Brevet FR3128224A1 — publié le 20230421

Adhésif thermofusible résistant aux fluides automobiles L’invention concerne une composition adhésive thermofusible comprenant : i) au moins un copolyamide semi-cristallin aliphatique spécifique, ii) au moins une charge, dont la teneur en atomes de carbone est comprise entre 60 et 100% par rapport au nombre d’atomes constituant la charge, la charge carbonée présentant une taille de particule moyenne médiane D90 allant de 1 à 400 micromètres, iii) au moins une charge électriquement isolante choisie parmi les oxydes de métaux et les nitrures, la somme des teneurs en charge carbonée et en charge électriquement isolante est comprise entre 30 et 75% en poids par rapport au poids total de la composition, lesdites charges présentent une taille de particule moyenne médiane D90 allant de 1 à 400 micromètres.. L’invention porte également sur son procédé de préparation et sur son utilisation. Composition Adhésive thermofusible La présente invention concerne une composition adhésive thermofusible pour l’encapsulation de dispositifs électroniques, un procédé de préparation d’une telle composition ainsi que son utilisation. Il est connu d’utiliser des polyamides en tant qu’adhésifs thermofusibles pour encapsuler des dispositifs électroniques ou mécaniques utilisés par exemple dans les domaines de l’automobile ou dans le domaine médical. En effet, des matériaux plastiques sont généralement utilisés pour protéger des batteries, que ce soit au sein d’une automobile ou bien que ce soit à une échelle plus petite la coque d’un téléphone portable. Plus particulièrement, les substrats à encapsuler peuvent être des métaux, tel que le cuivre ou des polymères comme par exemples des matières composant les circuits imprimés. Cette encapsulation nécessite d’être réalisée à basse pression, afin de ne pas endommager la pièce à mouler. Par ailleurs, ces matériaux doivent être isolants électriquement, afin d’éviter les éventuels courts-circuits. Ils doivent être également conducteurs de chaleur afin de permettre à par exemple une batterie, si c’est l’élément à encapsuler, d’évacuer la chaleur, qu’elle génère lors de son utilisation. Sur le plan de la mise en œuvre, l’encapsulation des pièces nécessite d’être réalisée à basse pression, afin de ne pas endommager la pièce à mouler. L’encapsulation est un procédé délicat. La matière permettant d’encapsuler la pièce est fondue. Elle est ensuite déposée délicatement à chaud sur l’élément à encapsuler. La pression en sortie de buse de la matière fondu est qualifiée de basse pression. Le terme de « mouillage » est utilisé pour définir cette encapsulation. En effet, si la pression en sortie de buse est trop élevée, la force appliquée à la matière fondue peut endommager la pièce à encapsuler. Plusieurs procédés d’injection basse pression sont connus pour encapsuler des pièces. Le procédé appelé « epoxy potting » présente le désavantage d’être relativement long, conduisant à une faible productivité en raison du temps de réaction relativement lent. Le procédé par déposition de vapeur chimique est lui utilisé dans le domaine de l’encapsulation. Toutefois, ce procédé est connu pour être dangereux. Ainsi, il est recherché de nouveaux matériaux devant répondre à la fois à des propriétés physico-chimiques spécifiques et devant permettre un procédé d’encapsulation basse pression plus facile, plus rapide et sécure. Il existe donc un réel besoin de fournir des polymères combinant l’ensemble des propriétés pré-citées, à savoir la conductivité thermique, la faible viscosité, les bonnes propriétés mécaniques et de bonnes propriétés d’adhésion. Les compositions selon l’invention sont non réactives et donc permettent une grande productivité combinée à une conductivité thermique améliorée, des propriétés d’adhésion et de faible viscosité permettant l’encapsulation à basse pression d’objets fragiles. Enfin, le côté esthétique de la pièce, de bonnes propriétés mécaniques, ainsi qu’un point de fusion inférieur à 220 °C sont également importants. L’invention porte sur une composition adhésive thermofusible comprenant : i) au moins un copolyamide semi-cristallin aliphatique comprenant au moins deux motifs répondant à la formule (1) suivante : X/Y (1) -le motif X est un motif semi-cristallin obtenu par la polycondensation d’un motif choisi parmi un acide alpha,omega-aminocarboxylique en C6 à C18, un lactame en C6 à C18 et une unité (diamine en Ca).(diacide en Cb), avec a représentant le nombre d’atomes de carbone de la diamine et b représentant le nombre de carbone du diacide, a étant compris entre 2 et 18 et b étant compris entre 4 et 18, la diamine en Ca et le diacide en Cb étant aliphatiques linéaires ou ramifiés, cycloaliphatiques, saturés ou insaturés , -le motif Y est un motif obtenu par la polycondensation d’une unité (diamine en Cd).(diacide en Ce), avec d représentant le nombre d’atomes de carbone de la diamine et e représentant le nombre de carbone du diacide, d et e étant compris entre 2 et 48, la diamine en Cd et le diacide en Ce étant aliphatiques linéaires ou ramifiés, cycloaliphatiques, saturés ou insaturés , la diamine en Cd pouvant être une polyéther amine, le motif Y présentant une Tg inférieure à 30 °C, avantageusement inférieure à 20°C, très avantageusement inférieure à 0°C, le copolyamide présentant une viscosité à l’état fondu mesurée selon la norme ASTM D3236-88 (2009) comprise entre 0,5 et 300 Pa.s à 200°C , le copolyamide constituant la matrice de la composition, ii) au moins une charge carbonée, dont la teneur en atomes de carbone est comprise entre 60 et 100% par rapport au nombre d’atomes constituant la charge, iii) au moins une charge électriquement isolante choisie parmi les oxydes de métaux et les nitrures, la somme des teneurs en charge carbonée et en charge électriquement isolante est comprise entre 30 et 75% en poids par rapport au poids total de la composition, et lesdites charges présentant une taille de particule moyenne médiane D90 allant de 1 à 400 micromètres. L’invention concerne également un procédé de préparation de la composition selon l’invention. L’invention porte enfin sur l’utilisation de la composition pour encapsuler des dispositifs électroniques. Composition adhésive thermofusible comprenant : i) au moins un copolyamide semi-cristallin aliphatique comprenant au moins deux motifs répondant à la formule (1) suivante : X/Y (1) dans laquelle -le motif X est un motif semi-cristallin obtenu par la polycondensation d’un motif choisi parmi un acide alpha,omega-aminocarboxylique en C6 à C18, un lactame en C6 à C18 et une unité (diamine en Ca).(diacide en Cb), avec a représentant le nombre d’atomes de carbone de la diamine et b représentant le nombre de carbone du diacide, a étant compris entre 2 et 18 et b étant compris entre 4 et 18, la diamine en Ca et le diacide en Cb étant aliphatiques linéaires ou ramifiés, cycloaliphatiques, saturés ou insaturés, -le motif Y est un motif obtenu par la polycondensation d’une unité (diamine en Cd).(diacide en Ce), avec d représentant le nombre d’atomes de carbone de la diamine et e représentant le nombre de carbone du diacide, d et e étant compris entre 2 et 48, la diamine en Cd et le diacide en Ce étant aliphatiques linéaires ou ramifiés, cycloaliphatiques, saturés ou insaturés , la diamine en Cd pouvant être une polyéther amine, le motif Y présentant une Tg inférieure à 30 °C, avantageusement inférieure à 20°C, très avantageusement inférieure à 0°C, le copolyamide présentant une viscosité à l’état fondu mesurée selon la norme ASTM D3236-88 (2009) comprise entre 0,5 et 300 Pa.s à 200°C, le copolyamide constituant la matrice de la composition, ii) au moins une charge, dont la teneur en atomes de carbone est comprise entre 60 et 100% par rapport au nombre d’atomes constituant la charge, iii) au moins une charge électriquement isolante choisie parmi les oxydes de métaux et les nitrures, la somme des teneurs en charge carbonée et en charge électriquement isolante est comprise entre 30 et 75% en poids par rapport au poids total de la composition, lesdites charges présentent une taille de particule moyenne médiane D90 allant de 1 à 400 micromètres. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que la charge carbonée présente une taille de particule moyenne médiane D50 allant de 0.5 à 500 micromètres. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la charge carbonée présente une surface spécifique BET mesurée selon ISO 9277:2010 comprise entre 1 et 300 m²/g, très avantageusement entre 1.5 et 200 m²/g. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la charge électriquement isolante présente une surface spécifique BET mesurée selon ISO 9277:2010 comprise entre 0.1 et 80 m²/g, très avantageusement entre 0.5 et 50 m²/g. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle présente une viscosité à l’état fondu comprise entre 0.5 et 400 Pa.s avantageusement entre 2 et 200 Pa.s, très avantageusement entre 3 et 100 Pa.s. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle présente une résistivité surfacique mesurée selon la norme IEC 62631-3-2 (2015) supérieure à 10 10 Ω.m. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle présente un point de fusion inférieur à 220 °C, avantageusement inférieur à 200 °C, très avantageusement inférieur à 180 °C. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le copolyamide comporte au moins un des motifs choisis parmi PA 26, le PA 29, le PA 210, le PA 212, le PA 214, le PA 218, PA 56, PA 59, PA 510, PA 512, PA66, PA 69, PA 610, PA 612, PA6, PA11, PA 12, PA1010, PA 1012, PA 1212, PA pip10, PA pip36, PA pip44, PA POP40036, PA POP40044, PA POP40010, PA POP4006, PA POP200036, PA POP200044, PA POP200010, PA POP20006, PA3636, PA3644, PA 4436, PA 4444 et leur mélange. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le copolyamide comporte un polyétheramine en tant que diamine en Cd ou bien un dimère acide en tant que diacide en Ce. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le copolyamide est un terpolyamide ou un tétrapolyamide. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend des additifs choisis parmi les antioxydants, les stabilisants UV, les stabilisants thermiques, les plastifiants, les agents nucléants, les agents collants, les modifiants chocs, les agents ignifugeants, les agents antistatiques, les agents de renfort, les lubrifiants, les charges organiques et inorganiques, les azurants optiques, les agents démoulants, les pigments, les colorants, les catalyseurs et leurs mélanges. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en qu’elle est apte à être injectée à une pression inférieure à 100 bars, de préférence inférieure à 50 bars. Utilisation de la composition telle que définie à l’une quelconque des revendications précédentes pour l’encapsulation de dispositifs électroniques, de préférence situés sous le capot moteur d’un véhicule ou dans des appareils médicaux.