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公開番号2025176036
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-03
出願番号2025137423,2021549991
出願日2025-08-21,2020-02-26
発明の名称サーマルインターフェース材料
出願人ヘンケル・アクチェンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチェン,Henkel AG & Co. KGaA
代理人個人
主分類C08L 101/02 20060101AFI20251126BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】シリコーンを含まず、例えば電気自動車のバッテリーにおいてより大規模に機能するためにカスタマイズ可能な分配速度を有する、高熱伝導率のサーマルインターフェース材料を提供する。
【解決手段】硬化後にサーマルインターフェース材料として使用することができる2パート熱伝導性硬化性組成物であり、第1パートおよび第2パートを含み、第1パートは、触媒、セラミック充填剤混合物、低揮発性有機液体、および水を含み、第2パートは、シリル修飾反応性ポリマー、低揮発性有機液体、およびセラミック充填剤混合物を含み、および低揮発性有機液体は、シリル修飾反応性ポリマーの総重量に基づいて約50重量%を超える量で組成物中に存在する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
第１パートおよび第２パートを含む熱伝導性硬化性組成物であって、第１パートが触媒、セラミック充填剤混合物、低揮発性有機液体、および水を含み、
第２パートは、シリル修飾反応性ポリマー、低揮発性有機液体、およびセラミック充填剤混合物を含み、
低揮発性有機液体は、シリル修飾反応性ポリマーの総重量に基づいて約５０重量％を超える量で組成物中に存在する熱伝導性硬化性組成物。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
シリル修飾反応性ポリマーが、非シリコーン骨格を有する、請求項１に記載の熱伝導性硬化性組成物。
【請求項３】
シリル修飾反応性ポリマーが、シラン修飾ポリエーテルである、請求項１に記載の熱伝導性硬化性組成物。
【請求項４】
シリル修飾反応性ポリマーが、ジメトキシシラン修飾ポリマー、トリメトキシシラン修飾ポリマー、トリエトキシシラン修飾ポリマー、またはそれらの組み合わせである、請求項１に記載の熱伝導性硬化性組成物。
【請求項５】
シリル修飾反応性ポリマーが、第２パートの総重量に基づいて約２０重量％～約５０重量％の量で存在する、請求項１に記載の熱伝導性硬化性組成物。
【請求項６】
水が、第１パートの総重量に基づいて５００ｐｐｍ～５０００ｐｐｍの量で第１パートに存在する、請求項１に記載の熱伝導性硬化性組成物。
【請求項７】
第２パートは、ウォータースカベンジャーをさらに含む、請求項１に記載の熱伝導性硬化性組成物。
【請求項８】
第１パートおよび／または第２パートが、レオロジー添加剤をさらに含む、請求項１に記載の熱伝導性硬化性組成物。
【請求項９】
触媒が、有機スズ触媒、有機ビスマス触媒、またはそれらの組み合わせである、請求項１に記載の熱伝導性硬化性組成物。
【請求項１０】
第１パートおよび第２パートが、３００Ｐａｓより高い１／ｓでの粘度および５０Ｐａｓより低い３０００／ｓでの粘度を有する、請求項１に記載の熱伝導性硬化性組成物。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【背景技術】
【０００１】
（発明の背景）
サーマルインターフェース材料は、熱源をヒートシンク構造に結合して熱源からの熱の放散に役立つために電子産業で広く利用されている。通常、これらのサーマルインターフェース材料は、発熱電子部品に関連して利用される。これらのサーマルインターフェース材料は、一般に、熱源によって生成された過剰な熱エネルギーをヒートシンク構造に放出することによって動作する。
続きを表示（約 2,000 文字）【０００２】
電子機器と同様に、電気自動車には通常、電気自動車に電力を供給するための電力を蓄える複数のバッテリーセルを含むバッテリーが装備されている。バッテリーセルは、使用前に充電し、回生ブレーキまたは内燃機関によって駆動中に再充電することができる。バッテリーセルは使用中に熱くなる可能性があり、バッテリーセルの過熱を防ぐためにヒートシンク構造を使用する必要がある。熱は、充電中にバッテリー内部で発生する化学反応の結果として発生し、理想的には、バッテリーの温度は２５～３０℃の範囲に維持される。ただし、通常または急速充電を実行する場合、バッテリーの温度はこの望ましい範囲をはるかに超える。さらに、２５～３０℃の理想的な温度は、外気温自体がこの温度範囲を超えると、維持することができない。これは、再充電中に冷却ファンを使用してバッテリートレイ内から空気を排出する場合にも当てはまる。したがって、電気自動車のバッテリーを再充電する場合、過熱が問題になる。
【０００３】
電気自動車のバッテリーが過熱すると、バッテリーが変形し、内部でショートが発生する可能性がある。これにより、気化したバッテリーガスが燃焼または爆発し、車両が発火する可能性がある。したがって、電気自動車のバッテリーの熱管理は、最適な効率と寿命を達成するためだけでなく、電気自動車の安全基準を満たすためにも必要である。
【０００４】
通常、熱源からヒートシンク構造への熱伝達を最大化するために、サーマルインターフェース材料が使用され、熱源とヒートシンク構造との間の密接な接触を提供する。一般に、サーマルインターフェース材料は、素子間の高さの違いに対応するさまざまなギャップを埋めることができる必要がある。したがって、高い熱伝導率だけでなく、高い柔軟性も有するサーマルインターフェース材料が望まれる。電子デバイスで一般的に使用されるサーマルインターフェース材料は、小規模であり、多くの場合、電子デバイスはハンドヘルドである。これまで小型電子デバイスで使用されていたこれらのサーマルインターフェース材料は、より大きな熱源で使用することができなかった。上記の電気自動車用バッテリーなどのより大きな熱源は、異なる特性を有する異なるサーマルインターフェース材料を必要とする。たとえば、電気自動車のバッテリーなどのより大きな熱源で使用する場合は、サーマルインターフェース材料の流動特性と粘度を変更する必要がある。さらに、大きな熱源で使用されるサーマルインターフェース材料の有用な分配速度は、小さな熱源で使用されるサーマルインターフェース材料の分配速度とは異なるであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、シリコーンを含まず、例えば電気自動車のバッテリーにおいてより大規模に機能するためにカスタマイズ可能な分配速度を有する、高熱伝導率のサーマルインターフェース材料の必要性が残っている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（発明の簡単な要約）
【０００７】
本明細書に開示されるのは、第１パートおよび第２パートを含む熱伝導性硬化性組成物である。第１パートは、触媒、セラミック充填剤混合物、低揮発性有機液体、および水を含み、第２パートは、シリル修飾反応性ポリマー、低揮発性有機液体、およびセラミック充填剤混合物を含む。低揮発性有機液体は、シリル修飾反応性ポリマーの総重量に基づいて約５０重量％を超える量で組成物中に存在する。
【０００８】
別の実施形態は、第１パートおよび第２パートを含む熱伝導性硬化性組成物を開示し、第１パートは、低揮発性有機液体、水、レオロジー添加剤、顔料、セラミック充填剤混合物、ヒュームドシリカおよび有機スズ触媒を含み、第２パートは、低揮発性有機液体、レオロジー添加剤、多官能性ポリマー、セラミック充填剤混合物、酸化防止剤、およびウォータースカベンジャーを含む。セラミック充填剤混合物は、充填剤混合物の総重量に基づいて、０．３μｍのＤ５０を有するセラミック充填剤を４重量％、２．４μｍのＤ５０を有するセラミック充填剤を３６重量％および４０μｍのＤ５０を有するセラミック充填剤を６０重量％含む。
【０００９】
別の実施形態は、触媒、セラミック充填剤混合物および水を含む第１パートを、反応性ポリマー、セラミック充填剤混合物およびウォータースカベンジャーを含む第２パートと混合することを含む、熱伝導性硬化性組成物を作製する方法を開示し、混合物は、硬化後に固体である。
【００１０】
別の実施形態は、熱源、冷却機構、およびそれらの間に配置された本明細書に開示される熱伝導性硬化性組成物を含むバッテリーを開示する。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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