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FR2880353A1 - Utilisation de nanotubes de carbone pour la fabrication d'une composition organique conductrice et applications d'une telle composition - Google Patents

Utilisation de nanotubes de carbone pour la fabrication d'une composition organique conductrice et applications d'une telle composition Download PDF

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FR2880353A1 FR0500075A FR0500075A FR2880353A1 FR 2880353 A1 FR2880353 A1 FR 2880353A1 FR 0500075 A FR0500075 A FR 0500075A FR 0500075 A FR0500075 A FR 0500075A FR 2880353 A1 FR2880353 A1 FR 2880353A1
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Abstract

La présente invention a pour objet l'utilisation de nanotubes de carbone pour la fabrication d'une composition organique conductrice électriquement ayant une résistivité électrique constante en fonction de la température ainsi que les applications de ces compositions.Ladite composition organique conductrice présente une résistivité électrique insensible à la température et une conductivité thermique insensible à la température.L'effet de résistivité constante en fonction de la température est représenté sur la figure ci-dessous.

Description

UTILISATION DE NANOTUBES DE CARBONE
POUR LA FABRICATION D'UNE COMPOSITION ORGANIQUE CONDUCTRICE ET APPLICATIONS D'UNE TELLE COMPOSITION.
Domaine de l'invention.
La présente invention concerne l'utilisation de nanotubes de carbone pour la fabrication d'une composition organique conductrice électriquement ayant une résistivité électrique constante en fonction de la température ainsi que les applications de ces compositions.
Art antérieur et problème technique.
Les nanotubes de carbone sont connus et utilisés pour leurs excellentes propriétés de conductivité électrique et thermique ainsi que leurs propriétés mécaniques. Ils sont ainsi de plus en plus utilisés en tant qu'additifs pour apporter aux matériaux notamment ceux de type macromoléculaire ces propriétés électriques, thermiques et/ou mécaniques (WO 91/03057; US5744235, US5445327, US54663230).
On trouve des applications des nanotubes de carbone dans de nombreux domaines, notamment en électronique (selon la température et leur structure, ils peuvent être conducteurs, semi-conducteurs ou isolants), en mécanique, par exemple pour le renfort des matériaux composites (les nanotubes de carbone sont cent fois plus résistants et six fois plus légers que l'acier) et électromécanique (ils peuvent s'allonger ou se contracter par injection de charge).
On peut par exemple citer l'utilisation de nanotubes de carbone dans des compositions macromoléculaires destinées à l'emballage de composants électroniques, à la fabrication de conduites d'essence (fuel line), de revêtements ou coating antistatiques, dans des thermistors, des électrodes pour super-capacités, etc. Par ailleurs, on connaît bien les compositions organiques conductrices qui présentent spécifiquement des effets de variation positive ou négative de la résistance électrique en fonction de la température (effet PTC ou NTC) et leur utilisation dans des dispositifs résistifs (US 6640420).
Ces compositions sont généralement des formulations à base de substances macromoléculaires dont au moins un composant est de nature semi-cristalline comme par exemple le polyéthylène et qui contiennent des additifs conducteurs, le plus connu étant le noir de carbone (J. of Pol. Sci. Part B Vol. 41, 3094-3101 (2003)) ou le PVDF (US 20020094441 Al, US 6,640,420).
Le principe de base avancé est que la fusion des domaines cristallins augmente le volume changeant ainsi le ratio substance macromoléculaire/charge conductrice \V1IRSCH6\BREVETS\Brevets\23300\23341. doc - 5 janvier 2005 - 1/15 faisant passer la composition d'un régime conducteur à un régime isolant: on franchit ainsi le seuil de percolation.
Un système PTC pourra donc être utilisé comme un système chauffant par effet Joule ou un limitateur électrique (en tension ou courant: coupe circuit) par le biais d'une résistance qui augmente rapidement en fonction de la température grâce à l'effet Joule.
L'effet PTC est mis à profit pour façonner des thermistors, des peintures chauffantes, des systèmes chauffants pour siège de voiture, ...
Dans le cas des compositions organiques électroconductrices contenant des 10 nanotubes de carbone agrégés ou non, on peut citer par exemple les brevets WO 91/03057, US 5744235, US 5611964 US 6403696.
Plus particulièrement, on peut noter les brevets de Hypérion US 5651922, WO 94/23433 et EP692136 dans lesquels on fait le parallèle avec les noirs de carbone ou le graphite pour attribuer un effet PTC à des compositions conductrices électriquement contenant des nanotubes, c'est à dire dont la résistivité croit avec l'augmentation de la température, dans le but d'assurer la protection des circuits électroniques et/ou les systèmes chauffants basé sur l'effet Joule.
De manière surprenante, la présente invention démontre que l'utilisation des nanotubes de carbone dans des compositions organiques permet d'obtenir des compositions conductrices électriquement ayant un effet contraire à l'effet PTC, c'est à dire une résistivité indépendante de la température. Aucun document de l'art antérieur n'a décrit ce phénomène physique.
Résumé de l'invention.
L'invention a pour but de proposer une nouvelle utilisation des nanotubes de carbone pour la fabrication d'une composition organique conductrice ayant une résistivité électrique insensible à la température. Par "insensible", on entend une variation relative inférieure ou égale à 80%, de préférence inférieure ou égale à 50%, encore préférentiellement inférieure ou égale à 30% sur la gamme de température de travail (en général de -50 C jusque la température de fusion du polymère lorsque la formulation est à base d'un semi cristallin ou jusqu'à la transition vitreuse lorsque la formulation est base d'un polymère amorphe). De manière générale, cette gamme de température est conditionnée par la nature de la formulation organique utilisée.
La présente invention a pour objet l'utilisation de nanotubes de carbone pour la fabrication d'une composition organique conductrice ayant une résistivité électrique insensible à la température.
Selon une forme de mise en oeuvre de l'invention précitée, dans l'utilisation précitée, la composition organique conductrice a de plus une conductivité thermique insensible à la température.
\\11IRSCH6\BREVETS\Brevets\23300\23341.doc - 5 janvier 2005 - 2/15 Selon une autre forme de mise en oeuvre de l'invention, dans l'utilisation précitée, la composition comprend une ou plusieurs charges électroconductrices dont au moins une charge comprend des nanotubes de carbone ayant un rapport de forme (L/D) supérieur ou égal à 5 et de préférence supérieur ou égale à 50 et avantageusement supérieur ou égal à 100.
Selon encore une autre forme de mise en oeuvre de l'invention, dans l'utilisation précitée, le pourcentage en poids de nanotubes de carbone dans la composition est inférieur à 30%, de préférence compris entre 0,01 et 20%, et avantageusement entre 0,1 et 15%.
Selon une autre forme encore de mise en oeuvre de l'invention, dans l'utilisation précitée, les nanotubes de carbone ont un diamètre compris entre 0,4 et 50 nm et une longueur comprise 100 et 100000 fois leur diamètre.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, dans l'utilisation précitée, les nanotubes de carbone sont sous forme multi-parois, leur diamètre étant compris entre 15 10 et 30 nm et leur longueur étant supérieure à 0,5 micron.
Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, dans l'utilisation précitée, la composition organique comprend un ou plusieurs matériaux macromoléculaires choisis parmi les liquides tels que les huiles, les graisses telles que celle utilisées pour la lubrification, les formulations liquides à base d'eau ou solvants tels que les adhésifs, les peintures et les vernis, les polymères thermoplastiques ou thermodurcissables, les élastomères et leurs formulations.
Suivant encore un autre mode de réalisation de l'invention, dans l'utilisation précitée, la composition organique comprend au moins un polymère de type semicristallin.
L'invention trouve une application particulièrement remarquée, dans le cadre de l'utilisation précitée, dans les domaines de l'emballage de composants électroniques, la fabrication de conduites d'essence (fuel line), les revêtements ou coating antistatiques, les thermistors, les électrodes pour supercapacités, les fibres de renfort mécaniques, les fibres textile, les formulations de caoutchouc ou d'élastomère, les joints, les écrans aux ondes radiofréquences et ondes électromagnétiques.
La présente invention a également pour objet, à titre de produit industriel nouveau, une composition organique conductrice ayant une résistivité électrique insensible à la température, comprenant une quantité jusque 30% en poids, par rapport au poids de la composition, de nanotubes de carbone, dont le diamètre est compris entre 0,4 et 50 nm, dont le rapport de forme (L/D) est supérieur à 100.
\\HIRSCH6\BREVETSBrevets\23300\23341.doc - 5 janvier 2005 - 3/15 Selon une forme de réalisation de l'invention, dans ladite composition les nanotubes de carbone ont un diamètre compris entre 10 et 30 nm et une longueur supérieure à 0,5 micron.
Selon une forme de réalisation de l'invention, ladite composition présente en 5 outre une conductivité thermique insensible à la température.
Selon une autre forme de réalisation de l'invention, dans ladite composition, le pourcentage en poids de nanotubes de carbone est compris entre 0,1 et 20%, et de préférence entre 1 et 15%.
Selon encore une autre forme de réalisation de l'invention, ladite composition comprend un ou plusieurs matériaux macromoléculaires choisis parmi les liquides tels que les huiles, les graisses telles que celle utilisées pour la lubrification, les formulations liquides à base d'eau ou solvants tels que les adhésifs, les peintures et les vernis, les polymères thermoplastiques ou thermodurcissables, les élastomères et leurs formulations.
Selon une autre forme encore de réalisation de l'invention, ladite composition comprend au moins un polymère de type semi-cristallin.
Brève description des figures.
La figure 1 montre le seuil de percolation de la composition organique utilisée dans l'invention.
La Figure 2 montre l'effet de résistivité constante en fonction de la température, avec une concentration de nanotubes en dessous du seuil de percolation.
La Figure 3 montre l'effet PTC de l'exemple de référence en comparaison des compositions utilisées dans l'invention.
Exposé détaillé de modes de réalisation de l'invention.
La composition comprend une ou plusieurs charges électroconductrices (et ou thermoconductrices) dont au moins une charge comprend des nanotubes de carbone ayant un rapport de forme (L/D) supérieur ou égal à 5 et de préférence supérieur ou égale à 50 et avantageusement supérieur ou égal à 100. Les nanotubes de carbone utilisés dans l'invention présentent en général une structure tubulaire de diamètre inférieur à 100 nm, préférentiellement compris entre 0,4 et 50 nm et/ou en général de longueur supérieure à 5 fois leur diamètre, préférentiellement supérieure à 50 fois leur diamètre et avantageusement comprise de 100 à 100000 ou encore comprise de 1000 à 10000 fois leur diamètre.
Les nanotubes de carbone sont constitués d'une variété allotropique du carbone 35 dans une configuration sp2 consistant en un long tube simple, double ou multi parois de cycles aromatiques accolés les uns aux autres, agrégés ou non.
\\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\23300\2334I.doc - 5 janvier 2005 - 4/15 Lorsque le nanotube est constitué d'un seul tube, on parlera de mono- paroi, de deux tubes on parlera de double parois. Au-delà, on parlera de multi parois. La surface externe des nanotubes peut être uniforme ou texturée.
On citera à titre d'exemple, les nanotubes mono-parois, les bi- parois ou les 5 multi-parois, les nanofibres, ....
Ces nanotubes peuvent être traités chimiquement ou physiquement pour les purifier ou les fonctionnaliser dans le but de leurs conférer de nouvelles propriétés de dispersion, et d'interaction avec les composants de la formulation telles que les matrices polymère, les élastomères, les résines thermodurcissables, les huiles, les ro graisses, les formulations à base aqueuse ou solvant telles que les peintures, les adhésifs, les vernis.
Les nanotubes de carbone peuvent être préparés selon différents procédés, tels que le procédé Arc électrique (C. Journet et al. dans Nature (london), 388 (1997) 756, le procédé phase gaz CVD, Hipco (P. Nicolaev et al. dans Chem. Phys. Lett., 1999, 313, 91), le procédé Laser (A.G. Rinzler et al. dans Appl. Phys. A, 1998, 67, 29), ou tout procédé donnant des formes tubulaires vides ou remplies de substances carbonées ou autres que le carbone On pourra se référer par exemple plus particulièrement aux documents WO 86/03455, WO 03/002456 pour la préparation de nanotubes de carbone multi-parois distincts ou non agrégés.
La composition organique comprend un ou plusieurs matériaux macromoléculaires.
Ces matériaux sont généralement les liquides ou des solides tels que les huiles ou bien des graisses telles que celle utilisées pour la lubrification, les formulations liquides à base d'eau ou les solvants tels que les adhésifs, les peintures et les vernis, les polymères et copolymères, notamment thermoplastiques ou thermodurcissables, les polymères solubles dans l'eau, les élastomères et leurs formulations en masse, ou en suspension ou en dispersion....
Comme exemple de résines thermoplastiques on peut citer les résines: acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS), acrylonitrileéthylène/propylène-styrène (AES), méthylméthacrylate-butadiène-styrène (MBS), acrylonitrile-butadiène-méthylméthacrylate-styrène (ABMS), acrylonitrile-n-butylacrylate-styrène (AAS), les gommes de: polystyrène modifié, les résines de: \WIRSCH6\BREVETS\Brevets\23300\23341.doc - 5 janvier 2005 - 5/15 polyéthylène, polypropylène, polystyrène, polyméthylméthacrylate, chlorure de polyvinyle, acétate de cellulose, polyamide, polyester, polyacrylonitrile, polycarbonate, polyphénylèneoxide, polycétone, polysulphone, polyphénylènesulfide, les résines: fluorées, siliconées, polyimide, polybenzimidazole.
Comme exemples de résines thermodurcissables, on peut citer, les résines à base de phénol, urée, mélamine, xylène, diallylphthalate, époxy, aniline, furane, polyuréthane, etc. Comme exemples d'élastomères thermoplastiques utilisables dans la présente invention on peut citer les élastomères de type polyoléfine, de type styrène comme les co-polymères bloc styrène-butadiène-styrène ou co-polymères bloc styrèneisoprène- styrène ou leur forme hydrogénée, les élastomères de type PVC, uréthane, polyester, polyamide, les élastomères thermoplastiques de type polybutadiène comme les résines 1,2-polybutadiène ou trans-1,4- polybutadiène; les élastomères de type polyéthylène comme les copolymères méthylcarboxylate-polyéthylène, éthylènevinylacétate, éthylène- éthylacrylate, les polyéthylène chlorés, les élastomères thermoplastiques de type fluorés, les polyéthers esters et les polyéthers amides etc., Comme exemples de polymères solubles dans l'eau on peut citer les polymères amphiphiles, aussi nommés polymères surfactants, qui contiennent à la fois des segments hydrophobes et hydrophiles, les polymères cellulosiques, les polyélectrolytes, les polymères ioniques, les polymères acrylates, les polymères d' acide acrylique, les copolymères de ceux-ci et leurs mélanges. Parmi les polymères spécifiques solubles dans l'eau on peut citer la gomme arabique, les poly (vinyl pyrrolidone), poly (vinyl-alcool), poly (acide acrylique), poly (acide méthacrylique), sodium polyacrylate, polyacrylamide, poly (éthylène oxide) , polyéthylène glycol, poly (éthylène formamide), polyhydroxyéther, poly (vinyl oxazolidinone), méthyl cellulose, éthyl cellulose, carboxyméthyl cellulose, éthyl (hydroxyéthyl) cellulose, sodium polyacrylate, leurs copolymères, et des mélanges de ceux-ci.
On peut encore citer les polystyrène sulfonate (PSS), poly (1- vinyl pyrrolidoneco-vinyl acétate), poly(l- vinyl pyrrolidone-co- acide acrylique), poly (1-vinylpyrrolidone-co-dimethylaminoéthyl méthacrylate), polyvinyl sulfate, poly (sodium styrène acide sulfonique-co-acide maleique), dextran, dextran sulfate, gélatine, sérum albumine bovine, poly (méthyl méthacrylate-co-éthyl acrylate), polyallyl amine, et leurs combinaisons.
Les formulations des compositions organiques à résistivité constante sont définies en fonction de l'énergie thermique à effet de Joule souhaitée et de la puissance électrique utilisée (tension ou courant imposé).
\\H1RSCH6\BREVETS\Brevets\23300\2334I.doc - 5 janvier 2005.6/15 Préférentiellement et essentiellement pour des raisons de coût de formulation, le pourcentage en poids de nanotubes de carbone dans la composition est inférieur à 30%, de préférence compris entre 0,01 et 20%, encore plus préférentiellement le pourcentage de nanotubes sera compris entre 0,1 et 15%.
La composition à résistivité constante en fonction de la température peut être obtenue par tout procédé connu de l'homme de l'art tel que mélange à sec, concentré dans une matrice polymère ou résine, mise en suspension,...
Le procédé de mélange peut utiliser différentes technologies telles que celles utilisées pour les caoutchoucs, les polymères, les liquides, .... On peut citer les mélangeurs internes, les extrudeuses mono ou double vis, les bus, les mélangeurs du type ultraturax, les mélangeurs à ultrasons ou tout type d'outil de mélange connu par l'homme de l'art.
Les compositions précédemment décrites peuvent être obtenue directement ou par dilution via l'utilisation d'un master batch comme décrit dans les brevet WO 91/03057 ou US 5646990, EP 692136 ou US 5591382 US 5643502 ou US 5651922, US 6221283.
Ces compositions peuvent aussi être obtenues par synthèse directe de la matière organique en présence de nanotubes de carbone. On génère ainsi soit une interaction physique entre le polymère ou copolymère et les nanotubes de carbone soit une liaison covalente qui est recherchée lorsqu'on vise l'amélioration significative des propriétés mécaniques (bon transfert des efforts mécaniques entre la matrice et les nanotubes de carbone.
Par ailleurs la composition a un seuil de percolation situé dans la gamme allant de 0,01 à 5%, de préférence de 0,1 à 3% en poids de nanotubes de carbone.
Le seuil de percolation correspond à la quantité de charge conductrice dans la substance macromoléculaire pour faire passer la composition d'un régime conducteur à un régime isolant et vice versa.
Sans être liés par une quelconque théorie, les inventeurs ont constaté que le seuil de percolation dépend de l'état de dispersion et donc de l'outil et des paramètres de mélangeage. Lorsque la dispersion est parfaite, c'est à dire tous les nanotubes sont dispersés individuellement, ce seuil est proportionnel au rapport de forme L/D. Une des relation donnant ce seuil est (L/D).Fv '3 où Fv est la fraction volumique en nanotube de carbone. Par exemple, pour un rapport dd L/D - 100, la fraction volumique au seuil de percolation sera de 3% et de 0,3% pour L/D .1000.
Les compositions décrites ci dessus sont utilisées dans toutes applications où l'on recherche une résistivité indépendante de la température.
Sans être lié par une quelconque théorie, on peut avancer que le chemin de percolation des noirs de carbone serait différent de celui des nanotubes de carbone.
\\FIIItSCH6\BREVETS\Brevets\23300\23341.doc - 5 janvier 2005 -7/15 En effet, les contacts dans le noir de carbone sont ponctuels et peuvent se défaire facilement. Pour les nanotubes de carbone, même si ces contacts sont aussi ponctuels, le glissement des nanotubes de carbone les uns par rapport aux autres permettrait un maintien de ces contacts. La différence résiderait donc dans l'organisation des composants conducteurs. Les noirs de carbone se présentent le plus souvent sous forme de chapelet (au-dessus du seuil de percolation) alors que les nanotubes de carbone se présentent le plus souvent sous forme plus ou moins enchevêtrée. Ce niveau d'enchevêtrement serait probablement responsable de l'effet de résistance constante de la composition à base de nanotubes de carbone en fonction lo de la température.
Par ailleurs, en plus de l'effet résistivité constante, les compositions peuvent avoir les mêmes utilisations que les compositions macromoléculaires connues contenant des nanotubes de carbone comme cités dans les références suivantes: US 6 689835 US6746627 US 6491789Carbon, 2002,40(10) 1741/1749 US2003/0130061 WO97/15934 JP,2004244490- WO2004/097853 Science 2000, 290 (5495), 1331/1334 J.Mater. Chem., 2994,14, 1/3. En particulier, les compositions selon l'invention présentent aussi les avantages mécaniques liés à l'utilisation des nanotubes.
On peut citer les applications suivantes: emballage de composants électroniques, fabrication de conduites d'essence (fuel line), revêtements ou coating antistatiques, thermistors, électrodes pour supercapacités, fibres de renfort mécanique, fibres textile, formulations de caoutchouc ou d'élastomère telles que les pneumatiques, les joints et notamment d'étanchéité, écran aux ondes radiofréquences et ondes électromagnétiques, muscle artificiel, ...
Les compositions à résistivité constante en fonction de la température peuvent être utilisées dans les applications finales décrites ci dessus sous différentes formes: liquide, solide dur ou élastomérique, poudre, film, fibre, gel...
Exemples
Les exemples suivants illustrent la présente invention sans toutefois en limiter 30 la portée.
On utilise des nanotubes de carbone obtenus selon le procédé décrit dans le brevet PCT WO 03/002456 A2. Ces nanotubes ont un diamètre compris entre 10 et 30 nm et une longueur > 0,41.1m. Ils se présentent, dans la composition finale, sous forme multiparoi en totalité ou à plus de 98% sous forme distincte c'est à dire non agrégée. Pour la formulation de référence on utilise une formulation polymère, additivée de graphite et de noir de carbone commercialisée par Timcal sous la dénomination ENSACO 250.
\\HIRSCH6\BREV ETS\Brevets\23300\23341.doc - 5 janvier 2005 - 8/15 Le polymère est un polymère thermoplastique de type PVDF commercialisé par Arkema sous la dénomination Kynar 720.
Sauf indication contraire, les quantités sont exprimées en poids.
Dans ces exemples, le schéma de préparation des compositions est le suivant: Les compositions sont généralement réalisées par mélange à l'état fondu d'un polymère avec des nanotubes de carbone ou l'additif de référence. Le mélange est réalisé à l'aide d'un mélangeur interne par exemple du type Haak.
La température du mélange est généralement d'environ 230 C. La durée du mélange est conditionnée par la stabilité du couple du mélangeur. De manière générale, elle est inférieure à 7 minutes. L'introduction des ingrédients dans le mélangeur se fait de la manière suivante: on introduit d'abord 50% du polymère. Lorsque le polymère commence à fondre, on ajoute la charge conductrice puis on rajoute la partie restante de polymère.
Les mesures de résistivité électrique sont réalisées à l'aide d'un système 15 diélectrique pour les compositions peu conductrices et par la méthode de quatre pointes pour celles ayant des résistivités inférieures à 10' ohms.cm.
L'évaluation de l'effet PTC se fait à l'aide d'un spectromètre diélectrique à la fréquence 50,02Hz. Pour assurer le contact électrique, l'échantillon sous forme de plaque moulé par compression est recouvert sur ses deux faces par une couche d'argent.
Pour chaque test, l'échantillon est soumis à deux chauffes de 3 C/min. La première va de -20 C à 165 C et la deuxième de -20 C à 180 C.
Exemple 1.
On prépare diverses compositions selon l'invention selon le procédé décrit ci-25 dessus, avec des teneurs en nanotubes variables, de 0 à 4%.
Au préalable, une analyse de la résistivité du mélange PVDF/nanotube a été entreprise pour rechercher le seuil de percolation. Les résultats obtenus sont donnés dans la figure N 1 et le tableau N 1. Le seuil de percolation peut être estimé à 0,75%.
\\HIRSCH6\BREVETS\13revets\23300\23341.doc - 5 janvier 2005 - 9/15
Tableau 1
% nanotube R (ohm.cm) 0 2,00E11 0,1 1,3E11 0,5 5,4E10 1 168 2 9,2 4 1,2 Pour étudier l'effet PTC, nous avons choisi des compositions de part et d'autre de ce seuil à savoir 0,5, 1 et 2% de nanotubes. Ces compositions sont référencées 1A, 1B et 1C.
Exemple 2 (comparatif).
On prépare une composition selon l'art antérieur selon la composition suivante: 70,4% d'une composition organique à base de PVDF 720 17,6% graphite 12% noir de carbone Résultats des essais.
La Figure 2 montre l'effet de résistivité constante en fonction de la température, avec une concentration de nanotubes en dessous du seuil de percolation.
La Figure 3 montre l'effet PTC de l'exemple de référence en comparaison des compositions utilisées dans l'invention.
A partir des résultats montrés dans les courbes des figures 2 et 3, on voit bien l'effet PTC de l'exemple de référence à savoir l'augmentation de la résistivité en fonction de la température.
Par contre les compositions de l'invention et ce à l'encontre de ce qui est divulgué dans l'état de la technique, n'ont pas d'effet PTC et ce que l'on soit avant ou après le seuil de percolation.
Nous obtenons donc des compositions dont la résistivité électrique est indépendante de la température.
Cette constance de la résistivité électrique est maintenue sur toute la gamme de 25 variation de la température jusqu'à la fusion de la matrice polymère.
\WIRSCH6\BREVETS\Brevets\23300\23341.doc - 5 janvier 2005 - 10/15

Claims (15)

REVENDICATIONS.
1. Utilisation de nanotubes de carbone pour la fabrication d'une composition organique conductrice ayant une résistivité électrique insensible à la 5 température.
2. Utilisation selon la revendication 1 dans laquelle la composition organique conductrice a de plus une conductivité thermique insensible à la température.
3. Utilisation selon la revendication 1 ou 2 dans laquelle la composition comprend une ou plusieurs charges électroconductrices dont au moins une charge comprend des nanotubes de carbone ayant un rapport de forme (L/D) supérieur ou égal à 5 et de préférence supérieur ou égale à 50 et avantageusement supérieur ou égal à 100.
4. Utilisation selon l'une des revendications 1 à 3 dans laquelle le pourcentage en poids de nanotubes de carbone dans la composition est inférieur à 30%, de préférence compris entre 0,01 et 20%, et avantageusement entre 0,1 et 15%.
5. Utilisation selon l'une des revendications 1 à 4 dans laquelle les nanotubes de carbone ont un diamètre compris entre 0,4 et 50 nm et une longueur comprise 100 et 100000 fois leur diamètre.
6. Utilisation selon l'une des revendications 1 à 5 dans laquelle les nanotubes de carbone sont sous forme multi-parois, leur diamètre est compris entre 10 et 30 nm et leur longueur est supérieure à 0,5 micron.
7. Utilisation selon l'une des revendications 1 à 6 dans laquelle la composition organique comprend un ou plusieurs matériaux macromoléculaires choisis parmi les liquides tels que les huiles, les graisses telles que celle utilisées pour la lubrification, les formulations liquides à base d'eau ou solvants tels que les adhésifs, les peintures et les vernis, les polymères thermoplastiques ou thermodurcissables, les élastomères et leurs formulations.
8. Utilisation selon la revendication 7 dans laquelle la composition organique comprend au moins un polymère de type semi- cristallin.
\\H1RSCH6\BREVETS\Brevets\23300\23341.doc - 5 janvier 2005 - I I/15
9. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dans les domaines de l'emballage de composants électroniques, la fabrication de conduites d'essence (fuel line), les revêtements ou coating antistatiques, les thermistors, les électrodes pour supercapacités, les fibres de renfort mécaniques, les fibres textile, les formulations de caoutchouc ou d'élastomère, les joints, les écrans aux ondes radiofréquences et ondes électromagnétiques.
10. Composition organique conductrice ayant une résistivité électrique insensible à la température, comprenant une quantité jusque 30% en poids, par rapport au 10 poids de la composition, de nanotubes de carbone, dont le diamètre est compris entre 0,4 et 50 nm, dont le rapport de forme (L/D) est supérieur à 100.
11. Composition selon la revendication 10 dans laquelle les nanotubes de carbone ont un diamètre compris entre 10 et 30 nm et une longueur supérieure à 0,5 15 micron.
12. Composition selon la revendication 10 ou 11, qui a de plus une conductivité thermique insensible à la température.
13. Composition selon l'une des revendications 10 à 12 dans laquelle le pourcentage en poids de nanotubes de carbone dans la composition est compris entre 0,1 et 20%, et de préférence entre 1 et 15%.
14. Composition selon l'une des revendications 10 à 13, comprenant un ou plusieurs matériaux macromoléculaires choisis parmi les liquides tels que les huiles, les graisses telles que celle utilisées pour la lubrification, les formulations liquides à base d'eau ou solvants tels que les adhésifs, les peintures et les vernis, les polymères thermoplastiques ou thermodurcissables, les élastomères et leurs formulations.
15. Composition selon la revendication 14 comprenant au moins un polymère de type semi-cristallin.
\\iIIRSCH6\BREVETS\Brevets\23300\23341.doc - 5 janvier 2005 - 12/15
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