Brevet FR2695646A1 — publié le 19940318

MOUSSE ELECTRO-CONDUCTRICE A CELLULES FERMEES, EN COPOLYMERE D'ETHYLENE ET D'ACETATE DE VINYLE, ET SON PROCEDE DE FABRICATION La présente invention concerne une mousse à cellules fermées, en copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA), et plus particulièrement, une mousse plastique électro-conductrice en EVA, ainsi que son procédé de fabrication. D'après leur résistivité volumique, les matériaux peuvent être classés en matériaux électro-conducteurs et matériaux isolants La résistivité volumique des matériaux conducteurs vaut de O à 100 kn cm, et la résistivité volumique des matériaux isolants n'est pas inférieure à 200 kn.cm La plupart des matières plastiques classiques sont des isolants, et très peu de matières plastiques sont électro- conductrices Les propriétés d'isolation thermique et d'isolation électrique d'une mousse plastique en EVA sont plus élevées que celles des matières plastiques classiques Il existe deux types de mousses plastiques, à savoir les mousses à cellules ouvertes et les mousses à cellules fermées Il est difficile de fabriquer une mousse à cellules ouvertes qui soit électro-conductrice, et il est encore plus difficile de fabriquer une mousse à cellules fermées, comme une mousse à cellules fermées en EVA, qui soit électro-conductrice En général, la résistivité volumique d'une mousse à cellules fermées est supérieure à celle d'une mousse à cellules ouvertes du même matériau. Par conséquent, il est plus facile de fabriquer une mousse à cellules ouvertes en EVA qui soit électro-conductrice La résistivité volumique d'une mousse à cellules ouvertes en EVA vaut environ 100 k 2 cm Il est très difficile de fabriquer une mousse à cellules ouvertes en EVA qui présente une résistivité volumique ne dépassant pas 50 ka.cm Par conséquent, il est encore plus difficile de fabriquer une mousse à cellules fermées en EVA qui présente une résistivité volumique ne dépassant pas 50 kn cm. L'objet principal de la présente invention est de fournir une mousse à cellules fermées en copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA) qui présente une excellente conductivité électrique, c'est-à-dire une résistivité volumique ne dépassant pas 50 kfl cm. Un autre objet de la présente invention est de fournir une mousse à cellules fermées en EVA qui soit légère et faiblement thermoconductrice, qui résiste aux chocs et qui résiste à l'attaque des moisissures et des champignons. Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé de fabrication d'une mousse à cellules fermées en EVA, présentant les excellentes caractéristiques fonctionnelles mentionnées ci-dessus, ce procédé étant adapté pour une production en grande série. Selon un procédé préféré de la présente invention, tous les composants nécessaires sont brassés ensemble dans une machine de brassage, et le mélange est homogénéisé dans un mélangeur d'o il sort en étant entraîné par les rouleaux d'une calandre, puis il est comprimé dans une machine de durcissement et par des moyens hydrauliques La mousse à cellules fermées en EVA que l'on obtient présente une résistivité volumique ne dépassant pas 50 kn cm Par conséquent, la présente invention fournit une mousse à cellules fermées présentant une excellente conductivité électrique, un faible poids et une certaine résistance aux chocs Grâce aux propriétés mentionnées ci-dessus, cette mousse d'EVA à cellules fermées, électro-conductrice, peut être utilisée dans de nombreux domaines. Une mousse électro-conductrice à cellules fermées, en copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA), se compose généralement d'un EVA et d'autres composants, parmi lesquels un agent porogène, un dispersant, un lubrifiant et un agent de réticulation Ces composants sont brassés ensemble dans une machine de brassage, et le mélange est homogénéisé dans un mélangeur d'o il sort en étant entraîné par les rouleaux d'une calandre, puis il est comprimé dans une machine de durcissement La mousse d'EVA obtenue, électro-conductrice et à cellules fermées, présente les propriétés suivantes: résistance à la chaleur, résistance aux chocs, résistance à l'eau, résilience élevée, faible densité et excellente conductivité électrique Les cellules de cette mousse à cellules fermées sont petites et régulières, de sorte que cette mousse en EVA à cellules fermées est un excellent matériau doué des propriétés mentionnées ci-dessus En outre, cette mousse d'EVA à cellules fermées possède une excellente conductivité électrique, sa résistivité volumique ne valant pas plus de 50 kn cm. Dans la présente invention, on utilise un agent porogène organique, comme l'ADCA (azodicarbonamide) qui dégage de l'azote et possède une excellente dispersibilité. Ainsi, l'azote gazeux n'endommage pas la mousse de matière plastique L'agent de réticulation est un peroxyde organique, comme le DCP (peroxyde de dicumyle) L'agent dispersant est un sel de zinc d'un acide gras, comme du stéarate de zinc L'agent lubrifiant est un acide gras, comme l'acide stéarique Les adjuvants de traitement sont de l'oxyde de zinc et du noir de carbone électro- conducteur. De nombreuses compositions diverses peuvent être utilisées dans la présente invention A titre d'illustration, on présente ci-dessous deux modes préférés de réalisation. Exemple 1 Procédé de fabrication d'une mousse en EVA électro- conductrice et à cellules fermées, présentant une résistivité volumique d'environ 50 kn cm Composition de mousse en EVA à cellules fermées Composant Parties en poids EVA 100 ADCA 3 DCP 0,65 Oxyde de zinc 3 Stéarate de zinc 1 Acide stéarique 1 Noir de carbone 20 Les composants indiqués ci-dessus sont brassés dans une machine de brassage pendant 10 minutes environ, à la température ambiante La composition brassée est ensuite homogénéisée dans un mélangeur pendant 8 minutes environ, à une température de 100 à 1100 C La composition homogénéisée sort du mélangeur, entraînée par les rouleaux d'une calandre, à une température de 80 à 900 C, et le produit est ensuite découpé en plusieurs feuilles Ces feuilles sont placées dans une machine de durcissement, à une température de 170 à 1750 C, et comprimées, grâce à une presse hydraulique, sous une pression de 14,7 M Pa ( 150 kg/cm 2) pendant 15 minutes On obtient ainsi une mousse en EVA à cellules fermées, qui présente une résistivité volumique d'environ 50 kn cm. Exemple 2 Procédé de fabrication d'une mousse en EVA électro- conductrice et à cellules fermées, présentant une résistivité volumique d'environ 30 kn cm Composition de mousse en EVA à cellules fermées Composant Parties en poids EVA 100 ADCA 3 DCP 0,8 Oxyde de zinc 3 Stéarate de zinc 3 Acide stéarique 1,5 Noir de carbone 25 Les composants indiqués ci-dessus sont brassés dans une machine de brassage pendant 15 minutes environ, à la température ambiante La composition brassée est ensuite homogénéisée dans un mélangeur pendant 10 minutes environ, à une température de 100 à 110 C La composition homogénéisée sort du mélangeur, entraînée par les rouleaux d'une calandre, à une température de 80 à 90 C, et le produit est ensuite découpé en plusieurs feuilles Ces feuilles sont placées dans une machine de durcissement, à une température de 170 à 175 C et sous une pression de 14,7 M Pa ( 150 kg/cm 2) pendant 15 minutes On obtient ainsi une mousse en EVA à cellules fermées, qui présente une résistivité volumique d'environ 30 kfl cm. Les modes préférés de réalisation indiqués ci- dessus ne le sont qu'à titre d'illustration Le cadre de la présente invention ne doit donc pas être limité à ces modes préférés de réalisation, dont les variantes sont également couvertes par la présente invention Pour 100 parties en poids de composant EVA, les quantités des autres composants peuvent varier dans une certaine mesure La quantité d'ADCA peut valoir de 1 à 5 parties en poids La quantité d'oxyde de zinc peut valoir de 3 à 10 parties en poids La quantité de stéarate de zinc peut valoir de 1 à 5 parties en poids. La quantité d'acide stéarique peut valoir de 1 à 3 parties en poids La quantité de noir de carbone électro-conducteur peut valoir de 15 à 25 parties en poids La quantité d'agent de réticulation de type peroxyde organique peut valoir de 0,6 à 1 partie en poids Ces composants sont brassés dans une machine de brassage pendant 7 à 15 minutes L'homogénéisation de la composition brassée, dans un mélangeur, est effectuée à une température de 100 à 1100 C et dure de 5 à 10 minutes Après l'entraînement par des rouleaux de la composition homogénéisée et son découpage en feuilles, celles-ci sont placées dans une machine de durcissement à une température de 1650 C à 1800 C et sous une pression de 9,8 à 19,6 M Pa ( 100 à 200 kg/cm 2) pendant 10 à 30 minutes. Dans un environnement faiblement humide, les circuits MOS (métal-oxyde-semi-conducteur) et les circuits LSI (intégration à grande échelle) sont facilement détruits ou endommagés par l'électricité statique Le fonctionnement des circuits intégrés MOS ou LSI est facilement perturbé sous l'influence de tensions extérieures Par conséquent, on peut utiliser la mousse en EVA à cellules fermées pour l'emballage des dispositifs à circuits intégrés, afin de protéger ceux- ci contre le bruit électrique et l'électricité statique On peut également utiliser cette mousse en EVA à cellules fermées pour emballer des composants de précision. REVENDICATIONS 1 Mousse en EVA (copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle) à cellules fermées, caractérisée en ce qu'elle présente la composition suivante: parties en poids d'EVA, 1 à 5 parties en poids d'azodicarbonamide, 3 à 10 parties en poids d'oxyde de zinc, i à 5 parties en poids de stéarate de zinc, 1 à 3 parties en poids d'acide stéarique, à 25 parties en poids de noir de carbone électro- conducteur, et 0,6 à 1 parties en poids d'un agent de réticulation de type peroxyde organique, et en ce qu'elle présente une résistivité volumique ne dépassant pas 50 kn cm. 2 Mousse en EVA à cellules fermées, conforme à la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient 100 parties en poids d'EVA, 1 partie en poids d'azodicarbonamide, 3 parties en poids d'oxyde de zinc, 1 partie en poids de stéarate de zinc, 1 partie en poids d'acide stéarique et 20 parties en poids de noir de carbone électro-conducteur. 3 Mousse en EVA à cellules fermées, conforme à la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient 100 parties en poids d'EVA, 1 partie en poids d'azodicarbonamide, 3 parties en poids d'oxyde de zinc, 3 partie en poids de stéarate de zinc, 1,5 partie en poids d'acide stéarique et 25 parties en poids de noir de carbone électro-conducteur. 4 Procédé de fabrication d'une mousse en EVA à cellules fermées, caractérisé en ce qu'il comporte: le brassage d'une composition de 100 parties en poids d'EVA, 1 à 5 parties en poids d'azodicarbonamide, 3 à parties en poids d'oxyde de zinc, 1 à 5 parties en poids de stéarate de zinc, 1 à 3 parties en poids d'acide stéarique et 15 à 25 parties en poids de noir de carbone électroconducteur, l'homogénéisation de ladite composition brassée, l'entraînement de ladite composition homogénéisée, par les rouleaux d'une calandre, la découpe de ladite composition homogénéisée en plusieurs feuilles, le durcissement de ces feuilles dans une machine de durcissement. Procédé de fabrication d'une mousse en EVA à cellules fermées, conforme à la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend: le brassage de ladite composition dans une machine de brassage pendant 7 à 15 minutes à la température ambiante, l'homogénéisation de ladite composition brassée dans un mélangeur, à une température de 1000 C à 1100 C et pendant 5 à 10 minutes, il l'entraînement de ladite composition homogénéisée, par les rouleaux d'une calandre, à une température de 800 C à 900 C, la découpe de ladite composition homogénéisée en plusieurs feuilles, et le durcissement de ces feuilles dans une machine de durcissement, à une température de 1650 C à 1800 C et sous une pression, obtenue grâce à une presse hydraulique, de 9,8 à 19,6 M Pa ( 100 à 200 kg/cm 2) pendant 10 à 30 minutes.