Brevet FR2263266A1 — publié le 19751003

La présente invention concerne les matériaux polymères électroconducteurs et plus précisément une composition polymère mousse semi-conductrice et son procédé de préparation. La composition selon l'invention peut trouver des applications dans différentes teclmiques, notamment dans la construction de fusées ou dans les constructions aéronautiques à titre de matériau servant à ltévacuation de l'électricité statique ainsi qu'à l'absorption des rayonnements radioélectriques. I1 peut Qtre utilisé d'autre part dans le génie civil, notamment dans les constructions hydrauliques pour le tamponnage (colmatage) des fissures dans les ouvrages en béton ou en béton armé. On connaît déjà une composition polymère mousse semiconductrice à base de résines époxydes, qui contient du noir de carbone électroconducteur et de la polyéthylène-polyamine comme durcisseur. L'un des inconvénients d'une telle composition tient à ce qu'elle présente une thermostabilité insuffisante et qutelle s'obtient par un procédé qui exige des frais supplémentaires pour l'expansion ou moussage des constituants. Le procédé de préparation de ladite composition consiste à mélanger une résine époxyde avec du noir de carbone électroconducteur et de la polyéthylènepolyamine, et à provoquer une expansion de ce mélange en y introduisant un gaz, notamment un gaz inerte Un tel procédé d'expansion entrave la régulation de la dimension requise des pores dans le matériau fini et ne permet pas d'obtenir un matériau présentant des caractéristiques électriques homogènes. L'invention a pour but de préparer un matériau polymère mousse semi-conducteur, dont lrexpansion serait assurée par des réactions chimiques entre ses constituants. Un autre but de l'invention consiste à supprimer les inconvénients précités du procédé connu. On s'est donc proposé de créer une composition polymère semi-conductrice dont l'expansion serait assurée par des réactions chimiques entre ses constituants. La solution consiste à créer une compositionpolymère mousse semi-conductrice à base de résine époxyde, contenant un composé carboné et un durcisseur constitué par la polyéthylènepolyamine, et qui, suivant l'invention, contient en outre du polyéthylhydrogénosiloxane et répond à la formule suivante, exprimée en parties pondérales 1. résine époxyde 100 2. noir de carbone électroconducteur ou graphite 10 à 60 3. polyéthylhydrogénosiloxane 0,1 à 50 4. polyéthylènepolyamine 10 à 25 5. solvant organique 0 à 50 Le matériau répondant à la formule indiquée présente une thermostabilité améliorée grâce à la présence en son sein du polyéthylhydrogénosiloxane.La résistivité du matériau est comprise entre de larges limites de 10 à 1O12 ohms.cm, les propriétés électriques étant distribuées pratiquement de façon uniforme dans l'ensemble du volume du matériau. Le matériau de formule indiquée est caractérisé par une porosité relativement homogène, strictement réglable en rapport avec sa teneur en polyéthylhydrogénosiloxane. C'est ainsi que lorsque la teneur en polyéthylhydrogénosiloxane est de 10 parties pondérales, le volume de la masse solidifiée augmente d'environ 8 à 10 fois en comparaison de la masse solidifiée ne contenant pas de composé organosilicique. Une telle composition remplit aisément des moules de forme aussi compliquée que l'on veut, sans donner pratiquement lieu à un retrait quelconque. Un avantage important du matériau proposé est que son mode de production est extrêmement simple. Le procédé suivant l'invention consiste à mélanger 100 parties pondérales de-résine époxyde, ou d'une solution de celle-ci dans un solvant organique, avec 10 à 60 parties pondérales de noir de- carbone électroeonducteur ou de graphite, et à introduire dans le mélange ainsi obtenu 0,1 à 50 parties pondérales de polyéthylhydrogénosiloxane et ensuite 10 à 25 parties pondérales de polyéthylènepolyamine. A l'expiration d'un laps de temps de quelques secondes, la masse se transforme en mousse grâce à la réaction chimique qui intervient entre la pôîyéthylènepolyamine et le polyéthylhydrogénosiloxane. Ensuite la composition se solidifie en remplissant un moule quelconque et en manifestant une forte adhésivité. dette adhésivité du matériau selon l'invention est essentielle dans le cas de sa mise en oeuvre dans des constructions vitales. Le polyéthylhydrogénosiloxane utilisé dans la préparation du matériau selon l'invention est un produit de co-hydrolyse de l'éthylhydrogénodiéthoxysilane et de l'éthyltriéthoxysilane, ou un produit de co-hydrolyse de 1'éthylhydrogénodichlorosilane et de 1' éthyltrichlorosilane. On peut utiliser, à titre de solvant de la résine époxyde, l'acétone ou le dichloréthane ou le benzène, ses homologues, ou d'autres solvants analogues. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de préparation du matériau selon l'invention. ETR.woLE 1. On place dans un mélangeur 100 parties pondérales de résine époxyde et on ajoute 10 parties pondérales de noir de carbone électroconducteur, on agite le mélange jusqu'à l'obtention d'une masse homogène et on introduit dans le mélange obtenu 1 partie pondérale de polyéthylhydrogénosiloxane. On brasse le mélange et on introduit 15 parties pondérales de polyéthylènepolyamine. On brasse soigneusement le mélange de tous les constituants. On remplit le moule requis avec le mélange obtenu. Au bout d'un laps de temps d'environ 30 secondes il se forme au sein de la composition une mousse qui durcit. Le matériau mousse obtenu a une résistivité jr de ohms.cm. On effectue toutes les opérations du procédé dans des conditions normales, c'est-à-dire sous une pression normale et à la température ambiante. BTRMPLE 2. On place dans un mélangeur 100 parties pondérales de résine époxyde et on y introduit 30 parties pondérales d'acétone. On ajoute à la solution obtenue 60 parties pondérales de noir de carbone électroconducteur, ensuite 10 parties pondérales de polyéthylhydrogénosiloxane, on brasse et on ajoute 20 parties pondérales de polyéthylènepolyamine. A l'expiration de 30 secondes la composition s'expansé spontanément et durcit. Le matériau mousse ainsi obtenu a une résistivité p de 10 ohms.cm. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituants des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS t. Composition polymère mousse semi-conductrice à base de résine époxyde, du type contenant un constituant carboné électroconducteur et un durcisseur constitué de polyéthylènepolyamine, caractérisé en ce qu'elle contient en outre du polyéthylhydrogénosiloxane. 2. Composition suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend, en parties pondérales résine époxyde 100 noir de carbone électroconducteur ou graphite 10 à 60 polyéthylhydrogénosiloxane 0,; à 50 polyéthylènepolyamine 10 à 25 solvant organique 0, à 50. 3. Procédé de préparation de la composition suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on mélange 100 parties pondérales de résine époxyde, ou une solution de celle-ci dans un solvant organique, avec 10 à 60 parties pondérales de noir de carbone électroconducteur ou de graphite, on introduit dans le mélange obtenu 0,1 à 50 parties pondérales de polyéthylhydrogénosiloxane et 10 à 25 parties pondérales de polyéthylènepolyamine, et en ce que après brassage de ses constituants, il se produit une expansion de la composition suivi de sa solidification.