférence de 80 à 200 pm.

L’invention concerne également un procédé de revêtement de la surface d’un composant de transport de l’électricité comprenant les étapes suivantes :

- optionnellement l’application d’un masque sur la surface ;

- la mise en contact de la surface avec une poudre telle que décrite ci-dessus ;

- la fusion de la poudre.

Dans des modes de réalisation, l’étape de mise en contact de la surface avec la poudre comprend les étapes de :

- charge électrique de la poudre ;

- pulvérisation de la poudre chargée électriquement sur la surface ; - chauffage de la surface recouverte de poudre a une temperature supérieure à la température de fusion du polyamide et à la température de fusion de la résine époxy, de préférence supérieure d’au moins 30°C à la température de fusion du polyamide et à la température de fusion de la résine époxy.

La présente invention permet de répondre au besoin exprimé ci-dessus. Elle fournit plus particulièrement une poudre utilisable pour la fabrication d’un revêtement de surface permettant une isolation électrique de ladite surface améliorée tout en pouvant maintenir une isolation thermique relativement faible, et ainsi réduire les risques de surchauffe de l’objet revêtu. En outre, le revêtement obtenu avec la poudre selon l’invention peut avoir les avantages suivants : présenter une très bonne résistance à l’impact ; être ductile à basse température (par exemple à 0°C) ; présenter une bonne flexibilité permettant un usinage (par déformation, coupe ...) facile de la pièce revêtue ; avoir une bonne adhésion sur les surfaces métalliques.

Cela est accompli grâce à l’utilisation d’une combinaison d’au moins un polyamide et d’au moins une résine époxy. Cette combinaison permet l’obtention d’un revêtement avec une très bonne isolation électrique même à faible épaisseur. Une faible épaisseur de revêtement a l’avantage de limiter l’isolation thermique et donc les risques de surchauffe de la pièce recouverte par le revêtement, en particulier lorsqu’il s’agit d’un composant de transport de l’électricité tel qu’une barre omnibus.

Description détaillée

L’invention est maintenant décrite plus en détail et de façon non limitative dans la description qui suit.

Sauf indication contraire, tous les pourcentages et proportions sont des pourcentages et proportions massiques.

Selon un premier aspect, l’invention concerne l’utilisation d’une poudre pour la fabrication d’un revêtement électriquement isolant d’une surface.

Par « revêtement électriquement isolant », on entend que le revêtement présente une résistance diélectrique supérieure ou égale à 30 kV/mm. La résistance diélectrique du revêtement peut être mesurée selon la norme IEC 60243-1 .

Poudre de revêtement

La poudre selon l’invention comprend au moins un polyamide et au moins une résine époxy. Le polyamide peut etre un homopolyamide et/ou un copolyamide. Il peut être constitué uniquement de polyamide ou peut comprendre un ou plusieurs blocs d’un autre type, par exemple choisis parmi les blocs polyéthers, les blocs polyesters, les blocs polysiloxanes, tels que les blocs polydiméthylsiloxanes (ou PDMS), les blocs polyoléfines, les blocs polycarbonates, et leurs mélanges.

Selon un mode de réalisation, le polyamide est aliphatique et linéaire.

Selon un mode de réalisation préférentiel, le polyamide est un polyamide semi-cristallin. Par « polyamide semi-cristallin », on entend un polyamide qui présente :

- une température de cristallisation (Te) déterminée selon la norme ISO 11357-3 :2013, lors de l’étape de refroidissement à une vitesse de 20K/min en DSC (calorimétrie différentielle à balayage ou « differential scanning calorimetry ») ;

- une température de fusion (Tf) déterminée selon la norme ISO 11357- 3:2013 lors de l’étape de chauffe à une vitesse de 20 K/min en DSC ; et

- et une enthalpie de fusion (AHf) déterminée selon la norme ISO 11357-3 : 2013 lors de l’étape de chauffe à une vitesse de 20 K/min en DSC, qui est supérieure à 5 J/g, de préférence supérieure à 10 J/g, par exemple supérieure à 20 J/g et est généralement inférieure à 200 J/g, de préférence inférieure à 150 J/g.

De préférence, le polyamide selon l’invention est un polyamide semi- cristallin aliphatique et linéaire.

Par polyamide, on entend un polymère comprenant au moins un produit de polymérisation d’un ou plusieurs monomères choisis parmi :

- les monomères de type aminoacides ou acides aminocarboxyliques, et de préférence les acides alpha, oméga- aminocarboxyliques ;

- les monomères de type lactames ayant de 3 à 18 atomes de carbone sur le cycle principal et pouvant être substitués ;

- les monomères de type « diamine.diacide » issus de la réaction entre une diamine aliphatique ayant de 2 à 36 atomes de carbone, de préférence de 4 à 18 atomes de carbone et un diacide carboxylique ayant de 4 à 36 atomes de carbone, de préférence de 4 à 18 atomes de carbone ; et

- leurs mélanges, avec des monomères à nombre de carbone différent dans le cas de mélanges entre un monomère de type aminoacide et un monomère de type lactame. Le terme « monomère » dans la présente description des polyamides doit être pris au sens d’« unité répétitive ». En effet, le cas où une unité répétitive du polyamide (PA) est constituée de l'association d'un diacide avec une diamine est particulier. On considère que c'est l'association d'une diamine et d'un diacide, c’est-à-dire le couple diamine.diacide (en quantité équimolaire), qui correspond au monomère. Cela s’explique par le fait qu’individuellement, le diacide ou la diamine n’est qu’une unité structurale, qui ne suffit pas à elle seule à polymériser.

Lorsque le polyamide est un homopolyamide, il comprend le produit de polymérisation d’un seul monomère. Lorsque le polyamide est un copolyamide, il comprend le produit de polymérisation d’au moins deux monomères différents. A titre d’exemples de copolyamides formés à partir des différents types de monomères décrits ci-dessus, on peut citer les copolyamides résultant de la condensation d'au moins deux acides alpha, oméga-aminocarboxyliques ou de deux lactames ou d'un lactame et d'un acide alpha, oméga-aminocarboxylique. On peut encore citer les copolyamides résultant de la condensation d'au moins un acide alpha, oméga- aminocarboxylique (ou un lactame), au moins une diamine et au moins un acide dicarboxylique. On peut encore citer les copolyamides résultant de la condensation d'une diamine aliphatique avec un diacide carboxylique aliphatique et d’au moins un autre monomère choisi parmi les diamines aliphatiques différentes de la précédente et les diacides aliphatiques différents du précédent.

Monomères de type aminoacides :

A titre d’exemples d’alpha, oméga-aminoacides, on peut citer ceux ayant de 4 à 18 atomes de carbone, tels que les acides aminocaproïque, 7- aminoheptanoïque, 11 -aminoundécanoïque, N-heptyl-11 - aminoundécanoïque et 12-aminododécanoïque.

Monomères de type lactames :

A titre d'exemples de lactames, on peut citer ceux ayant de 3 à 18 atomes de carbone sur le cycle principal et pouvant être substitués. On peut citer par exemple le P,p-diméthylpropriolactame, le a,a- diméthylpropriolactame, l'amylolactame, le caprolactame aussi appelé lactame 6, le capryllactame aussi appelé lactame 8, l’oenantholactame et le lauryllactame aussi appelé lactame 12.

Monomères de type « diamine.diacide » :

A titre d'exemples d'acide dicarboxylique, on peut citer les acides ayant de 4 à 36 atomes de carbone. On peut citer par exemple, l'acide adipique, l acide sebacique, I acide azelaique, I acide subenque, l acide isophtahque, l'acide butanedioïque, l'acide 1 ,4 cyclohexyldicarboxylique, l'acide téréphtalique, le sel de sodium ou de lithium de l'acide sulphoisophtalique, les acides gras dimérisés (ces acides gras dimérisés ont une teneur en dimère d'au moins 98 % en poids et sont de préférence hydrogénés), l'acide dodécanédioïque HOOC-(CH2) -COOH, et l’acide tétradécanedioïque, de préférence, l'acide adipique, l'acide sébacique, l’acide azélaïque, l’acide subérique, l'acide butanedioïque, les acides gras dimérisés (ces acides gras dimérisés ont une teneur en dimère d'au moins 98 % en poids et sont de préférence hydrogénés), l'acide dodécanédioïque HOOC-(CH2) -COOH, et l’acide tétradécanedioïque.

On entend plus particulièrement par dimères d’acides gras ou acides gras dimérisés, le produit de la réaction de dimérisation d’acides gras (contenant généralement 18 atomes de carbone, souvent un mélange d’acide oléique et/ou linoléique). Il s’agit de préférence d’un mélange comprenant de 0 à 15 % en poids de monoacides en C18, de 60 à 99 % en poids de diacides en C36, et de 0,2 à 35 % en poids de triacides ou polyacides en C54 ou plus.

A titre d’exemple de diamine, on peut citer les diamines aliphatiques ayant de 2 à 36 atomes, de préférence de 4 à 18 atomes,. A titre d'exemples on peut citer l'hexaméthylènediamine, la pipérazine (abrégée « Pip »), l’aminoéthylènepiperazine, la tetraméthylène diamine, l'octaméthylène diamine, la décaméthylène diamine, la dodécaméthylène diamine, le 1 ,5 diaminohexane, le 2,2,4-triméthyl-1 ,6-diamino-hexane, les polyols diamine, l'isophorone diamine (IPD), le méthyl pentaméthylènediamine (MPMD), la bis(aminocyclohéxyl) méthane (BACM), la bis(3-méthyl-4 aminocyclohéxyl) méthane (BMACM), la méthaxylyènediamine, et le bis-p- aminocyclohexylméthane, de préférence, l'hexaméthylènediamine, la tetraméthylène diamine, l'octaméthylène diamine, la décaméthylène diamine, la dodécaméthylène diamine, le 1 ,5 diaminohexane, le 2,2,4-triméthyl-1 ,6- diamino-hexane, les polyols diamine.

Comme « diamines. diacides », on peut citer plus particulièrement ceux résultant de la condensation de la 1 ,6-hexaméthylènediamine avec un diacide carboxylique ayant de 6 à 36 atomes de carbone et ceux résultant de la condensation de la 1 ,10-décaméthylènediamine avec un diacide ayant de 6 à 36 atomes de carbone.

A titre d’exemples de monomères de type « diamine. diacide », on peut citer notamment les monomères : 6.6, 6.10, 6.11 , 6.12, 6.14, 6.18. On peut citer les monomères résultant de la condensation de la décanediamine avec un diacide en C6 a C36, notamment les monomères : 10.10, 10.12, 10.14, 10.18. Dans la notation numérale X.Y, X représente le nombre d’atomes de carbone issu des résidus de diamine, et Y représente le nombre d’atomes de carbone issu des résidus de diacide, de façon conventionnelle.

Le polyamide comprend de préférence au moins un des monomères suivants : 4.6, , 5.6, 5.9, 5.10, 5.12, 5.13, 5.14, 5.16, 5.18, 5.36, 6, 6.6, 6.9, 6.10, 6.12, 6.13, 6.14, 6.16, 6.18, 6.36, , 9, 10.6, 10.9, 10.10, 10.12, 10.13, 10.14, 10.16, 10.18, 10.36, , 11 , 12, 12.6, 12.9, 12.10, 12.12, 12.13, 12.14, 12.16, 12.18, 12.36, , et leurs mélanges.

Le polyamide de la poudre selon l’invention peut être un copolymère à blocs polyamides (blocs rigides ou durs, au comportement plutôt thermoplastique) et à blocs souples (ou flexibles, ou mous, au comportement plutôt élastomère). Par « bloc souple », on entend un bloc possédant une température de transition vitreuse (Tg) inférieure ou égale à 0°C. La température de transition vitreuse peut être déterminée par calorimétrie différentielle à balayage, selon la norme ISO 11357-2 Plastics - Differential scanning calorimetry (DSC) Part 2.

Les blocs polyamides du copolymère à blocs peuvent être des polyamides (homopolyamides et/ou copolyamides) tels que décrits ci-dessus.

Les blocs souples du copolymère selon l’invention peuvent notamment être choisis parmi les blocs polyéthers (PE), les blocs polyesters, les blocs polysiloxanes, tels que les blocs polydiméthylsiloxanes (ou PDMS), les blocs polyoléfines, les blocs polycarbonates, et leurs mélanges. Des blocs souples envisageables sont décrits par exemple dans la demande de brevet français FR 2941700 A1 , de la page 32 ligne 3 à la page 33 ligne 8, de la page 34 ligne 16 à la page 37 ligne 13 et à la page 38 lignes 6 à 23.

De préférence, les blocs souples sont choisis parmi les blocs polyéthers, les blocs polyesters, et une combinaison de ceux-ci.

De manière particulièrement avantageuse, les blocs souples sont des blocs polyéthers. Le copolymère selon l’invention est alors un copolymère à blocs polyamides et à blocs polyéthers (ou PEBA).

Les PEBA résultent de la polycondensation de blocs polyamides à extrémités réactives avec des blocs polyéthers à extrémités réactives, telle que, entre autres la polycondensation :

1 ) de blocs polyamides à bouts de chaîne diamines avec des blocs polyoxyalkylènes à bouts de chaînes dicarboxyliques ;

2) de blocs polyamides à bouts de chaînes dicarboxyliques avec des blocs polyoxyalkylènes à bouts de chaînes diamines, obtenues par exemple par cyanoethylation et hydrogenation de blocs polyoxyalkylene a,oo- dihydroxylées aliphatiques appelés polyétherdiols ;

3) de blocs polyamides à bouts de chaînes dicarboxyliques avec des polyétherdiols, les produits obtenus étant, dans ce cas particulier, des polyétheresteramides.

Les blocs polyamides à bouts de chaînes dicarboxyliques proviennent, par exemple, de la condensation de précurseurs de polyamides en présence d'un diacide carboxylique limiteur de chaîne. Les blocs polyamides à bouts de chaînes diamines proviennent par exemple de la condensation de précurseurs de polyamides en présence d'une diamine limiteur de chaîne.

Les blocs polyéthers sont constitués de motifs d’oxyde d'alkylène.

Les blocs polyéthers peuvent notamment être des blocs PEG (polyéthylène glycol) c'est à dire constitués de motifs oxyde d'éthylène, et/ou des blocs PPG (propylène glycol) c'est à dire constitués de motifs oxyde de propylène, et/ou des blocs PO3G (polytriméthylène glycol) c’est-à-dire constitués de motifs polytriméthylène ether de glycol, et/ou des blocs PTMG (polytétraméthylène glycol) c'est à dire constitués de motifs tetraméthylène de glycol appelés aussi polytétrahydrofurane. Les copolymères peuvent comprendre dans leur chaîne plusieurs types de polyéthers, les copolyéthers pouvant être à blocs ou statistiques.

On peut également utiliser des blocs obtenus par oxyéthylation de bisphénols, tels que par exemple le bisphénol A. Ces derniers produits sont décrits notamment dans le document EP 613919.

Les blocs polyéthers peuvent aussi être constitués d'amines primaires éthoxylées. A titre d'exemple d'amines primaires éthoxylées on peut citer les produits de formule : [Chem 1] dans laquelle m et n sont des entiers compris entre 1 et 20 et x un entier compris entre 8 et 18. Ces produits sont par exemple disponibles dans le commerce sous la marque NORAMOX® de la société CECA et sous la marque GENAMIN® de la société CLARIANT.

Les blocs souples polyéthers peuvent comprendre des blocs polyoxyalkylènes à bouts de chaînes NH2, de tels blocs pouvant être obtenus par cyanoacetylation de blocs polyoxyalkylene a,oo-dihydroxyles aliphatiques appelés polyétherdiols. Plus particulièrement, les produits commerciaux Jeffamine ou Elastamine peuvent être utilisés (par exemple Jeffamine® D400, D2000, ED 2003, XTJ 542, produits commerciaux de la société Huntsman, également décrits dans les documents JP 2004346274, JP 2004352794 et EP 1482011 ).

Les blocs polyétherdiols sont soit utilisés tels quels et copolycondensés avec des blocs rigides à extrémités carboxyliques, soit aminés pour être transformés en polyéthers diamines et condensés avec des blocs rigides à extrémités carboxyliques.

La méthode générale de préparation en deux étapes des copolymères PEBA ayant des liaisons esters entre les blocs PA et les blocs PE est connue et est décrite, par exemple, dans le document FR 2846332. La méthode générale de préparation des copolymères PEBA ayant des liaisons amides entre les blocs PA et les blocs PE est connue et décrite, par exemple dans le document EP 1482011. Les blocs polyéthers peuvent être aussi mélangés avec des précurseurs de polyamide et un limiteur de chaîne diacide pour préparer les polymères à blocs polyamides et blocs polyéthers ayant des motifs répartis de façon statistique (procédé en une étape).

Bien entendu, la désignation PEBA dans la présente description de l’invention se rapporte aussi bien aux PEBAX® commercialisés par Arkema, aux Vestamid® commercialisés par Evonik®, aux Grilamid® commercialisés par EMS, qu’aux Pelestat® type PEBA commercialisés par Sanyo ou à tout autre PEBA d’autres fournisseurs.

La présente invention couvre les copolymères comprenant un seul bloc polyamide et un seul bloc souple, mais également les copolymères comprenant trois, quatre (voire plus) blocs différents choisis parmi ceux décrits dans la présente description, dès lors que ces blocs comportent au moins un bloc polyamides et un bloc souple.

Par exemple, le copolymère peut être un copolymère segmenté à blocs comprenant trois types de blocs différents (ou « tribloc »), qui résulte de la condensation de plusieurs des blocs décrits ci-dessus. Ledit tribloc peut par exemple être un copolymère comprenant un bloc polyamide, un bloc polyester et un bloc polyéther ou un copolymère comprenant un bloc polyamide et deux blocs polyéthers différents, par exemple un bloc de PEG et un bloc de PTMG.

Avantageusement, le polyamide utilisé dans l’invention est un polyamide (ou comprend des blocs de polyamide) PA 6, PA 10, PA 11 , PA 12, PA 5.4, PA 5.9, PA 5.10, PA 5.12, PA 5.13, PA 5.14, PA 5.16, PA 5.18, PA 5.36, PA 6.4, PA 6.9, PA 6.10, PA 6.12, PA 6.13, PA 6.14, PA 6.16, PA 6.18, PA 6.36, PA 10.4, PA 10.9, PA 10.10, PA 10.12, PA 10.13, PA 10.14, PA 10.16, PA 10.18, PA 10.36, , PA 12.4, PA 12.9, PA 12.10, PA 12.12, PA 12.13, PA 12.14, PA 12.16, PA 12.18, PA 12.36, , PA 6.6/6, PA 6.6/6.10/11/12, PA 10.10/11 , PA 10.10/12, PA 10.10/14, PA 10.12/11 , PA 10.12/12, PA 10.12/14, ou des mélanges ou copolymères de ceux-ci. Dans la notation PA X, X représente le nombre d’atomes de carbone issus des résidus d’aminoacide ou des résidus de lactame. Les notations PA X/Y, PA X/Y/Z, etc. se rapportent à des copolyamides dans lesquels X, Y, Z, etc. représentent des unités homopolyamides telles que décrites ci-dessus.

De manière préférée, le polyamide selon l’invention est choisi parmi le PA 11 , le PA 12, le PA 6, les PA 6.X1 , le PA 10, les PA 10.X2, les PA 10.X3/Y ou des combinaisons de ceux-ci. De préférence, dans la liste ci-dessus, X1 est choisi parmi 10, 12, 14 ou 18. De préférence, dans la liste ci-dessus, X2 est choisi parmi 10, 12 ou 14. De préférence, dans la liste ci-dessus, X3 est choisi parmi 10 ou 12. De préférence, dans la liste ci-dessus, Y est choisi parmi 11 , 12 ou 14.

De manière avantageuse, le polyamide de la poudre est un (ou plusieurs) homopolyamide(s).

De manière particulièrement préférée, le polyamide est le polyamide 11.

Le polyamide peut avantageusement avoir une viscosité inhérente valant de 0,5 à 1 ,5 (g/100 g) ^-1 , de préférence de 0,8 à 1 ,0 (g/100 g) ^-1 . La viscosité inhérente est mesurée à l’aide d’un tube Ubbelhode. La mesure est réalisée à 20°C sur un échantillon de 75 mg à la concentration de 0,5 % (m/m) dans du m-crésol. La viscosité inhérente est exprimée en (g/100 g) ^-1 et est calculée selon la formule suivante :

Viscosité inhérente = ln(t _s /to) x 1/C, avec C = m/p x 100, dans laquelle t _s est le temps d’écoulement de la solution, to est le temps d’écoulement du solvant, m est la masse de l’échantillon dont la viscosité est déterminée et p est la masse du solvant. Cette mesure correspond à la norme ISO 307 si ce n’est que la température de mesure est de 20°C au lieu de 25°C.

De préférence, le diamètre médian en volume Dv50 des particules de polyamide de la poudre vaut de 10 à 200 pm, plus préférentiellement de 20 à 100 pm, encore plus préférentiellement de 30 à 60 pm. Par exemple, le Dv50 des particules de polyamide peut être de 10 à 20 pm, ou de 20 à 30 pm, ou de 30 à 40 pm, ou de 40 à 50 pm, ou de 50 à 60 pm, ou de 60 à 80 pm, ou de 80 à 100 pm, ou de 100 à 120 pm, ou de 120 à 150 pm, ou de 150 à 200 pm. Le Dv50 correspond à la taille de particule au 50 ^eme percentile (en volume) de la distribution cumulative des tailles de particule. Il peut être déterminé selon la norme ISO 9276 - parties 1 à 6.

La résine époxy désigne de préférence un composé ou un mélange des composés contenant, en moyenne, au moins un groupe 1 ,2-époxy par molécule, permettant d’adhérer sur la surface métallique des composants de transport de l’électricité.

Typiquement, le groupe 1 ,2-époxy peut être une unité (-CH2CHOCH2) présente dans les éthers de glycidyle, les esters de glycidyle ou la glycidylamine.

La résine époxy est de manière avantageuse une résine époxy sulfonamide.

Les résines époxy sulfonamides peuvent être obtenues par réaction de composés sulfonamides et de composés époxy. Les composés sulfonamides peuvent être par exemple choisis parmi les dérivés monosulfonamides du benzène halogéné ou non, tels que le benzène sulfonamide, le nitrobenzène sulfonamide, l'ortho-, méta- ou para-toluène sulfonamide, les amino-alkyl benzène sulfonamides, le naphtalène ou le xylène sulfonamide.

On peut également utiliser dans la présente invention toute autre résine époxy. On peut citer, les éthers diglycidyliques de bisphénol A, les esters diglycidyliques de bisphénol F, les éthers glycidyliques de résine novolaque, les résines époxy novolaques crésoliques, les résines époxy novolaques phénoliques, les résines époxy novolaques alkylphénoliques, , les éthers diglycidyliques de bisphénol A hydrogénés, les éthers diglycidyliques de bisphénol AD hydrogénés, les éthers diglycidyliques de polyol tels que le propylène glycol ou le pentaérythrytol, les résines époxy obtenues par la réaction d’un acide carboxylique aliphatique ou aromatique avec de l’épichlorohydrine, les résines époxy obtenues par la réaction d’une amine aliphatique ou aromatique avec de l’épichlorohydrine, les résines époxy hétérocyclique, les résines époxy contenant un noyau spiro.

Les résines époxy ci-dessus peuvent être utilisées seules ou en combinaison.

Avantageusement, le diamètre médian en volume Dv50 des particules de résine époxy de la poudre vaut de 1 à 20 pm, plus préférentiellement de 2 à 10 pm, encore plus préférentiellement de 3 à 5 pm. Dans des modes de réalisation, le Dv50 des particules de résine époxy est de 1 à 2 pm, ou de 2 à 3 pm, ou de 3 à 4 pm, ou de 4 à 5 pm, ou de 5 à 6 pm, ou de 6 à 8 pm, ou de 8 a 10 pm, ou de 10 a 12 pm, ou de 12 a 15 pm, ou de 15 a 20 pm. Le Dv50 des particules peut être mesuré de la manière décrite ci-dessus.

De préférence, la poudre comprend de 50 à 99,5 % en poids de polyamide et de 0,5 à 50 % en poids de résine époxy, de préférence de 80 à 99 % en poids de polyamide et de 1 à 20 % en poids de résine époxy, encore plus préférentiellement de 95 à 99 % en poids de polyamide et de 1 à 5 % en poids de résine époxy, par rapport au poids total du polyamide et de la résine époxy. De telles quantités permettent d’améliorer les propriétés mécaniques, notamment la flexibilité, du revêtement formé à partir de la poudre. En particulier, la poudre peut comprendre de 50 à 60 %, ou de 60 à 70 %, ou de 70 à 80 %, ou de 80 à 85 %, ou de 85 à 90 %, ou de 90 à 91 %, ou de 91 à 92 %, ou de 92 à 93 %, ou de 93 à 94 %, ou de 94 à 95 %, ou de 95 à 96 %, ou de 96 à 97 %, ou de 97 à 98 %, ou de 98 à 99 %, ou de 99 à 99,5 %, en poids, de polyamide, par rapport au poids total du polyamide et de la résine époxy.

De manière avantageuse, la poudre comprend de 55 à 99 % en poids de polyamide et de 0,5 à 44 % en poids de résine époxy, de préférence encore de 75 à 98 % en poids de polyamide et de 2 à 20 % en poids de résine époxy, de préférence encore de 90 à 97 % en poids de polyamide et de 2,5 à 6 % en poids de résine époxy, par rapport au poids total de la poudre.

La poudre selon l’invention peut également comprendre un ou plusieurs additifs choisis dans le groupe constitué des pigments et colorants, des agents anti-cratères et des agents d’étalement, des réducteurs, des antioxydants, des charges de renforcement, des stabilisants UV, des agents de fluidisation, des inhibiteurs de corrosion, et des mélanges de ceux-ci. Ces additifs sont de préférence présents en une quantité massique, par rapport à la masse totale de la poudre, de 0 à 30 %, de préférence encore de 0 à 20 %, plus préférentiellement de 0 à 10 %, encore plus préférentiellement de 0 à 5 %, par exemple de 0 à 2 %, ou de 2 à 5 %, ou de 5 à 10 %, ou de 10 à 15 %, ou de 15 à 20 %, ou de 20 à 25 %, ou de 25 à 30 %.

La charge de renforcement peut être de tout type adapté à la préparation de poudres à base de polyamide et de résine époxy. Toutefois, on préfère que la charge soit sélectionnée dans le groupe constitué du talc, des carbonates de calcium, des carbonates de manganèse, des silicates de potassium, des silicates d'aluminium, de la dolomie, des carbonates de magnésium, du quartz, du nitrure de bore, du kaolin, de la wollastonite, du dioxyde de titane, des billes de verre, du mica, du noir de carbone, des mélanges de quartz, mica et chlorite, du feldspath et des charges nanometnques dispersées telles que les nanotubes de carbone et la silice. De manière particulièrement préférée, la charge est le carbonate de calcium.

Le pigment peut être de tout type connu de l’homme du métier. Préférablement, le pigment est sélectionné dans le groupe constitué du dioxyde de titane, du noir de carbone, de l’oxyde de cobalt, du titanate de nickel, du bisulfure de molybdène, des paillettes d’aluminium, de l’oxyde de fer, de l’oxyde de zinc, des pigments organiques, tels que les dérivés de phtalocyanine et d’anthraquinone, et du phosphate de zinc.

Le colorant peut être de tout type connu de l’homme du métier. Préférablement, le colorant selon l’invention est sélectionné dans le groupe constitué des colorants azoïques, des colorants anthraquinoniques, des colorants dérivés de l’indigo, des colorants de triarylméthane, des colorants de chlorine et des colorants polyméthine.

L’agent anti-cratère et/ou d’étalement peut être de tout type connu de l’homme du métier. Préférablement, l’agent anti-cratère et/ou d’étalement est sélectionné dans le groupe constitué des dérivés de polyacrylates.

Le stabilisant UV peut-être de tout type connu de l’homme du métier. Préférablement, le stabilisant UV est sélectionné dans le groupe constitué des dérivés de résorcine, des benzotriazoles, des phenyltriazines et des salicylates.

Les antioxydants peuvent être de tout type connu de l’homme du métier. Préférablement, les antioxydants sont sélectionnés dans le groupe constitué de l’iodure de cuivre combiné avec l’iodure de potassium, des dérivés de phénol et des amines encombrées.

L’agent de fluidisation peut-être de tout type connu de l’homme du métier. Préférablement, l’agent de fluidisation est sélectionné dans le groupe constitué des alumines et des silices.

Les inhibiteurs de corrosion peuvent être de tout type connu de l’homme du métier. Préférablement, les inhibiteurs de corrosion sont sélectionnés dans le groupe constitué des phosphosilicates et des borosilicates.

Dans des modes de réalisation, la poudre selon l’invention consiste essentiellement, ou consiste, en le polyamide et la résine époxy, et éventuellement un ou plusieurs additifs tels que décrits ci-dessus.

La poudre selon l’invention peut être préparée par le mélange à sec de ses différents constituants, en particulier du polyamide et de la résine époxy et optionnellement des additifs, sous forme de poudre. Le mélange peut être effectué en une étape (les constituants étant tous ajoutés dans le mélange simultanément) ou en plusieurs étapes (un premelange de certains constituants étant d’abord réalisé avant l’ajout d’autres constituants).

Utilisation pour le revêtement d’une surface

Selon l’invention, la poudre décrite ci-dessus est utilisée pour le revêtement électriquement isolant d’une surface. La surface peut être revêtue en tout ou partie.

Avantageusement, le revêtement est un film obtenu par la fusion de la poudre décrite ci-dessus. De préférence, le film a une épaisseur de 50 à 500 pm, plus préférentiellement de 80 à 200 pm, encore plus préférentiellement de 100 à 150 pm. Dans des modes de réalisation, le film a une épaisseur de 50 à 80 pm, ou de 80 à 100 pm, ou de 100 à 150 pm, ou de 150 à 200 pm, ou de 200 à 250 pm, ou de 250 à 300 pm, ou de 300 à 350 pm, ou de 350 à 400 pm, ou de 400 à 450 pm, ou de 450 à 500 pm.

Le revêtement peut avoir une résistance diélectrique, mesuré selon la norme IEC 60243-1 , supérieure ou égale à 40 kV/mm, de préférence supérieure ou égale à 50 kV/mm, encore plus préférentiellement supérieure ou égale à 60 kV/mm.

La surface est de préférence une surface métallique. Par « surface métallique », on entend une surface qui comprend, consiste essentiellement ou consiste en, un ou plusieurs métaux.

La surface métallique peut être de tout type. De préférence, la surface métallique est la surface d’une pièce sélectionnée dans le groupe constitué des pièces de cuivre ou en alliage de cuivre et des pièces en aluminium ou en alliage d'aluminium, et des pièces comprenant de tels métaux.

La surface, de préférence métallique (par exemple en cuivre, alliage de cuivre, aluminium ou alliage d’aluminium), a pu subir un ou plusieurs des traitements de surface bien connu de l’homme du métier et de préférence sélectionnés dans le groupe constitué d’un dégraissage grossier, d’un dégraissage alcalin, d’un brossage, d’un grenaillage ou sablage, d’un dégraissage fin, d’un rinçage à chaud, d’un dégraissage phosphatant, de phosphatations fer/zinc/tri-cations, d’une chromatation, d’un rinçage à froid et d’un rinçage chromique. Ainsi, la poudre peut être utilisée pour le revêtement de surfaces métalliques traitées ou non traitées.

En particulier, la surface revêtue peut être la surface d’un composant de transport de l’électricité, tel qu’une barre omnibus (ou « busbar » en anglais) ou un câble ou fil électrique, de préférence la surface est celle d’une barre omnibus. Le composant de transport de l’électricité peut être totalement recouvert par le revetement mais est de preference recouvert partiellement par le revêtement électriquement isolant.

Le composant de transport de l’électricité, en particulier la barre omnibus, comprend avantageusement du cuivre, un alliage de cuivre, de l’aluminium et/ou un alliage d’aluminium, et, de manière encore plus avantageuse, est en cuivre, en un alliage de cuivre, en aluminium et/ou en alliage d’aluminium.

L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’un revêtement électriquement isolant d’une surface, comprenant le revêtement de la surface à l’aide d’une poudre telle que décrite ci-dessus. Le revêtement et la surface peuvent être tels que décrits ci-dessus. De préférence, l’étape de revêtement de la surface comprend la mise en contact de la surface avec la poudre et la fusion de la poudre.

L’invention a également pour objet un composant de transport de l’électricité recouvert au moins en partie d’un revêtement susceptible d’être obtenu par la fusion de la poudre telle que décrite ci-dessus ou d’un revêtement obtenu par la fusion de la poudre telle que décrite ci-dessus. Ce qui a été décrit ci-dessus en relation avec la poudre de revêtement, avec le revêtement et avec le composant de transport de l’électricité peut s’appliquer de la même manière à cet aspect de l’invention.

De manière particulièrement préférée, le composant de transport de l’électricité est une barre omnibus.

Le composant de transport de l’électricité portant le revêtement électriquement isolant peut être utilisé dans une batterie, par exemple une batterie de véhicule électrique.

L’invention concerne également un procédé de revêtement d’une surface de composant de transport de l’électricité comprenant les étapes suivantes :

- la mise en contact de la surface avec la poudre telle que décrite ci- dessus ;

- la fusion de la poudre.

Avant la mise en contact de la surface avec la poudre, le procédé de revêtement peut comprendre une étape d’application d’un masque sur la surface, en particulier lorsque le composant de transport de l’électricité ne doit être que partiellement recouvert par le revêtement. L’application d’un masque permet de revêtir sélectivement certaines parties uniquement de la pièce à revêtir. La poudre est alors mise en contact avec des parties non masquées de la surface à revêtir. La poudre peut etre appliquée sur ou mise en contact avec une surface selon de nombreuses techniques de revêtement bien connues de l’homme du métier. De préférence, le revêtement selon l’invention est réalisé par une méthode sélectionnée dans le groupe constitué du trempage en lit fluidisé, de la projection électrostatique et du poudrage à chaud.

De manière encore plus préférée, le revêtement est réalisé par projection électrostatique. L’utilisation d’un procédé de projection électrostatique est avantageuse car ce procédé peut être effectué à une température moins élevée que le procédé de trempage en lit fluidisé, ce qui permet de réduire les risques de dégradation de la pièce à revêtir et/ou du masque. L’étape de mise en contact de la surface avec la poudre peut alors comprendre les étapes de :

- charge électrique de la poudre ;

- pulvérisation de la poudre chargée électriquement sur la surface ;

- chauffage de la surface recouverte de poudre à une température supérieure à la température de fusion du polyamide et à la température de fusion de la résine époxy.

Le revêtement par projection électrostatique consiste à déposer des particules de poudre chargées électrostatiquement sur une surface, notamment à température ambiante. La poudre peut être chargée électrostatiquement lors de son passage à travers la buse d’un matériel de projection. La composition de poudre ainsi chargée peut alors être projetée sur l’objet comprenant la surface à revêtir qui est reliée à un potentiel zéro. L’objet revêtu peut ensuite être placé dans un four à une température permettant la fusion de la composition.

Le matériel permettant la projection (ou la pulvérisation) de la poudre peut être de tout type. De préférence, la buse est portée à un potentiel élevé compris entre une dizaine et une centaine de kilovolts, de polarité négative ou positive. Préférablement, le matériel permettant la projection de la poudre est un pistolet électrostatique qui charge la poudre par effet Corona et/ou par triboélectrification.

De préférence, le débit de poudre dans le matériel de projection vaut de 10 à 200 g/min, et plus préférablement, de 50 à 120 g/min.

De préférence, la température d’application électrostatique de la poudre est de 15 à 25°C.

De préférence, le temps de séjour de la surface dans le four est de 3 à 15 minutes. Avantageusement, la temperature de chauffage de la surface peut valoir de 180 à 300°C, de préférence de 200 à 250°C.

La température de chauffage de la surface recouverte de poudre peut être de préférence supérieure d’au moins 30°C à la température de fusion du polyamide et à celle de la résine époxy, de préférence encore supérieure de 30 à 60°C à la température de fusion du polyamide et à la température de fusion de la résine époxy.

La surface peut ensuite être refroidie par exemple à température ambiante.

Si un masque a été utilisé, il peut être retiré.

De manière alternative, le revêtement peut être réalisé par trempage en lit fluidisé. Ainsi, l’étape de mise en contact de la surface avec la poudre peut comprendre les étapes de :

- chauffage de la surface à une température supérieure à la température de fusion du polyamide et à la température de fusion de la résine époxy ;

- trempage de la surface dans un lit fluidisé comprenant la poudre.

La surface à revêtir est préchauffée à une température permettant la fusion de la poudre selon l’invention. La surface est ensuite immergée dans un lit fluidisé comprenant une poudre selon l’invention. La poudre fond au contact de la surface et forme un revêtement sur celle-ci. La surface revêtue est ensuite de préférence refroidie, par exemple à l’air ambiant. Lorsqu’il est présent, le masque peut alors être retiré.

De préférence, l’air fluidisé pour la fluidisation de la composition est froid, propre et exempt d’huile.

De préférence, la température de chauffage de la surface vaut de 180 à 450°C, de préférence de 250 à 350°C.

De préférence encore, le chauffage de la surface est effectué à une température supérieure d’au moins 30°C à la température de fusion du polyamide et à la température de fusion de la résine époxy, plus préférentiellement à une température supérieure de 30 à 120°C à la température de fusion du polyamide et à la température de fusion de la résine époxy.

De préférence, la durée de trempage de la surface dans le lit fluidisé vaut de 1 à 10 secondes, plus préférentiellement de 3 à 7 secondes. Le trempage de la surface dans le lit fluidisé peut avoir lieu une ou plusieurs fois (chaque trempage ayant de préférence une durée de 1 à 10 s, plus préférentiellement de 3 à 7 s). Dans d autres modes de realisation, le revetement est realise par poudrage à chaud. L’étape de mise en contact de la surface avec la poudre comprend alors les étapes de :

- chauffage de la surface à une température supérieure à la température de fusion du polyamide et à la température de fusion de la résine époxy;

- pulvérisation de la poudre sur la surface.

La température de chauffage de la surface peut être telle que décrite ci- dessus en relation avec le revêtement par trempage en lit fluidisé. Elle est notamment de préférence supérieure d’au moins 30°C à la température de fusion du polyamide et à la température de fusion de la résine époxy, plus préférentiellement supérieure de 30 à 120°C à la température de fusion du polyamide et à la température de fusion de la résine époxy.

La surface peut ensuite être refroidie par exemple à température ambiante. Lorsqu’un masque a été utilisé, il peut être retiré. La poudre pulvérisée peut être chargée électrostatiquement ou non.

Les caractéristiques décrites ci-dessus en relation avec l’utilisation de la poudre pour le revêtement d’une surface (notamment concernant la description du composant de transport de l’électricité et l’épaisseur du film de revêtement) peuvent s’appliquer de la même façon aux procédés de revêtement.

Exemple

L’exemple suivant illustre l'invention sans la limiter.

Les poudres suivantes ont été utilisées pour former des revêtements. Elles ont été préparées par mélange à sec des composants dans les quantités (indiquées en pourcentage massique) précisées dans le tableau ci-dessous : La resine epoxy sulfonamide utilisée dans les poudres 1 , 2 et 3 est commercialisée sous le nom SR9 Resin (p-Toluenesulphonamide-Epoxy condensation polymère) par Nylon Colours.

Ces poudres ont été caractérisées par mesure du Dv50 selon la norme ISO 9276 - parties 1 à 6.

Avec ces poudres, différents revêtements ont été fabriqués sur des barres omnibus en cuivre ou en aluminium dont la surface a été traitée ou non, de la manière décrite ci-dessous :

- Revêtement n°1 : la surface à revêtir a subi un nettoyage et un grenaillage, la poudre n°1 a ensuite été appliquée sur la surface par projection électrostatique, la barre omnibus a été soumise à une postfusion à 220°C dans un four puis à un refroidissement à l’air. Le revêtement a une épaisseur moyenne de 130 pm.

- Revêtement n°2 : la surface à revêtir a subi un nettoyage et un grenaillage, puis a été préchauffée à 300°C, la poudre n°2 a ensuite été appliquée sur la surface par trempage en lit fluidifié et la barre omnibus a été soumise à un refroidissement à l’air. Le revêtement a une épaisseur moyenne de 340 pm.

- Revêtement n°3 : la surface à revêtir a subi un nettoyage et un grenaillage, puis un primaire d’accrochage a été appliqué sur la surface, la poudre n°3 a ensuite été appliquée sur la surface par projection électrostatique, puis la barre omnibus a été soumise à une post-fusion à 220°C dans un four puis à un refroidissement à l’air. Le revêtement a une épaisseur moyenne de 125 pm.

- Revêtement n°4 : la poudre n°3 a été appliquée sur la surface par projection électrostatique de la même manière que pour le revêtement n°3 excepté que la procédure, mis à part l’étape d’application du primaire d’accrochage, a été répétée une seconde fois. Le revêtement a une épaisseur moyenne de 250 pm.

La rigidité diélectrique des revêtements n°1 , n°2, n°3 et n°4 a été mesurée selon la norme IEC 60243-1 . De plus, la rigidité diélectrique des revetements suivants a ete estimee à partir des informations techniques disponibles des poudres correspondantes :

- Revêtement n°5 : revêtement d’une épaisseur de 250 pm, obtenu avec une poudre de résine époxy commercialisée sous le nom commercial Interpon 100 AG114QF par AkzoNobel.

- Revêtement n°6 : revêtement d’une épaisseur de 300 pm, obtenu avec une poudre de résine époxy commercialisée sous le nom commercial Scotchcast® 262 Red par 3M.

- Revêtement n°7 : revêtement d’une épaisseur de 250 pm, obtenu avec une poudre de résine époxy commercialisée sous le nom commercial Resicoat EL 201 par AkzoNobel.

Les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous.

On constate que pour une épaisseur de revêtement donnée, la poudre n°1 permet l’obtention d’un revêtement avec de meilleures propriétés d’isolation électrique que les autres poudres testées comprenant seulement du polyamide 11. Le revêtement obtenu avec la poudre n°1 est également plus isolant électriquement que les revêtements préparés à partir d’une poudre comprenant seulement une résine époxy.

De plus, la poudre n°1 permet l’obtention de bonnes propriétés d’isolation électrique avec des revêtements relativement fins.