BE1024615A1 - Compositions de polymeres thermiquement conducteurs contenant du noire de carbone - Google Patents

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BE1024615A1 BE20170016A BE201700016A BE1024615A1 BE 1024615 A1 BE1024615 A1 BE 1024615A1 BE 20170016 A BE20170016 A BE 20170016A BE 201700016 A BE201700016 A BE 201700016A BE 1024615 A1 BE1024615 A1 BE 1024615A1
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George D Eid
Alyson M Christopher
Mark J Hampden-Smith
Santiague Pierre
Alain Thielen
Limeng Chen
Agathagelos Kyrlidis
Bruce E Maykay
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Abstract

Il est fourni une composition polymère composite comprenant du noir de carbone partiellement cristallisé. La composition présente des propriétés de transfert thermique supérieures dans des formulations plastiques. Le précurseur de polymère présente une excellente rhéologie en comparaison à des compositions similaires comprenant des noirs de carbone traditionnels. Les polymères composites fournissent une charge plus élevée de noirs de carbone plus thermoconducteurs dans différentes compositions polymères composites.

Description

(30) Données de priorité :
01/02/2016 US 62289623 (71) Demandeur(s) :
CABOT CORPORATION
02210-2019, BOSTON
États-Unis (72) Inventeur(s) :
VILLALPANDO-PAEZ Federico 02210-2019 BOSTON États-Unis
EID GEORGE D 02210-2019 BOSTON États-Unis
CHRISTOPHER Alyson Μ.
02210-2019 BOSTON
États-Unis
HAMPDEN-SMITH Mark J. 02210-2019 BOSTON États-Unis
PIERRE Santiague
02210-2019 BOSTON
États-Unis
THIELEN Alain
02210-2019 BOSTON
États-Unis
CHEN Limeng
02210-2019 BOSTON
États-Unis
KYRLIDIS Agathagelos 02210-2019 BOSTON États-Unis
MAYKAY Bruce E. 02210-2019 BOSTON États-Unis (54) COMPOSITIONS DE POLYMERES THERMIQUEMENT CONDUCTEURS CONTENANT DU NOIRE DE CARBONE (57) Il est fourni une composition polymère composite comprenant du noir de carbone partiellement cristallisé. La composition présente des propriétés de transfert thermique supérieures dans des formulations plastiques. Le précurseur de polymère présente une excellente rhéologie en comparaison à des compositions similaires comprenant des noirs de carbone traditionnels. Les polymères composites fournissent une charge plus élevée de noirs de carbone plus thermoconducteurs dans différentes compositions polymères composites.
FIG. 1
Figure BE1024615A1_D0001
BE2017/0016
COMPOSITIONS DE POLYMERES THERMIQUEMENT CONDUCTEURS CONTENANT DU NOIRE DE CARBONE
DOMAINE DE LA DESCRIPTION [0001] La présente description concerne des compositions polymères et, en particulier, des plastiques présentant une conductivité thermique et des propriétés mécaniques améliorées.
ARRIERE PLAN [0002] On utilise des systèmes polymères qui peuvent bénéficier d'un transfert de chaleur amélioré dans différents domaines comprenant les applications électroniques, mécaniques, automobiles, aérospatiales et industrielles. Des polymères conducteurs peuvent par exemple être utilisés dans des gainages de fils et câbles pour dissiper la chaleur à partir du noyau de câble. Des polymères thermoconducteurs peuvent également remplacer des matériaux tels que des métaux ou des matériaux moins thermoconducteurs qui sont typiquement utilisés dans des applications qui exigent un transfert de chaleur efficace.
EP-A-1 726 619 décrit une composition de résine de propylène électrocon ductrice.
pour moulage comprenant une résine de propylène et de 2 à 50% en poids de noir de carbone, dans lequel le noir de carbone a une absorption de 24M4DBP d'au moins 130 cm3 /100 g et une taille de cristallite (Le) de 10 à
WO-A-2012/040058 décrit une composition de blindage semi-conductrice comprenant une polyoléfine et du noir d'acétylène, dans lequel le noir d’acétylène a, par exemple, une absorption d'huile de DBP de 150 à 200 ml / 100 g, et une taille de cristallite le long de (002) inférieure à 30 A.
WO-A-2014/205215 concerne une formulation de cathode pour une batterie à base d'ions lithium, qui peut comprendre de 0,1 à 10% en poids de noir de
BE2017/0016 carbone.
RESUME [0003] Dans un aspect, il est fourni une composition polymère composite, la composition polymère composite comprenant une matrice polymère et un noir de carbone partiellement cristallisé dispersé dans la matrice polymère à une concentration allant de 12 à 28 pourcent en masse, dans laquelle le noir de carbone présente une structure OAN (indice d’absorption d’huile) supérieure à 120 cm3/100 g et inférieure à 200 cm3/100 g, une énergie de surface inférieure à 8 mJ/m2, une cristallinité en pourcent inférieure à 65 % et une taille planaire microcristalline Raman (Loc) ° .
supérieure ou égale à 28 A. Le noir de carbone partiellement cristallisé peut être formé par traitement thermique d'un noir de four à une température supérieure à 700°C et inférieure à 1 800°C. La composition peut comprendre un copolymère ou terpolymère. La composition polymère peut être une polyoléfine, un polystyrène, un polycarbonate, un polyamide, et/ou une polyamine. Le noir de carbone peut présenter une taille planaire °
microcristalline Raman (Loc) supérieure ou égale à 35 A et une énergie de surface supérieure à 1 mJ/m2. Le polymère peut être choisi parmi des polyoléfines thermoplastiques (TPO), du polyéthylène (PE), linéaire faible densité (LLDPE), faible densité (LDPE), moyenne densité (MDPE), haute densité (HDPE), masse moléculaire ultraélevée (UHMWPE), du polyéthylène très faible densité (VLDPE), du polyéthylène moyenne densité à catalyse métallocène (mLLDPE), du polypropylène, des copolymères de polypropylène, un caoutchouc d'éthylène propylène (EPR), des terpolymères d'éthylène propylène diène (EPDM), de l'acrylonitrile butadiène styrène (ABS), de l'acrylonitrile EPDM styrène (AES), du styrène-butadiène-styrène (SBS), du polyoxyméthylène (POM), des polyamides (PA) poly(chlorure de vinyle) (PVC), des polymères de tétraéthylène hexapropylène fluorure de vinylidène (THV), des polymères perfluoroalcoxy (PFA), du
BE2017/0016 polyhexafluoropropylène (HFP), des polycétones (PK), de l'éthylène alcool vinylique (EVOH), des copolyesters, des polyuréthanes (PU), des polyuréthanes thermoplastiques, du polystyrène (PS), du polycarbonate (PC), du polybutylène téréphtalate (PBT), du polyéthylène téréphalate (PET), du poly(oxyde de phénylène) (PPO) et du polyphénylène éther (PPE). La composition peut être un mélange maître. La composition peut de plus comprendre une particule non carbonée ayant une conductivité thermique supérieure à 30 W/mK, par exemple du nitrure de bore, de l'oxyde de magnésium, de l'oxyde de zinc, ou de l'alumine. Le rapport volumique de noir de carbone partiellement cristallisé à la particule non carbonée, par exemple le nitrure de bore, peut-être de 1:1 à 1:10. La composition polymère composite peut présenter une conductivité thermique d'au moins 1,6 fois supérieure, au moins 1,7 fois supérieure, ou 2-4 fois supérieure à la conductivité thermique de la matrice polymère. Le noir de carbone partiellement cristallisé peut améliorer une conductivité thermique de la composition polymère composite d'au moins 10 % par rapport à un noir de carbone non traité.
[0004] Dans un autre aspect, il est fourni une composition de précurseur de polymère, la composition comprenant un précurseur de polymère comprenant un monopolymère ou oligomère polymérisable et un noir de carbone partiellement cristallisé dispersé dans le monomère ou oligomère à une concentration allant de 12 à 28 pourcents en masse, dans laquelle le noir de carbone présente une structure OAN supérieure à 120 cm3/100 g et inférieure à 200 cm3/100 g, une énergie de surface inférieure à 8 mJ/m2 et une taille planaire microcristalline Raman (Loc) o
supérieure ou égale à 28 A. Le précurseur de polymère peut être un précurseur d'un polymère choisi parmi une polyoléfine, un polystyrène, un polycarbonate, un polyamide, et/ou une polyamine. Le précurseur de polymère peut être un précurseur d'un polymère choisi parmi des polyoléfines thermoplastiques (TPO), du polyéthylène (PE), linéaire faible
BE2017/0016 densité (LLDPE), faible densité (LDPE), moyenne densité (MDPE), haute densité (HDPE), masse moléculaire ultraélevée (UHMWPE), du polyéthylène très faible densité (VLDPE), du polyéthylène moyenne densité à catalyse métallocène (mLLDPE), du polypropylène, des copolymères de polypropylène, un caoutchouc d'éthylène propylène (EPR), des terpolymères d'éthylène propylène diène (EPDM), de l'acrylonitrile butadiène styrène (ABS), de l'acrylonitrile EPDM styrène (AES), du styrène-butadiène-styrène (SBS), du polyoxyméthylène (POM), des polyamides (PA) poly(chlorure de vinyle) (PVC), des polymères de tétraéthylène hexapropylène fluorure de vinylidène (THV), des polymères perfluoroalcoxy (PFA), du polyhexafluoropropylyène (HFP), des polycétones (PK), de l'éthylène alcool vinylique (EVOH), des copolyesters, des polyuréthanes (PU), des polyuréthanes thermoplastiques, du polystyrène (PS), du polycarbonate (PC), du polybutylène téréphtalate (PBT), du polyéthylène téréphalate (PET), du poly(oxyde de phénylène) (PPO) et du polyphénylène éther (PPE). Le précurseur de polymère peut être un précurseur pour un polymère choisi dans le groupe constitué d'acryliques, époxies, silicones, phénoliques, polyimides, plastisols et poly(acétates de vinyle). Le précurseur de polymère peut comprendre un précurseur d'une polyoléfine, d'un polystyrène, d'un polycarbonate, d'un polyamide et/ou d'une polyamine. La composition peut de plus comprendre une particule non-carbonée ayant une conductivité thermique supérieure à 30 W/mK, par exemple de nitrure de bore, oxyde de magnésium, oxyde de zinc ou alumine. Le rapport volumique de noir de carbone partiellement cristallisé à la particule non-carbonée, par exemple nitrure de bore, peut-être de 2:1 à 1:10. La composition de précurseur de polymère, après la polymérisation, peut présenter une conductivité thermique d'au moins 1,6 fois supérieure, au moins 1,7 fois supérieure, ou 24 fois supérieure à la conductivité thermique d'un produit de polymérisation du précurseur de polymère. Le noir de carbone partiellement cristallisé peut améliorer la conductivité thermique d'un produit de polymérisation de la
BE2017/0016 composition de précurseur de polymère d'au moins 10 % par rapport à un noir de carbone non traité.
[0005] Dans un autre aspect, la composition polymère composite ou la composition de précurseur de polymère comprend un noir de carbone ayant une taille planaire microcristalline Raman (Loc) supérieure à 29, 30,
O O ou 35 A et inférieure à 65, 60, 55, 50 ou 45 A. L'énergie de surface du noir de carbone peut être inférieure à 4, inférieure à 3 ou inférieure à 2 mJ/m2 et supérieure à 0 mJ/m2. Le noir de carbone peut présenter une cristallinité en pourcent supérieure ou égale à 35 %, 40 %, 45 %, 50 %, 55 % ou 60 %. La surface spécifique BET du noir de carbone peut être inférieure à 425 ± 25, inférieure à 300, inférieure à 250, de 40 à 400 m2/g, de 46 à 400 m2/g, de 40 à 300 m2/g, ou de 40 à 200 m2/g. La composition polymère composite ou composition de précurseur de polymère peut être utilisée pour fabriquer des produits tels que des gaines de fils et câbles, des produits d'impression 3D, des pièces automobiles, et des boîtiers et fixations de LED. Le noir de carbone peut présenter une forme de particule primaire essentiellement polyédrique et peut présenter un nombre d'iode inférieur à 425 m2/g, inférieur à 350 m2/g, inférieur à 300 m2/g, inférieur à 250 m2/g ou inférieur à 200 m2/g. Le noir de carbone peut être un noir de carbone non modifié. La composition polymère composite ou composition de précurseur de polymère peut comprendre un second noir de carbone qui peut ou non être partiellement cristallisé. Le noir de carbone partiellement cristallisé peut être fabriqué en augmentant la taille planaire microcristalline Raman (Loc) d'un noir de carbone de base de plus de 5, de plus de 10, de plus de 15 ou de plus de 20 Â.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
FIG. 1 est un graphique à barres comparant la conductivité thermique d'un noir de carbone de base avec deux modes de réalisation d'un dérivé de noir de carbone partiellement cristallisé ;
BE2017/0016
FIG. 2 est un graphique à barres comparant la conductivité thermique d'un second noir de carbone de base avec trois modes de réalisation d'un dérivé de noir de carbone partiellement cristallisé ;
FIG. 3 est un graphique à barres comparant la conductivité thermique d'un troisième noir de carbone de base avec un mode de réalisation d'un dérivé de noir de carbone partiellement cristallisé ;
FIG. 4 est un graphique à barres comparant la conductivité thermique d'un quatrième noir de carbone de base avec un mode de réalisation d'un dérivé de noir de carbone partiellement cristallisé ;
FIG. 5 est un graphique à barres comparant la conductivité thermique d'un cinquième noir de carbone de base avec un mode de réalisation d'un dérivé de noir de carbone partiellement cristallisé ;
FIG. 6 fournit un graphique illustrant la conductivité thermique de trois composites polymères, incluant chacun une charge différente ;
FIG. 7 fournit un graphique illustrant la conductivité thermique des composites polymères de FIG. 6 ainsi que deux exemples comparatifs qui comprennent à la fois des particules de nitrure de bore et de noir de carbone.
FIG. 8 fournit un graphique illustrant la conductivité thermique des composites polymères de FIG. 7 ainsi que d'un troisième mode de réalisation d'un composite polymère qui comprend une particule fortement thermoconductrice et une particule de noir de carbone partiellement cristallisé.
DESCRIPTION DETAILLE [0006] Il est fourni dans un aspect un système polymère qui comprend au moins un polymère et au moins un noir de carbone partiellement cristallisé. Les noirs de carbone partiellement cristallisés (également cités comme partiellement graphitisés) présentent une cristallinité plus élevée et une énergie de surface plus faible que leurs noirs
BE2017/0016 de carbone de base correspondants et, comme décrit ci-dessous, peuvent fournir des capacités de transfert thermique améliorées en comparaison à des formes de noirs de carbone moins cristallines. Comme illustré ici, des noirs de carbone partiellement cristallisés peuvent également améliorer la rhéologie des précurseurs de polymères qui sont dispersés en comparaison avec des systèmes similaires utilisant des noirs de carbone classiques. Les systèmes polymères décrits ici peuvent être tout polymère synthétique dans lequel un noir de carbone partiellement cristallisé peut être dispersé pour améliorer l'efficacité du transfert thermique. Nous avons de plus trouvé que des noirs de carbone soumis à une cristallisation en excès ne fournissent pas les propriétés de conductivité thermique améliorées présentées par des noirs de carbone moins cristallins. C'est-à-dire qu'une graphitisation insuffisante et une graphitisation trop importante ne parviennent pas à fournir les bénéfices de conductivité thermique démontrés par des noirs de carbone selon les modes de réalisation décrits ici.
[0007] Les compositions polymères comprenaient à la fois des polymères durcis et des compositions pré-polymères. Comme utilisé ici, un polymère ou matrice polymère est la forme d'une composition polymère après qu'elle a été polymérisée et est utilisable comme un mélange maître, un composé ou autrement est utilisé pour fabriquer des articles, par exemple, des articles en matière plastique. Comme utilisé ici, un prépolymère est une composition polymère constituée de monomères ou oligomères qui n'ont pas encore été polymérisés. Les polymères peuvent être des polymères qui sont durcis par des procédés connus de l'homme de l'art incluant la chaleur, le rayonnement, l'évaporation de solvant, la catalyse chimique ou la vulcanisation. Les polymères peuvent être basés sur des systèmes pré-polymères à une, deux, trois parties ou à parties multiples. Un composite de polymère ou composite polymère est un matériau qui comprend au moins un polymère et un second constituant distinct. Le second constituant du composite peut être des particules, des fibres, des
BE2017/0016 pigments ou un second polymère où le second polymère est distinct et n'est pas mélangé de manière homogène avec le premier polymère. Dans certains modes de réalisation, le(les) polymère(s) peut(vent) être un polymère thermoplastique ou un polymère thermodurcissant. Le système polymère peut être un plastique. Ces systèmes plastiques peuvent être choisis parmi ceux qui sont moulés, extrudés, revêtus, laminés ou sinon façonnés en constituants polymères.
[0008] Le groupe polymère peut de plus être un homopolymère, copolymère, terpolymère, et/ou un polymère contenant un, deux, trois unités répétitives différentes ou plus. Le groupe polymère peut de plus être un type quelconque de groupe polymère, tel qu'un polymère statistique, un polymère alterné, un polymère greffé, un polymère séquencé, un polymère en forme d'étoile, et/ou un polymère en forme de peigne. Le groupe polymère peut également être une ou plusieurs polycombinaisons. Le groupe polymère peut être un réseau polymère interpénétré (IPN), un réseau polymère interpénétré simultané (SIN) ; ou un réseau élastomère interpénétré (IEN).
[0009] Des exemples spécifiques de polymères comprennent des polymères linéaires élevés, tels que du polyéthylène, du poly(chlorure de vinyle), du polyisobutylène, du polystyrène, du polycaprolactame (Nylon), du polyisoprène et analogues mais ne sont limités à ceux-ci. D'autres classes générales de polymères utilisables comprennent des polyamides, des polycarbonates, des polyélectrolytes, des polyesters, des polyéthers, des époxy, des polyanhydrides, des poly(hydroxy)benzènes, des polyimides, des polymères contenant du soufre (tels que polysulfures, sulfures de polyphénylène, et polysulfones), des polyoléfines, des polyméthylbenzènes, des polystyrènes et copolymères de styrène (ABS inclus), des polymères d'acétals, des polymères acryliques, des polymères et copolymères d'acrylonitrile, des polyoléfines contenant un halogène (tels que poly(chlorure de vinyle) et poly(chlorure de vinylidène)), des fluoropolymères, des polymères ionomères, des polymères contenant un(des)
BE2017/0016 groupe(s) cétone, des polymères à cristaux liquides, des polyamide-imides, des polymères contenant une(des) double(s) liaison(s) oléfinique(s) (tels que polybutadiène ou polydicyclopentadiène), des copolymères de polyoléfines, des poly(oxydes de phénylène), des polysiloxanes, des poly(alcools vinyliques), des polyuréthanes, des élastomères thermoplastiques, et analogues. Dans certains modes de réalisation, le polymère est une polyoléfine, un polyuréthane, un polystyrène, un polyacrylate, un polyamide, un polyester, ou des mélanges de ceux-ci. Des polymères particulièrement appropriés comprennent des polyoléfines et des polyamides.
[0010] Dans certains modes de réalisation, le polymère peut être par exemple une polyoléfine, un polymère d'halogénure de vinyle, un polymère d'halogénure de vinylidène, un polymère perfluoré, un polymère de styrène, un polymère d'amide, un polycarbonate, un polyester, un poly(oxyde de phénylène), un polyphénylène éther, une polycétone, un polyacétal, un polymère d'alcool vinylique, ou un polyuréthane. Les polymères ou résines utiles comprennent le PET ou polyéthylène téréphtalate, le polystyrène, PBT ou polybutylène téréphtalate et des alliages de PBT, le polypropylène, le polyuréthane, un copolymère de styrène-acrylonitrile, ABS ou terpolymère d'acrylonitrile-butadiène-styrène, PVC ou poly(chlorure de vinyle), des polyesters, des polycarbonates, du PP/PS ou des alliages de polypropylène polystyrène, un Nylon, un polyacétal, le SAN ou du styrène acrylonitrile, des acryliques, des cellulosiques, des alliages de polycarbonates et des alliages de PP ou propylène. On peut utiliser d'autres combinaisons de ces matériaux.
[0011] Différents polymères peuvent être combinés avec des noirs de carbone partiellement cristallisés pour former des polymères composites. Les polymères composites peuvent comprendre des polyoléfines thermoplastiques (TPO), du polyéthylène (PE), tel que linéaire faible densité (LLDPE), faible densité (LDPE), moyenne densité (MDPE), haute densité
BE2017/0016 (HDPE), masse moléculaire ultra élevée (UHMWPE), du polyéthylène très faible densité (VLDPE), du polyéthylène moyenne densité à catalyse métallocène (mLLDPE), du polypropylène, des copolymères de polypropylène, un caoutchouc d'éthylène propylène (EPR), des terpolymères d'éthylène propylène diène (tels que EPDM), de l'acrylonitrile butadiène styrène (ABS), de l'acrylonitrile EPDM styrène (AES), du styrènebutadiène-styrène (SBS), du polyoxyméthylène (POM), des polyamides (PA), tels que PA6, PA66, PA11, PA12, et PA46, du poly(chlorure de vinyle) (PVC), des polymères de tétraéthylène hexapropylène fluorure de vinylidène (THV), des polymères perfluoroalcoxy (PFA), du polyhexafluoropropylène (HFP), des polycétones (PK), de l'éthylène alcool vinylique (EVOH), des copolyesters, des polyuréthanes (PU), des polyuréthanes thermoplastiques, du polystyrène (PS), du polycarbonate (PC), du polybutylène téréphtalate (PBT), du polyéthylène téréphtalate (PET), du poly(oxyde de phénylène) (PPO), et du polyphényle éther (PPE). Des combinaisons spécifiques comprennent PC/ABS, PC/PBT, PP/EPDM, PP/EPR, PP/PE, PA/PPO, et PPO/PE. Les compositions polymères peuvent être optimisées pour atteindre les propriétés globales souhaitées, telles que les propriétés de jet, conductivité, ténacité, raideur, lissé, et traction. La liste précédente n'est pas exhaustive mais uniquement illustratrice des différents matériaux qui peuvent être utilisés. Des combinaisons de polymères contenant un ou plusieurs de ces matériaux polymères, où les polymères décrits sont présents soit comme le constituant principal, soit comme le constituant mineur, peuvent également être utilisées. Le type spécifique de polymère peut dépendre de l'application souhaitée. Des exemples spécifiques de polymères sont décrits de manière plus détaillée ci-dessous.
[0012] Les groupes polymères décrits dans le volume 18 de Encyclopedia of Chemical Technology, KIRK-OTHMER, (1982), page 328 à page 887, et Modern Plastics Encyclopedia '98, pages B-3 à B-210, et Polymers : Structure and Properties, de C.A. Daniels, Technomic
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Publishing Co., Lancaster, Pa. (1989), tous cités ici dans leur totalité en référence, peuvent être utilisés en général comme le(les) polymère(s). Les polymères peuvent être préparés de nombreuses façons et de telles façons sont connues de l'homme de l'art. La section KIRK-OTHMER, Modern Plastics Encyclopedia, et la référence de C.A. Daniels cités ci-dessus fournissent des procédés dans lesquels ces polymères peuvent être préparés.
[0013] Les compositions polymères de la présente description peuvent également comprendre des additifs appropriés pour leur but et quantité connus. Les compositions peuvent par exemple également comprendre des additifs, tels que des agents de réticulation, des agents de vulcanisation, des stabilisants, des pigments, des teintes, des colorants, des désactiveurs de métaux, des huiles de dilution, des lubrifiants, et/ou des charges inorganiques, et semblables avec d'autres additifs étudiés ici à un autre endroit. Dans certains modes de réalisation, les composites peuvent également comprendre des matières particulaires supplémentaires mises au point pour augmenter la conductivité thermique. Dans plusieurs modes de réalisation, le noir de carbone est l'unique matière particulaire incluse, et le composite polymère peut être vide de toute autre matière particulaire. Dans certains modes de réalisation, le noir de carbone peut comprendre plus de 50 % en masse, plus de 75 % en masse ou plus de 95 % en masse du matériau particulaire dans le composite polymère.
[0014] Les compositions polymères peuvent être préparées en utilisant des techniques classiques, telles qu'un mélange des différents constituants ensemble en utilisant des mélangeurs disponibles dans le commerce. La composition peut être préparée par des procédés de mélange discontinu ou continu, tels que ceux bien connus dans la technique. Un équipement, tel que des mélangeurs internes discontinus, des mélangeurs internes continus, une extrudeuse à vis unique en va-et-vient, une extrudeuse à vis double et unique, etc., peut par exemple être utilisé pour mélanger les ingrédients des formulations. Du noir de carbone peut être
BE2017/0016 ajouté à un ou plusieurs des constituants d'un système polymère à parties multiples et peut être incorporé dans des concentrations identiques ou différentes dans chacun des constituants. Par exemple, dans un système époxy à deux parties, du noir de carbone peut être mélangé dans la résine époxy, dans l'agent de réticulation ou dans les deux. Pour des copolymères et terpolymères, le noir de carbone partiellement cristallisé peut être incorporé dans un, certains ou tous les constituants prépolymères. La concentration en noir de carbone partiellement cristallisé dans chaque constituant peut varier dans certains cas pour aider à adapter les viscosités des différents constituants ou sinon améliorer le mélange des constituants. Du noir de carbone partiellement cristallisé peut également être utilisé dans une combinaison polymère. Comme utilisé ici, une combinaison polymère est un mélange homogène de deux ou plusieurs polymères distincts et est différente d'un copolymère ou terpolymère. Des noirs de carbone partiellement cristallisés peuvent être directement introduits dans une combinaison polymère avant le durcissement ou peuvent être introduits dans un ou plusieurs des précurseurs de polymères avant la combinaison avec un second précurseur de polymère. Des noirs de carbone partiellement cristallisés peuvent également être incorporés dans un mélange maître qui est utilisé comme un support pour un mélange subséquent dans un système polymère identique ou différent avant le durcissement. Dans un mélange maître, la concentration du noir de carbone partiellement cristallisé peut être considérable plus élevée (par exemple au moins 2 fois, au moins 3 fois, au moins 4 fois, ou de 2 fois à 10 fois, par exemple de 3 fois à 8 fois ou de 2 fois à 6 fois) que dans la composition polymère composite résultante. Les compositions polymères composites comprenant du noir de carbone partiellement cristallisé peuvent être mélangées et façonnées en boulettes pour une utilisation ultérieure dans la fabrication de matériaux ou d'articles tels que pour des applications automobiles.
BE2017/0016 [0015] Des noirs de carbone partiellement cristallisés peuvent être formés en augmentant la cristallinité d'un noir de carbone de base (non traité) (par exemple fabriqué par un procédé au four, thermique, à lampe, au plasma ou par décomposition par de l'acétylène) sans cristallisation complète des particules. Les noirs de four de base présentent une cristallinité native ayant une taille planaire microcristalline Raman (La) ° .
typique dans l'intervalle de 16 à 21 A. Dans un jeu de modes de réalisation, des noirs de carbone de base sont partiellement cristallisés par un traitement thermique contrôlé d'un noir de carbone de base. Un noir de carbone est traité par la chaleur ou transformé ou thermiquement traité ou transformé s'il est exposé à un procédé thermique secondaire (après production initiale de particules) qui modifie la cristallinité, l'énergie de surface et la morphologie de la particule de noir de carbone. La cristallisation des particules de noir de carbone peut également modifier la forme de la particule primaire, par exemple en la modifiant d'une forme pratiquement sphérique à une forme plus polyédrique (mais non nécessairement parfaite).
[0016] Des noirs de carbone partiellement cristallisés peuvent être formés à partir de noirs de carbone de base qui sont facilement disponibles. Des noirs de carbone de base appropriés qui peuvent être utilisés comprennent : les noirs de carbone VULCAN® XC72, VULCAN® XC72R, et VULCAN® XC500 et d'autres noirs de carbone vendus sous les noms Regal®, Black Pearls®, Spheron®, CSX™, Vulcan® et Sterling®, tous disponibles chez Cabot Corporation. D'autres noirs de carbone, tels que les noirs de carbone KETJEN® EC300 et KETJEN® EC600, fournis par AkzoNobel ; le noir de carbone PRINTEX® XE, fourni par Evonik ; le noir de carbone Ensaco® 350 fourni par TIMCAL ; les noirs de carbone Raven®, XT Technology, Ultra® et autres, disponibles chez Birla Carbon ; les marques Corax®, Durex®, Ecorax®, Sable™ et Purex® et la ligne CK disponible chez Orion Engineered Carbons ; le noir de carbone S.A., et Chezacarb® B fourni par Unipetrol RPA
BE2017/0016 (Unipetrol Group) peuvent également être utilisés comme noirs de carbone de base.
[0017] Une mesure de cristallinité est la taille planaire microcristalline Raman. Les mesures Raman de La (taille planaire microcristalline) sont basées sur Gruber et Al., Raman Studies of HeatTreated Carbon Blacks, Carbon Vol. 32(7), pages 1377-1382, 1994, qui est ici cité en référence. Le spectre Raman de carbone comprend deux bandes principales de résonance aux environs de 1340 cm-1 et 1 580 cm-1, indiquées respectivement comme les bandes D et G. On considère en général que la bande D est attribuée au carbone sp2 désordonné et la bande G au carbone sp2 de carbone graphitique ou ordonné. En utilisant une approche empirique, le rapport des bandes G/D et la La mesurée par diffraction aux rayons X (XRD) sont fortement corrélés et une analyse par régression fournit la relation empirique :
La = 43,5 X (surface de bande G/surface de bande D) où La est calculé en Angstroms. Une valeur La supérieure correspond ainsi à une structure cristalline plus ordonnée. La cristallinité peut également être mesurée par diffraction aux rayons X (XRD).
[0018] Dans un procédé de production, un noir de carbone traité par la chaleur peut être préparé dans un four tubulaire ou dans un autre dispositif de chauffage approprié. Le four peut être chauffé électriquement ou par combustion de carburant fossile. La température du lit de noir de carbone peut être consistante d'un bout à l'autre pour assurer que la totalité du noir de carbone est exposée aux mêmes conditions de réaction. Le lit de noir de carbone peut être statique ou peut être un lit fluidisé. Les échantillons peuvent être exposés à des températures spécifiques, par exemple comme fournies ci-dessous, sur une durée suffisante pour atteindre, mais ne pas dépasser, la cristallinité partielle souhaitée. Les échantillons peuvent être traités thermiquement dans un environnement inerte et un gaz inerte, tel que l'azote, peut passer à travers ou sur le noir de carbone
BE2017/0016 pour aider à éliminer toute matière volatile qui est perdue à partir du noir de carbone. Par échantillonnage à différents intervalles de temps, un opérateur peut analyser les échantillons et déterminer précisément le niveau de cristallinité du noir de carbone. Les hommes de l'art sont aptes à échantillonner le noir de carbone après un tel traitement, analyser la microcristallinité Raman, et ajuster le procédé en conséquence pour réaliser un niveau ciblé, par exemple, de cristallinité ou d'énergie de surface. Une fois que les profils de temps et température sont déterminés pour un noir de carbone de base spécifique, le profil peut être répété sur celui du noir de carbone de base spécifique pour reproduire des noirs de carbone partiellement cristallisés ayant, par exemple, une cristallinité, une énergie de surface, une surface spécifique ou une structure OAN souhaitées. D'autres procédés de traitement thermique sont connus de l'homme de l'art et peuvent être calibrés de la même manière.
[0019] Dans différents modes de réalisation, des particules de noir de carbone peuvent être exposées à des températures supérieures ou égales à 600°C, supérieures ou égales à 700°C, supérieures ou égales à 800°C,
supérieures ou égales à 1 000°C, supérieures ou égales a 1 100°C,
supérieures ou égales à 1 200°C, supérieures ou égales a 1 300°C,
supérieures ou égales à 1 400°C, supérieures ou égales à 1 500°C ou
supérieures ou égales à 1 600°C. Dans d'autres modes de réalisation des particules de noir de carbone peuvent être exposées à des températures inférieures à 600°C, inférieures à 800°C, inférieures à 1 000°C, inférieures à 1 100°C, inférieures à 1 200°C, inférieures à 1 300°C, inférieures à 1 400°C, inférieures à 1 500°C, inférieures à 1 600°C, inférieures à 1 700°C ou inférieures à 1 800°C. Des intervalles de température spécifiques pour le traitement comprennent 1 000°C à 1 800°C, 1 100°C à 1 700°C, 1 100°C à 1 600°C, 1 100°C à 1 500°C, 1 100°C à 1 400°C et 1 100°C à 1 300°C. Le traitement peut avoir lieu dans une atmosphère inerte telle que d'azote. La durée de maintien du matériau à la température choisie peut être aussi
BE2017/0016 courte que des millisecondes ou supérieure ou égale à 30 minutes, une heure, deux heures, ou supérieure à deux heures. Dans certains modes de réalisation, la durée de maintien peut être limitée à moins de dix heures, moins de trois heures, moins de deux heures, moins de 90 minutes, moins d’une heure, ou moins de 30 minutes. La température peut être maintenue constante ou dans d’autres modes de réalisation peut être élevée ou abaissée par rampe pendant la durée de maintien.
[0020] Dans certains modes de réalisation, le noir de carbone partiellement cristallisé peut présenter une taille planaire microcristalline • ° °O
Raman (La) d'au moins 20 A, d'au moins 23 A, d'au moins 24 A, d'au moins
O ° O OO
A, d'au moins 26 A, d'au moins 27 A, d'au moins 28 A, d'au moins 29 A, • ° °O d'au moins 30 A, d'au moins 35 A ou d'au moins 40 A. Dans certains cas, le noir de carbone partiellement cristallisé présente une taille planaire ° . . °O microcristalline Raman (La) de 100 A ou inférieure, 75 A ou inférieure, 50 A
O OO ou inférieure, 40 A ou inférieure, 35 A ou inférieure, ou 30 A ou inférieure. La cristallinité, mesurée par spectroscopie Raman, peut également être citée en utilisant la cristallinité en pourcent de la particule et dans certains cas la cristallinité en pourcent peut être supérieure à 25, supérieure à 30, supérieure à 35, supérieure à 37, supérieure à 40, supérieure à 42 ou supérieure à 50. Des exemples identiques ou différents peuvent présenter une cristallinité en pourcent inférieure à 65, inférieure à 60, inférieure à 55, inférieure à 50, inférieure à 45, inférieure à 42, inférieure à 40, inférieure à 38, inférieure à 35, inférieure à 32 ou inférieure à 27.
[0021] Une cristallisation partielle peut comprendre l'augmentation de la taille planaire microcristalline Raman native du noir de carbone de base de plus de ou de 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 ou 24 Â, et/ou l'augmentation de la taille planaire microcristalline Raman native de moins °
de ou de 35, 30, 25, 20, 15 ou 10 A. La taille planaire microcristalline Raman native du noir de carbone peut également être augmentée de plus de ou de 10 %, 20 %, 30 %, 50 %, 75 %, 100 %, 120 % ou 150 %. Dans certains modes
BE2017/0016 de réalisation, l'augmentation de la taille planaire microcristalline Raman du noir de carbone de base peut être limitée à moins de où à 10 %, 20 %, 30 %, 50 %, 75 %, 100 %, 120 % ou 150 %. La quantité de cristallisation peut être vérifiée en extrayant des échantillons de noir de carbone à différents intervalles de temps et en mesurant la taille planaire microcristalline Raman.
[0022] Le traitement du noir de carbone de base peut augmenter la ° taille planaire microcristalline Raman (La) de plus de 5, 10, 15, 20 ou 25 A et abaisser l'énergie de surface tout en limitant une diminution de la surface spécifique Brunauer-Emmett-Teller (BET) à au plus 25 %, par exemple à au plus 10 %, ou à des diminutions de 1 % à 25 %, 5 % à 25 %, 10 % à 25 %, 1 % àlO%, ou5%àl0%, par rapport à la surface spécifique BET du noir de carbone de base. Une structure OAN peut être de manière similaire préservée de sorte que le noir de carbone partiellement cristallisé présente une structure OAN qui est réduite de moins de 5 %, 10 % ou 25 % en comparaison au noir de carbone de base.
[0023] L'énergie de surface (SE) d'une particule de noir de carbone peut être déterminée en mesurant l'absorption de vapeur d'eau en utilisant un instrument gravimétrique. L'échantillon de noir de carbone est chargé sur une microbalance dans une chambre d'humidité et laissé à l'équilibre sur une série de modifications de l'humidité relative dans les étapes. La modification de masse est enregistrée. L’augmentation de la masse à l'équilibre comme une fonction de l'humidité relative est utilisée pour produire l'isotherme d'adsorption de vapeur. La pression d'étalement (en mJ/m2) pour un échantillon est calculée comme πθ /BET, où :
πθ = RT ƒ θ ° Γ din p et R est la constante des gaz parfaits, T est la température, Γ est le nombre de moles d'eau absorbées, pO est la pression de vapeur, et p est la pression partielle de vapeur à chaque étape d'incrémentation. La pression d'étalement est liée à l'énergie de surface du solide et est une indication des
BE2017/0016 propriétés hydrophobes/hydrophiles du solide, avec une énergie de surface plus faible (SE) correspondant à une hydrophobie plus élevée.
[0024] Dans certains modes de réalisation, le noir de carbone partiellement cristallisé présente une énergie de surface (SE) de 10 mJ/m2 ou inférieure, 9 mJ/m2 ou inférieure, 8 mJ/m2 ou inférieure, 7 mJ/m2 ou inférieure, 6 mJ/m2 ou inférieure, 5 mJ/m2 ou inférieure, ou 3 mJ/m2 ou inférieure. Dans des modes de réalisation identiques et autres, le noir de carbone partiellement cristallisé présente une énergie de surface (SE) supérieure à 0 mJ/m2, supérieure à 1 mJ/m2, supérieure à 2 mJ/m2, supérieure à 3 mJ/m2, supérieure à 4 mJ/m2, supérieure à 5 mJ/m2, supérieure à 6 mJ/m2, supérieure à 7 mJ/m2, supérieure à 8 mJ/m2, ou supérieure à 9 mJ/m2.
[0025] Une façon pour mesurer la surface spécifique des noirs de carbone est le procédé Brunauer-Emmett-Teller (BET par STM 6556). Différents modes de réalisation des noirs de carbone partiellement cristallisés utilisés ici peuvent présenter une surface spécifique BET d'au moins 100 m2/g, par exemple comprise entre 100 m2/g et 600 m2/g. Dans d'autres cas, le noir de carbone partiellement cristallisé présente une BET d'au moins 200 m2/g, d'au moins 300 m2/g, d'au moins 400 m2/g, d'au moins 500 m2/g ou d'au moins 600 m2/g. Dans certains modes de réalisation, la BET du noir de carbone partiellement cristallisé est inférieure à 1 200 m2/g, inférieure à 1 000 m2/g, inférieure à 800 m2/g, inférieure à 700 m2/g, inférieure à 600 m2/g ou inférieure à 500 m2/g. Dans un jeu particulier de modes de réalisation, la surface spécifique BET peut se trouver dans l'intervalle de 40 à 400 m2/g, 46 à 350 m2/g, 40 à 300 m2/g, ou 40 à 200 m2/g. La surface spécifique BET est dans un autre mode de réalisation inférieure à 425 ± 25 m2/g.
[0026] Une autre façon de caractériser les surfaces spécifiques de noirs de carbone est d'utiliser la surface spécifique d'épaisseur statistique (STSA selon ASTM D6556). La STSA de plusieurs noirs de carbone décrits
BE2017/0016 ici peut être d'au moins 100 m2/g, par exemple comprise entre 100 m2/g et 600 m2/g. Dans d'autres cas, le noir de carbone partiellement cristallisé présente une STSA d'au moins 200 m2/g, d'au moins 300 m2/g, d'au moins 400 m2/g, d'au moins 500 m2/g ou d'au moins 600 m2/g. Dans certains modes de réalisation, la STSA du noir de carbone partiellement cristallisé est inférieure à 1 200 m2/g, inférieure à 1 000 m2/g, inférieure à 800 m2/g, inférieure à 700 m2/g, inférieure à 600 m2/g ou inférieure à 500 m2/g.
[0027] Alors que le traitement thermique est un procédé pour fournir une cristallisation partielle, il peut être nécessaire d’ajuster les températures, les durées de maintien et les géométries de four spécifiques pour arriver aux niveaux souhaités de cristallinité, structure, surface spécifique et énergie de surface. On a par exemple trouvé qu'un noir de carbone partiellement cristallisé préparé en chauffant un noir de carbone de base à une température allant de 1 100°C à 1 800°C pendant un temps limité (par exemple inférieur à 10 heures, inférieur à 2 heures ou inférieur à 1 heure) peut produire un noir de carbone traité thermiquement ayant une surface spécifique BET( ASTM 6556) allant de 100 m2/g à 1 100 m2/g et une ou plusieurs autres propriétés spécifiques, telles qu'une énergie de surface (SE) de 10 mJ/m2 ou inférieure (par exemple 9 mJ/m2 ou inférieure, 6 mJ/m2 ou inférieure, ou 3 mJ/m2 ou inférieure) ou une taille planaire • ° ° microcristalline Raman (La) d'au moins 22 A et de moins de 60 A, par
O O O O O exemple de 22 A à 60 A, d'au moins 25 A, ou de 25 A à 50 A, etc.) ou une combinaison de ceux-ci.
[0028] Dans plusieurs modes de réalisation, la structure des noirs de carbone partiellement cristallisés peut être contrôlée dans un intervalle spécifique. La structure peut être mesurée en utilisant le nombre d'absorption d'huile (OAN) qui est connu de l'homme de l'art et décrit dans ASTM D2414. Le OAN peut par exemple être supérieur à 120, supérieur à 140 cm3/100 g, ou supérieur à 160 cm3/100 g. Dans d'autres modes de réalisation, le OAN peut être inférieur à 200, inférieur à 180 ou inférieur à
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160 cm3/100 g. Dans un jeu de modes de réalisation, le OAN peut être supérieur à 120 cm3/100 g et inférieur à 200 cm3/100 g. Les données expérimentales montrent que si le OAN du noir de carbone de base est trop faible, une cristallisation partielle ne fournit alors pas d'améliorations à la conductivité thermique.
[0029] Dans un mode de réalisation de traitement thermique, le noir de carbone de base avant la cristallisation partielle (noir de carbone de base) présente une énergie de surface supérieure à 10 mJ/m2 et une surface spécifique BET (ASTM 6556) d'au moins 50 m2/g. La surface spécifique BET peut par exemple être d'au moins 100 m2/g, 200 m2/g, 300 m2/g, d'au moins 500 m2/g, d'au moins 1 000 m2/g, de 1 200 m2/g, d'au moins 1 300 m2/g, d'au moins 1 400 m2/g, ou d'au moins 1 500 m2/g. Dans des modes de réalisation identiques ou différents, la surface spécifique BET peut être inférieure ou égale à 150 m2/g, 300 m2/g, 500 m2/g, 1 000 m2/g, 1 500 m2/g ou 2 100 m2/g. Le noir de carbone de base peut présenter dans certains cas une énergie de surface supérieure à 10 mJ/m2 et une surface spécifique BET de 200 m2/g à 1 500 m2/g, par exemple une surface spécifique BET de 300 m2/g à 1 500 m2/g, de 500 m2/g à 1 500 m2/g, de 1 000 m2/g à 1 500 m2/g, de 300 m2/g à 1 000 m2/g, de 500 m2/g à 1 000 m2/g, de 300 m2/g à 500 m2/g, ou de 200 m2/g à 500 m2/g. Ces mêmes intervalles de surfaces spécifiques BET peuvent être maintenus dans des noirs de carbone partiellement cristallisés fabriqués à partir de ces noirs de carbone de base bien que l’énergie de surface sera typiquement inférieure à celle du noir de carbone de base. Le noir de carbone de base peut être un noir de four.
[0030] Dans un jeu spécifique d'exemples, le noir de carbone partiellement cristallisé présente une surface spécifique BET de 125-175 m2/g, par exemple dans l'intervalle d'environ 138 à 169 m2/g, par exemple 130, 135, 138, 142, 147, 150, 155, 160, 165 ou 169 m2/g ; une surface spécifique externe (STSA) dans l'intervalle de 135 à 142 m2/g, par exemple 136, 137, 138, 139, 140 ou 141 m2/g ; un volume de pore total de 0,44 à 0,49
BE2017/0016 ml/g, par exemple 0,45, 0,46, 0,47 ou 0,48 ml/g ; une cristallinité Raman (La) de 28,4 à 34,6 Â, par exemple de 29,0, 29,5, 30,0, 30,5, 31,0, 31,5, 32,0, 32,5, 33,0, 33,5 ou 34,0 Â ; et une énergie de surface (SE) de 4,9 à 6,3 mJ/m2, par exemple 5,2, 5,5, 5,8 ou 6,1 mJ/m2.
[0031] Le nombre d'iode selon ASTM D1510 des noirs de carbone partiellement cristallisés peut être par exemple inférieur à 450, inférieur à 425, inférieur à 400, inférieur à 350, inférieur à 300, inférieur à 250 ou inférieur à 200 mg/g. Dans des modes de réalisation identiques et autres, le nombre d'iode peut être supérieur à 50, supérieur à 100, supérieur à 150, supérieur à 200, supérieur à 250 ou supérieur à 300 mg/g.
[0032] Les noirs de carbone partiellement cristallisés décrits ici sont typiquement non modifiés, indiquant qu'ils sont exempts de tout traitement organique. Comme utilisé ici, un noir de carbone qui est non modifié est un noir de carbone qui ne présente pas de groupe organique chimiquement fixé à celui-ci.
[0033] Le noir de carbone peut être fourni dans toute quantité appropriée pour le système polymère utilisé, l'utilisation finale spécifique, la technique de mélange, les viscosités rencontrées, les propriétés souhaitées du produit fini, et d'autres considérations. Le noir de carbone partiellement cristallisé peut être présent dans le système dans une concentration totale dans l'intervalle général d'environ 12 % à environ 28 % en masse, de préférence 15-25 % en masse, par exemple 12 % à 20 %, 15 % à 23 %, ou 17 % à 28 %. D'autres niveaux de charge peuvent être utilisés, comme déterminé par des expériences de routine. Un niveau de charge trop élevé occasionnera le fait que la composition polymère résultante est trop visqueuse pour être transformée en articles, un niveau de charge trop faible ne fournira pas une conductivité thermique suffisante. On comprend que la quantité totale de noir de carbone peut être ajoutée à un constituant seul ou peut être divisée entre ou parmi certains ou tous les constituants qui
BE2017/0016 constituent le système polymère utilisé. On peut également utiliser des mélanges de deux, trois noirs de carbone différents ou plus.
[0034] Les noirs de carbone partiellement cristallisés décrits ici peuvent fournir une conductivité thermique améliorée ainsi qu'une rhéologie améliorée en comparaison au noir de carbone de base correspondant dans le même système polymère. L'utilisation de noirs de carbone partiellement cristallisés dans des précurseurs polymères peut par exemple permettre des charges élevées sans augmentation de la viscosité ou peut, sinon, permettre des charges similaires et une viscosité plus faible. Lorsqu'ils sont utilisés dans des systèmes polymères à des concentrations par exemple de 12 à 28 % en masse, les noirs de carbone partiellement cristallisés, lorsqu'ils sont comparés au noir de carbone de base correspondant présentant une microcristallinité Raman (La) inférieure à 21 °
A, peuvent améliorer la conductivité thermique de plus de 5, 10, 15 ou 20 pourcent en comparaison au noir de base correspondant. Pour les mêmes concentrations, la conductivité thermique peut être améliorée de plus de 1,6 fois par rapport au polymère vierge, par exemple de 1,7 fois à 3 fois ou de 2 fois à 4 fois par rapport au polymère vierge. Pour les mêmes concentrations, l'indice de fluidité (MFI) du précurseur de polymère peut être amélioré de plus de 50 %, 100 % ou 150 %. Ces améliorations de la conductivité thermique et de la viscosité peuvent être exploitées individuellement ou en tandem. Par exemple, une substitution un à un de noir de carbone partiellement cristallisé pour un noir de carbone de base peut fournir une composition polymère qui présente à la fois une viscosité améliorée et une conductivité thermique améliorée. La substitution d’un noir de carbone de base par un noir de carbone partiellement cristallisé indique sinon que la quantité de noir de carbone ajoutée à la composition polymère peut être augmentée sans aucune perte des propriétés d'écoulement mais avec un gain substantiel de conductivité thermique dû à la fois à un transfert de chaleur plus efficace par gramme de noir de carbone et à la charge plus
BE2017/0016 élevée de noir de carbone dans la composition. Dans un autre aspect, l'utilisation d'un noir de carbone partiellement cristallisé dans une composition polymère permet l'utilisation d'une quantité réduite de noir de carbone sans perte de conductivité thermique dans la composition polymère.
[0035] Dans certains modes de réalisation, le système polymère consiste en, ou essentiellement, en un polymère et en noir de carbone partiellement cristallisé. Dans d'autres modes de réalisation, le constituant polymère du composite polymère compte pour plus de 50 %, plus de 75 % ou plus de 85 % du système polymère en masse. Dans un autre mode de réalisation, le système polymère consiste en, ou essentiellement en un polymère, un noir de carbone partiellement cristallisé, et nitrure de bore (BN).
[0036] Des ingrédients différents du noir de carbone et du constituant polymère peuvent être présents dans le polymère décrit ici et/ou utilisés dans sa préparation. La nature, les quantités et/ou les proportions de ces ingrédients (également cités comme additifs) dépendent typiquement du système polymère utilisé, de l'utilisation finale, des conditions de traitement, des propriétés, par exemple viscosité de la formulation de précurseur, et d'autres considérations. Dans plusieurs cas, des additifs sont fournis comme une partie du système polymère utilisé et/ou peuvent être ajoutés à un point approprié pendant le procédé de formulation, avant ou pendant le durcissement ou à tout autre moment approprié. Les quantités sont souvent préfixées par le système polymère choisi. Ceci est particulièrement vrai avec les systèmes du commerce. Dans certains cas des quantités d'additifs appropriés peuvent être déterminées sur la base de l'expérience et/ou de l'expérimentation de routine. Des exemples d'ingrédients supplémentaires comprennent des agents de durcissement, des agents de modification de la rhéologie, des cires, des diluants réactifs, des diluants, des pigments, des charges, des catalyseurs, des stabilisants aux UV et thermiques, des promoteurs d'adhérence, tels que
BE2017/0016 des silanes, des tensioactifs, des agents collants, des solvants et autres, incluant d'autres additifs étudiés autre part ici mais ne sont limités à ceuxci.
[0037] Dans certains modes de réalisation, la composition peut comprendre une seconde espèce de particule pour promouvoir le transfert thermique. Par exemple, en plus du noir de carbone partiellement cristallisé, la composition peut comprendre une particule de conductivité thermique élevée (HTC). Les particules HTC comprennent des matières non électroconductrices, telles que des céramiques comme le nitrure d'aluminium (AIN), l'oxyde de béryllium, le carbure de silicium et le nitrure de bore (BN). Les particules HTC électroconductrices comprennent des métaux de la classification périodique des éléments, tels que le molybdène, l'aluminium, le cuivre, le tungstène, l'argent et l'or. D'autres particules HTC peuvent comprendre des matières minérales, telles que le diamant, le corindon, l'hématite, la spinelle et la pyrite. La forme spécifique d'une particule HTC peut améliorer le transfert thermique, et les particules peuvent être dans la forme de sphères, cylindres (barres), cubes, lames ou plaquettes. Les particules HTC peuvent également être de formes irrégulières. Dans certains modes de réalisation, ces particules HTC comprennent des particules non carbonées qui présentent une conductivité thermique supérieure à 30 W/mK. Des exemples spécifiques de particules HTC qui peuvent être utilisées en association avec des noirs de carbone partiellement cristallisés comprennent BN, MgO, ZnO, et AI3O2. Dans certains cas, la combinaison d'une particule HTC, telle que BN, et d'un noir de carbone partiellement cristallisé a montré fournir un transfert thermique plus efficace qu'une charge équivalente totale (en masse ou volume) de BN seul. La combinaison d'une particule HTC telle que BN et d’un noir de carbone partiellement cristallisé peut par exemple augmenter la conductivité thermique d'une composition polymère de 1,5 fois, 2 fois, 3 fois, 4 fois ou plus, par exemple de 1,5 fois à 6 fois ou de 2 fois à 4 fois, en
BE2017/0016 comparaison avec la même composition polymère dont le BN et le noir de carbone partiellement cristallisé sont absents.
[0038] Pour former les polymères composites et précurseurs de polymères décrits ici, les constituants sont combinés en utilisant une technique de mélange appropriée et dans une succession appropriée, comprenant un mélange simultané de certaines ou de la totalité des matières premières.
[0039] Comme utilisé ici, un précurseur de polymère est un monomère ou oligomère qui n'est pas encore polymérisé mais est capable d'être transformé en un polymère par réticulation ou par un autre procédé de polymérisation. Les précurseurs de polymères utilisés ici pour former des composites de noirs de carbone sont assez fluides pour que le noir de carbone puisse être régulièrement dispersé d'un bout à l'autre du précurseur. Dans un exemple, un noir de carbone partiellement cristallisé est combiné avec un précurseur de polymère, tel qu'un précurseur de polymère d'un agent thermodurcissable. Dans des conditions appropriées (par exemple températures, pressions, durées de durcissement, présence d'agents durcissant et/ou autres paramètres spécifiques), le précurseur de polymère est durci (polymérisé), comme connu dans la technique. Le précurseur peut être le système polymère entier utilisé pour former les matériaux conducteurs décrits ici ou un constituant de celui-ci. Le noir de carbone partiellement cristallisé, peut-être dispersé dans différents modes de réalisation dans une forme d'agrégat ou d'agglomérat.
[0040] Dans des systèmes multiconstituants (par exemple des systèmes de deux constituants ou plus), la quantité totale de noir de carbone peut être divisée entre ou parmi certains ou la totalité des constituants. Les rapports des quantités de chaque constituant peuvent dépendre par exemple des volumes relatifs des constituants. Dans certains systèmes à parties multiples, des essais sont souvent réalisés pour adapter les viscosités des constituants, afin de faciliter le traitement, par exemple le mélange. Dans
BE2017/0016 certains cas, du noir de carbone peut être ajouté à deux constituants de précurseurs ou plus dans des quantités choisies pour produire des viscosités similaires. De telles quantités peuvent être établies sur la base de l'expérience du formulateur ou déterminées par une expérimentation de routine.
[0041] Des rapports de noir de carbone dans chaque constituant de précurseur de polymère peuvent également dépendre de facteurs, tels que la nature du durcisseur utilisé, la durée de durcissement souhaitée, les propriétés du produit final, etc., comme connu dans la technique. Les rapports en masse de noir de carbone à précurseur de polymère peuvent être par exemple de 1:1 à 1:10, par exemple de 1:2 à 1:8 ou de 1:4 à 1:6. D'autres rapports appropriés peuvent être choisis. Dans une formulation à deux parties donnée en exemple, le noir de carbone est ajouté aux deux constituants, avec des quantités inférieures (moins de 50 % en masse, par exemple moins de 40 %, moins de 30 %; ou 25 % ou moins, par exemple dans l'intervalle d'environ 45 % à environ 15 % ; de 40 à environ 20 % ou de 35 à environ 25 % en masse) typiquement ajoutées à l'agent de réticulation.
[0042] Différentes techniques de mélange sont connues pour mélanger des ingrédients solides avec un précurseur de polymère. Par exemple, on peut utiliser un mélange de poudre à l'état sec avec des précurseurs de polymères qui sont dans une forme solide. Le mélange résultant peut selon l'utilisation finale être combiné avec un liquide pour former une suspension ou pâte.
[0043] Avec un précurseur qui présente une viscosité suffisamment faible, le mélange peut cependant être obtenu de manière pratique par dispersion de noir de carbone et, éventuellement, d'autres additifs dans le précurseur. Dans plusieurs cas, le noir de carbone et, éventuellement, d'autres additifs, sont dispersés en utilisant un équipement de mélange approprié, tel que par exemple des broyeurs à trois rouleaux, des mélangeurs à lame sigma, des mélangeurs à cisaillement élevé, ou autres,
BE2017/0016 comme connu dans la technique. L'opération de mélange peut être réalisée manuellement ou par des robots.
[0044] Des co-solvants et/ou dispersants peuvent être ajoutés pour faciliter le procédé. Dans un mode de réalisation spécifique, la dispersion est formée en l'absence d'autres co-solvants et/ou dispersants, c'est-à-dire sans l'addition de co-solvants et/ou dispersants qui ne font pas partie de la recette de formulation initiale. Dans d'autres cas, l'utilisation d'un noir de carbone tel que décrit ici abaisse les quantités de solvants et/ou de dispersants nécessaires dans une recette d’origine (par exemple une recette pour une formulation qui utilise du noir de carbone non traité).
[0045] La distribution de noir de carbone réalisée dans un mélange peut être évaluée par examen visuel ou par une technique analytique qualitative ou quantitative appropriée. Une distribution uniforme ou pratiquement uniforme est considérée comme promouvant la conductivité électrique, la conductivité thermique, la résistance mécanique et/ou d'autres propriétés du produit final.
[0046] Dans plusieurs cas, une composition qui comprend du noir de carbone et un précurseur de polymère est viscoélastique, c'est-à-dire présente des caractéristiques à la fois visqueuses et élastiques lorsqu'elle est soumise à une déformation. Alors que sous une contrainte appliquée, des matières visqueuses résistent à un écoulement de cisaillement et se déforment linéairement au cours du temps, des matériaux élastiques se déforment lorsqu'ils sont étirés et reviennent rapidement dans leur état d'origine une fois la contrainte éliminée. Les matières viscoélastiques présentent des éléments des deux propriétés et présentent une déformation dépendant du temps.
[0047] La viscoélasticité est typiquement étudiée en utilisant une analyse mécanique dynamique, en appliquant une petite contrainte oscillatoire et en mesurant la déformation résultante. Alors qu'avec des matériaux purement élastiques, la contrainte et la déformation sont en
BE2017/0016 phase, de sorte que la réponse de l'une occasionnée par l'autre est immédiate, la déformation est retardée d'une phase de 90 degrés par rapport à la contrainte dans des matières purement visqueuses. On pense que les matières viscoélastiques présentent un comportement entre les deux, présentant un certain retard à la déformation.
[0048] Le module dynamique complexe, G, est généralement utilisé pour représenter la relation entre la contrainte oscillatoire et la déformation [0049] G = G' + iG où : la partie réelle du module dynamique complexe, G', est le module de stockage ; G de la partie imaginaire est le module de perte ; et i2 = -1.
[0050] Si σο et εο sont les amplitudes de contrainte et de déformation, respectivement et δ est le décalage de phase entre celles-ci, G' = (σο/εο) cos δ et G = (σο/εο) sin δ.
[0051] Les techniques liées à la réalisation d'une analyse mécanique dynamique (DMA) pour déterminer le module élastique (ou le module de stockage, G'), le module visqueux (ou le module de perte G) et le coefficient d'amortissement (tan δ) comme une fonction de température, fréquence ou temps sont décrits par exemple dans ASTM D4065, D4440 et D5279.
[0052] Dans plusieurs cas, la combinaison de noir de carbone et d'autres ingrédients solides avec une composition viscoélastique a tendance à augmenter son module de stockage. Des augmentations excessives peuvent cependant rendre le mélange et/ou la manipulation de la composition, comprenant son application, difficile ou impossible. Ceci limite dans la pratique les quantités de noir de carbone qui peuvent être ajoutées et réduit ainsi la conductivité thermique et/ou d'autres effets recherchés par l'addition de noir de carbone dans un premier temps. On a cependant découvert qu'un noir de carbone, tel que les noirs de carbone partiellement cristallisés décrits ici, peut mitiger les augmentations du module de
BE2017/0016 stockage. Un noir de carbone partiellement cristallisé ajouté à un constituant d'un système époxy à deux parties peut par exemple abaisser le module de stockage de la composition d'environ un ordre de grandeur par rapport à une formulation comparative qui est identique (même ingrédients et quantités) à la composition à l'exception du noir de carbone qui est un noir de carbone de base. La viscosité plus faible réalisable en utilisant des noirs de carbone partiellement cristallisés favorise la flexibilité rhéologique de la formulation.
[0053] Sans vouloir être lié à toute interprétation particulière, on pense que la compatibilité particule-polymère et la force de cohésion particule-particule peuvent toutes deux jouer un rôle dans la dispersion de noir de carbone dans un précurseur de polymère. Alors que l'architecture et la morphologie sous-jacentes d'une particule de noir de carbone de base en comparaison à sa forme partiellement cristallisée sont essentiellement inchangées, on pense que les noirs de carbone non traités et partiellement cristallisés agissent différemment lorsqu'ils sont dispersés. Ainsi, il est possible que la surface de la particule de noir de carbone partiellement cristallisé soit plus compatible avec le polymère (par rapport au noir de carbone non traité), facilitant la dispersion. Une réduction de la force de cohésion particule-particule peut également mener à une amélioration de la dispersion. Il en résulte qu'une composition polymère contenant du noir de carbone partiellement cristallisé peut être formulée jusqu'à une viscosité bien inférieure à celle contenant du noir de carbone non traité. Le formulateur peut ensuite avoir la flexibilité pour augmenter la charge du noir de carbone et/ou celle d'autres additifs. Dans une autre approche, le mélange, la manipulation et/ou l'application de la composition de viscosité plus faible (à une charge inchangée) peuvent faciliter son utilisation.
[0054] La viscosité viscoélastique peut être appliquée pour une utilisation finale souhaitée, par exemple à un substrat, en utilisant des techniques connues dans la technique. L'application de la composition
BE2017/0016 viscoélastique peut être manuelle ou automatisée et peut être réalisée par extrusion, peinture, pulvérisation, brossage, immersion ou par tout autre procédé approprié. La composition est dans certains cas moulée ou extrudée.
[0055] Pour produire un polymère thermoconducteur, la composition contenant du noir de carbone est durcie dans des conditions appropriées (température, protocoles de rampe et d'immersion, durée, pression, rayonnement, auxiliaires de durcissement spécifiques, atmosphères spéciales si nécessaire, etc.,) comme connues dans la technique ou comme déterminées par l'expérience avec des formulations similaires et/ou une expérimentation de routine. Avec des systèmes du commerce, le durcissement est réalisé typiquement par exemple selon les instructions fournies par le fabriquant. Comme connu dans la technique, les conditions de durcissement dépendent fortement du système polymère spécifique utilisé, le durcissement thermique étant une exigence classique.
[0056] Le durcissement du(des) polymère(s) dans le système polymère produit un matériau thermoconducteur qui peut être pensé comme un composite de polymère-noir de carbone. Dans plusieurs modes de réalisation, le matériau affiche une bonne conductivité thermique ainsi que de bonnes propriétés mécaniques et rhéologiques.
EXEMPLES
Exemple 1 - Viscosité [0057] On a préparé plusieurs échantillons de précurseurs de polymères utilisant à la fois des noirs de carbone de base et partiellement cristallisés pour évaluer les effets rhéologiques d'utilisation de noirs de carbone partiellement cristallisés. Ceux-ci comprenaient du polyéthylène haute densité (HDPE), du polystyrène (PS), du polycarbonate (PC) et du polyamide-6 (PA). Chacun des noirs de carbone est identifié dans le tableau 1. Les noirs de carbone ont été traités thermiquement sous une atmosphère inerte à la température donnée dans le tableau jusqu'à ce qu'ils aient réalisé
BE2017/0016 la La Raman spécifiée dans le tableau 2. Les propriétés analysées pour chacun des noirs de carbone sont citées dans le tableau 2. L'indication NA indique que la valeur n'a pas été mesurée et ND indique que la valeur était inférieure à la limite de détection. L'indice d’iode a été déterminé selon ASTM D1510 ; la surface spécifique BET a été déterminée selon ASTM D6556 ; la structure OAN a été déterminée selon ASTM 2414 ; et l'énergie de surface (SE), la cristallinité Raman (La) et la cristallinité en pourcent ont été déterminées selon les procédés décrits ci-dessus. L'indice de fusion des composites polymères a été mesuré aux charges et températures citées selon ISO1133.
[0058] La résine HDPE était la résine Lupolen™ 4261A IM de LyondellBasell et présente un MFI de 15 g/10 min à une charge de 2,16 kg et une température de 190°C. L'indice de fluidité (MFI) pour les échantillons HDPE composites a été mesuré à 21,6 kg et 190°C pendant 10 min. On a utilisé un mélange Banbury discontinu interne de 1,664 1 pour mélanger le
noir de carbone dans les conditions suivantes :
Température de refroidissement de chambre : 40°C
Température de refroidissement de rotor : 40°C
Durée de mélange post flux: 90 s
Pression dynamique : 4,2 bars
Vitesse de rotor : 180 tr/min
[0059] La résine de polystyrène (PS) était la résine Edistir™ N1840 de Polimeri. Elle présente un MFI de 10 g/10 min à une charge de 5 kg à 200°C. On a mesuré l'indice de fusion (MFI) pour les échantillons PS composites à 10 kg et 200°C pendant 10 min. On a utilisé un mélangeur Banbury discontinu interne de 1,664 1 pour mélanger le noir de carbone dans les conditions suivantes :
Température de refroidissement de chambre : 20°C
Température de refroidissement de rotor : 20°C
Durée de mélange post flux:
s
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Pression dynamique : 4,2 bars
Vitesse de rotor : 180 tr/min [0060] La résine de polycarbonate (PS) était la résine Wonderlite™ PC-122 de Chimei Asahi. Elle présente un MFI de 22 g/10 min à une charge de 1,2 kg à 300°C. L'indice de fusion pour les échantillons PC composites a été mesuré à 10 kg et à 260°C pendant 10 min. On a préparé les polymères de polycarbonates sur une extrudeuse à double vis APV avec un profil de vis à cisaillement modéré dans les conditions suivantes :
Vitesse de vis : 300 tr/min
Débit : 12 kg/h
Température de trémie à filière (°C) : 175-230-230-260-260-260-260-240 [0061] Le polyamide-6 (PA) était la résine Zytel™ ST7301NC de Dupont. On a mesuré l'indice de fluidité (MFI) pour les échantillons de PA composites à 10 kg et 275°C pendant 10 min. On a préparé les polymères PA sur une extrudeuse à double vis APV avec un profil de vis à cisaillement modéré dans les conditions suivantes :
Vitesse de vis : 300 tr/min
Débit : 12 kg/h
Température de trémie à filière (°C) : 175-230-230-260-260-260-240 [0062] Les résultats des indices de fusion pour chacun des composites polymères sont fournis dans le tableau 3 et indiquent que pour la même charge, les échantillons composites comprenant du noir de carbone partiellement cristallisé ont fourni une MFI significativement plus élevée que ne le faisait le noir de carbone de base ou parent, à partir desquels ils ont été formés. Il est à noter que ces améliorations sont obtenues sans modifier significativement la surface spécifique ou la structure des noirs de carbone.
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Tableau 1 - Identification d'échantillon de noir de carbone
Echantillon ID Noir de carbone de base Traitement
CB1 VULCAN XC500 Non traité
CB2 VULCAN XC500 Traité thermiquement à 1200°C
CB3 VULCAN XC72 Non traité
CB4 VULCAN XC72 Traité thermiquement à 1200°C
CB5 VULCAN XC200 Non traité
CB6 VULCAN XC200 Traité thermiquement à 1400°C
CB7 VULCAN XC68 Non traité
CB8 VULCAN XC68 Traité thermiquement à 1050°C
CB9 REGAL 85 Non traité
CB10 REGAL 85 Traité thermiquement à 1200°C
CB11 CSX 99 Non traité
CB12 CSX 99 Traité thermiquement à 1400°C
CB13 VULCAN XC500 Traité thermiquement à 1800°C
CB14 VULCAN XC72 Traité thermiquement à 1400°C
CB15 VULCAN XC72 Traité thermiquement à 1500°C
CB16 CSX 691 Non traité
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Tableau 2 - Propriétés du noir de carbone
Echantillo N° I2 BET OAN SE La Cristallini
n (mg/g) (m2/g) (cm3/100 g) (mJ/m2) O (A) té %
CB1 73,3 57 148,0 18,0 21 33
CB2 71,1 55 139,5 1,0 38 47
CB3 252,7 235 175,4 14,9 18 29
CB4 177,8 153 164,5 6,3 39,5 47,6
CB5 46 46 115 2,6 18 29
CB6 NA 46 115 NA 29 40
CB7 68 58 123 9,3 18,4 29,7
CB8 NA NA NA < 1 29,2 40,2
CB9 16 NA 36 13,6 17 28
CB10 16 NA 36 NA 32 42
CB11 NA 425+/-25 150 16,2 20 31
CB12 NA 425+/-25 150 NA 24 36
CB13 74 NA 148 ND 95 68
CB14 NA NA NA 1,3 39,5 47,6
CB15 NA NA NA 0,9 41,6 48,9
CB16 15 20 95,2 14 18 29
NA = non disponible
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Tableau 3 - Indices de fusion
Charge % en masse MFI HDPE MFI PS MFI PC MFI PA
CB1 18 8,3
CB2 18 11,9
CB1 24 5,5 11,8 15,9
CB2 24 8,6 13,4 21,6
CB1 26 11,6
CB2 26 19,3
CB3 16 9,3 16,4
CB4 16 10,4 17,5
CB3 22 5,1 7,8 13,4 20,8
CB4 22 7,2 9,2 31,3 23,4
CB3 24 8,9
CB4 24 24,5
CB7 22 5,6
CB8 22 9,2
Exemple 2 - Mesures de conductivité thermique [0063] Afin d'évaluer la conductivité thermique (TC) de polymères composites contenant des noirs de carbone partiellement cristallisés, on a testé une série d'échantillons composites de HDPE en utilisant un appareil de flash de lumière NETZSCH® LFA 467 à 25°C. Les échantillons comprenaient à la fois des noirs de carbone de base ainsi que des noirs de carbone partiellement cristallisés et les polymères composites ont été 10 produits comme décrit ci-dessus dans l'exemple 1. Les échantillons tests pour des mesures de conductivité thermique ont été moulés en utilisant des presses électriquement chauffées pour fabriquer des disques de 2,54 cm. Le moule était constitué de plaques d'acier inoxydable 316 avec quatre trous d'un pouce et des plaques de couverture en acier inoxydable 316. On a pesé
BE2017/0016 un gramme de chaque échantillon et on l'a placé dans chaque trou rond. On a placé des feuilles de para-aramide KEVLAR® sur le haut et le fond de chaque moule. On a ajusté les presses à 365°F, et on a placé le moule sur les presses pendant un échauffement de cinq minutes et on l'a ensuite fermé et pressurisé à 23 psi pendant cinq minutes. On a libéré la pression par ouverture des presses, on a retiré les moules chauds et on les a placés sur des presses refroidies à l'eau pendant dix minutes.
[0064] La dimension d'échantillon pour la mesure était un disque circulaire, de diamètre 25 mm, d'épaisseur ~ 1 mm. On a mesuré l'épaisseur d'échantillon en prenant la moyenne de trois valeurs d'épaisseur en utilisant un outil de mesure de pied à coulisse. On a revêtu les échantillons avec une mince couche de lubrifiant en pulvérisation de graphite et on les a laissés sécher avant la mesure. On a chargé les échantillons dans le dispositif de maintien d'échantillon et on les a équilibrés à 25°C pendant 4 minutes. Après la durée d'équilibrage, on a soumis chaque échantillon à des pulsations avec une intensité élevée, une énergie de rayonnement de courte durée provenant d'une lampe au xénon. L'énergie de la pulsation a été absorbée sur la face avant de l'échantillon et un détecteur IR a mesuré l'élévation de température sur la face arrière de l'échantillon. On a calculé la valeur de diffusivité thermique à partir de l'épaisseur d'échantillon mesuré et de la durée nécessaire pour que la température atteigne une valeur maximum. On a calculé la chaleur spécifique de chaque échantillon en mesurant un matériau de référence standard avec un tableau thermique spécifique pré-établi (Pyroceram9XX) et en utilisant le logiciel d'analyse Proteus62 LFA pour calculer les valeurs expérimentales. On a calculé la conductivité thermique en utilisant l'équation 1.0 :
k = p X cp X oc où k est la conductivité thermique (W/mK), p est la densité de l'échantillon (g/m3), cp est la capacité thermique spécifique de l'échantillon (J/g/K), et oc est la diffusivité thermique de l'échantillon (m2/s).
BE2017/0016 [0065] Les résultats de conductivité thermique sont fournis dans le tableau 4 et FIGS. 1-5. FIG. 1 est un graphique à barres représentant la conductivité thermique relative fournie par le noir de carbone de type VULCAN XC500 (CB1) et deux de ses dérivés partiellement cristallisés, CB2 et CB13. Les résultats de CB2 présentent une conductivité thermique significativement plus élevée que celle du noir de carbone de base. Les résultats de l'échantillon CB13, qui a été traité thermiquement à une température plus élevée que CB2, présentent une conductivité thermique identique à celle du noir de carbone de base CB1. On pense que cette conductivité thermique médiocre est le résultat d'une dispersion de particule altérée due à une surcristallisation du noir de carbone puisque CB13 °
présente une La Raman de 95 A et une cristallinité en pourcent de 68.
[0066] FIG. 2 est un graphique à barres représentant la conductivité thermique relative fournie par le noir de carbone de type VULCAN XC72 (CB3) et trois de ces dérivés partiellement cristallisés. Chacun des dérivés partiellement cristallisés, CB4, CB14 et CB15, présente une conductivité thermique significativement plus élevée que celle du noir de carbone de base, CB3. Il est à noter que ces trois noirs de carbone partiellement cristallisés présentent des mesures La Raman respectivement de 39,5, 39,5 et 41,6 Â.
[0067] FIG. 3 est un graphique à barres représentant la conductivité thermique relative fournie par du noir de carbone de type VULCAN XC200 (CB5) et son dérivé partiellement cristallisé, CB6. CB6 fournit une conductivité thermique bien améliorée en comparaison avec celle de son noir de carbone de base (CB5) et présente une La Raman de 29 ° , °
A (une augmentation de 11 A).
[0068] FIG. 4 est un graphique à barres représentant la conductivité thermique relative fournie par du noir de carbone de type REGAL 85 (CB9) et son dérivé partiellement cristallisé, CB10. Le dérivé partiellement cristallisé présente une conductivité thermique identique à
BE2017/0016 celle de son noir de carbone de base, CB9. Bien que partiellement cristallisé, on pense que la conductivité thermique n'est pas améliorée par rapport au noir de carbone de base en raison de la faible structure (OAN de 36 cm3/100 g) à la fois du noir de carbone de base (CB9) et du noir de carbone partiellement cristallisé (CB 10).
[0069] FIG. 5 est un graphique à barres représentant la conductivité thermique relative fournie par un noir de carbone de type CSX 99 (CB11) et son dérivé partiellement cristallisé, CB12. La conductivité thermique du noir de carbone partiellement cristallisé est légèrement inférieure à celle du noir de carbone de base (CB11) à partir duquel il est dérivé. Bien que CB12 a été partiellement cristallisé, on pense que sa contribution médiocre à la conductivité thermique était un résultat de sa La
O
Raman relativement faible de 24 A.
[0070] En résumé, ces résultats montrent que la conductivité thermique de composites polymères peut être significativement améliorée par substitution d’un noir de carbone de base par un noir de carbone partiellement cristallisé. Ces données indiquent également que les résultats optimaux de conductivité thermique sont réalisés lorsque la La Raman est supérieure à 24 A et inférieure à 95 A, et lorsque la structure OAN du noir de carbone partiellement cristallisé est supérieure à 36 cm3/100 g.
[0071] Comme cité ci-dessus, les noirs de carbone partiellement cristallisés permettent également des charges plus élevées que les noirs de carbone de base sans affecter désavantageusement la rhéologie du précurseur de polymère. Ces charges plus élevées peuvent être combinées avec la conductivité thermique plus élevée pour fournir des composites polymères présentant une conductivité thermique significativement plus élevée sans perte des propriétés rhéologiques. On peut sinon utiliser des charges de noir de carbone inférieures (par rapport aux noirs de carbone de base) sans perte de conductivité thermique du composite polymère.
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Tableau 4 - Conductivité thermique de composites de HDPE
Echantillon Concentration en Conductivité thermique
ID HDPE (% en masse) (W/mK)
CB1 18,8 0,45
CB2 18,6 0,51
CB3 20,2 0,38
CB4 16,7 0,48
CB5 21 0,37
CB6 21 0,44
CB9 21,1 0,39
CB10 21,1 0,39
CB11 19,9 0,35
CB12 19,8 0,34
CB13 19,9 0,45
CB14 14,6 0,48
CB15 15,4 0,51
Exemple 3 — Mesures de conductivité thermique [0072] Dans un autre jeu d'expériences, on a mesuré la conductivité thermique dans des échantillons composites qui ont été produits en comprenant deux types différents de charge. Les résultats sont fournis cidessous dans le tableau 5. Les concentrations en charge sont fournies comme pourcent en volume. Tous les échantillons ont été combinés avec la même résine de polyoléfine, Lupolen 4261 A IM HDPE, disponible chez 10 Lyondell Basell Industries. Cette polyoléfine présente un indice de fusion de g/10 min (à 190°C et 21,6 kg). L'échantillon BNl est des particules (HTC) de conductivité thermique élevée de nitrure de bore de qualité PCTP30D disponible chez Saint-Gobain. Ces particules de BN sont des plaquettes présentant un D50 de 180 μm, n'ont pas été traitées 15 thermiquement et présentent une conductivité thermique (W/mK) de 30
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130, un indice de réfraction de 1,74 et une constante diélectrique de 3 à 4. Chaque composite a été combiné comme décrit ci-dessous.
[0073] Procédure expérimentale de moulage [0074] On a combiné chaque composite en mélangeant les particules et la résine polymère avec un mélangeur Brabender 60 cm3 (taux de charge 0,7) à une température de 170°C pendant 15 minutes à 35 tr/min. On a ensuite retiré chaque lot de la chambre de mélange et on l'a laissé refroidir jusqu'à température ambiante. Une fois que le mélange a atteint la température ambiante, on l'a introduit dans un broyeur Retsch SM300 qui fonctionnait à 800 tr/min pour broyer le composite polymère en une poudre. On a recueilli la poudre composite de polymère résultant et on l'a moulée par compression avec une presse chauffée à 365°F pendant cinq minutes. Pour faciliter l'étape de démoulage, on a placé des feuilles de Kevlar entre le moule en acier inoxydable et le composite polymère. On a ensuite placé les moulages composites polymères résultants sur des presses refroidies à l'eau pendant dix minutes. Le résultat final était un jeu de disques de 25 mm (diamètre)/!, mm (épaisseur) appropriés pour des mesures de conductivité thermique.
[0075] Procédure expérimentale de conductivité thermique [0076] On a mesuré la conductivité thermique de tous les échantillons sur un dispositif de mesure de conductivité thermique NETZSCH LFA467 à 25°C. La taille d'échantillon pour la mesure était un disque circulaire, de diamètre 25 mm, d'épaisseur ~ 1 mm. On a mesuré l'épaisseur de spécimen en prenant la moyenne de trois valeurs d'épaisseur à partir d'un outil de mesure de pied à coulisse. On a revêtu les échantillons avec une mince couche de lubrifiant en pulvérisation de graphite et on les a laissés sécher avant la mesure. On a ensuite chargé des échantillons dans le dispositif de maintien d'échantillon de l'instrument et on les a équilibrés à 25°C pendant 4 minutes. Après la durée d'équilibrage, on a soumis chaque échantillon à une pulsation avec une énergie de rayonnement de courte
BE2017/0016 durée, d'intensité élevée provenant d'une lampe au xénon. L'énergie de la pulsation a été absorbée sur la face avant de chaque échantillon et un détecteur IR a mesuré l'élévation de température sur la face arrière de l'échantillon. On a calculé la valeur de diffusivité thermique à partir de 5 l'épaisseur d'échantillon mesurée et la durée nécessaire pour que la température atteigne une valeur maximale. On a calculé la chaleur spécifique de chaque échantillon en mesurant un matériau de référence standard avec une table thermique spécifique pré-établie (Pyroceram9) et en utilisant le logiciel d'analyse Proteus62 LFA pour calculer les valeurs 10 expérimentales. On a calculé la conductivité thermique en utilisant l'équation suivante :
[0077] k = p X cp X oc où k est la conductivité thermique (W/mK), p est la densité de l'échantillon (g/m3), cp est la capacité thermique spécifique de l'échantillon 15 (J/g/K), et oc est la diffusivité thermique de l'échantillon (m2/s). Les résultats sont fournis dans le tableau 5 ci-dessous.
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Tableau 5
Qualité % en volume CT moyenne [W/mK] Ecart type moyen [W/mK]
CB1 10 0,363 0,006
CB1 15 0,385 0,007
CB1 20 0,412 0,011
CB1 30 0,498 0,014
CB1 + 20 BN1 0,580 0,066
BN1 2,5 CB1
CB1 + 20 BN1 0,615 0,061
BN1 5 CB1
CB1 + 20 BN1 0,708 0,023
BN1 10 CB1
CB16 + 20 BN1 0,546 0,020
BN1 2,5 CB2
CB16 + 20 BN1 0,559 0,032
BN1 5 CB2
CB16 + 20 BN1 0,673 0,054
BN1 10 CB2
BN1 10 0,469 0,025
BN1 15 0,626 0,091
BN1 20 1,123 0,186
BN1 27 1,404 0,043
CB2 + 20 BN1 1,208 0,073
BN1 2,5 CB2
CB2 + 20 BN1 1,367 0,078
BN1 5 CB2
CB2 + 20 BN1 1,599 0,092
BN1 10 CB2
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CB2 10 0,452 0,072
CB2 15 0,481 0,102
CB2 20 0,536 0,038
CB2 25 0,590 0,049
HDPE aucun 0,289 0,020
[0078] FIG. 6 fournit une représentation graphique de la conductivité thermique des composites comprenant soit seulement BN, soit seulement du noir de carbone traité thermiquement, soit uniquement du noir de carbone non traité. Les résultats présentent les excellentes propriétés de transfert thermique de BN mais indiquent également que le noir de carbone partiellement cristallisé (CB2) réalise une performance significativement meilleure que celle de son matériau parent CB1.
[0079] FIG. 7 ajoute certains des composites qui comprennent deux types de particules différents. La combinaison de CB1 et BN1 ainsi que la combinaison de CB16 et BN1 sont tracées. On peut voir à partir du tracé que la combinaison de ces noirs de carbone et du nitrure de bore réduit réellement la conductivité thermique en comparaison à BN lui-même. Chacun des rapports de particules qui ont été essayés (20 + 2,5, 20 + 5, et 20 + 10) ont fourni une conductivité thermique inférieure à celle pour juste 20 % en volume de BN. Ceci indique qu'en combinaison avec du nitrure de bore, ces noirs de carbone réduisent la conductivité thermique du composite en comparaison aux composites avec uniquement du nitrure de bore et pas de noir de carbone.
[0080] FIG. 8 ajoute le composite polymère qui comprend un mélange de BN et de noir de carbone partiellement cristallisé. Dans ce cas, l'addition de noir de carbone CB2 améliore la conductivité thermique par rapport à BN seul. La combinaison BN1-CB2 fournit une meilleure conductivité thermique au composite polymère que la conductivité thermique qui serait attendue en ajoutant ensemble les contributions de
BE2017/0016 conductivité thermique que chaque particule de constituant fournit d'ellemême. La combinaison BN1-CB2 contribue à une quantité plus importante de conductivité thermique que ne le fait un pourcentage en volume équivalent de BN pur. Par exemple, pour des volumes totaux de particules supérieurs à 25 %, les lignes de tendance montrent que la combinaison BN1CB2 fournit une conductivité thermique meilleure qu'une quantité d'équivalent de BN1 seul. Ainsi, par substitution d'une portion du BN dans un composite avec un noir de carbone partiellement cristallisé, le coût peut être réduit tout en augmentant réellement la conductivité thermique. Ceci est illustré pour des rapports (en volume) de BN à CB de 2:1, 4:1 et 8:1 pour des charges totales de particules de 30 % en volume, 25 % en volume et 22,5 % en volume.
Exemple 4 [0081] On a préparé des composites selon les compositions listées dans le tableau 6 ci-dessous, en utilisant du polyamide-6 Zytel ST7301NC de Dupont comme polymère. BN2 est du nitrure de bore Platelets 15/400 de 3M. On a mélangé les composites dans une extrudeuse à double vis APV supportée par Baker Perkins ayant un diamètre de vis de 27 mm et un rapport longueur/diamètre de 40,5 et refroidie avec un bain d'eau. On a utilisé une vis n°2 et on a fait fonctionner l'extrudeuse à 300 tr/min avec un débit de 8 kg/h pour deux torons. Les zones 2, 3, et 9 ont été maintenues à 250°C, la zone 4 à 260°C et les zones 5-8 à 270°C. La filière de fusion était comprise entre 260 et 272°C. L'orifice d'aération 1 était ouvert à l'atmosphère, l'orifice d'aération 2 était fermé, et l'orifice d'aération 3 était maintenu sous vide. La torsion était comprise entre 33 et 40 % à l'exception de l'échantillon avec 30 % en volume de BN1, pour lequel la torsion n'était pas stable. On a mesuré la conductivité thermique et la résistivité en volume comme décrit dans l'exemple 3 et elles sont également listées dans le tableau 6 ci-dessous. On a mesuré l'indice de fusion (MFI) selon ASTM
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D1238 (275°C/5 kg pour tous les échantillons à l'exception du polymère pur, pour lequel 275°C/2,16 kg).
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Tableau 6
Qualité % en volume CT moyenne [W/mK] Ecart type moyen [W/mK] MFI
CB1 + BN1 CB1 5 ; BN1 20 0,611 0,042 11,5
CB1 + BN1 CB110 ; BN1 20 0,649 0,049 0,8
BN1 20 0,511 0,030 36,8
BN1 30 0,785 0,027 6,0
BN1 35 0,892 0,017 2,1
CB2 + BN1 CB2 5 ; BN1 20 0,636 0,030 13,3
CB2 + BN1 CB210 ; BN1 20 0,761 0,016 0,8
CB2 + BN2 CB210 ; BN2 20 0,845 0,020 1,0
Pas de CB 0,301 0,029 26,9
CB2 25 0,705 0,032 ...
CB2 30 0,814 0,027 0
CB1 30 0,581 0,015 0
[0082] On a de plus produit des composites en utilisant le HDPE de l'exemple 3 mais les procédés de mélange de l'exemple 4, utilisant 20% en volume de BN1 et 5% en volume de CB2, pour atteindre une conductivité thermique de 1,116 +/- 0,030 W/mK. Celle-ci est inférieure à la conductivité thermique du même composite produit en utilisant le procédé de l'exemple
3. Sans vouloir être lié à une théorie particulière, on pense que le cisaillement plus élevé communiqué par l'extrudeuse à double vis dans 10 l'exemple 4 peut avoir cassé certaines des plaquettes de nitrure de bore,
BE2017/0016 réduisant la conductivité thermique en comparaison au composite produit en utilisant le mélangeur Brabender à cisaillement plus faible dans l'exemple 3.
[0083] Alors que plusieurs modes de réalisation de la présente invention ont été décrits et illustrés ici, l'homme de l'art envisagera facilement une variété d'autres moyens et/ou structures pour réaliser les fonctions et/ou obtenir les résultats et/ou un ou plusieurs des avantages décrits ici, et chacune de telles variations et/ou modifications est destinée à se trouver dans le domaine de la présente invention. Plus généralement, l'homme de l'art appréciera facilement que la totalité des paramètres, dimensions, matériaux, et configurations décrits ici sont censés être donnés en exemple et que les paramètres, dimensions, matériaux et/ou configurations réels dépendront de l'application ou des applications spécifiques pour lesquelles les enseignements de la présente invention sont utilisés. L'homme de l'art reconnaîtra ou sera capable de déterminer en utilisant pas plus qu’une expérimentation de routine, plusieurs équivalents aux modes de réalisation spécifiques de l'invention décrits ici. C'est-à-dire que l'on comprend par conséquent que les modes de réalisation précédents sont présentés uniquement comme exemples et que, dans le domaine des revendications et de ses équivalents, l'invention peut être mise en pratique d'une autre manière que celle spécifiquement décrite et revendiquée. La présente invention concerne chaque aspect, système, article, matériau, kit et/ou procédé individuel décrit ici. De plus, toute combinaison de deux ou plusieurs tels aspects, systèmes, articles, matériaux, kits et/ou procédés, si de tels aspects, systèmes, articles, matériaux, kits, et/ou procédés ne sont pas mutuellement inconsistants, est incluse dans le domaine de la présente invention.
[0084] Toutes les définitions, comme définies et utilisées ici, doivent être comprises pour un contrôle par rapport aux définitions du dictionnaire,
BE2017/0016 définitions dans des documents incorporés en référence et/ou significations ordinaires des termes définis.
[0085] Les articles indéfinis un et une, comme utilisés ici dans la description et dans les revendications, à moins d'être clairement indiqués au contraire, doivent être compris comme indiquant au moins un.
[0086] La phrase et/ou, comme utilisée ici dans la description et dans les revendications, sera comprise comme indiquant soit l'un, soit les deux des éléments ainsi joints, c'est-à-dire des éléments qui sont présents de manière associée dans certains cas et présents de manière dissociée dans d'autres cas. D'autres éléments peuvent éventuellement être présents de manière différente des éléments spécifiquement identifiés par la clause de et/ou, que ce soit lié ou non lié à ces éléments spécifiquement identifiés, à moins d'être clairement indiqué au contraire.
[0087] Toutes les références, tous les brevets et publications et demandes de brevets qui sont cités ou cités en référence dans cette demande sont incorporés dans la totalité ici en référence.
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Claims (38)

  1. REVENDICATIONS
    1. Composition polymère composite comprenant:
    une matrice polymère ; et un noir de carbone partiellement cristallisé dispersé dans la matrice polymère à une concentration de 12 à 28 pourcent en masse, dans laquelle le noir de carbone présente une structure OAN supérieure à 120 cm3/100g et inférieure à 200 cm3/100 g, une énergie de surface, déterminée en mesurant l'absorption de vapeur d'eau en utilisant un instrument gravimétrique, inférieure à 8 mJ/m2, une cristallinité en pourcent, mesurée par spectroscopie Raman, inférieure à 65 % et une taille planaire °
    microcristalline Raman (La) supérieure ou égale à 28 A.
  2. 2. Composition polymère composite selon la revendication 1, dans laquelle la composition polymère composite est une composition plastique.
  3. 3. Composition polymère composite selon la revendication 1, dans laquelle le noir de carbone est formé par traitement thermique d'un noir de four à une température supérieure à 700° C et inférieure à 1 800° C.
  4. 4. Composition polymère composite selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la matrice polymère comprend un copolymère ou terpolymère.
  5. 5. Composition polymère composite selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la matrice polymère comprend une polyoléfine, un polystyrène, un polycarbonate, un polyamide et/ou une poly amine.
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  6. 6. Composition polymère composite selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le noir de carbone partiellement cristallisé présente une taille planaire microcristalline Raman (La) ° .
    supérieure ou égale à 35 A et une énergie de surface supérieure à 1 mJ/m2.
  7. 7. Composition polymère composite selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la matrice polymère est choisie parmi des polyoléfines thermoplastiques (TPO), du polyéthylène (PE), linéaire faible densité (LLDPE), faible densité (LDPE), moyenne densité (MDPE), haute densité (HDPE), masse moléculaire ultraélevée (UHMWPE), du polyéthylène très faible densité (VLDPE), du polyéthylène moyenne densité à catalyse métallocène (mLLDPE), du polypropylène, des copolymères de polypropylène, un caoutchouc d'éthylène propylène (EPR), des terpolymères d'éthylène propylène diène (EPDM), de l'acrylonitrile butadiène styrène (ABS), de l'acrylonitrile EPDM styrène (AES), du styrènebutadiène-styrène (SBS), du polyoxyméthylène (POM), des polyamides (PA) poly(chlorure de vinyle) (PVC), des polymères de tétraéthylène hexapropylène fluorure de vinylidène (THV), des polymères perfluoroalcoxy (PFA), du polyhexafluoropropylène (HFP), des polycétones (PK), de l'éthylène alcool vinylique (EVOH), des copolyesters, des polyuréthanes (PU), des polyuréthanes thermoplastiques, du polystyrène (PS), du polycarbonate (PC), du polybutylène téréphtalate (PBT), du polyéthylène téréphalate (PET), du poly(oxyde de phénylène) (PPO), du polyphénylène éther (PPE), un acrylique, un époxy, un silicone, une résine phénolique, un polyimide, un plastisol et, du poly(acétate de vinyle).
  8. 8. Composition polymère composite selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant de plus une particule non carbonée ayant une conductivité thermique supérieure à 30 W/mK.
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  9. 9. Composition polymère composite selon la revendication 8, dans laquelle la particule non carbonée est choisie parmi BN, MgO, ZnO, et AI3O2.
  10. 10. Composition polymère composite selon la revendication 9, dans laquelle la particule non carbonée comprend BN.
  11. 11. Composition polymère composite selon la revendication 10, dans laquelle le rapport en volume de noir de carbone partiellement cristallisé à BN se trouve dans l'intervalle de 1:1 à 1:10.
  12. 12. Composition polymère composite selon l'une quelconque des revendications 1-11, dans laquelle la conductivité thermique de la composition polymère composite est d'au moins 1,6 fois supérieure à la conductivité thermique de la matrice polymère.
  13. 13. Composition polymère composite selon l'une quelconque des revendications 1-12, dans laquelle la conductivité thermique de la composition polymère composite est d'au moins 1,7 fois supérieure à la conductivité thermique de la matrice polymère.
  14. 14. Composition polymère composite selon l'une quelconque des revendications 1-13, dans laquelle la conductivité thermique de la composition polymère composite est de 2 à 4 fois supérieure à la conductivité thermique de la matrice polymère.
  15. 15. Composition polymère composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, dans laquelle le noir de carbone partiellement cristallisé améliore une conductivité thermique de la composition polymère composite d'au moins 10 % par rapport à un noir de carbone non traité.
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  16. 16. Mélange maître comprenant la composition polymère composite selon l'une quelconque des revendications 1-15.
  17. 17. Composition de précurseur de polymère comprenant :
    un précurseur de polymère comprenant un monomère ou oligomère polymérisable ; et un noir de carbone partiellement cristallisé dispersé dans le monomère ou oligomère à une concentration de 12 à 28 % en masse, dans laquelle le noir de carbone présente une structure OAN supérieure à 120 cm3/100 g et inférieure à 200 cm3/100 g, une énergie de surface, déterminée en mesurant l'absorption de vapeur d'eau en utilisant un instrument gravimétrique, inférieure à 8 mJ/m2 et une taille planaire microcristalline Raman (La) supérieure ou égale à 28 Â.
  18. 18. Composition de précurseur de polymère selon la revendication 17, dans laquelle le précurseur de polymère comprend un précurseur d'un polymère choisi parmi des polyoléfines thermoplastiques (TPO), du polyéthylène (PE), faible densité linéaire (LLDPE), faible densité (LDPE), moyenne densité (MDPE), haute densité (HDPE), masse moléculaire ultraélevée (UHMWPE), du polyéthylène très faible densité (VLDPE), du polyéthylène moyenne densité à catalyse métallocène (mLLDPE), du polypropylène, des copolymères de polypropylène, un caoutchouc d'éthylène propylène (EPR), des terpolymères d'éthylène propylène diène (EPDM), de l'acrylonitrile butadiène styrène (ABS), de l'acrylonitrile EPDM styrène (AES), du styrène-butadiène-styrène (SBS), du polyoxyméthylène (POM), des polyamides (PA) poly(chlorure de vinyle) (PVC), des polymères de tétraéthylène hexapropylène fluorure de vinylidène (THV), des polymères perfluoroalcoxy (PFA), du polyhexafluoropropylène (HFP), des polycétones (PK), de l'éthylène alcool vinylique (EVOH), des copolyesters, des polyuréthanes (PU), des polyuréthanes thermoplastiques, du polystyrène
    BE2017/0016 (PS), du polycarbonate (PC), du polybutylène téréphtalate (PBT), du polyéthylène téréphalate (PET), du poly(oxyde de phénylène) (PPO), du polyphénylène éther (PPE), un acrylique, un éthoxy, un silicone, une résine phénolique, un polyimide, un plastisol et, du poly(acétate de vinyle).
  19. 19. Composition de précurseur de polymère selon l'une quelconque des revendications 17-18, dans laquelle le précurseur comprend un précurseur d'une polyoléfine, d’un polystyrène, d'un polycarbonate, d'un polyamide et/ou d'une polyamine.
  20. 20. Composition de précurseur de polymère selon les revendications 17-19 comprenant de plus une particule non-carbonée ayant une conductivité thermique supérieure à 30 W/mK.
  21. 21. Composition de précurseur de polymère selon la revendication 20, dans laquelle la particule non-carbonée est choisie parmi BN, MgO, ZnO, et AI3O2.
  22. 22. Composition de précurseur de polymère selon la revendication 21, dans laquelle la particule non carbonée comprend BN.
  23. 23. Composition de précurseur de polymère selon la revendication 21, dans laquelle le rapport volumique de noir de carbone partiellement cristallisé à BN se trouve dans l'intervalle de 1:1 à 1:10.
  24. 24. Composition de précurseur de polymère selon l'une quelconque des revendications 17-23, dans laquelle, après la polymérisation, une conductivité thermique de la composition de précurseur de polymère polymérisé est au moins 1,6 x supérieure à la conductivité thermique d'un polymérisat du précurseur de polymère.
    BE2017/0016
  25. 25. Composition de précurseur de polymère selon l'une quelconque des revendications 17-23, dans laquelle, après la polymérisation, une conductivité thermique de la composition de précurseur de polymère polymérisé est au moins 1,7 x supérieure à la conductivité thermique d'un polymérisat du précurseur de polymère.
  26. 26. Composition de précurseur de polymère selon l'une quelconque des revendications 17-23, dans laquelle, après la polymérisation, une conductivité thermique de la composition de précurseur de polymère polymérisé est 2-4 fois supérieure à la conductivité thermique d'un polymérisat du précurseur de polymère.
  27. 27. Composition de précurseur de polymère selon l'une quelconque des revendications 17-23, dans laquelle le noir de carbone partiellement cristallisé améliore une conductivité thermique d'un polymérisat de la composition de précurseur de polymère d'au moins 10 % par rapport à un noir de carbone non traité.
  28. 28. Produit comprenant la composition polymère composite selon les revendications 1-15, dans lequel le produit est choisi parmi un gainage de fils et de câbles, des produits d'impression 3D, des pièces automobiles, et des boîtiers et fixations de LED.
  29. 29. Composition polymère composite selon les revendications 1-15, dans laquelle la cristallinité en pourcent du noir de carbone est supérieure ou égale à 35 %.
  30. 30. Composition de précurseur de polymère composite selon l’une quelconque des revendications 17-23, dans laquelle la cristallinité en pourcent du noir de carbone est supérieure ou égale à 35 %.
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  31. 31. Composition de polymère composite selon l’une quelconque des revendications 1-15, dans laquelle le noir de carbone présente une surface spécifique BET inférieure à 425 m2/g.
  32. 32. Composition de précurseur de polymère selon l'une quelconque des revendications 17-23, dans laquelle le noir de carbone présente une surface spécifique BET inférieure à 425 m2/g.
  33. 33. Composition de polymère composite selon l'une quelconque des revendications 1-15, dans laquelle le noir de carbone présente un indice d'iode inférieur à 425 mg/g.
  34. 34. Composition de précurseur de polymère selon l'une quelconque des revendications 17-23, dans laquelle le noir de carbone présente un indice d'iode inférieur à 425 mg/g.
  35. 35. Composition de polymère composite selon l'une quelconque des revendications 1-15, comprenant de plus un second noir de carbone.
  36. 36. Composition de précurseur de polymère selon l'une quelconque des revendications 17-23, comprenant de plus un second noir de carbone.
  37. 37. Composition de polymère composite selon l'une quelconque des revendications 1-15, dans laquelle le noir de carbone partiellement cristallisé est fabriqué en augmentant la taille planaire microcristalline
    O
    Raman (La) d'un noir de carbone de base de plus de 5 A.
  38. 38. Composition de précurseur de polymère selon l'une quelconque des revendications 17-23, dans laquelle le noir de carbone partiellement cristallisé est fabriqué en augmentant la taille planaire
    O
    Raman (La) d'un noir de carbone de base de plus de 5 A.
    BE2017/0016 microcristalline
    BE2017/0016
    BE2017/0016
    IG» 3
    BE2017/0016
    St Xr« 0.5 £ 0.45 Z3 0.4 0 i 0.35 æ 0.3 ï 0.25 UJ 0.2 t: > 0.15 P o 0.1 Σ2 Ω 0.05 Z O 0 O
    BE2017/0016
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    Conductivité thermiqe (W/mK
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    20 BN +10 CB - 30 voi%
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    --p —i
    BE2017/0016
    COMPOSITIONS DE POLYMERES THERMIQUEMENT CONDUCTEURS CONTENANT DU NOIRE DE CARBONE
    ABREGE
    Il est fourni une composition polymère composite comprenant du noir de carbone partiellement cristallisé. La composition présente des propriétés de transfert thermique supérieures dans des formulations plastiques. Le précurseur de polymère présente une excellente rhéologie en comparaison à des compositions similaires comprenant des noirs de carbone traditionnels. Les polymères composites fournissent une charge plus élevée de noirs de carbone plus thermoconducteurs dans différentes compositions polymères composites.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108219377A (zh) * 2018-01-22 2018-06-29 厦门中凯新材石墨烯科技有限公司 一种高韧性石墨烯3d打印光固化材料及其制备方法
US11249393B2 (en) 2018-05-09 2022-02-15 Facebook Technologies, Llc Nanoimprint lithography processes for switching mechanical properties of imprint materials
CN112778732B (zh) * 2020-12-28 2022-05-31 金发科技股份有限公司 一种聚碳酸酯复合材料及其制备方法和应用
CN112812531B (zh) * 2020-12-28 2022-05-27 金发科技股份有限公司 一种聚碳酸酯复合材料及其制备方法和应用
CN113773648A (zh) * 2021-10-25 2021-12-10 江西威尔士科技发展有限公司 碳基复合导热橡胶的制备方法
CN114178704A (zh) * 2021-11-03 2022-03-15 香港城市大学深圳福田研究院 高温结构材料的制造方法以及前驱体

Family Cites Families (115)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2068447A (en) 1933-03-30 1937-01-19 Cox George Chandler Continuous high temperature electrothermal furnace
US2149671A (en) 1935-02-28 1939-03-07 Franck Hans Heinrich Process for purifying carbon black which has been formed on ironcontaining contacts
US3379673A (en) 1957-02-01 1968-04-23 Cabot Corp Pigmented compositions and method of manufacture
GB1144160A (en) 1965-06-29 1969-03-05 Columbian Carbon Vulcanization of rubber
US3408164A (en) 1966-07-08 1968-10-29 Phillips Petroleum Co Plasma treatment of carbon blacks
DE2515632C2 (de) 1975-04-10 1984-09-13 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Verfahren zur antistatischen Ausrüstung von Kunststoffen
DE2515633C3 (de) 1975-04-10 1980-06-19 Hoechst Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur Herstellung eines leitfähigen Rußes für Depolarisatormassen von Trockenbatterien
CA1091895A (fr) 1975-07-01 1980-12-23 William M. Goldberger Methode et appareil pour le traitement thermique de matieres carbonees en lit fluidise
DE2613126C2 (de) 1976-03-27 1983-12-08 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Verfahren zur antistatischen Ausrüstung von Kautschuk
DE2846352A1 (de) 1978-10-25 1980-05-08 Hoechst Ag Verfahren und vorrichtung zur erhoehung des graphitierungsgrades von russen sowie die verwendung dieser russe
US4231919A (en) 1979-02-26 1980-11-04 Eastman Kodak Company Suspension polymerization of styrene monomers in the presence of carbon black
JPS55120656A (en) 1979-03-09 1980-09-17 Toray Silicone Co Ltd Curable liquid organopolysiloxane composition
US4351815A (en) 1979-06-11 1982-09-28 Columbian Chemicals Company Battery carbon black
US4374113A (en) 1979-08-01 1983-02-15 Cabot Corporation Production of high surface area carbon blacks
US4391941A (en) 1979-10-24 1983-07-05 Cabot Corporation Stabilized polypropylene compositions
DE2950705A1 (de) 1979-12-17 1981-06-25 Union Rheinische Braunkohlen Kraftstoff AG, 5000 Köln Verfahren zur gewinnung von russ aus waessrigem suspensionen
US4543240A (en) 1980-02-08 1985-09-24 Superior Graphite Co. Method for the continuous production of carbides
JPS57138296A (en) 1981-02-19 1982-08-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Diaphragm for speaker
JPS58171442A (ja) 1981-12-07 1983-10-08 Toray Silicone Co Ltd シリコ−ンゴム成形体とその製造方法
DE3214472A1 (de) 1982-04-20 1983-10-27 Hubert Eirich Vorrichtung zum erhitzen von elektrisch leitfaehigen schuettguetern
US4493788A (en) 1982-08-10 1985-01-15 The Dow Chemical Company Foamable electroconductive polyolefin resin compositions
JPS59109562A (ja) 1982-12-16 1984-06-25 Denki Kagaku Kogyo Kk カ−ボンブラツクおよびこれを含有した導電性組成物
JPS59122555A (ja) 1982-12-28 1984-07-16 Kyowa Yuka Kk カ−ボン・ブラツクの改質方法
DE3321516A1 (de) 1983-06-15 1984-12-20 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Antistatische und/oder elektrisch leitfaehige, thermoplastische polyurethane, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung
JPS609060A (ja) 1983-06-27 1985-01-18 Denki Kagaku Kogyo Kk 電池用カ−ボンブラツク
US4518434A (en) 1983-07-29 1985-05-21 Phillips Petroleum Company Carbon black and process for preparing same
US4702860A (en) 1984-06-15 1987-10-27 Nauchno-Issledovatelsky Institut Kabelnoi Promyshlennosti Po "Sredazkabel" Current-conducting composition
JPS6112753A (ja) 1984-06-27 1986-01-21 Tokai Carbon Co Ltd 導電性樹脂組成物
JPS6143659A (ja) 1984-08-07 1986-03-03 Mitsubishi Chem Ind Ltd 導電性ポリカ−ボネ−ト樹脂組成物
JPS6166759A (ja) 1984-09-11 1986-04-05 Denki Kagaku Kogyo Kk 高導電性カ−ボンブラツク及びその製造方法
DE3435862A1 (de) 1984-09-29 1986-04-10 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Kontinuierliches verfahren zur mehrstufigen behandlung feinteiliger feststoffe mit gasen
DE3535922C2 (de) 1984-10-09 1999-01-14 Mitsubishi Chem Corp Verfahren zur Reinigung von Ruß unter Verwendung einer Ultraschallvibrations-Siebvorrichtung
JPS61185544A (ja) 1985-02-12 1986-08-19 Denki Kagaku Kogyo Kk 電気メツキ用樹脂組成物
JPS61254645A (ja) 1985-05-07 1986-11-12 Okamoto Kasei Kk 導電性ポリオレフイン系合成樹脂延伸成形物
CA1319241C (fr) 1987-09-09 1993-06-22 Bernard John Lyons Compositions polymeriques conductrices
US4927718A (en) 1988-06-21 1990-05-22 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Novel air electrode for metal-air battery with new carbon material and method of making same
AU643611B2 (en) 1991-04-10 1993-11-18 Mintek Direct resistance heating electrical furnace assembly and method of operating same
US5579334A (en) 1994-03-03 1996-11-26 Baxter; Rodney C. Method and apparatus for reacting solid particulate reagents in an electric furnace
NO302242B1 (no) 1995-07-07 1998-02-09 Kvaerner Eng Fremgangsmåte for å oppnå en öket ordning av nanostrukturen i et karbonmateriale
JPH1060169A (ja) 1996-08-20 1998-03-03 Mikuni Shikiso Kk カーボンブラック含有組成物
US5798405A (en) 1997-03-20 1998-08-25 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with tread of rubber composition containing two different carbon blacks
NO305312B1 (no) 1997-04-14 1999-05-10 Elkem Materials FremgangsmÕte og anordning for elektrisk kalsinering av karbonholdig materiale
JPH11172146A (ja) 1997-12-15 1999-06-29 Mitsubishi Chemical Corp 導電性カーボンブラック
ES2262311T3 (es) 1998-02-12 2006-11-16 Cabot Corporation Combinaciones polimericas conductoras con material conductor finamente dividido ubicado selectivamente en la fase polimerica continua o en la interfase continua.
US6528556B1 (en) 1999-06-01 2003-03-04 Ciba Speciality Chemicals Corporation Process for the biocidal finishing of plastic materials
US6086792A (en) 1999-06-30 2000-07-11 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Cable semiconducting shields
DE50013678D1 (de) 1999-08-27 2006-12-14 Umicore Ag & Co Kg Elektrokatalysator für Brennstoffzellen
WO2001021393A1 (fr) 1999-09-21 2001-03-29 Saint-Gobain Ceramics And Plastics, Inc. Materiaux thermoconducteur d'un compose hydrophobe devant etre soumis a une gestion thermique
KR20020070453A (ko) 1999-12-02 2002-09-09 캐보트 코포레이션 와이어 및 케이블 화합물에 유용한 카본 블랙
JP2001325964A (ja) 2000-05-19 2001-11-22 Ne Chemcat Corp 固体高分子電解質型燃料電池用電極触媒
EP1288161B1 (fr) 2000-05-31 2009-07-08 Showa Denko K.K. Composite a base de carbone electriquement conducteur a fines particules, catalyseur pour pile a combustible a polymere solide et batterie de piles
US6780388B2 (en) 2000-05-31 2004-08-24 Showa Denko K.K. Electrically conducting fine carbon composite powder, catalyst for polymer electrolyte fuel battery and fuel battery
EP1164651A1 (fr) 2000-06-12 2001-12-19 Asahi Glass Co., Ltd. Catalyseur d'électrode pour pile à combustible à électrolyte polymérique et son procédé de fabrication
DE10131327A1 (de) 2001-06-28 2003-01-09 Pku Pulverkautschuk Union Gmbh Pulverförmige, Russfüllstoffe enthaltene Kautschukpulver auf Basis von in organischen Lösungsmitteln vorliegenden Kautschukarten, Verfahren zu ihrer Herstellung und Anwendung
JP4947858B2 (ja) 2001-08-21 2012-06-06 東レ・ダウコーニング株式会社 導電性液状シリコーンゴム組成物、導電性シリコーンゴム成形物およびその製造方法
EP1309024A3 (fr) 2001-10-30 2005-06-22 N.E. Chemcat Corporation Noir de carbone, support pour électrocatalyseur formé à partir de noir de carbone, électrocatalysateur et dipositif électrochmique utilisant ce support
US6905767B2 (en) 2002-02-01 2005-06-14 The Research Foundation Of State University Of New York Method for enhancing polymer adhesion using filler particle mix and compositions made using the method
KR100519418B1 (ko) 2002-02-28 2005-10-07 재단법인서울대학교산학협력재단 신규한 구조와 물성을 보유한 탄소 미세 입자
DE10211098A1 (de) 2002-03-14 2003-10-02 Degussa Verfahren zur Herstellung von nachbehandeltem Ruß
US20030220432A1 (en) 2002-04-15 2003-11-27 James Miller Thermoplastic thermally-conductive interface articles
US20040013599A1 (en) 2002-07-19 2004-01-22 Sandeep Bhatt Carbon blacks and uses thereof
US7150840B2 (en) 2002-08-29 2006-12-19 Showa Denko K.K. Graphite fine carbon fiber, and production method and use thereof
WO2004076548A2 (fr) 2003-02-21 2004-09-10 Dow Global Technologies Inc Composition polymere reticulable a l'humidite
EP1666543B1 (fr) 2003-08-05 2012-01-11 Mitsubishi Chemical Corporation Noir de carbone
JP4092270B2 (ja) 2003-08-18 2008-05-28 電気化学工業株式会社 クロロプレン系ゴム組成物
US20050049350A1 (en) 2003-08-25 2005-03-03 Sandeep Tonapi Thin bond-line silicone adhesive composition and method for preparing the same
US7569161B2 (en) 2003-09-02 2009-08-04 Showa Denko K.K. Electrically conducting polymer and production method and use thereof
BRPI0414310A (pt) * 2003-09-18 2006-11-07 Columbian Chem negros de fumo modificados termicamente, células alcalinas e eletroquìmicas, conjunto ou parte de uma célula eletroquìmica aplicação dependente de energia elétrica e composto para membrana curada
US20050063892A1 (en) * 2003-09-18 2005-03-24 Deepak Tandon Thermally modified carbon blacks for various type applications and a process for producing same
US20050070658A1 (en) 2003-09-30 2005-03-31 Soumyadeb Ghosh Electrically conductive compositions, methods of manufacture thereof and articles derived from such compositions
US7378468B2 (en) 2003-11-07 2008-05-27 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire having component of rubber composition containing a carbonaceous filler composite of disturbed crystalline phrases and amorphous carbon phases
EP1726619A4 (fr) * 2004-03-15 2009-08-19 Mitsubishi Chem Corp Composition de r sine de propyl ne et moulage de ce lle-ci
US7722713B2 (en) 2005-05-17 2010-05-25 Cabot Corporation Carbon blacks and polymers containing the same
US7537838B2 (en) 2005-11-28 2009-05-26 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Heat fixing roll and fixing belt
US20070179232A1 (en) 2006-01-30 2007-08-02 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Thermal Interface Material
JP2007302817A (ja) 2006-05-12 2007-11-22 Mitsubishi Engineering Plastics Corp 自動車外装部品製造用熱可塑性樹脂組成物
JP2006321564A (ja) 2006-06-21 2006-11-30 Denki Kagaku Kogyo Kk 熱可塑性樹脂シート
KR100706653B1 (ko) 2006-12-27 2007-04-13 제일모직주식회사 열전도성 수지 조성물 및 플라스틱 성형품
US7879261B2 (en) 2007-03-26 2011-02-01 Showa Denko K.K. Carbon nanofiber, production process and use
WO2008149792A1 (fr) 2007-05-31 2008-12-11 Showa Denko K. K. Nanofibre de carbone, son procédé de fabrication et son utilisation
US8586650B2 (en) 2007-09-14 2013-11-19 Henkel US IP LLC Thermally conductive composition
KR100911845B1 (ko) 2007-10-30 2009-08-11 한국과학기술연구원 초고용량 커패시터용 탄소 에어로젤 및 이의 제조방법
KR20180000343A (ko) 2008-02-19 2018-01-02 캐보트 코포레이션 메조기공성 탄소 블랙 및 그의 제조 방법
US20110142977A1 (en) 2008-12-08 2011-06-16 Tire Curing Baldders LLC Extended Life Tire Curing Bladder Composed of Aramid Fibers
DE102008063849A1 (de) * 2008-12-19 2010-06-24 Tesa Se Beheiztes Flächenelement und Verfahren zu seiner Befestigung
KR101257698B1 (ko) * 2009-05-22 2013-04-24 제일모직주식회사 전도성 폴리아미드 복합체 조성물 및 이를 이용한 연료 수송 튜브
US20100316821A1 (en) 2009-06-12 2010-12-16 Sunny General International Co., Ltd. Multi-layer films, sheets, and hollow articles with thermal management function for uses as casings of secondary batteries and supercapacitors, and sleeves of secondary battery and supercapacitor packs
DE102009045060A1 (de) 2009-09-28 2011-03-31 Evonik Degussa Gmbh Ruß, ein Verfahren zu seiner Herstellung sowie seine Verwendung
HUE046871T2 (hu) 2009-11-02 2020-03-30 Cabot Corp Ólom-sav akkumulátorok és paszták azokhoz
WO2011053668A1 (fr) 2009-11-02 2011-05-05 Cabot Corporation Noirs de carbone à surface spécifique élevée et à faible structure pour applications de stockage d'énergie
EP2585517B1 (fr) 2010-06-28 2014-12-24 DSM IP Assets B.V. Composition de polymère thermoconductrice
US9068053B2 (en) 2010-08-25 2015-06-30 Bridgestone Corporation Fluoro-rubber composition and bladder for tire fabrication
MX338972B (es) * 2010-09-22 2016-05-06 Union Carbide Chem Plastic Material de proteccion de semiconduccion de negro de acetileno con procesamiento mejorado.
DE102010043472A1 (de) 2010-11-05 2012-05-10 Evonik Goldschmidt Gmbh Zusammensetzung aus Polymeren und elektrisch leitfähigem Kohlenstoff
US20120157600A1 (en) 2010-12-20 2012-06-21 E.I.Du Pont De Nemours And Company Molded thermoplastic articles comprising thermally conductive polymers
US8552101B2 (en) 2011-02-25 2013-10-08 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Thermally conductive and electrically insulative polymer compositions containing a low thermally conductive filler and uses thereof
WO2012162462A1 (fr) * 2011-05-24 2012-11-29 Firestone Industrial Products Company, Llc Articles élastomères ayant des propriétés améliorées
US20130157140A1 (en) 2011-12-20 2013-06-20 General Electric Company Methods of making and using electrode compositions and articles
JP6039687B2 (ja) 2011-12-22 2016-12-07 キャボット コーポレイションＣａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ カーボンブラックおよび鉛蓄電池のための電極における使用
KR20130112605A (ko) 2012-04-04 2013-10-14 현대자동차주식회사 배터리 셀 모듈용 방열 플레이트 및 이를 갖는 배터리 셀 모듈
CN104364900A (zh) 2012-04-17 2015-02-18 莫门蒂夫性能材料股份有限公司 用于减少成型周期时间的导热聚合物组合物
FI124314B (en) 2012-09-28 2014-06-30 Carbodeon Ltd Oy Thermoplastic thermal composites containing nano-diamonds
US20140120339A1 (en) 2012-10-31 2014-05-01 Cabot Corporation Porous carbon monoliths templated by pickering emulsions
US20140171567A1 (en) * 2012-12-14 2014-06-19 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Thermally conductive flame retardant polymer compositions and uses thereof
JP6274014B2 (ja) 2013-05-27 2018-02-07 三菱ケミカル株式会社 窒化ホウ素凝集粒子、凝集ｂｎ粒子含有樹脂組成物及び放熱シート
US20160122611A1 (en) 2013-06-19 2016-05-05 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicone rubber composition for thermally conductive silicone-rubber development member, and thermally conductive silicone-rubber development member
EP2816083B1 (fr) 2013-06-19 2019-02-20 3M Innovative Properties Company Elément fabriqué à partir d'un composé polymère - nitrure de bore, composé polymère - nitrure de bore pour la fabrication d'un tel élément et leur utilisation
KR101956971B1 (ko) 2013-06-21 2019-03-11 캐보트 코포레이션 리튬 이온 배터리용 전도성 탄소
PL3011619T3 (pl) * 2013-06-21 2018-12-31 Cabot Corporation Materiały aktywne do akumulatorów litowo-jonowych
EP2860008A1 (fr) 2013-10-14 2015-04-15 Esk Ceramics GmbH&Co. Kg Eléments fabriqués par traitement thermoplastique de composés polymère - nitrure de bore, composés polymère - nitrure de bore pour la fabrication de tels éléments, procédé de fabrication de tels éléments et leur utilisation
EP3110856A4 (fr) 2014-02-27 2017-11-01 Reliance Industries Limited Procédé de préparation de produits d'uhmwpe orientés thermoconducteurs et produits obtenus à partir de celui-ci
KR101582253B1 (ko) 2014-04-21 2016-01-04 한국타이어 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
TWI560144B (en) 2014-06-24 2016-12-01 Graphene polymer composite material
JP2018008828A (ja) 2014-11-20 2018-01-18 デンカ株式会社 カーボンブラック及びそれを用いた二次電池
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