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Title:
THERMALLY CONDUCTIVE SILICONE COMPOSITIONS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/260279
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to organopolysiloxane compositions comprising an organopolysiloxane having, per molecule, at least two alkenyl groups, an organopolysiloxane having, per molecule, at least two SiH units, a hydrosilylation catalyst, and a thermally conductive filler, the thermally conductive filler comprising at least 40% by weight of metallic silicon, and a specific particle size distribution. The invention further relates to a silicone elastomer which can be obtained by cross-linking and/or curing the composition, as well as its use as a thermally conductive material for coating or filling, in particular for the automotive field, in particular for the field of electric vehicles.

Inventors:
PELLE AURÉLIE (FR)
FAUVRE LUCILE (FR)
DUBOIS JULIE (FR)
Application Number:
PCT/FR2021/000066
Publication Date:
December 30, 2021
Filing Date:
June 24, 2021
Export Citation:
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Assignee:
ELKEM SILICONES FRANCE SAS (FR)
International Classes:
C09C3/10; C08G77/00; C08G77/12; C08G77/20; C08K3/02; C08K3/22; C08L83/00; C08L83/04; C09C1/28; C09K5/00
Domestic Patent References:
WO2015004396A12015-01-15
WO2015004397A12015-01-15
WO2016075414A12016-05-19
WO2016071651A12016-05-12
WO2016071652A12016-05-12
WO2016071654A12016-05-12
Foreign References:
EP1788031A12007-05-23
KR20120086249A2012-08-02
EP3372630A12018-09-12
US4292223A1981-09-29
US20190161666A12019-05-30
JP2000063670A2000-02-29
EP1788031A12007-05-23
JP2007311628A2007-11-29
KR20120086249A2012-08-02
JPS524573B11977-02-04
US3159601A1964-12-01
US3159602A1964-12-01
US3220972A1965-11-30
EP0057459A11982-08-11
EP0188978A11986-07-30
EP0190530A11986-08-13
US3419593A1968-12-31
US3715334A1973-02-06
US3377432A1968-04-09
US3814730A1974-06-04
Attorney, Agent or Firm:
MEKKI, Boualem (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Composition organopolysiloxanique X comprenant :

- au moins un organopolysiloxane A présentant, par molécule, au moins deux groupes alcényles en C2-C6 liés au silicium,

- au moins un organopolysiloxane B présentant, par molécule, au moins deux motifs SiH,

- une quantité catalytiquement efficace d’au moins un catalyseur d’hydrosilylation C, et

- une charge thermoconductrice D, caractérisée en ce que ladite charge thermoconductrice D comprend au moins 40% en poids de silicium métallique, ladite charge thermoconductrice D comprend entre 3% et 22% de particules ayant un diamètre inférieur ou égal à 2 pm, et la distribution de taille des particules est telle que le ratio d90/dl0 de ladite charge est supérieur ou égal à 20. 2. Composition organopolysiloxanique X selon la revendication 1, caractérisée en ce que le poids total de la charge thermoconductrice D dans la composition organopolysiloxanique X est compris entre 80% et 95%.

3. Composition organopolysiloxanique X selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que ladite charge thermoconductrice D comprend entre 3% et 20%, de préférence entre 6% et 18%, de particules ayant un diamètre inférieur ou égal à 2 pm.

4. Composition organopolysiloxanique X selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la distribution de taille des particules est telle que le ratio d90/dl0 de ladite charge est supérieur ou égal à 30.

5. Composition organopolysiloxanique X selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ladite charge thermoconductrice D comprend au moins 70% en poids de silicium métallique.

6. Composition organopolysiloxanique X selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la charge thermoconductrice D comprend 100% en poids de silicium métallique. 7. Composition organopolysiloxanique X selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la charge thermoconductrice D comprend, en plus du silicium métallique, une charge thermoconductrice choisie dans le groupe constitué par une charge d’alumine, une charge de trihydrate d’aluminium, une charge d’aluminium, une charge de silice, une charge d’oxyde de zinc, une charge de nitrure d’aluminium, une charge de nitrure de bore, et leurs mélanges.

8. Composition organopolysiloxanique X selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu’elle comprend :

- de 5% à 30%, de préférence de 8% à 15%, d’un organopolysiloxane A présentant, par molécule, au moins deux groupes alcényles en C2-C6 liés au silicium,

- de 0,1% à 10%, de préférence de 0,5% à 5%, d’un organopolysiloxane B présentant, par molécule, au moins deux motifs SiH,

- de 2 ppm à 400 ppm, de préférence de 5 ppm à 200 ppm, d’un catalyseur d’hydrosilylation C,

- de 70% à 95%, de préférence de 80% à 95% d’une charge thermoconductrice D,

- de 0,1% à 5%, de préférence de 1% à 3%, d’un agent de traitement de la charge thermoconductrice E,

- de 100 ppm à 3000 ppm, de préférence de 100 ppm à 2000 ppm d’un inhibiteur de réticulation F.

9. Système bi-composant P précurseur de la composition organopolysiloxanique X telle que définie dans l’une quelconque des revendications 1 à 8 et comprenant les constituants A, B, C, et D tels que définis dans l’une quelconque des revendications 1 à 8, ledit système bi-composant P étant caractérisé en ce qu’il se présente en deux parties PI et P2 distinctes destinées à être mélangées pour former ladite composition organopolysiloxanique X, et en ce que l’une des parties PI ou P2 comprend le catalyseur C et ne comprend pas l’organopolysiloxane B, tandis que l’autre partie PI ou P2 comprend G organopolysiloxane B et ne comprend pas le catalyseur C

10. Elastomère silicone susceptible d’être obtenu par réticulation et/ou durcissement de la composition organopolysiloxanique X telle que définie dans l’une quelconque des revendications 1 à 8.

11. Procédé de préparation d’un élastomère silicone comprenant les étapes suivantes : a) fournir un système bi-composant P comprenant l’ensemble des composants de la composition organopolysiloxanique X telle que définie dans l’une quelconque des revendications 1 à 8 ; b) mélanger les deux parties dudit système bi-composant P pour obtenir la composition organopolysiloxanique X ; et c) laisser réticuler et/ou durcir ladite composition organopolysiloxanique X pour obtenir ledit élastomère silicone.

12. Utilisation de l’élastomère silicone tel que défini dans la revendication 10 comme matériau thermoconducteur d’ enrobage ou de remplissage, notamment dans le domaine de l’électronique, dans des applications électriques, et dans le domaine de l’automobile.

13. Composition intermédiaire comprenant :

- au moins un organopolysiloxane A présentant, par molécule, au moins deux groupes alcényles en C2-C6 liés au silicium, et - une charge thermoconductrice D, caractérisée en ce que ladite charge thermoconductrice D comprend au moins 40% en poids de silicium métallique, ladite charge thermoconductrice D comprend entre 3% et 22% de particules ayant un diamètre inférieur ou égal à 2 pm, et la distribution de taille des particules est telle que le ratio d90/dl0 de ladite charge est supérieur ou égal à 20.

Description:
DESCRIPTION

TITRE : COMPOSITIONS SILICONES THERMOCONDUCTRICES

Domaine technique La présente invention concerne de nouvelles compositions organopolysiloxaniques réticulant par polyaddition, destinées à produire des éléments thermoconducteurs notamment pour le domaine de Lautomobile, en particulier pour le domaine des véhicules électriques.

Etat de la technique antérieure Les élastomères silicones thermoconducteurs sont bien connus pour leurs propriétés remarquables de transfert de chaleur, de résistance thermique au chaud et au froid, et d’isolation électrique. Ils sont utilisés notamment dans les applications électriques et électroniques, et dans les domaines de l’automobile. En particulier dans le domaine automobile, les élastomères silicones thermoconducteurs sont utilisés au niveau des batteries des véhicules électriques et des véhicules hybrides (« EV » et « HEV » selon la terminologie anglo-saxonne) pour évacuer la chaleur des cellules des blocs-batteries et de l’électronique embarquée.

Des formulations de silicones thermoconductrices ont été décrites dans l’art antérieur. Dès 1981, le brevet US 4,292,223 décrivait des élastomères thermoconducteurs comprenant des organopolysiloxanes, une charge particulaire et un modifiant de viscosité. La charge particulaire comprend de la silice et une poudre métallique thermoconductrice. La teneur en poids en poudre métallique n’est toutefois que de 0,5:1 à 2,5:1, en rapport massique poudre/polymère, et la conductivité thermique maximale obtenue n’est que de 11,7.10 4 cal/s.cm.°C, soit 0,5 W/m.K, ce qui n’est pas suffisant pour les applications désirées. Actuellement, il est souhaitable d’obtenir une conductivité thermique supérieure à 2,0 W/m.K, de préférence d’au moins 3,0 W/m.K.

Traditionnellement, on emploie des poudres d’oxydes métalliques pour améliorer la thermoconductivité des élastomères, par exemple du trihydrate d’aluminium (ATH), de l’oxyde d’aluminium et/ou de l’oxyde de magnésium (voir par exemple la demande de brevet US 2019/0161666). Cependant, l’addition de ces charges thermoconductrices à très haute concentration est responsable de l’augmentation de la densité de l’élastomère. Pour les domaines d’application visés, tels que l’automobile, la densité du matériau élastomère est une propriété très importante. Il est souhaitable d’obtenir un matériau élastomère thermoconducteur dont la densité est de préférence inférieure à 4 g/cm 3 , plus préférentiellement inférieure à 3 g/cm 3 , plus préférentiellement inférieure à 2,5 g/cm 3 , et encore plus préférentiellement inférieure à 2 g/cm 3 . La demande de brevet JP 2000-063670 décrit un élastomère silicone thermoconducteur contenant du silicium métallique comme charge thermoconductrice. Le brevet EP 1.788.031 décrit également Lutilisation de poudre de silicium métallique dans les élastomères silicones en tant que charge thermoconductrice pour obtenir une conductivité thermique élevée et une bonne stabilité au stockage. Toutefois, la conductivité thermique maximale obtenue dans ce document est comprise entre 0,6 W/m.K et 1,0 W/m.K. De la même manière, la demande de brevet JP 2007-311628 décrit un film élastomère thermoconducteur dans lequel une poudre de silicium métallique est utilisée comme charge thermoconductrice et isolant électrique. De préférence, ladite poudre de silicium métallique a une granulométrie de moins de 20 pm. La demande de brevet KR 20120086249 décrit une méthode de préparation d’un élastomère silicone thermoconducteur contenant une charge thermoconductrice en poudre et une charge creuse en résine organique. Selon ce document, on utilisera de préférence une poudre thermoconductrice ayant des particules de diamètre compris entre 3 et 15 pm. Il est précis que G élastomère silicone obtenu peut avoir une thermoconductivité comprise entre 0,15 W/m.K et 3,0 W/m. K. Toutefois, dans les exemples, la conductivité thermique ne dépasse pas 0,41 W/m.K.

Dans un autre domaine technique, le brevet JP524573 décrit des rouleaux et des bandes thermosoudants conducteurs thermiques utilisant une couche élastomère silicone comprenant une poudre de silicium métallique. La thermoconductivité obtenue est de 2 W/m.K.

Il serait souhaitable de disposer d’un élastomère silicone thermoconducteur ayant à la fois une haute conductivité thermique, de préférence supérieure à 2,0 W/m.K ou 3,0 W/m.K, et une faible densité, de préférence inférieure à 3 g/cm 3 ou à 2 g/cm 3 . En outre, Il est nécessaire que cet élastomère silicone ait une consistance permettant sa mise en œuvre et son utilisation dans les domaines techniques désirés. En effet, les inventeurs ont constatés que la composition pouvait devenir poudreuse si les charges étaient mal choisies, et la préparation de l’élastomère devenait alors impossible.

L’objet de la présente invention est de proposer une nouvelle composition organopolysiloxanique thermoconductrice, résolvant les problèmes mentionnés ci-dessus, et possédant à la fois une haute conductivité thermique, une faible densité, et une bonne processabilité.

Résumé de l’invention

La présente invention a pour objet une composition organopolysiloxanique X comprenant :

- au moins un organopolysiloxane A présentant, par molécule, au moins deux groupes alcényles en C2-C6 liés au silicium, - au moins un organopolysiloxane B présentant, par molécule, au moins deux motifs SiH,

- une quantité catalytiquement efficace d’au moins un catalyseur d’hydrosilylation C, et

- une charge thermoconductrice D, caractérisée en ce que ladite charge thermoconductrice D comprend au moins 40% en poids de silicium métallique, ladite charge thermoconductrice D comprend entre 3% et 22% de particules ayant un diamètre inférieur ou égal à 2 pm, et la distribution de taille des particules est telle que le ratio d90/dl0 de ladite charge est supérieur ou égal à 20.

Un autre objet de la présente invention concerne un système bi-composant P précurseur de la composition organopoly siloxanique X telle que définie ci-dessus et comprenant les constituants A, B, C, et D tels que définis ci-dessus, ledit système bi-composant P étant caractérisé en ce qu’il se présente en deux parties PI et P2 distinctes destinées à être mélangées pour former ladite composition organopolysiloxanique X, et en ce que l’une des parties PI ou P2 comprend le catalyseur C et ne comprend pas l’organopolysiloxane B, tandis que l’autre partie PI ou P2 comprend l’organopolysiloxane B et ne comprend pas le catalyseur C.

Un autre objet de la présente invention concerne un élastomère silicone susceptible d’être obtenu par réticulation et/ou durcissement de la composition organopolysiloxanique X telle que définie ci-dessus, ainsi que l’utilisation de l’élastomère silicone comme matériau thermoconducteur d’emobage ou de remplissage, notamment pour le domaine de l’automobile, en particulier pour le domaine des véhicules électriques.

Un autre objet de la présente invention concerne un procédé de préparation d’un élastomère silicone comprenant les étapes suivantes : a) fournir un système bi-composant P comprenant l’ensemble des composants de la composition organopolysiloxanique X telle que définie ci-dessus ; b) mélanger les deux parties dudit système bi-composant P pour obtenir la composition organopolysiloxanique X ; et c) laisser réticuler et/ou durcir ladite composition organopolysiloxanique X pour obtenir ledit élastomère silicone.

Enfin, la présente invention a pour objet une composition intermédiaire comprenant :

- au moins un organopolysiloxane A présentant, par molécule, au moins deux groupes alcényles en C2-C6 liés au silicium, et

- une charge thermoconductrice D, caractérisée en ce que ladite charge thermoconductrice D comprend au moins 40% en poids de silicium métallique, ladite charge thermoconductrice D comprend entre 3% et 22% de particules ayant un diamètre inférieur ou égal à 2 mhi, et la distribution de taille des particules est telle que le ratio d90/dl0 de ladite charge est supérieur ou égal à 20.

Description détaillée de l’invention

Sauf indication contraire, toutes les viscosités des huiles silicones dont il est question dans le présent exposé correspondent à une grandeur de viscosité dynamique à 25°C dite « Newtonienne », c’est-à-dire la viscosité dynamique qui est mesurée, de manière connue en soi, avec un viscosimètre Brookfield à un gradient de vitesse de cisaillement suffisamment faible pour que la viscosité mesurée soit indépendante du gradient de vitesse.

La composition organopolysiloxanique X selon la présente invention comprenant au moins les composants A, B, C, et D suivants :

- un organopolysiloxane A présentant, par molécule, au moins deux groupes alcényles en Ci- G, liés au silicium,

- un organopolysiloxane B présentant, par molécule, au moins deux motifs SiH,

- un catalyseur d’hydrosilylation C, et

- une charge thermoconductrice D.

L’organopolysiloxane A présentant, par molécule, au moins deux groupes alcényles en C2-C6 liés au silicium, peut être notamment formé :

- d’au moins deux motifs siloxyle de formule suivante : Y a R 1 b SiO ( 4- a-b )/2 dans laquelle :

Y est un alcényle en C2-C6, de préférence vinyle,

R 1 est un groupe hydrocarboné monovalent ayant de 1 à 12 atomes de carbone, de préférence choisi parmi les groupes alkyles ayant de 1 à 8 atomes de carbone tels que les groupes méthyle, éthyle, propyle, les groupes cycloalkyles ayant de 3 à 8 atomes de carbone et les groupes aryle ayant de 6 à 12 atomes de carbone, et a=l ou 2, b=0, 1 ou 2 et la somme a+b=l, 2 ou 3 ; et

- éventuellement de motifs de formule suivante : R 1 c SiO ( 4- C )/2 dans laquelle R 1 a la même signification que ci-dessus et c = 0, 1, 2 ou 3.

Il est entendu dans les formules ci-dessus que, si plusieurs groupes R 1 sont présents, ils peuvent être identiques ou différents les uns des autres.

Ces organopolysiloxanes A peuvent présenter une structure linéaire, essentiellement constitués de motifs siloxyles « D » choisis parmi le groupe constitué par les motifs siloxyles Y2S1O2 / 2, YR 1 Si0 2/2 et R^SÎOM, et de motifs siloxyles « M » terminaux choisis parmi le groupe constitué par les motifs siloxyles YR/SiOi . Y2R 1 SiOi/2 et R ' ;SiO 2- Les symboles Y et R 1 sont tels que décrits ci-dessus.

A titre d’exemples de motifs « M » terminaux, on peut citer les groupes triméthylsiloxy, diméthylphénylsiloxy, diméthylvinylsiloxy ou diméthylhexènylsiloxy.

A titre d’exemples de motifs « D », on peut citer les groupes diméthylsiloxy, méthylphénylsiloxy, méthylvinylsiloxy, méthylbutènylsiloxy, méthylhexènylsiloxy, méthyldécènylsiloxy ou méthyldécadiènylsiloxy.

Des exemples d’organopolysiloxanes linéaires pouvant être des organopolysiloxanes A selon l’invention sont :

- un poly(diméthylsiloxane) à extrémités diméthylvinylsilyles ;

- un poly(diméthylsiloxane-co-méthylphénylsiloxane) à extrémités diméthyl-vinylsilyles ;

- unpoly(diméthylsiloxane-co-méthylvinylsiloxane) à extrémités diméthyl-vinylsilyles ;

- un poly(diméthylsiloxane-co-méthylvinylsiloxane) à extrémités triméthyl-silyles ; et

- un poly(méthylvinylsiloxane) cycliques.

Dans la forme la plus recommandée, l’organopolysiloxane A contient des motifs diméthylvinylsilyles terminaux et encore plus préférentiellement l’organopolysiloxane A est un poly(diméthylsiloxane) à extrémités diméthylvinylsilyles.

Une huile silicone a généralement une viscosité comprise entre 1 mPa.s et 2.000.000 mPa.s. De préférence, lesdits organopolysiloxanes A sont des huiles de viscosité dynamique comprise entre 20 mPa.s et 100.000 mPa.s, de préférence entre 20 mPa.s et 80.000 mPa.s à 25°C, et plus préférentiellement entre 100 mPa.s et 50.000 mPa.s.

Optionnellement, les organopolysiloxanes A peuvent en outre contenir des motifs siloxyles « T » (R'SiCLi) et/ou des motifs siloxyles « Q » (S1O4 / 2). Les symboles R 1 sont tels que décrits ci-dessus. Les organopolysiloxanes A présentent alors une structure branchée. Des exemples d’organopolysiloxanes branchés pouvant être des organopolysiloxanes A selon l’invention sont :

- un poly(diméthylsiloxane)(méthylsiloxane) à extrémités triméthylsilyles et diméthylvinylsilyles, constituée de motifs « M » triméthylsiloxy, « M » diméthylvinylsiloxy, « D » diméthylsiloxy et « T » méthylsiloxy ;

- une résine constituée de motifs « M » triméthylsiloxy, « M » diméthylvinylsiloxy et « Q » ; et

- une résine constituée de motifs « M » triméthylsiloxy, « D » méthylvinylsiloxy et « Q ». Toutefois, selon un mode de réalisation, la composition organopolysiloxanique X ne comprend pas d’organopolysiloxanes branchés ou résines comprenant des motifs alcényles en C2-C6. De préférence, le composé organopolysiloxane A a une teneur massique en motif alcényle comprise entre 0,001% et 30%, de préférence entre 0,01% et 10%, de préférence entre 0,02 et 5%.

La composition organopolysiloxanique X comprend de préférence de 5% à 30% d’organopolysiloxane A, plus préférentiellement de 8% à 15% en poids d’organopolysiloxane A, par rapport au poids total de la composition organopolysiloxanique X.

La composition organopolysiloxanique X peut comprendre un seul organopolysiloxane A ou un mélange de plusieurs organopolysiloxanes A ayant par exemple des viscosités différentes et/ou des structures différentes.

L’organopolysiloxane B est un composé organohydrogénopolysiloxane comprenant par molécule au moins deux, et de préférence au moins trois, fonctions hydrogénosilyles ou motifs Si-H. La composition organopolysiloxanique X peut comprendre un seul organohydrogénopolysiloxane B ou un mélange de plusieurs organohydrogénopolysiloxanes B ayant par exemple des viscosités différentes et/ou des structures différentes. L’organohydrogénopolysiloxane B peut avantageusement être un organopolysiloxane comprenant au moins deux, de préférence au moins trois, motifs siloxyles de formule suivante : dans laquelle :

- les radicaux R 2 , identiques ou différents, représentent un radical monovalent ayant de 1 à 12 atomes de carbone,

- d=l ou 2, e=0, 1 ou 2 et d+e=l, 2 ou 3 ; et éventuellement d’autres motifs de formule suivante : R 2 f SiO ( 4-f>/2 dans laquelle R 2 a la même signification que ci-dessus, et f = 0, 1, 2, ou 3.

II est entendu dans les formules ci-dessus que, si plusieurs groupes R 2 sont présents, ils peuvent être identiques ou différents les uns des autres. Préférentiellement R 2 peut représenter un radical monovalent choisi dans le groupe constitué par les groupes alkyles ayant 1 à 8 atomes de carbone, éventuellement substitué par au moins un atome d’halogène tel que le chlore ou le fluor, les groupes cycloalkyles ayant de 3 à 8 atomes de carbone et les groupes aryles ayant de 6 à 12 atomes de carbone. R 2 peut avantageusement être choisi dans le groupe constitué par le méthyle, l’éthyle, le propyle, le 3,3,3-trifluoropropyle, le xylyle, le tolyle et le phényle.

Dans la formule ci-dessus, le symbole d est préférentiellement égal à 1. L’organohydrogénopolysiloxane B peut présenter une structure linéaire, ramifiée, ou cyclique. Le degré de polymérisation est de préférence supérieur ou égal à 2. Généralement, il est inférieur à 5000. Lorsqu’il s’agit de polymères linéaires, ceux-ci sont essentiellement constitués de motifs siloxyles choisis parmi les motifs de formules suivantes D : R 2 2 Si0 2/2 ou D’ : R 2 HSi0 2/2 , et de motifs siloxyles terminaux choisis parmi les motifs de formules suivantes M : R 2 3SiOi /2 ou M’ : R 2 2HSiOi/2 où R 2 a la même signification que ci-dessus.

Des exemples d’organohydrogénopolysiloxanes pouvant être des organopolysiloxanes B selon l’invention comprenant au moins deux atomes d’hydrogène lié à un atome de silicium sont :

- un poly(diméthylsiloxane) à extrémités hydrogénodiméthylsilyles ;

- un poly(diméthylsiloxane-co-méthylhydrogénosiloxane) à extrémités triméthyl-silyles ;

- un poly(diméthylsiloxane-co-méthylhydrogénosiloxane) à extrémités hydrogénodiméthylsilyles ;

- un poly(méthylhydrogénosiloxane) à extrémités triméthylsilyles ; et

- un poly(méthylhydrogénosiloxane) cyclique.

Lorsque l’organohydrogénopolysiloxane B présente une structure ramifiée, il est choisi de préférence parmi le groupe constitué par les résines silicones de formules suivantes :

- M’Q où les atomes d’hydrogène liés à des atomes de silicium sont portés par les groupes M,

- MM’Q où les atomes d’hydrogène liés à des atomes de silicium sont portés par une partie des motifs M,

- MD’Q où les atomes d’hydrogène liés à des atomes de silicium sont portés par les groupes D,

- MDD’Q où les atomes d’hydrogène liés à des atomes de silicium sont portés par une partie des groupes D,

- MM’TQ où les atomes d’hydrogène liés à des atomes de silicium sont portés par une partie des motifs M,

- MM’DD’Q où les atomes d’hydrogène liés à des atomes de silicium sont portés par une partie des motifs M et D,

- et leurs mélanges, avec M,M’, D et D’ tels que définis précédemment, T : motif siloxyle de formule R 2 3 SiOi /2 et Q : motif siloxyle de formule S1O4/2 où R 2 a la même signification que ci-dessus.

De préférence, le composé organohydrogénopolysiloxane B a une teneur massique en fonctions hydrogénosilyle Si-H comprise entre 0,2% et 91%, plus préférentiellement entre 3% et 80%, et encore plus préférentiellement entre 15% et 70%.

En considérant l’ensemble de la composition organopolysiloxanique X, le ratio molaire des fonctions hydrogénosilyles Si-H sur les fonctions alcènes peut avantageusement être compris entre 0,2 et 20, de préférence entre 0,5 et 15, plus préférentiellement entre 0,5 et 10, et encore plus préférentiellement entre 0,5 et 5. De préférence, la viscosité de l’organohydrogénopolysiloxane B est comprise entre 1 mPa.s et 5000 mPa.s, plus préférentiellement entre 1 mPa.s et 2000 mPa.s et encore plus préférentiellement entre 5 mPa.s et 1000 mPa.s.

La composition organopolysiloxanique X comprend de préférence de 0,1% à 10% d’organohydrogénopolysiloxane B, et plus préférentiellement de 0,5% à 5% en poids, par rapport au poids total de la composition organopolysiloxanique X.

Le catalyseur d’hydrosilylation C peut notamment être choisi parmi les composés du platine et du rhodium mais aussi parmi des composés de silicium comme ceux décrits dans les demandes de brevet WO 2015/004396 et WO 2015/004397, des composés de germanium comme ceux décrits dans les demandes de brevet WO 2016/075414 ou des complexes de nickel, cobalt ou fer comme ceux décrits dans les demandes de brevet WO 2016/071651, WO 2016/071652 et WO 2016/071654. Le catalyseur C est de préférence un composé dérivé d’au moins un métal appartenant au groupe du platine. Ces catalyseurs sont bien connus. On peut, en particulier, utiliser les complexes du platine et d’un produit organique décrit dans les brevets US 3,159,601, US 3,159,602, US 3,220,972 et les brevets européens EP 0.057.459, EP 0.188.978 et EP 0.190.530, les complexes du platine et d’organosiloxanes vinylés décrits dans les brevets US 3,419,593, US 3,715,334, US 3,377,432 et US 3,814,730.

Préférentiellement, le catalyseur C est un composé dérivé du platine. Dans ce cas, la quantité pondérale de catalyseur C, calculée en poids de platine-métal, est généralement comprise entre 2 ppm et 400 ppm massiques, de préférence entre 5 ppm et 200 ppm massiques, basée sur le poids total de la composition X.

Préférentiellement le catalyseur C est un platine de Karstedt.

La composition organopolysiloxanique X selon la présente invention se caractérise par le fait qu’elle comprend une charge thermoconductrice D. Celle-ci peut être constituée d’une seule charge ou d’une mélange de charges ayant une nature chimique différentes et/ou une structure différente et/ou une granulométrie différente. Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, la charge thermoconductrice D est constituée d’un mélanges d’au moins deux charges ou d’au moins trois charges ayant une nature chimique et/ou une granulométrie différente. Selon un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, la charge thermoconductrice D est constituée d’une seule charge.

Le poids total de la charge thermoconductrice D dans la composition organopolysiloxanique X est de préférence supérieur à 70%, de façon plus préférée supérieur à 75%, et de façon encore plus préférée compris entre 80% et 95%, en poids par rapport au poids total de la composition organopolysiloxanique X. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de la présente invention, le poids total de la charge thermoconductrice D dans la composition organopolysiloxanique X est supérieur ou égal à 85%. Cette teneur particulièrement élevée en charge thermoconductrice permet d’atteindre des conductivités thermiques très élevées.

Ladite charge thermoconductrice D comprend au moins 40% en poids de silicium métallique, de façon préférée au moins 50% en poids, de façon plus préférée au moins 60% en poids, de façon plus préférée au moins 70% en poids, et de façon encore plus préférée au moins 80% en poids.

Selon un premier mode de réalisation, la charge thermoconductrice D comprend entre 60% et 99,99% en poids de silicium métallique, de façon préférée entre 65% et 99,95% en poids, de façon plus préférée entre 70% et 99,9% en poids, de façon plus préférée entre 70% et 99% en poids, de façon plus préférée entre 75% et 97% en poids, de façon plus préférée entre 80% et 95% en poids.

Outre le silicium métallique, la charge thermoconductrice D peut contenir une ou plusieurs autres charges de nature différente connues par l’homme du métier pour ses propriétés thermoconductrices, notamment parmi les métaux, les alliages, les oxydes métalliques, les hydroxydes métalliques, les nitrures métalliques, les carbures métalliques, les siliciures métalliques, le carbone, les alliages magnétiques doux et les ferrites. La conductivité thermique de ces charges est de préférence supérieure à 10 W/m.K, de façon plus préférée supérieure à 20 W/m.K, et de façon encore plus préférée supérieure à 50 W/m.K. Elles pourront notamment être choisies dans le groupe constitué par l’alumine, le trihydrate d’aluminium (ATH), l’aluminium, le carbure de silicium, le nitrure de silicium, l’oxyde de magnésium, le carbonate de magnésium, le nitrure de bore, l’oxyde de zinc, le nitrure d’aluminium, et le carbone, par exemple noir de carbone, diamant, nanotubes de carbone, graphite et graphène. De préférence, la charge thermoconductrice D peut comprendre, en plus du silicium métallique, une charge thermoconductrice choisie dans le groupe constitué par une charge d’alumine, une charge de trihydrate d’aluminium (ATH), une charge d’aluminium, une charge de silice, une charge d’oxyde de zinc, une charge de nitrure d’aluminium, une charge de nitrure de bore, et leurs mélanges. De façon encore plus préférée, la charge thermoconductrice D peut comprendre, en plus du silicium métallique, en plus du silicium métallique, une charge thermoconductrice choisie dans le groupe constitué par une charge d’alumine, une charge de trihydrate d’aluminium (ATH), une charge d’oxyde de zinc, une charge de silice, et leurs mélanges. La charge thermoconductrice D peut comprendre entre 0,01% et 60% en poids, de charge thermoconductrice qui n’est pas du silicium métallique, de façon préférée entre 0,05% et 50% en poids, de façon plus préférée entre 0,1% et 40% en poids, de façon plus préférée entre 1% et 30% en poids, de façon plus préférée entre 3% et 25% en poids, de façon plus préférée entre 5% et 20% en poids.

Selon un autre mode de réalisation, la charge thermoconductrice D comprend 100% en poids de silicium métallique, i.e. la charge thermoconductrice D est constituée de silicium métallique, à G exclusion de toute autre charge thermoconductrice de nature chimique différente. Ainsi, de préférence :

- la composition organopolysiloxanique X ne contient pas d’alumine, et/ou

- la composition organopolysiloxanique X ne contient pas de trihydrate d’aluminium (ATH), et/ou

- la composition organopolysiloxanique X ne contient pas d’oxyde de zinc, et/ou

- la composition organopolysiloxanique X ne contient pas de silice.

La charge thermoconductrice D selon l’invention possède certaines caractéristiques de granulométrie.

D’une part, la charge thermoconductrice D comprend entre 3% et 22% (en volume) de particules ayant un diamètre inférieur ou égal à 2 pm (micromètres). De façon plus préférée, la charge thermoconductrice D comprend entre 3% et 20% (en volume) de particules ayant un diamètre inférieur ou égal à 2 pm (micromètres). De façon encore plus préférée, la charge thermoconductrice D comprend entre 6% et 18% (en volume) de particules ayant un diamètre inférieur ou égal à 2 pm.

D’autre part, la distribution de taille des particules est telle que le ratio d90/dl0 de ladite charge est supérieur ou égal à 20. De façon plus préférée, la distribution de taille des particules est telle que le ratio d90/dl0 de ladite charge est supérieur ou égal à 30. Le ratio d90/dl0 de ladite charge peut être avantageusement inférieur à 200, de préférence inférieur à 100.

Dans le présent texte, la granulométrie des charges est mesurée par une méthode de diffraction laser. La teneur en particules ayant un diamètre inférieur ou égal à 2 pm est une teneur volumique, obtenue en sommant le volume de toutes les particules ayant un diamètre mesuré par diffraction laser inférieur ou égal à 2 pm. « d90 » correspond au diamètre caractéristique correspondant à 90% de la fréquence cumulée en volume de la distribution granulométrique de la charge. « dlO » correspond au diamètre caractéristique correspondant à 10% de la fréquence cumulée en volume de la distribution granulométrique de la charge.

La ou les charges thermoconductrices peuvent avoir une surface spécifique, mesurée selon les méthodes BET, d’au moins 0,1 m 2 /g. Typiquement, la surface spécifique est inférieure ou égale à 3000 m 2 /g. De façon préférée, la ou les charges thermoconductrices peuvent avoir une surface spécifique, mesurée selon les méthodes BET entre 0, 1 m 2 /g et 100 m 2 /g, voire entre 0, 1 m 2 /g et La charge thermoconductrice D peut avoir n’importe quelle forme connue de l’homme du métier, par exemple une forme sphérique, une forme en aiguille, une forme de disque, une forme de bâtonnet, ou bien une forme indéfinie. De préférence, la charge thermoconductrice à une forme sphérique ou une forme indéfinie. Lorsque différentes charges thermoconductrices sont utilisées en mélanges, celle-ci peuvent avoir la même forme ou des formes différentes.

En ce qui concerne la charge thermoconductrice en silicium métallique, celle-ci peut être obtenue par toute méthode bien connue de l’homme du métier. Selon un premier mode de réalisation, la charge thermoconductrice en silicium métallique est une poudre obtenue par réduction chimique de silice puis broyage dans un concasseur ou un broyeur industriel. Selon un second mode de réalisation, la charge thermoconductrice en silicium métallique est une poudre obtenue à partir de fragments de tranches de silicium métallique et de puces provenant de l’industrie des semi-conducteurs, qui ont été finement découpés ou broyés. Selon un troisième mode de réalisation, la charge thermoconductrice en silicium métallique est une poudre sphérique obtenue en faisant fondre à haute température du silicium métallique, en atomisant le silicium fondu, puis en refroidissant ou en solidifiant les particules sphériques obtenues. Le silicium métallique peut être monocristallin ou polycristallin. La classification de la charge thermoconductrice en silicium métallique peut être réalisée selon les méthodes connues de l’homme du métier, par exemple par classification sèche ou par classification humide, ou par une succession de plusieurs étapes de classification de type identique ou différent.

La charge thermoconductrice en silicium métallique est typiquement pure à plus de 50%, ou à plus de 80%, ou à plus de 95% (en poids). Toutefois, il est connu que la surface d’une charge de silicium métallique peut être couverte d’une couche d’oxyde de silicium. L’apparition de cette couche d’oxyde de silicium peut être naturelle ou provoquée par certains traitements. Elle peut avantageusement conférer à la charge une meilleure stabilité thermique.

La ou les charges thermoconductrices en silicium métalliques peuvent être utilisées telles quelles ou elles peuvent subir un traitement de surface. Ledit traitement de surface a typiquement pour objectif d’améliorer la dispersibilité de la charge dans la composition organopolysiloxanique et/ou d’améliorer la stabilité thermique de la composition. De plus, le traitement thermique peut permettre d’améliorer la stabilité physique de la composition, en évitant les phénomènes de décantation ou d’exsudation, ou encore d’augmentation de la viscosité.

Ledit traitement de surface peut être un traitement thermique, un traitement chimique, un traitement physique, ou leurs combinaisons, notamment la combinaison d’un traitement chimique et d’un traitement chimique. Selon de mode de réalisation préféré, la charge thermoconductrice en silicium métallique peut être traitée par des composés organosiliciques habituellement utilisés pour cet usage. La composition organopolysiloxanique X selon l’invention peut donc comprendre un agent de traitement de la charge thermoconductrice E. Parmi ces agents figurent :

- les organosiloxanes, notamment les méthylpolysiloxanes tels que l’hexaméthyldisiloxane et 1 ’ octaméthylcy clotétrasiloxane,

- les organosilazanes, notamment les méthylpolysilazanes tels que l’hexaméthyldisilazane, le divinyltétraméthyldisilazane et l’hexaméthylcyclotrisilazane,

- les chlorosilanes tels que le diméthyldichlorosilane, le triméthylchlorosilane, le méthylvinyldichlorosilane et le diméthylvinylchlorosilane,

- les alcoxysilanes tels que le méthyltriméthoxysilane, le méthyltriéthoxysilane, le phenyltriméthoxysilane, l’éthyltriméthoxysilane, le n-propyltriméthoxysilane, l’octyltriméthoxysilane, le vinyltriméthoxysilane, le diméthylvinyléthoxysilane, le vinyltri(2- méthoxyéthoxy)silane, le vinyltriacétoxysilane, l’allyltriméthoxysilane, le butènyltriméthoxysilane, l’hexènyltriméthoxysilane, le gamma- méthacryloxyproyltriméthoxysilane, le diméthyldiméthoxysilane, le diméthyldiéthoxysilane, le diphenyldiméthoxysilane, le triméthylméthoxysilane, et le triméthyléthoxysilane.

De façon plus préférée, la charge thermoconductrice en silicium métallique peut être traitée par un alcoxysilane, notamment l’octyltriméthoxysilane, ou par un organosilazane, notamment l’hexaméthyldisilazane (HMDZ) et le divinyltétraméthyldisilazane, ou un mélange de ceux-ci, notamment un mélange d’HMDZ et de divinyltétraméthyldisilazane. Lorsque la charge thermoconductrice est traitée par un agent chimique, notamment par un organosilazane, de l’eau peut être typiquement ajoutée.

La composition organopolysiloxanique X comprend de préférence de 0,1% à 5% d’un agent de traitement de la charge thermoconductrice E, et plus préférentiellement de 1% à 3% en poids, par rapport au poids total de la composition organopolysiloxanique X.

Un traitement thermique de la charge thermoconductrice en silicium métallique peut consister à soumettre ladite charge à une température comprise entre 100°C et 200°C pendant une durée comprise entre 1 heure et 4 heures.

On entend par traitement physique l’ajout à la charge thermoconductrice d’un agent de traitement physique qui interagit avec ladite charge de façon essentiellement physique et non chimique, par exemple par interaction ionique ou par liaisons hydrogène. Typiquement, un agent de traitement physique peut être un organopolysiloxane comprenant dans groupements OH. Selon un mode de réalisation, le traitement de surface peut être réalisé avant incorporation de la charge thermoconductrice dans la composition organopolysiloxanique. Selon un mode de réalisation alternatif, le traitement de la charge thermoconductrice peut être réalisé in situ, lors de la préparation de la composition organopolysiloxanique.

En plus des composants A, B, C, et D déjà mentionnés ci-dessus, la composition organopolysiloxanique X selon la présente invention peut optionnellement comprendre d’autre composants.

Selon un mode de réalisation, la composition organopolysiloxanique X selon la présente invention peut optionnellement comprendre une charge E qui n’est pas une charge thermoconductrice .

Selon un mode de réalisation, la composition organopolysiloxanique X selon la présente invention peut optionnellement comprendre un inhibiteur de réticulation F. La fonction de l’inhibiteur F est de ralentir la réaction d’hydrosilylation. L’inhibiteur de réticulation F peut être choisi parmi les composés suivants :

- un organopolysiloxane, avantageusement cyclique, et substitué par au moins un alcényle, le tétraméthylvinyltétrasiloxane étant particulièrement préféré,

- la pyridine,

- les phosphines et les phosphites organiques,

- les amides insaturées,

- les maléates alkylés, et

- les alcools acétyléniques.

De préférence, l’inhibiteur de réticulation F est un alcool acétylénique de formule (R 1 )(R 2 )C(OH)-C=CH, dans laquelle :

- R 1 est un radical alkyle linéaire ou ramifié, ou un radical phényle,

- R 2 est un atome d’hydrogène, un radical alkyle linéaire ou ramifié, ou un radical phényle,

- les radicaux R 1 , R 2 et l’atome de carbone situé en alpha de la triple liaison pouvant éventuellement former un cycle, et

- le nombre total d’atomes de carbone contenus dans R 1 et R 2 étant d’au moins 5, de préférence de 9 à 20.

Lesdits alcools sont, de préférence, choisis parmi ceux présentant un point d’ébullition supérieur à 250°C. On peut citer à titre d’exemples, les produits suivants qui sont disponibles commercialement: le 1-éthynyl-l-cyclohexanol, le méthyl-3-dodécyne-l-ol-3, le triméthyl- 3,7,1 l-dodécyne-l-ol-3, le diphényl-l,l-propyne-2-ol-l, l’éthyl-3-éthyl-6-nonyne-l-ol-3 et le méthyl-3-pentadécyne-l-ol-3. De préférence, l’inhibiteur de réticulation F est le 1-éthynyl-l- cyclohexanol.

Selon le procédé mis en œuvre pour produire l’élastomère silicone selon l’invention, la présence de l’inhibiteur peut être nécessaire ou pas. Si besoin, un tel inhibiteur de réticulation peut typiquement être présent à raison de 3000 ppm au maximum, de préférence à raison de 100 ppm à 2000 ppm par rapport au poids total de la composition organopolysiloxanique X.

Selon un mode de réalisation, la composition organopolysiloxanique X selon la présente invention peut optionnellement comprendre d’autre additifs traditionnellement utilisés dans ce domaine technique par l’homme du métier, par exemple un promoteur d’adhérence, un colorant, un retardateur de feu, un agent rhéologique tel qu’un agent thixotrope, etc..

Selon un mode de réalisation, la composition organopolysiloxanique X selon la présente invention peut contenir un faible taux de composés organiques volatils, typiquement moins de 100 pgC/g, de préférence moins de 70 pgC/g, ou encore moins de 50 pgC/g. Pour cela, les composés organopolysiloxanes utilisés dans le composition selon la présente invention peuvent être de préférence choisis parmi les composés contenant eux-mêmes un faible taux de composés organiques volatils.

Selon un mode de réalisation préféré, la composition organopolysiloxanique X selon l’invention comprend :

- de 5% à 30%, de préférence de 8% à 15%, d’un organopolysiloxane A présentant, par molécule, au moins deux groupes alcényles en C2-C6 liés au silicium,

- de 0,1% à 10%, de préférence de 0,5% à 5%, d’un organopolysiloxane B présentant, par molécule, au moins deux motifs SiH,

- de 2 ppm à 400 ppm, de préférence de 5 ppm à 200 ppm, d’un catalyseur d’hydrosilylation C,

- de 70% à 95%, de préférence de 80% à 95% d’une charge thermoconductrice D,

- de 0,1% à 5%, de préférence de 1% à 3%, d’un agent de traitement de la charge thermoconductrice E,

- de 100 ppm à 3000 ppm, de préférence de 100 ppm à 2000 ppm d’un inhibiteur de réticulation F.

Les pourcentages et ppm sont des pourcentages et ppm massiques. La quantité pondérale de catalyseur C est calculée en poids de platine-métal.

La présente invention a également pour objet l’élastomère silicone obtenu ou susceptible d’être obtenu par réticulation et/ou durcissement de la composition organopolysiloxanique X telle que définie ci-dessus, le procédé d’obtention dudit élastomère, ainsi que les compositions intermédiaires mises en œuvre lors de ce procédé d’obtention.

La composition organopolysiloxanique X telle que définie ci-dessus est particulièrement adaptée à la préparation d’un élastomère silicone ayant des propriétés de thermoconduction. Selon un mode de réalisation, ledit élastomère est préparé à partir d’un système bi-composant P comprenant l’ensemble des composants de la composition organopolysiloxanique X.

En particulier, la présente invention a également pour objet un système bi-composant P précurseur de la composition organopolysiloxanique X telle que définie ci-dessus, comprenant au moins les constituants A, B, C, et D, ledit système bi-composant P étant caractérisé en ce qu’il se présente en deux parties PI et P2 distinctes destinées à être mélangées pour former ladite composition organopolysiloxanique X, et en ce que l’une des parties PI ou P2 comprend le catalyseur C et ne comprend pas l’organopolysiloxane B, tandis que l’autre partie PI ou P2 comprend l’organopolysiloxane B et ne comprend pas le catalyseur C.

Un autre objet de la présente invention consiste en un procédé de préparation d’un élastomère silicone comprenant les étapes suivantes : a) fournir un système bi-composant P comprenant l’ensemble des composants de la composition organopolysiloxanique X telle que définie ci-dessus ; b) mélanger les deux parties dudit système bi-composant P pour obtenir la composition organopolysiloxanique X ; et c) laisser réticuler et/ou durcir ladite composition organopolysiloxanique X pour obtenir ledit élastomère silicone.

Selon un mode de réalisation préféré, la partie PI comprend :

- tout ou partie de l’organopolysiloxane A présentant, par molécule, au moins deux groupes alcényles en C2-C6 liés au silicium,

- le catalyseur d’hydrosilylation C,

- tout ou partie de la charge thermoconductrice D,

- optionnellement l’agent de traitement de la charge thermoconductrice E, et la partie P2 comprend :

- optionnellement une partie de l’organopolysiloxane A présentant, par molécule, au moins deux groupes alcényles en C2-C6 liés au silicium,

- l’organopolysiloxane B présentant, par molécule, au moins deux motifs SiH,

- tout ou partie de la charge thermoconductrice D,

- optionnellement l’agent de traitement de la charge thermoconductrice E,

- optionnellement l’inhibiteur de réticulation F. La charge thermoconductrice D peut être présente dans la partie PI, dans la partie P2 ou dans les deux parties PI et P2, avec des teneurs identiques ou différentes entre les parties PI et P2. Avantageusement, la charge thermoconductrice D peut être présente dans la partie PI et dans la partie P2, selon une teneur identique. Ainsi, la teneur totale en charge thermoconductrice D reste invariable dans la composition organopolysiloxanique X quel que soit le taux de mélange des parties PI et P2.

Chacune des parties PI et P2 selon la présente invention peut être obtenue en mélangeant les différents composants dans un dispositif approprié connu de l’homme du métier.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de la présente invention, la partie PI , la partie P2 ou les deux parties PI et P2 peuvent être obtenues à partir d’une composition intermédiaire comprenant tout ou partie de l’organopolysiloxane A et tout ou partie de la charge thermoconductrice D, ainsi qu’optionnellement l’agent de traitement de la charge thermoconductrice E.

La présente invention a également pour objet une composition intermédiaire comprenant :

- au moins un organopolysiloxane A présentant, par molécule, au moins deux groupes alcényles en C2-C6 liés au silicium, et

- une charge thermoconductrice D, caractérisée en ce que ladite charge thermoconductrice D comprend au moins 40% en poids de silicium métallique, ladite charge thermoconductrice D comprend entre 3% et 22% de particules ayant un diamètre inférieur ou égal à 2 pm, et la distribution de taille des particules est telle que le ratio d90/dl0 de ladite charge est supérieur ou égal à 20.

Ledit organopolysiloxane A et ladite charge thermoconductrice D sont de préférence tels que décrits ci-dessus.

Avantageusement, le poids total de la charge thermoconductrice D dans la composition intermédiaire est supérieur à 70%, de façon plus préférée supérieure à 75%, et de façon plus préférée supérieur à 80%, et de façon encore plus préférée compris entre 85% et 98%, en poids par rapport au poids total de la composition intermédiaire. Cette composition intermédiaire, particulièrement riche en charge thermoconductrice D, permet après dilution avec des autres composants d’obtenir aisément la composition organopolysiloxanique X ou des parties précurseurs PI et/ou P2. La composition intermédiaire selon la présente invention peut être obtenue par mélange d’au moins l’organopolysiloxane A et la charge thermoconductrice D au moyen d’un dispositif connu de l’homme du métier, par exemple un mélangeur bras en Z ou un mélangeur papillon. Optionnellement, la charge thermoconductrice D peut subir un traitement de surface, qui peut être un traitement thermique, un traitement chimique, ou la combinaison d’un traitement thermique et d’un traitement chimique. La composition intermédiaire peut optionnellement comprendre un agent de traitement de la charge thermoconductrice E, tel que décrit ci-dessus. Un traitement thermique peut être effectué sur la charge thermoconductrice avant son mélange dans la composition intermédiaire. Alternativement, la composition intermédiaire peut être soumise à un traitement thermique après le mélange de l’organopolysiloxane A, de la charge thermoconductrice D, et optionnellement de l’agent de traitement de la charge thermoconductrice E.

Avantageusement, la composition organopolysiloxanique X , ainsi que les partie PI et P2 du système bi-composant P précurseur de la composition organopolysiloxanique X, possèdent une bonne processabilité. En effet, malgré la présence d’une teneur en charge thermoconductrice très élevée, lesdites compositions sont avantageusement pâteuses et non poudreuses, ce qui les rend manipulables, en particulier extrudables. Il est du mérite des inventeurs d’avoir réussi à déterminer les bonnes caractéristiques de la charge thermoconductrice permettant d’atteindre ce résultat technique.

L’élastomère silicone objet de la présente invention, obtenu ou susceptible d’être obtenu par réticulation et/ou durcissement de la composition organopolysiloxanique X, présente avantageusement une conduction thermique supérieure ou égale à 1 W/m.K, de façon préférée supérieure ou égale à 1,5 W/m.K, de façon plus préférée supérieure ou égale à 2 W/m.K, de façon plus préférée supérieure ou égale à 3 W/m.K, et de façon encore plus préférée comprise entre 3 W/m.K et 7 W/m.K.

De plus, ledit élastomère silicone présente avantageusement une densité inférieure ou égale à 4 g/cm 3 , de façon préférée inférieure ou égale à 3 g/cm 3 , de façon plus préférée inférieure à 2 g/cm 3 .

Avantageusement, l’élastomère silicone selon la présente invention peut aisément être recyclé après utilisation. En effet, cet élastomère contient de préférence une teneur en élément silicium très élevée, notamment lorsque la charge thermoconductrice contient elle-même une très haute teneur en silicium métallique. L’élastomère silicone usagé peut avantageusement être recyclé à l’aide de fours à combustion.

Ledit élastomère silicone peut avantageusement être utilisé comme matériau thermoconducteur dans différents domaines techniques, notamment dans le domaine de l’électronique, dans des applications électriques, et dans le domaine de l’automobile. Ledit élastomère silicone peut avantageusement être utilisé comme matériau thermoconducteur d’enrobage (i.e. « potting » selon la terminologie anglo-saxonne) ou de remplissage (i.e. « gap-filler » selon la terminologie anglo-saxonne), notamment pour les batteries, par exemple les batteries des véhicules électriques et des véhicules hybrides, mais aussi les batteries stationnaires. Dans le domaine de l’électronique, l’élastomère silicone selon l’invention peut avantageusement être utilisé comme matériau thermoconducteur dans les dispositifs 5G.

EXEMPLES

Les compositions silicones décrites en exemple ci-dessous ont été obtenues à partir des matières premières suivantes :

A : Huile silicone vinylée bout de chaîne, ayant une teneur en groupes vinyles de 1 ,2% en poids, viscosité = 100 mPa.s

B 1 : Huile hydrogéno diméthylpolysiloxane avec des groupes SiH bout de chaîne (a/w), ayant une teneur en groupes vinyles de SiH de 5,7% en poids, viscosité = 8,5 mPa.s B2 : Huile poly(méthylhydrogéno)(diméthyl)siloxane avec des groupes SiH en milieu et bout de chaîne (a/w), ayant une teneur en groupes vinyles de SiH de 7,3% en poids, viscosité = 30 mPa.s

C : catalyseur platine de Karstedt, contenant 10% en poids de platine-métal

DI : poudre de silicium (pureté>99%), dl0=42,3 pm, d50=70 pm, d90=112 pm, dl00=200 pm

D2 : poudre de silicium (pureté>99%), dl0=15 pm, d50=31,6 pm, d90=54 pm, dl00=100 pm

D3 : poudre de silicium (pureté>99%), dl0=6,4 pm, d50=10,4 pm, d90=16,4 pm, dl00=30 pm

D4 : poudre de silicium (pureté>99%), dl0=2 pm, d50=10,7 pm, d90=26 pm, dl00=60 pm

D5 : poudre de silicium (pureté>99%), dl0=0,9 pm, d50=2,7 pm, d90=5,3 pm, dl00=10 pm

D6 : poudre de silicium (pureté>99%), dl0= 4,0 pm, d50=10 pm, d90=25

D7 : poudre d’alumine, dl0=l pm, d50=5,7 pm, d90=12,3 pm

D8 : poudre d’alumine, dl0=18 pm, d50=46 pm, d90=73 pm

D9 : poudre d’alumine, dl0=0,3 pm, d50=2,4 pm, d90=18 pm

D10 : poudre d’oxyde de zinc, dl0=0,2 pm, d50=l,5 pm, d90=5 pm

El : octyltrimethoxysilane

F : 1-éthynyl-l-cyclohexanol (ECH)

Dans les exemples qui suivent, la granulométrie des charges est mesurée par une méthode de diffraction laser :

- « dlO » correspond au diamètre caractéristique correspondant à 10% de la fréquence cumulée en volume de la distribution granulométrique de la charge.

- « d50 » correspond au diamètre caractéristique correspondant à 50% de la fréquence cumulée en volume de la distribution granulométrique de la charge.

- « d90 » correspond au diamètre caractéristique correspondant à 90% de la fréquence cumulée en volume de la distribution granulométrique de la charge.

- « dlOO » correspond au diamètre caractéristique correspondant à 100% de la fréquence cumulée en volume de la distribution granulométrique de la charge.

- la teneur en particules ayant un diamètre inférieur ou égal à 2 pm est une teneur volumique, obtenue en sommant le volume de toutes les particules ayant un diamètre mesuré par diffraction laser inférieur ou égal à 2 pm. Exemples 1 à 17 :

Des compositions silicones correspondant aux parties PI et P2 ont été préparées selon le protocole suivant :

Pour la partie PI : la charge thermoconductrice D, l’huile silicone A et le catalyseur C ont été mélangés dans un Speed Mixer à 1800 tours par minutes selon la concentration indiquée dans le tableau 1 ci-dessous. La concentration en charges thermoconductrices est de 85%.

Pour la partie P2: la charge thermoconductrice D, l’huile silicone A, des huiles silicones B 1 et B2, et de G 1-éthynyl-l-cyclohexanol F ont été mélangés dans un Speed Mixer à 1800 tours par minutes selon la concentration indiquée dans le tableau 1 ci-dessous. La concentration en charges thermoconductrices est de 85%.

[Tableau 1]

Les exemples 1 à 17 ont été réalisés en suivant le protocole de fabrication décrit ci-dessus, en faisant varier la charge thermoconductrice D comme décrit dans le tableau 2 et le tableau 3 ci- dessous. La processabilité des compositions obtenues a été évaluée visuellement, et classée en tant que : « - » = très mauvais - aspect poudreux « - » = mauvais - aspect d’un crumble, d’agrégats « + » = bon - aspect pâteux « ++ » = très bon - aspect pâteux et lisse.

Les résultats sont présentés dans le tableau 2 et le tableau 3 ci-dessous.

[Tableau 2] [Tableau 3] Exemples 18 à 22

Les exemples 18 à 22 ont été réalisés en mélangeant au Speed Mixer (agitation de 2 fois 2 minutes à 1800 tours par minutes) 85% de charges thermoconductrices D avec 15% d’huile silicone A, en faisant varier la charge thermoconductrice D comme décrit dans le tableau 4 ci- dessous. La processabilité des compositions obtenues a été évaluée visuellement comme décrit précédemment. La conductivité thermique et la densité d’un matériau élastomère qui pourrait être obtenu à partir des compositions exemplifiées ont été estimées par calcul.

[Tableau 4]

Exemple 23

Etape 1 : Fabrication d’une composition intermédiaire 89% de charges thermoconductrices D, 9% d’huile silicone A et 2% d’octyltrimethoxysilane

El (pourcentages en masse) ont été mélangés dans un mélangeur bras en Z pendant 30 minutes. La composition obtenue a été soumise à un traitement thermique de 2 heures à 150°C.

La charge thermoconductrice D est constituée de 60% en poids de charge D2 et 40% en poids de charge D5. Caractéristiques de la charge : - taux de particules ayant un diamètre inférieur ou égal à 2 pm = 13,7%

- d90/dl0 = 32. Etape 2 : Fabrication des parties PI et P2

Pour la partie PI : Dilution de l’empatage obtenu à l’étape 1 avec de l’huile silicone A et du catalyseur C selon la concentration indiquée dans le tableau 5 ci-dessous. La concentration en charges thermoconductrices est de 85%.

Pour la partie P2: Dilution de l’empatage obtenu à l’étape 1 avec de l’huile silicone A, des huiles silicones B1 et B2, et de G 1-éthynyl-l-cyclohexanol F. selon la concentration indiquée dans le tableau 5 ci-dessous. La concentration en charges thermoconductrices est de 85%. Lesdites dilutions sont obtenues par mélange dans un Speed Mixer à 1800 tours par minutes. Les parties PI et P2 possédaient une très bonne processabilité.

Etape 3 : Fabrication de la composition silicone thermoconductrice et de l’élastomère silicone thermoconducteur

Les parties PI et P2 obtenues à l’étape 2 ont été mélangées dans une proportion de 1 : 1 au Speed Mixer. Le mélange obtenu a été dégazé sous vide, puis versé dans un moule. Le mélange contenu dans le moule a ensuite été placé dans une presse chauffante, à une pression de 2 bars, à 100°C, pendant 30 minutes.

[Tableau 5]

La conductivité thermique de l’élastomère a été mesurée selon la méthode de la source plane transitoire (méthode TPS pour « transient place source ») telle que décrite dans la norme ISO 22007-2 (« Détermination de la conductivité thermique et de l’effusivité thermique. Partie 2 : méthode de la source plane transitoire (disque chaud) ») à l’aide d’un dispositif Hot Disc TPS 2200. La conductivité thermique de l’élastomère était égale à 3,42 W/m.K. La densité de l’élastomère était égale à 1,94 g/cm 3 .