FR3115039A1 - Composition magnétique comprenant une résine de copolymères à blocs polyamides et à blocs polyéthers - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne une composition magnétique comprenant une résine de copolymère à blocs polyamides et à blocs polyéthers, dans laquelle les particules magnétiques sont dispersées. La présente invention concerne également son procédé de préparation, et son utilisation pour la fabrication d’un aimant, en particulier utilisable pour l’application électronique ou électrique (smartphone, tablette…), pour le sport, l’automobile ou l’industriel.

Description

Composition magnétique comprenant une résine de copolymères à blocs polyamides et à blocs polyéthers
Domaine de l’invention
La présente invention concerne une composition magnétique comprenant une résine de copolymère à blocs polyamides et à blocs polyéthers, dans laquelle les particules magnétiques sont dispersées. La présente invention concerne également son procédé de préparation, et son utilisation pour la fabrication d’un aimant, en particulier utilisable pour l’application électronique ou électrique (smartphone, tablette…), pour le sport, l’automobile ou l’industriel.
Arrière-plan technique
Il est connu d’utiliser des résines de polymères qui servent de liant (« resin binder » en anglais) dans des compositions magnétiques (appelée aussi « aimant permanent »). Il est aussi connu que les performances magnétiques requièrent un taux de charges magnétiques élevé, cependant, ceci réduit les propriétés mécaniques de la composition, notamment sa propriété d’allongement à la rupture. Par ailleurs, la présence du taux important de charges magnétiques rend visqueux la composition lors de son fabrication, ce qui réduit sa capacité à être transformé.
Le document US 2011/0178774 décrit une composition magnétique comprenant de 88 à 91% en masse d’une poudre magnétique, de 0,5-2,5% en masse d’un élastomère de polyamide possédant un allongement en traction à la rupture de 400% et un module d’élasticité en flexion de 100MPa ou plus, de 0,5 à 2% en masse de la fibre de carbone en tant qu’agent de renforcement, de 0,3 à 1% en masse d’un ester d’acide carboxylique, et complétée jusqu’à 100% en masse par d’une résine de polyamide 12.
Le document US 6,346,565B décrit une composition magnétique comprenant un liant contenant majoritairement une résine thermoplastique et un élastomère de polyamide à base d’acide gras polymérisé, et une poudre magnétique dispersée dans le liant.
Le document 6,893,580 B décrit une composition comprenant un liant et une poudre magnétique, dans laquelle le liant comprend une résine thermoplastique et un polyamide aliphatique. Le liant permet d’améliorer le débit à l’état fondu, ainsi de faciliter la fabrication de la composition.
Il existe un besoin continu de fournir une composition magnétique possédant un taux de charges élevé en particules magnétiques tout en gardant une excellente propriété mécanique notamment en terme d’allongement à la rupture et qui est facile à être transformée sous une forme souhaitée.
L’invention cherche donc à proposer une composition magnétique qui satisfait aux besoins exprimés ci-dessus.
L’invention concerne en premier lieu une composition magnétique comprenant :
- de 92% à 97% en poids d’au moins une charge magnétique,
- de 3% à 8% en poids d’une résine de copolymère à blocs polyamides et à blocs polyéthers (PEBA) présentant une dureté instantanée inférieure ou égale à 55 Shore D, de préférence, inférieure ou égale à 50 Shore D et,
- de 0% à 1% en poids d’au moins un additif,
le total faisant 100% en poids de la composition.
Selon un mode de réalisation, la viscosité fondue du copolymère PEBA est inférieure à 550 Pa.s, de préférence inférieure à 400 Pa.s, encore plus préférentiellement inférieure à 300 Pa.s.
La viscosité fondue du copolymère est mesurée selon la norme ISO 6721-10 : 2015.
Selon un mode de réalisation, l’au moins une charge magnétique est choisie parmi les particules magnétiques à base de terres rares et/ou à base d'alnico (Aluminium, Nickel, Cobalt) et/ou à base de ferrite, de préférence sous forme de poudre.
Selon un mode de réalisation, le copolymère PEBA est un polyétheresteramide résultant de la polycondensation de blocs polyamides à bouts de chaînes dicarboxyliques avec des polyéthers diols.
Selon un mode de réalisation, les blocs polyamide du copolymère PEBA comprend au moins un bloc choisi parmi PA 11, PA 12, PA 1112, PA 1010, PA 1012, PA6, PA 610, PA 612, les copolyamides, et/ou leurs mélanges et les blocs polyéther du copolymère PEBA comprend au moins un bloc choisi parmi les blocs PTMG (polytétrahydrofurane), PEG (polyethylène glycol), PPG (propylène glycol), PO3G (polytriméthylène glycol) et/ou leurs mélanges, de préférence les blocs PTMG.
Selon un mode de réalisation, le copolymère PEBA comprend de 30 à 90 % en poids de blocs polyéthers, de préférence de 45 à 90 %, encore plus préférentiellement de 50 à 80% en poids de blocs polyéthers, et de 10 à 70 % en poids de blocs polyamide, de préférence de 10 à 55 %, encore plus préférentiellement de 20 à 50% en poids de blocs polyamide, par rapport au poids total du copolymère PEBA.
Par exemple, le copolymère PEBA comprend de 30 à 35%, de 35 à 45%, de 45% à 55%, de 55 à 65%, de 65 à 75% ou de 75 à 85% en poids de blocs polyéther, par rapport au poids total du copolymère.
Selon un mode de réalisation, l’au moins un additif est choisi parmi les modifiants, stabilisants UV, stabilisants thermiques, antioxydants, charges, agents de démoulage, pigments, agents de couplage, matériaux de renfort tels que du talc ou des fibres de verre, lubrifiant, et/ou leurs mélanges.
Selon un mode de réalisation, la composition de la présente invention possède une valeur de l’allongement à la rupture supérieure à 2%.
L’allongement à la rupture dans la présente invention est mesuré selon la norme ISO 527-1.
Il a été observé de manière inattendue que l’emploi d’une résine de copolymères à blocs polyamides et à blocs polyéther particulier, en tant que liant, a permis d’obtenir des compositions magnétiques présentant en plus d’excellent pouvoir magnétique, une excellente propriété mécanique en terme d’allongement à la rupture, tout en maintenant une bonne résistance à l’impact.
Par ailleurs, la composition magnétique de la présente invention est facile à préparer, pouvant être aisément transformée lors de son procédé de fabrication.
La présente invention concerne également un procédé de préparation d’une composition magnétique telle que décrite ci-dessus, comprenant les étapes de :
(i) mélange d’un copolymère PEBA sous forme de poudre ou de granulé avec une charge magnétique, et des additifs éventuels, de préférence, le mélange étant réalisé par un mélange à sec (« dry-blend ») ;
(ii) extrusion du mélange obtenu à l’étape (i) en un extrudat sous forme de granulé.
Selon un mode de réalisation, l’étape (ii) est réalisée dans une extrudeuse mono-vis ou une extrudeuse bi-vis.
L’étape d’extrusion (ii) peut être réalisée au travers une filière de granulation pour produire des granulés.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend une étape de mise en forme (iii) par broyage de l’extrudat obtenu à l’étape (ii) en composition de poudre.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend une étape de mise en forme (iii) par moulage par injection de l’extrudat obtenu à l’étape (ii) en objet moulé.
Le procédé peut comprendre une étape d’application d’un champ magnétique pour fournir une caractéristique magnétique souhaitée à l’extrudat lors de l’étape (ii) et/ou à la composition de poudre lors de l’étape (iii) ou à l’objet moulé lors de l’étape (iii).
Les conditions d’application du champ magnétique peuvent aisément adaptées par l’homme du métier.
L’invention concerne également une composition susceptible d’être obtenue selon le procédé tel que décrit ci-dessus.
Ainsi, le procédé de la présente invention permet de fournir une composition de poudre ou un objet moulé ayant des caractéristiques magnétiques souhaitées.
Selon un mode de réalisation, la composition magnétique a de préférence les propriétés suivantes :
- densité énergie volumique (BH) max de 20 à 100 KJ/m3, de préférence de 30 à 80 KJ/m3selon le MMPA STANDARD No. 0100-00 ; et/ou
- remanence Br = 0,3 à 1,8 T, de préférence 0,5 à 0,8 T selon le MMPA STANDARD No. 0100-00 ; et/ou
- résistance au choc IZOD comprise dans la gamme de 10 à 30 kJ/m2selon la norme ISO 180 :2000 à 23°C.
L’invention concerne également l’utilisation de la composition telle que définie ci-dessus pour la fabrication d’un aimant, utilisable dans des pièces électriques ou électroniques qui peuvent être utilisées dans le domaine du sport (par exemple, vêtement de sport, montre connectée), de l’automobile, du médical (par exemple, imagerie), ou de l’industrie (par exemple, capteurs).
L’invention concerne également un article constitué de ou comprenant au moins un aimant tel que défini ci-dessus.
Avantageusement, l’article est un composant d’équipement sportif, de chaussure de sport, de montre connectée, de lunettes, de mobilier, d’équipement audio-visuel, de l’informatique, d’équipement automobile ou aéronautique et/ou un composant d’équipement médical, électrique, électroménager, informatique, électronique et/ou microélectronique.
Description détaillée
Définition
On entend par le terme «température de fusion» désigner la température à laquelle un polymère au moins partiellement cristallin passe à l’état liquide visqueux, telle que mesurée par analyse calorimétrique différentielle (DSC) selon la norme NF EN ISO 11 357-3 en utilisant une vitesse de chauffe de 20°C/min.
On entend par ailleurs par le terme «diamètre moyen en volume» ou «Dv» le diamètre moyen en volume d’une matière pulvérulente, tel que mesuré selon la norme ISO 9276 - parties 1 à 6 : « Représentation de données obtenues par analyse granulométrique ». On distingue différents diamètres. Plus spécifiquement, le Dv50 désigne le diamètre médian en volume, c’est-à-dire celui correspondant au 50èmepercentile en volume, et le Dv10 et Dv90 désignent respectivement les diamètres moyens en volume en-dessous desquels se situent 10 ou 90% en volume des particules. Le diamètre moyen en volume peut être mesuré notamment au moyen d’un granulomètre laser, par exemple un granulomètre laser (Sympatec Helos). Un logiciel (Fraunhofer) permet ensuite d’obtenir la distribution volumétrique d’une poudre et d’en déduire le Dv10, le Dv50 et le Dv90.
Copolymère PEBA
Le copolymère PEBA de l’invention présente une dureté instantanée inférieure ou égale à 55 Shore D, de préférence inférieure ou égale à 50 Shore D, encore plus préférentiellement inférieure ou égale à 45 Shore D. Les mesures de dureté sont effectuées selon la norme ISO 868 :2003.
Le copolymère PEBA de l’invention est un polyétheresteramide, résultant de la polycondensation de blocs polyamides à bouts de chaînes dicarboxyliques avec des polyéthers diols.
Les blocs polyamides à bouts de chaînes dicarboxyliques proviennent, par exemple, de la condensation de précurseurs de polyamides en présence d'un diacide carboxylique limiteur de chaîne.
La masse molaire en nombre Mn des blocs polyamides est comprise entre 400 et 20000 g/mol et de préférence entre 500 et 10000 g/mol.
Les polymères à blocs polyamides et blocs polyéthers peuvent aussi comprendre des motifs répartis de façon aléatoire.
On peut utiliser avantageusement trois types de blocs polyamides.
Selon un premier type, les blocs polyamides proviennent de la condensation d'un diacide carboxylique, en particulier ceux ayant de 4 à 20 atomes de carbone, de préférence ceux ayant de 6 à 18 atomes de carbone et d'une diamine aliphatique ou aromatique, en particulier celles ayant de 2 à 20 atomes de carbone, de préférence celles ayant de 5 à 14 atomes de carbone.
A titre d’exemples d’acides dicarboxyliques, on peut citer l’acide 1,4-cyclohexyldicarboxylique, les acides butanedioïque, adipique, azélaïque, subérique, sébacique, dodécanedicarboxylique, octadécanedicarboxylique et les acides téréphtalique et isophtalique.
A titre d’exemples de diamines, on peut citer la tétraméthylène diamine, l’hexaméthylènediamine, la 1,5-pentaediamine, la 1,10-décaméthylènediamine, la dodécaméthylènediamine, la triméthylhexaméthylène diamine, les isomères des bis-(4-aminocyclohexyl)-méthane (BACM), bis-(3-méthyl-4-aminocyclohexyl)méthane (BMACM), et 2-2-bis-(3-méthyl-4-aminocyclohexyl)-propane (BMACP), et para-amino-di-cyclo-hexyl-méthane (PACM), et l’isophoronediamine (IPDA), la 2,6-bis-(aminométhyl)-norbornane (BAMN) et la pipérazine (Pip).
Concernant le bloc polyamide, la norme NF EN ISO 1874-1 : 2011 définit une nomenclature des polyamides. Le terme « monomère » dans la présente description doit être pris au sens d’« unité répétitive ». Le cas où une unité répétitive du polyamide est constituée de l'association d'un diacide avec une diamine est particulier. On considère que c'est l'association d'une diamine et d'un diacide, c’est-à-dire le couple « diaminediacide », dit aussi « XY », en quantité équimolaire qui correspond au monomère. Ceci s’explique par le fait qu’individuellement, le diacide ou la diamine n’est qu’une unité structurale, qui ne suffit pas à elle seule à polymériser.
On a par exemple des blocs PA412, PA414, PA418, PA610, PA612, PA614, PA618, PA912, PA1010, PA1012, PA1014 et PA1018.
Selon un deuxième type, les blocs polyamides résultent de la condensation d'un ou plusieurs acides alpha oméga aminocarboxyliques et/ou d'un ou plusieurs lactames ayant de 6 à 12 atomes de carbone en présence d'un diacide carboxylique ayant de 4 à 12 atomes de carbone ou d'une diamine.
A titre d’exemples de lactames, on peut citer le caprolactame, l’oenantholactame et le lauryllactame.
A titre d’exemples d'acide alpha omega amino carboxylique, on peut citer les acides aminocaproïque, amino-7-heptanoïque, amino-11- undécanoïque et amino-12-dodécanoïque.
Avantageusement les blocs polyamides du deuxième type sont en polyamide 11, en polyamide 12 ou en polyamide 6.
Selon un troisième type, les blocs polyamides résultent de la condensation d'au moins un acide alpha oméga aminocarboxylique (ou un lactame), au moins une diamine et au moins un diacide carboxylique.
Dans ce cas, on prépare les blocs polyamide PA par polycondensation :
- de la ou des diamines aliphatiques linéaires ou aromatiques ayant X atomes de carbone ;
- du ou des diacides carboxyliques ayant Y atomes de carbone ; et
- du ou des comonomères {Z}, choisis parmi les lactames et les acides alpha-oméga aminocarboxyliques ayant Z atomes de carbone et les mélanges équimolaires d’au moins une diamine ayant X1 atomes de carbone et d’au moins un diacide carboxylique ayant Y1 atomes de carbones, (X1, Y1) étant différent de (X, Y) ;
- ledit ou lesdits comonomères {Z} étant introduits dans une proportion pondérale allant jusqu’à 50%, de préférence jusqu’à 20%, encore plus avantageusement jusqu’à 10% par rapport à l’ensemble des monomères précurseurs de polyamide ;
- en présence d’un limiteur de chaîne choisi parmi les diacides carboxyliques.
Avantageusement, on utilise comme limiteur de chaîne le diacide carboxylique ayant Y atomes de carbone, que l’on introduit en excès par rapport à la stœchiométrie de la ou des diamines.
Selon une variante de ce troisième type les blocs polyamides résultent de la condensation d'au moins deux acides alpha oméga aminocarboxyliques ou d'au moins deux lactames ayant de 6 à 12 atomes de carbone ou d'un lactame et d'un acide aminocarboxylique n'ayant pas le même nombre d'atomes de carbone en présence éventuelle d'un limiteur de chaîne.
A titre d'exemple d'acide alpha omega amino carboxylique aliphatique, on peut citer les acides aminocaproïques, amino-7-heptanoïque, amino-11-undécanoïque et amino-12-dodécanoïque. A titre d'exemple de lactame, on peut citer le caprolactame, l'oenantholactame et le lauryllactame. A titre d'exemple de diamines aliphatiques, on peut citer l’hexaméthylènediamine, la dodécaméthylènediamine et la triméthylhexaméthylène diamine. A titre d'exemple de diacides cycloaliphatiques, on peut citer l'acide 1,4-cyclohexyldicarboxylique. A titre d'exemple de diacides aliphatiques, on peut citer les acides butane-dioïque, adipique, azélaïque, subérique, sébacique, dodécanedicarboxylique, et les polyoxyalkylènes - α,ω diacides. A titre d'exemple de diacides aromatiques, on peut citer les acides téréphtalique (T) et isophtalique (I). A titre d’exemple de diamines cycloaliphatiques, on peut citer les isomères des bis-(4-aminocyclohexyl)-méthane (BACM), bis-(3-méthyl-4-aminocyclohexyl)méthane (BMACM), et 2-2-bis-(3-méthyl-4-aminocyclohexyl)-propane(BMACP), et para-amino-di-cyclo-hexyl-méthane (PACM). Les autres diamines couramment utilisées peuvent être l'isophoronediamine (IPDA), la 2,6-bis-(aminométhyl)-norbornane (BAMN) et la pipérazine.
Dans le cas où les blocs PA du PEBA selon l’invention comprennent au moins deux monomères différents, appelés «co-monomères», c’est à dire au moins un monomère et au moins un co-monomère (monomère différent du premier monomère), ils comprennent un copolymère tel qu’un copolyamide abrégé CoPA.
A titre d'exemples de blocs polyamides du troisième type, on peut citer les suivantes :
- 66/6 dans laquelle 66 désigne des motifs hexaméthylènediamine condensée avec l'acide adipique. 6 désigne des motifs résultant de la condensation du caprolactame.
- 66/610/11/12 dans laquelle 66 désigne l'hexaméthylènediamine condensée avec l'acide adipique. 610 désigne l'hexaméthylènediamine condensée avec l'acide sébacique. 11 désigne des motifs résultant de la condensation de l'acide aminoundécanoïque. 12 désigne des motifs résultant de la condensation du lauryllactame.
La masse Mn des blocs polyéthers est comprise entre 100 et 6 000 g/mol et de préférence entre 200 et 3 000 g/mol.
Selon un mode de réalisation préféré, le bloc rigide polyamide, dans le copolymère à blocs rigides PA et blocs polyéthers selon l’invention, comprend au moins un des motifs de polyamide suivants : 11, 12, 6, 610, 612, 1010, 1012, 1112, et leurs mélanges ou copolyamides.
Les blocs polyéthers PE sont constitués de motifs oxyde d'alkylène. Ces motifs peuvent être par exemple des motifs oxyde d'éthylène, des motifs oxyde de propylène ou tétrahydrofurane (qui conduit aux enchaînements polytétraméthylène glycol). On utilise ainsi des blocs PEG (polyethylène glycol) c'est à dire ceux constitués de motifs oxyde d'éthylène, des blocs PPG (propylène glycol) c'est à dire ceux constitués de motifs oxyde de propylène, des blocs PO3G (polytriméthylène glycol) c’est-à-dire ceux constitués de motifs polytriméthylène ether de glycol (de tels copolymères avec des blocs polytriméthylene ether sont décrits dans le document US6590065), et des blocs PTMG c'est à dire ceux constitués de motifs tetraméthylène glycols appelés aussi polytétrahydrofurane. Les copolymères PEBA peuvent comprendre dans leur chaîne plusieurs types de polyéthers, les copolyéthers pouvant être à blocs ou statistiques.
On peut également utiliser des blocs obtenus par oxyéthylation de bisphenols, tels que par exemple le bisphenol A. Ces derniers produits sont décrits dans le brevet EP613919.
Les blocs polyéthers peuvent aussi être constitués d'amines primaires éthoxylées. A titre d'exemple d'amines primaires éthoxylées on peut citer les produits de formule :
dans laquelle m et n sont compris entre 1 et 20 et x entre 8 et 18. Ces produits sont disponibles dans le commerce sous la marque Noramox® de la société CECA et sous la marque Genamin® de la société Clariant.
Les blocs polyétherdiols sont soit utilisés tels quels et copolycondensés avec des blocs polyamides à extrémités carboxyliques. La méthode générale de préparation en deux étapes des copolymères PEBA ayant des liaisons ester entre les blocs PA et les blocs PE est connue et est décrite, par exemple, dans le brevet français FR2846332. Les blocs polyéther peuvent être aussi mélangés avec des précurseurs de polyamide et un limiteur de chaîne diacide pour faire les polymères à blocs polyamides et blocs polyéthers ayant des motifs répartis de façon statistique (procédé en une étape).
Bien entendu, la désignation PEBA dans la présente description de l’invention se rapporte aussi bien aux Pebax® commercialisés par Arkema, aux Vestamid® commercialisés par Evonik®, aux Grilamid® commercialisés par EMS, ou à tout autre PEBA d’autres fournisseurs.
Selon un mode de réalisation, les copolymères PEBA ont des blocs PA en PA 6, en PA 11, en PA 12, en PA 610, en PA 612, en PA 1010, en PA 1012 et/ou en PA 1112, de préférence des blocs PA 11 et/ou PA 12 ; et des blocs PE en PTMG, en PEG, en PPG et/ou en PO3G. Les PEBA à base de blocs PE constitués majoritairement de PEG sont à ranger dans la gamme des PEBA hydrophiles. Les PEBA à base de blocs PE constitués majoritairement de PTMG sont à ranger dans la gamme des PEBA hydrophobes.
Avantageusement, ledit PEBA utilisé dans la composition selon l’invention est obtenu au moins partiellement à partir de matières premières bio-ressourcées.
Par matières premières d’origine renouvelable ou matières premières bio-ressourcées, on entend des matériaux qui comprennent du carbone bio-ressourcé ou carbone d’origine renouvelable. En effet, à la différence des matériaux issus de matières fossiles, les matériaux composés de matières premières renouvelables contiennent du14C. La « teneur en carbone d’origine renouvelable » ou « teneur en carbone bio-ressourcé » est déterminée en application des normes ASTM D 6866 (ASTM D 6866-06) et ASTM D 7026 (ASTM D 7026-04). A titre d’exemple, les PEBA à base de polyamide 11 proviennent au moins en partie de matières premières bio-ressourcées et présentent une teneur en carbone bio-ressourcé d'au moins 1%, ce qui correspond à un ratio isotopique de12C/14C d’au moins 1,2 x 10- 14. De préférence, les PEBA comprennent au moins 50% en masse de carbone bio-ressourcé sur la masse totale de carbone, ce qui correspond à un ratio isotopique12C/14C d’au moins 0,6.10-12. Cette teneur est avantageusement plus élevée, notamment jusqu'à 100%, qui correspond à un ratio isotopique12C/14C de 1,2 x 10-12, dans le cas par exemple de PEBA à blocs PA 11 et blocs PE comprenant du PO3G, PTMG et/ou PPG, de préférence PTMG issus de matières premières d’origine renouvelable.
Charges magnétiques
Par « charge magnétique », on entend au sens de l’invention les particules magnétiques à base de terres rares et/ou à base d'alnico (Aluminium, Nickel, Cobalt) et/ou à base de ferrite.
De préférence, les particules magnétiques possèdent un Dv50 compris dans la gamme de 0,1 à 100 μm.
Comme particules de ferrite, on peut utiliser des particules de ferrite de type magnétoplombite. Des exemples spécifiques des particules de ferrite de type magnétoplombite peuvent comprendre des particules de ferrite de baryum, des particules de ferrite de strontium et des particules de ferrite de baryum-strontium, qui sont représentées par la formule: AOnFe2O3(où A est Ba, Sr ou Ba-Sr; n = 5,0 à 6,5), ainsi que des particules obtenues par incorporation dans ces particules de ferrite, d’au moins un élément choisi dans le groupe constitué de Ti, Mn, Al, La, Zn, Bi et Co en une quantité de préférence de 0,1 à 7,0 moles%.
Les particules de ferrite ont de préférence un diamètre de particule moyen de préférence de 0,05 à 300 μm, plus préférablement de 1 à 100 μm, une force coercitive IHc de préférence de 119 à 557 kA / m (1 500 à 7 000 Oe), mieux encore 119 à 398 kA / m (1 500 à 5 000 Oe); et une valeur d'aimantation résiduelle de préférence de 100 à 300 mT (1 000 à 3 000 G), mieux encore de 100 à 200 mT (1 000 à 2 000 G).
De préférence, les particules magnétiques de ferrite sont des particules de ferrite de strontium.
Les particules magnétiques de terres rares sont des particules de composés métalliques composées d'au moins un élément de terre rare (par exemple néodyme) et d'au moins un métal de transition.
Des exemples de particules magnétiques de terres rares peuvent comprendre des particules magnétiques telles que des particules à base de cobalt de terres rares, des particules à base de terres rares-fer-bore et des particules à base de terres rares-fer-azote. Parmi ces particules magnétiques de terres rares, on préfère en particulier les particules à base de terres rares-fer-bore et les particules à base de terres rares-fer-azote. De préférence, les particules magnétiques de terres rares sont les particules à base de néodyme-fer-bore (Nd-Fe-B).
Les particules magnétiques de terres rares ont de préférence un Dv50 de préférence de 0,05 à 300 μm, plus préférablement de 1 à 100 μm, et une force coercitive IHc de préférence de 239 à 1 591 kA / m (3,0 à 20 kOe), mieux encore 318 à 1 114 kA / m (4,0 à 15 kOe); et une valeur d'aimantation résiduelle de préférence de 0,3 à 1,8 mT (3,0 à 18 kG), plus préférablement de 0,5 à 1,3 mT (5,0 à 13 kG).
Avantageusement, les particules magnétiques utilisées peuvent de manière optionnelle avoir été soumises à divers traitements de surface avant afin d'éviter une détérioration de leurs propriétés magnétiques due à l'oxydation.
Selon un mode de réalisation, les surfaces des particules magnétiques sont traitées par des agents de couplage à base de silane, des agents de couplage à base de titane, des agents de couplage à base d'aluminium, des polymères de siloxane, des agents de traitement de surface à base d'acide phosphorique organique, des agents phosphoriques inorganiques, de préférence, les agents de couplage à base de silane.
La composition magnétique peut comprend des additifs utilisables dans le domaine des aimants, de préférence, choisis parmi les modifiants, stabilisants UV, stabilisants thermiques, antioxydants, charges, agents de démoulage, pigments, agents de couplage, matériaux de renfort tels que du talc ou des fibres de verre, et/ou lubrifiant.
Procédé de préparation
Selon un mode de réalisation, on applique à l’étape (ii) d’extrusion une température supérieure d’au moins 5°C, de préférence supérieure d’au moins 10°C par rapport à la température de fusion du copolymère PEBA. Cette température doit généralement rester inférieure à 300°C, de façon à éviter une dégradation thermique du copolymère de l’invention.
Dans le cadre de la présente invention, on peut introduire un ou plusieurs copolymères PEBA. Lorsqu’un seul copolymère PEBA est employé, la température appliquée à l’étape (ii) est supérieure d’au moins 5 °C, de préférence supérieure d’au moins 30°C par rapport à la température de fusion du copolymère. Lorsque plusieurs copolymères sont employés, la température appliquée est supérieure d’au moins 5°C, de préférence supérieure d’au moins 30°C par rapport à la température de fusion la plus haute des copolymères.
Selon un mode de réalisation, la température appliquée à l’étape (ii) d’extrusion à l’état fondu est supérieure à 180°C et inférieure à 300°C.

Claims (14)

  1. Composition magnétique comprenant :
    - de 92% à 97% en poids d’au moins une charge magnétique,
    - de 3% à 8% en poids d’une résine de copolymère à blocs polyamides et à blocs polyéthers (PEBA) présentant une dureté instantanée inférieure ou égale à 55 Shore D, de préférence, inférieure ou égale à 50 Shore D et,
    - de 0% à 1% en poids d’au moins un additif,
    le total faisant 100% en poids de la composition.
  2. Composition selon la revendication 1, dans laquelle la viscosité fondue du copolymère PEBA est inférieure à 550 Pa.s, de préférence inférieure à 400 Pa.s, encore plus préférentiellement inférieure à 300 Pa.s.
  3. Composition selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle l’au moins une charge magnétique est choisie parmi les particules magnétiques à base de terres rares et/ou à base d'alnico (Aluminium, Nickel, Cobalt) et/ou à base de ferrite, de préférence sous forme de poudre.
  4. Composition selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le copolymère PEBA est un polyétheresteramide résultant de la polycondensation de blocs polyamides à bouts de chaînes dicarboxyliques avec des polyéthers diols.
  5. Composition selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle les blocs polyamide du copolymère PEBA comprend au moins un bloc choisi parmi PA 11, PA 12, PA 1112, PA 1010, PA 1012, PA 6, PA 610, PA 612, les copolyamides, et/ou leurs mélanges et les blocs polyéther du copolymère PEBA comprend au moins un bloc choisi parmi les blocs PTMG (polytétrahydrofurane), PEG (polyethylène glycol), PPG (propylène glycol), PO3G (polytriméthylène glycol) et/ou leurs mélanges, de préférence les blocs PTMG.
  6. Composition selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le copolymère PEBA comprend de 30 à 90 % en poids de blocs polyéthers, de préférence de 45 à 90 %, encore plus préférentiellement de 50 à 80% en poids de blocs polyéthers, et de 10 à 70 % en poids de blocs polyamide, de préférence de 10 à 55 %, encore plus préférentiellement de 20 à 50% en poids de blocs polyamide, par rapport au poids total du copolymère.
  7. Composition selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle l’au moins un additif est choisi parmi les modifiants, stabilisants UV, stabilisants thermiques, antioxydants, charges, agents de démoulage, pigments, agents de couplage, matériaux de renfort tels que du talc ou des fibres de verre, lubrifiant, et/ou leurs mélanges.
  8. Composition selon l’une des revendications précédentes dont l’allongement à la rupture est supérieur à 2%.
  9. Procédé de préparation d’une composition selon l’une des revendications précédentes, comprenant les étapes de :
    (i) mélange d’un copolymère PEBA sous forme de poudre ou de granulé avec une charge magnétique, et des additifs éventuels, de préférence le mélange étant un mélange à sec (« dry-blend ») ;
    (ii) extrusion du mélange obtenue à l’étape (i) en un extrudat sous forme de granulé.
  10. Procédé selon la revendication 9, comprenant une étape de mise en forme par broyage de l’extrudat obtenu à l’étape (ii) en une composition de poudre ; ou par moulage par injection de l’extrudat obtenu à l’étape (ii) en objet moulé.
  11. Procédé selon l’une des revendication 9 ou 10, comprenant une étape d’application d’un champ magnétique pour fournir une caractéristique magnétique souhaitée à l’extrudat lors de l’étape (ii) ou à la composition de poudre lors de l’étape (iii) ou à l’objet moulé lors de l’étape (iii).
  12. Composition susceptible d’être obtenue selon le procédé de l’une des revendications 9 à 11.
  13. Utilisation d’une composition selon l’une des revendications 1 à 8 ou 12, pour la fabrication d’un aimant utilisable dans des pièces électriques ou électroniques pouvant être utilisées dans le domaine du sport, de l’automobile, du médical, ou de l’industrie.
  14. Article constitué de ou comprenant au moins un aimant tel que décrit dans la revendication 13, de préférence, l’article étant un composant d’équipement sportif, de chaussure de sport, de montre connectée, de lunettes, de mobilier, d’équipement audio-visuel, de l’informatique, d’équipement automobile ou aéronautique et/ou un composant d’équipement médical, électrique, électroménager, informatique, électronique et/ou microélectronique.
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