Brevet FR2419570A1 — publié le 19791005

La présente invention se rapporte à des masses de résinessynthétiquesconductricesde l'électricité et à un procédé pour leur préparation. La préparation de masses de résinessynthétiquesconduc tricesde l'électricité par introduction de carbone conducteur par exemple, sous forme de noir de carbone ou de graphite, au laminoir ou par agitation, dans des masses de résinessynthétiquesplus ou moins plastiquesest connue. En raison de la grande surface spécifique des noirs de carbone, qui est 2 de 300 à 1 500 m /go et/ou de leur forte densité apparente, et même avec les meilleurs appareils d'agitation ou de mélange, on ne parvient pas à incorporer plus de 15 7. en poids de noir de carbone dans des masses de résines synthétiques sans modifier considérablement les propriétés physiques initiales de ces dernières.Or, on ne peut assurer une conductivité stable et permanente qu'à partir d'une teneur en noir de carbone dtenviron 25 à 30 % en poids, On sait également que l'on peut disperser de 25 à 30 % en poids de noir de carbone dans des solutions organiques de résines synthétiques thermoplastiques et/ou thermodurcissables et former ensuite des résines conductrices de l'électricité en évaporant le solvant organique. Ce procédé a des inconvénients importants : il faut évaporer des grandes quantités de solvant inflammable et/ou toxique ; dZautre part, certaines des petites particules de carbone sont encapsulées par la résine synthétique qui se sépare à lrévaporation du solvant; les chaines de noir de carbone encore présentes, qui provoquent la conductivité sont détruites pour la plus grande partie lors d'un calandrage subséquent ou dtune transformation subséquente par soufflage de sorte que même à 30 % en poids de noir de carbone, la conductivité obtenue dépend des conditions de travail. La Demanderesse a alors cherché un procédé permettant de parvenir sans utilisation de solvant organique à des résines synthétiques conductrices de l'électricité et dont la conductivité électrique se conserve à son niveau même après d'autres transformations, par exemple par calandrage, soufflage, extrusion ou moulage par injection. D'autres buts et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description ci-après. Ces buts et avantages ont été atteints conformément à l'invention dans un procédé caractérisé en ce que lon mélange une dispersion aqueuse de la résine synthétique avec une dispersion aqueuse des petites particules conductrices de l'électricité on étend le mélange obtenu en couche mince sur un support et on évapore ensuite l'eau à une température supérieure au point de ramollissement de la résine synthétique. L'invention concerne donc un procédé de préparation de résin synthétiques conductrice de l'électricité à partir de polymères et de petites particules conductrices de l'électricité, ce procédé se caractérisant en ce que l'on mélange une dispersion aqueuse de résine synthétique avec une dispersion aqueuse des petites particules conductrices de l'élec- tricité, on étend ce mélange en couche mince sur un support et on évapore ensuite l'eau à une température supérieure au point de ramollissement de la résine synthétique. L'invention comprend également, à titre de produits industriels nouveaux,les les résines synthétiques conductrices de l'électricité obtenues par ce procédé et leur utilisation par exemple dans la préparation de feuilles conductrices de ltélectricité et de bandes transporteuses conductrices de l'électricité. Conformément à l'invention, on ne pratique pas une charge homogène des petites billes de résine synthétique au noir de carbone : on revet ces petites billes uniquement en surface. Par fluage mutuel plastique des petites billes de résine synthétique à l'évaporation de l'eau, non polluante, il se forme par exemple sur une bande de support en tissu revêtu de téflon une feuille conductrice de l'électricité, Après séchage, la feuille est retirée de la bande transporteuse en tissu, avec une structure qui correspond å la structure du tissu de la bandé transporteuse. Dans un tel cas,qui qui constitue un mode de réalisation préféré de l'invention, on ne fatigue plus la feuille finie par un façonnage, afin de conserver son entière conductivité.Ce procédé permet de combiner jusqu' 50 7. en poids de noir de carbone avec des résines synthétiques sans affecter la souplesse de la feuille. En raison de sa structure reproduisant la structure du tissu, la feuille a un "tombe" nettement plus souple qu'une feuille analogue non structurée. Le procédéselon l'invention pour préparer des résines synthétiques conductrices de l'électricité est donc basé sur le mélange dune dispersion aqueuse de résine synthétique avec une dispersion aqueuse de noir de carbone telle qu'on en trouve dans le commerce, le choix de la dispersion de résine synthétique étant déterminant pour les propriétés physiques des résines conductrices de l'électricité, et la nature et la proportion du noir de carbone étant déterminantes pour la conductivité de la feuille. On peut utiliser comme dispersions de résines synthétiques par exemple des dispersions à base d'esters acryliques (on citera les "ACRONALE" > produits du commerce de la firme BASF) ou à base de polyisobutylène (on peut citer le produit du commerce "OPPANOL" de la firme BASF), isolément ou même en mélange entre elles. Le noir de carbone est de préférence un noir dsacétylène, jupon mélange simplement pendant un court moment dans un malaxeur, à l'état de dispersion à 30 %, avec la dispersion de résine synthétique. Le mélange fini, fluide et qui peut même être appliqué au pistolet,est est projeté sur une bande transporteuse en circulation à l'aide d'un pistolet placé sur une potence.La bande transporteuse consiste par exemple en un tissu de fibres due verre de 1 m de largeur revêtu de téflon. La bande de tissu en circulation passe dans un tunnel sécheur d'environ 5 m de longueur, de préférence à une température de 100 à 1300C ; l'eau s'évapore et le cas échéant il se produit une réticulation. En aval de la zone de séchage, la feuille peut être étirée en continu et enroulée ou encore laissée en place sur la bande de tissu. Dans ce dernier cas, on peut former par revêtements répétés une feuille ou plaque d'épaisseur croissante, utilisable par exemple comme bande transporteuse conductrice. Dans des plaques épaisses, on peut former par exemple par découpage à l'emporte-piece des pièces telles que talonnettes, joints d'étanchéité, etc. Les petites particules conductrices de l'électricité peuvent consister en carbone sous la forme par exemple de noir de carbone ou de graphite, en métaux inoxydables ou en autres métaux ou métalloides revêtus de métaux inoxydables. Toutefois, on utilise de préférence dans l'invention le noir de carbone, en particulier un noir d'acétylène, par exemple tel qu'on le trouve dans le commerce à ltétat de dispersion aqueuse. Les exemples qui suivent illustrent l'invention sans toutefois en limiter la portée. Exemple 1 Préparation d'une feuille réticulée conductrice de l'électricité. A 100 parties d'une dispersion de noir de carbone å 30 Z on ajoute 100 parties d'une dispersion aqueuse à 50 % de résine synthétique consistant en un copolymère à base d'esters acryliques réticulable 1200C et on mélange pendant 6 minutes dans un mélangeur tournant lentement. La dispersion finie à une viscosité de 60 cPo ; on s'en sert pour alimenter un pistolet de pulvérisation. Le pistolet équipé d'une tuyere à projection en éventail est disposé sur une fente de manière qu'au cours de la pulvérisation toute la largeur de la bande en déplacement soit mouillée par la dispersion liquide. La bande transporteuse qui est également la bande de support est réglée à une vitesse de défilement de 3 m/min à laide dgun variateur de vitesse.La bande transporteuse et de support,qui consiste en tissu revêtu de téflon, est mouillée sur sa face supérieure par la dispersion projetée par le pistolet. Elle traverse ensuite le tunnel sécheur qui est à une température de 1200C. Après séchage, la feuille qui adhère très peu sur la bande transporteuse, est retirée. Selon la vitesse de la bande et le réglage du pistolet3 on peut former des 2 feuilles poids de 30 à 250 g/m . Le produit fini est une feuille plastique, avec une conductivité électrique permanente, à structure de tissu, qui conserve sa conductivité électrique sous les contraintes mécaniques ou thermiques. Il n'y a pas de libération de gaz toxique à la préparation de sorte que le procédé est non polluant. Il n'y a pas non plus de risque d'explosion. Il n'est nullement nécessaire d'utiliser des calandres, des installations de soufflage ou une extrudeuse préalable. L'installation peut être utilisée pour dPautresopérations de pulvérisation et de séchage. En dehors des feuilles minces, on peut préparer des plaques ayant jusqu'à 4 mm d'épaisseur3 tel les quelles sont necessaires pour fabriquer des pièces à l'emporte-pièce ou des bandes transporteuses conductrices. Dans un tel cas, la feuille n'est retirée de la bande de support qu'après recirculation et revetement répétés à plusieurs reprises. Exemple 2 Préparation d'un copolymère conducteur de llélectricités pouvant être soumis à travail thermoplastique à base d'esters acryliques. On mélange une dispersion aqueuse d'un copolymère à base d'esters acryliques avec une dispersion aqueuse de noir de carbone en quantité telle que la résine synthétique finale contienne 35 Z de noir de carbone. A cette teneur, on est sûr que la conductivité électrique subsistera même dans le cas de transformations ultérieures sur des machines de soufflage ou d'injection et des presses. Le melange est réglé à une viscosité suffisante pour que la dispersion presque pâteuse puisse être appliquée par raclage sur une bande revêtue de téflon. Après circulation dans un tunnel sécheur à 100"C, c'est-à-dire à une température où il ne se produit pas de réticulation on obtient une feuille d'environ 1 mm d'épaisseur qui est conductrice de l'électricité et peut être soumise à un travail thermoplastique subséquent. Exemple 3 Préparation dgun récipient en résine thermoplastique conductrice de lgélec- tricité résistant à l'huile et à l'essence minérale. La dispersion de résine synthétique utilisée consiste en un mélange 1:1,5 d'un polymère fabriqué par la Société BASF sous le nom d'Acronal 330 D avec une dispersion de résine synthétique fabriquée par la Société BASF so- le nom de Propiofan 325 D. Les deux dispersions forment des pellicules résistant l'huile et à l'essence minérale. A 100 parties de ce mélange, on ajoute 50 partie d'une dispersion aqueuse de noir de carbone à 45 % et on agite pendant 10 minutes. Le mélange très visqueux est appliqué à la lame racleuse sur une bande transporteuse de téflon en circulation ; il se forme une couche d'environ 1,5 mm d'épaisseur. La bande revêtue traverse un tunnel de séchage à circulation d'air dans lequel on atteint juste la température de séchage de 1000C, ce qui élimine pratiquement toute réticulation. Durant le séchage, l'eau s'évapore du mélange ; la matière séchée se détache bien de la bande transporteuse en téflon ; elle est ensuite réduite en particules permettant l'alimentation d'une installation de soufflage par une extrudeuse. La matière peut également être moulée par injection ; elle peut encore être transformée en pieces de résine synthétique sur des outils de moulage par compression. Le mode opératoire de cet exemple permet de régler à des propriétés physiques idéales en mélangeant entre elles des dispersions de résines synthétiques des types les plus variés. Le procédé selon l'invention permet de parvenir à une conductivité permanente, subsistant même après des transformations sur des installations de moulage par injection et de soufflage. Par ailleurs, le procédé est non polluant, car il libère uniquement de l'eau. REVENDICATIONS Procédé de préparation de résines synthétiques conductrices de l'électricité à partir de polymères et de petites particules conductrices de ltelectricité, le procédé se caractérisant en ce cotre l'on mélange une dispersion aqueuse de résine synthétique avec une dispersion aqueuse de petites particules conductrices de 11 électricité, on étend ce mélange en couche mince sur un support et on évapore ensuite liteau à une température supérieure au point de ramollissement de la résine synthétique. 2. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que la dispersion aqueuse de résine synthétique utilisée est une dispersion d'esters polyacryliques ou une dispersion de polyisobutylène résistant au vieillissement. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la dispersion aqueuse de résine synthétique est une dispersion d'un copolymère thermoréticulable à base d'esters acryliques. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lton utilise une dispersion aqueuse de résine synthétique donnant, après évaporation de liteau, une résine conductrice de ltélectricité et apte à un travail thermoplastique. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la dispersion aqueuse de petites particules conductrices de l'électricité est une dispersion de petites particules- de métaux inoxydables de substances revêtues de métaux inoxydables, par exemple d'autres métaux, ou de carbone, par exemple de noir de carbone ou de graphite. 6. Procédé selon llune quelconque des revendications 1à 5 pour la préparation de feuilles réticulées conductrices de l'électricité, le procédé se caractérisant en ce que lion mélange une dispersion aqueuse d'une résine synthétique réticulable, de préférence un copolymère réticulable a base d'esters acryliques, avec une dispersion de noir de carbone, on étend le mélange en couche mince sur un' support et on soumet ensuite à réticulation à la chaleur durant ou après ltévaporation de liteau. 7. Feuille conductrice de l'électricité préparée par un procédé selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle présente une structure de tissu. Feuille conductrice de l'éleetricité selon la revendication 7, caractérisée en ce que la résine sxmthétique consiste en un copolymère réticulé 9 base d'esters acryliques. 9. Résines synthétiques conductrices de l'électricité préparées par un procédé selon ltune quelconque des revendications 1 à 5. 10. Résines synthétiques conductrices de l'électricité selon la revendication 9, caractérisées en ce qu'elles sont aptes à un travail thermoplastique. 11. Résines synthétiques conductrices de l'électricité selon la revendication 10, caractérisées en ce qu'elles sont à l'état de copeaux ou de granulés. 12. Résines s-thétiques conductrices de ltélectricité selon la revendication 9, caractérisées en ce quelles sont réticulées. 13. Résines synthétiques conductrices de l'électricité, éventuellement sous forme de feuilles, selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, caractérisées en ce qu1elles contiennent au moins 25 7 et de préférence de 30 à 40 Z en poids de noir de carbone.