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公開番号2025058845
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-09
出願番号2024023377
出願日2024-02-20
発明の名称熱伝導性難燃材料
出願人宸寰科技有限公司
代理人あいわ弁理士法人
主分類C09K 5/10 20060101AFI20250402BHJP(染料;ペイント;つや出し剤;天然樹脂;接着剤;他に分類されない組成物;他に分類されない材料の応用)
要約【課題】バッテリーセル等の被覆に応用した時、バッテリーセル等が過熱して爆発する前に発泡して温度伝達を遮断し、燃焼を阻止することができる熱伝導性難燃材の提供。
【解決手段】液体状態、コロイド状態、または半固体状態であり、二酸化ケイ素と、反応剤と、触媒とを含み、二酸化ケイ素が全体の10～85%wtを占め、反応剤が架橋性と発泡反応性を備え、かつ二酸化ケイ素と混合され、触媒が温度応答性または光応答性触媒であり、反応剤と混合されて反応剤の発泡反応を触発し、熱伝導性難燃材料が、反応剤の発泡反応前に熱伝導性を備え、反応剤の発泡反応後に難燃性を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
熱伝導性難燃材料であって、前記熱伝導性難燃材料が液体状態、コロイド状態、または半固体状態であり、二酸化ケイ素と、反応剤と、触媒とを含み、
前記二酸化ケイ素が全体の１０～８５％ｗｔを占め、
前記反応剤が架橋性と発泡反応性を備え、かつ前記二酸化ケイ素と混合され、
前記触媒が温度応答性または光応答性触媒であり、前記反応剤と混合されて前記反応剤の発泡反応を触発し、
前記熱伝導性難燃材料が、前記反応剤の発泡反応前に熱伝導性を備え、前記反応剤の発泡反応後に難燃性を備える、ことを特徴とする、熱伝導性難燃材料。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
前記二酸化ケイ素の平均粒径ｄが５ｎｍ～１０μｍである、ことを特徴とする、請求項１に記載の熱伝導性難燃材料。
【請求項３】
前記反応剤が、環境温度１３０℃を超えると発泡反応を開始する、ことを特徴とする、請求項１に記載の熱伝導性難燃材料。
【請求項４】
前記反応剤が、環境温度１６０℃を超えると発泡反応を開始し、かつ３０秒～５分間で発泡反応が完了する、ことを特徴とする、請求項１に記載の熱伝導性難燃材料。
【請求項５】
前記反応剤の発泡反応前に、前記二酸化ケイ素が全体の８０％ｗｔを占め、発泡時間６秒で反応が完了する、ことを特徴とする、請求項１に記載の熱伝導性難燃材料。
【請求項６】
前記反応剤の発泡反応前に、二酸化ケイ素が全体の４０％ｗｔを占め、発泡時間４秒で反応が完了する、ことを特徴とする、請求項１に記載の熱伝導性難燃材料。
【請求項７】
前記反応剤が発泡反応する前に、前記熱伝導性難燃材料は、バッテリーセルの被覆と、バッテリーセルハウジング内外の被覆材料に応用される、ことを特徴とする、請求項１に記載の熱伝導性難燃材料。
【請求項８】
前記反応剤の発泡反応前に、前記熱伝導性難燃材料は、バッテリーセルの被覆と、バッテリーセルハウジング内外の被覆材料に応用され、温度が前記反応剤の反応温度に達すると発泡反応を開始し、前記反応剤の発泡反応後、前記バッテリーセル内部と外部の温度伝達が遮断される、ことを特徴とする、請求項１に記載の熱伝導性難燃材料。
【請求項９】
前記反応剤の発泡反応後における前記熱伝導性難燃材料の難燃性がグレードＵＬ９４より高く、Ｖ０～５ＶＡに達する、ことを特徴とする、請求項１に記載の熱伝導性難燃材料。
【請求項１０】
前記反応剤の発泡反応後における前記熱伝導性難燃材料の全体厚みが６００μｍであり、その断熱温度が８００℃より高い、ことを特徴とする、請求項１に記載の熱伝導性難燃材料。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部材に用いる防爆難燃用封止材料に関し、特に、バッテリーセルの被覆に適しており、バッテリーセルが過熱して爆発する前に発泡して温度伝達を遮断し、燃焼を阻止することができる、熱伝導性難燃材料に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
熱伝導性難燃材料は熱エネルギーの伝導を阻止し、火災の蔓延に抵抗する特性を備えた材料である。
このような材料は、通常、建築、工業設備、交通輸送などの分野で火災時の安全性と防火性能の向上に用いられる。
【０００３】
従来の断熱複合材料及びその調製方法と応用に関する研究として、例えば、特許文献１に開示される断熱復合材料の製造原料は、基材と樹脂組成物を含み、当該樹脂組成物が重量部で、水酸基末端ポリシロキサン１００重量部、ビニル基ポリシロキサン５～２０重量部、水素含有ポリシロキサン２０～５０重量部、スルホニルヒドラジド発泡剤０.１～５重量部、乾燥剤０.１～１重量部、水素化金属１～２０重量部、二酸化ケイ素エアロゲル５～５０重量部を含む。
樹脂組成物の成分設計と配合により、樹脂組成物を硬化・発泡させた後、架橋網目構造と均一な多孔質構造が形成され、断熱復合材料に優れた難燃性、低熱伝導係数、耐高温性、断熱性を付与し、建築材料、電気製品、化学設備、エネルギー貯蔵設備、機械設備、石油開発などの応用に十分対応することができるものである。
【０００４】
また、硬化性シリコーン組成物に関する研究として、例えば、特許文献２には、高いチクソ性を備え、優れた屈折率と透明性を示す硬化物が開示されている。
これは、（Ａ）一分子当たり少なくとも２個のアルケニル基を有するアルケニル基含有オルガノポリシロキサン、（Ｂ）一分子当たり少なくとも２個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、（Ｃ）組成物の総質量に対して３質量％以上の、シリカ－チタニア複合酸化物粒子、及び（Ｄ）硬化用触媒、の成分を含む硬化性シリコーン組成物により、上述のような分野に応用されるものである。
【０００５】
発泡剤は、泡沫または泡状材料の製造に用いられる化学物質や添加剤であって、さまざまな工業や用途で広く使用されており、通常は材料の密度、構造、性質を変えるために用いられる。
従来、エアロゲル改質耐熱硬質ポリウレタン発泡プラスチック及びその製造方法に関する研究として、例えば、特許文献３には、エアロゲル複合耐熱難燃剤をポリウレタン本体中に分散させて改質した後、ポリウレタン発泡体を形成するものが開示されている。
【０００６】
この複合耐熱難燃剤は、エアロゲルパウダーをリン酸エステル系耐熱難燃剤で改質することにより形成される復合耐熱難燃剤であり、改質エアロゲルの複合耐熱難燃剤をポリウレタン発泡プラスチック（ＲＰＵＦ）中に添加し、複合耐熱難燃剤をＲＰＵＦ本体中に均一に分散させて、加熱、硬化、熟成を経た後、耐熱難燃性低熱伝導係数の硬質ポリウレタン発泡プラスチックを得るものである。
このものによる改質後のＲＰＵＦは、耐熱性が１５３℃に達し、熱伝導率が０.０２７Ｗ／ｍ・Ｋより低く、限界酸素指数が３２％以上であり、圧縮強度が０.３９～０.４０ＭＰａである。
【０００７】
従来の高性能防火難燃性フェノールフォームおよびその製造方法に関する研究として、例えば、特許文献４に開示されている高性能防火難燃性フェノールフォームは、無機難燃材料とフェノール樹脂、ポリエチレングリコール、乳化剤、発泡剤とを混合した後、硬化剤を添加することにより製造される。無機難燃材料は、水酸化アルミニウム、二酸化セリウムおよび二酸化ケイ素を１０～２５：５～１０：８～２５の割合に従って混合することにより得られ、有機酸と無機酸を特定の比率で混合(有機酸：無機酸の比率は１：３)して硬化剤とし、製造されたフェノールフォームの測定された延焼指数０で、煙指数は３５に低減され、同時に、測定された熱伝導率は≦０.０２３Ｗ／ｍ・ｋ以下であり、高性能耐火難燃フェノールフォームは良好な保温性能を有しながら、より高い耐火難燃効果を達成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
中華人民共和国特許公開第ＣＮ１１６４９６６２８Ａ号明細書
台湾特許公開第ＴＷ２０２３１１４３７Ａ号明細書
中華人民共和国特許公開第ＣＮ１０９２３２８５０Ａ号明細書
中華人民共和国特許公開第ＣＮ１１１７３２８１４Ｂ号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、バッテリーセル等の被覆に応用した時、バッテリーセル等が過熱して爆発する前に発泡して温度伝達を遮断し、燃焼を阻止することができる、熱伝導性難燃材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の熱伝導性難燃材料は、液体状態、コロイド状態、または半固体状態であり、二酸化ケイ素と、反応剤と、触媒とを含み、前記二酸化ケイ素が全体の１０～８５％ｗｔを占め、前記反応剤が架橋性と発泡反応性を備え、かつ前記二酸化ケイ素と混合され、前記触媒が温度応答性または光応答性触媒であり、前記反応剤と混合されて前記反応剤の発泡反応を触発し、熱伝導性難燃材料が、前記反応剤の発泡反応前に熱伝導性を備え、前記反応剤の発泡反応後に難燃性を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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