CN113692427A - 导热性组合物、导热性构件、电池模块 - Google Patents
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Abstract
提供具有优异的粘接性,并且即使反复施加振动等也不易从被粘物剥离的导热性构件。一种导热性组合物,是包含固化性有机聚硅氧烷(A)、烷氧基硅烷化合物(B)、和导热性填充剂(C)的导热性组合物,上述烷氧基硅烷化合物(B)为含有长链烯基的烷氧基硅烷。
Description
技术领域
本发明涉及导热性组合物、导热性构件、以及以该导热性构件作为间隙件的电池模块。
背景技术
通过将能够固化的液态的导热性组合物填充于发热体与散热体之间,然后进行固化从而形成的固化物作为将发热体发出的热传到散热体的导热性构件而使用。由于能够固化的液态的导热性组合物具有流动性,因此可以填埋发热体与散热体之间的任意间隙。因此,即使发热体与散热体的间隙不是一定的,所形成的固化物也可以确实地填埋该间隙,作为导热性的间隙件被利用。导热性的间隙件通过与发热体的表面、和散热体的表面密合,从而可以发挥良好的导热性。
导热性的间隙件如例如专利文献1所公开地那样,已知使用于电池模块。电池模块中的间隙件配置在作为发热体的电池单元与作为散热体的模块壳体之间,发挥将电池单元的热散热到外部的作用。此外,电池模块中的间隙件也利用于配置在电池单元与电池单元之间将它们固定,保持分开状态。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开公报2018/173860号
发明内容
发明所要解决的课题
为了提高导热效率,或为了将电池单元间固定,需要使导热性的间隙件以高粘接力粘接于电池单元等发热体、模块壳体等散热体。此外,间隙件例如在电池模块中有时在汽车等施加振动的用途中使用。
然而,以往的导热性构件难以使粘接性充分高,如果施加振动等,则在与被粘物的界面剥落等不良状况易于发生。
本发明是考虑上述情况而提出的,其目的是提供具有优异的粘接性,并且即使反复施加振动等也不易从被粘物剥离的导热性构件、以及用于形成该导热性构件的导热性组合物。
用于解决课题的方法
本发明人等进行了深入研究,结果发现,通过在导热性组合物中添加特定的硅烷化合物作为硅烷偶联剂,可以解决上述课题,从而完成了本发明。本发明提供以下[1]~[10]。
[1]一种导热性组合物,其包含固化性有机聚硅氧烷(A)、烷氧基硅烷化合物(B)、以及导热性填充剂(C),上述烷氧基硅烷化合物(B)为含有碳原子数为8~18的长链烯基的烷氧基硅烷。
[2]一种导热性组合物,是将第1剂和第2剂组合而成的双液型的导热性组合物,在上述第1剂中,包含含有烯基的有机聚硅氧烷(A1)、烷氧基硅烷化合物(B)、以及加成反应催化剂(X),在上述第2剂中,包含氢有机聚硅氧烷(A2),并且,不包含烷氧基硅烷化合物(B),在上述第1剂和上述第2剂中的至少任一者中包含导热性填充剂(C),上述烷氧基硅烷化合物(B)为含有碳原子数为8~18的长链烯基的烷氧基硅烷。
[3]根据[2]所述的导热性组合物,在上述第2剂中,包含含有烯基的有机聚硅氧烷(A1)。
[4]根据[1]所述的导热性组合物,上述固化性有机聚硅氧烷(A)为加成反应固化型有机聚硅氧烷。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的导热性组合物,该导热性组合物的固化物的硬度以A硬度计为30以上且小于60。
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的导热性组合物,上述烷氧基硅烷化合物(B)为辛烯基三甲氧基硅烷。
[7]根据[1]~[6]中任一项所述的导热性组合物,上述烷氧基硅烷化合物(B)的含量相对于固化性有机聚硅氧烷(A)与烷氧基硅烷化合物(B)的合计质量为1~10质量%。
[8]根据[1]~[7]中任一项所述的导热性组合物,其固化后的拉伸剪切强度为1MPa以上。
[9]一种导热性构件,其是将[1]~[8]中任一项所述的导热性组合物固化而成的。
[10]一种电池模块,其具备由[9]所述的导热性构件构成的间隙件、多个电池单元、以及容纳上述多个电池单元的模块壳体,上述间隙件被配置在模块壳体的内部。
发明的效果
根据本发明,可以提供对被粘物具有优异的粘接力,并且即使施加振动等外力也不易剥离的导热性构件、以及用于形成该导热性构件的导热性组合物。
附图说明
图1为显示本发明涉及的电池模块的代表性构成的立体图。
图2为显示电池模块所具有的电池单元的代表性构成的立体图。
具体实施方式
以下,使用实施方式对本发明的导热性组合物、由该导热性组合物的固化物构成的导热性构件、以及电池模块进行说明。
[导热性组合物]
本发明的导热性组合物为包含固化性有机聚硅氧烷(A)、烷氧基硅烷化合物(B)、和导热性填充剂(C)的导热性组合物。以下,对各成分详细地说明。
<固化性有机聚硅氧烷(A)>
固化性有机聚硅氧烷(A)为能够固化的有机聚硅氧烷,包含具有反应性基的聚有机硅氧烷。固化性有机聚硅氧烷可举出例如,加成反应固化型有机硅、自由基反应固化型有机硅、缩合反应固化型有机硅、紫外线或电子射线固化型有机硅、和湿固化型有机硅,在上述中,优选为加成反应固化型有机聚硅氧烷。加成反应固化型有机聚硅氧烷虽然对铝等金属的粘接力易于变低,但在本发明中,如后述那样通过使用特定的烷氧基硅烷化合物(B),从而对铝等的粘接性也变高。
作为加成反应固化型有机聚硅氧烷,更优选包含含有烯基的有机聚硅氧烷(主剂,A1)和氢有机聚硅氧烷(固化剂,A2)。含有烯基的有机聚硅氧烷(A1)优选为末端具有乙烯基(CH2=CH-)的乙烯基末端有机聚硅氧烷。
固化性有机聚硅氧烷(A)通过固化而变为硅橡胶,在加成反应固化型有机聚硅氧烷的情况下,使上述主剂和固化剂通过采用加成反应催化剂(X)进行的加成反应固化为好。加成反应催化剂(X)优选为铂催化剂。
固化性有机聚硅氧烷(A)可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
<烷氧基硅烷化合物(B)>
烷氧基硅烷化合物(B)为含有长链烯基的烷氧基硅烷。烷氧基硅烷化合物(B)中的长链烯基为碳原子数8以上的烯基,更具体而言为碳原子数8~18的烯基。
本发明的导热性组合物通过含有特定的烷氧基硅烷化合物(B),从而确保对金属等的优异的粘接性,同时即使施加振动等外力也不易剥离等。其原理不清楚,但如下那样推定。本发明的导热性组合物的固化物通过烷氧基硅烷化合物(B)含有长链的烯基和烷氧基,从而不仅对被粘物的粘接性,而且固化物本身的强度和柔软性也变得良好。因此,推定导热性组合物的固化物的拉伸剪切强度变高,并且施加了外力时能够产生恒定量位移,由此,确保对被粘物的优异的粘接性,同时即使施加振动等外力也不易发生剥离等。
另外,在本发明中,导热性组合物的固化物对被粘物的粘接性提高,关于破坏模式,与界面剥离相比凝集破坏占优势。因此,导热性组合物的固化物不仅粘接性,而且固化物本身的强度和柔软性良好,从而例如可以牢固地保持被粘物。
含有长链烯基的烷氧基硅烷具体而言由以下通式(1)表示。
在通式(1)中,R1表示碳原子数8~18的烯基。R2彼此独立地为碳原子数1~4的烷基,R3彼此独立地为碳原子数1~4的烷基,a为1~3的整数。
R2优选为甲基、乙基,进一步优选为甲基。R3优选为甲基、乙基,进一步优选为甲基。a为1~3,但优选为3。因此,化合物(B)优选为烯基三乙氧基硅烷和烯基三甲氧基硅烷,进一步优选为烯基三甲氧基硅烷。
含有烯基的烷氧基硅烷中的长链烯基(即,通式(1)中的R1)可以为直链状或支链状,但优选为直链状。长链烯基优选在末端具有乙烯基(CH2=CH-),更优选直链的末端为乙烯基。长链烯基(即,R1)的碳原子数更优选为8~12,进一步优选为8~10,最优选为8。
含有长链烯基的烷氧基硅烷具体而言可以适合使用辛烯基三甲氧基硅烷,特别优选使用7-辛烯基三甲氧基硅烷。
烷氧基硅烷化合物(B)可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
本发明的导热性组合物中的烷氧基硅烷化合物(B)的含量相对于固化性有机聚硅氧烷(A)与烷氧基硅烷化合物(B)的合计量优选为1~10质量%的范围。如果为1质量%以上,则导热性组合物的固化物的剥离应力变高,对被粘物的粘接性变得良好。此外,施加了外力时的位移量也变多,即使施加振动等也不易剥离。另一方面,通过为10质量%以下,从而能够使组合物中含有适当量的固化性有机聚硅氧烷(A),易于获得作为硅橡胶的良好的特性。
烷氧基硅烷化合物(B)的上述含量更优选为2质量%以上,进一步优选为2.5质量%以上。通过为这些含量以上,从而特别是拉伸剪切强度变高,即使施加振动等也可以防止被剥离、或可以防止固化物本身被破坏。此外,从使各种性能平衡好地良好的观点考虑,烷氧基硅烷化合物(B)的上述含量更优选为7质量%以下,进一步优选为5质量%以下。
<导热性填充剂(C)>
导热性填充剂(C)为向导热性组合物的固化体赋予导热性的物质,可以使用电绝缘性优异、并且导热性良好的物质。例如,氧化铝、氮化硼、氮化铝、碳化硅、氢氧化铝等在电绝缘性、导热性优异方面是优选的。这些粒子可以为球状、纤维状、针状、鳞片状等形状。导热性填充剂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。在上述中,更优选为选自氧化铝和氢氧化铝中的1种以上,进一步优选使用它们两者。
在具有流动性的导热性组合物中,不定形微粒状的氢氧化铝可以抑制液态有机硅与导热性填充剂的分离。此外,氧化铝可以使用导热性高、大粒径的粒子,在导热性组合物的固化体中,可以有效地提高导热率。
例如,在使用氧化铝和氢氧化铝作为导热性填充剂(C)时,氧化铝的形状优选为球状。如果为球状,则易于使比表面积小。特别是,在使用将氢氧化铝与氧化铝合起来而得的导热性填充剂的情况下,如果比表面积小,则即使增加大粒径的氧化铝的比例,液态的导热性组合物的流动性也不易降低。
导热性组合物中的、导热性填充剂(C)的含量相对于上述(A)和(B)成分的合计量100质量份,可以在例如100~1500质量份的范围、优选为800~1200质量份的范围中选择。通过使导热性填充剂的含量为100质量份以上,从而导热性构件的导热性变得良好。此外,通过为1500质量份以下,从而导热性组合物的粘度变得适当,填充时的操作性变得良好。
导热性组合物一般为液态,其25℃的粘度优选从50~2000Pa·s的范围选择。通过粘度为50Pa·s以上,从而导热性填充剂的含量变得充分,在所制作的固化体中,能够获得充分的导热率。另一方面,如果粘度为2000Pa·s以下,则可以防止导热性填充剂的含量不必要地变高,易于将导热性组合物分配等,作业性变得良好。此外,从使满足所希望的导热率、与分配时的排出稳定性的平衡良好的观点考虑,更优选调节导热性填充剂的含量,使粘度为100~1000Pa·s的范围,特别优选为200~600Pa·s的范围。另外,导热性组合物的粘度为固化未进行的时刻的粘度,例如,对于后述的双液型,测定在第1剂中刚混合第2剂后的粘度为好。
在本发明的导热性组合物中,除了导热性填充剂以外,还可以含有各种添加剂。可举出例如,催化剂、分散剂、阻燃剂、增塑剂、固化延迟剂、抗氧化剂、着色剂等。
本发明的导热性组合物的形态可以为单液型,也可以为将第1剂和第2剂组合而成的双液型的任一者。双液型为在使用时使第1剂与第2剂混合而获得导热性组合物的形态。作为单液型的导热性组合物,可举出含有湿固化型有机硅作为(A)成分的组合物。作为双液型的导热性组合物,可举出含有加成反应固化型有机硅作为(A)成分的组合物。它们之中,从保存稳定性的观点考虑,优选为双液型。
另外,在双液型的导热性组合物中,第1剂与第2剂的质量比(第2剂/第1剂)优选为1或接近于1的值,具体而言优选为0.9~1.1,更优选为0.95~1.05。这样,通过使第1剂与第2剂的质量比为1或接近于1的值,从而导热性组合物的调制变得容易。此外,在双液型的导热性组合物中,第1剂与第2剂的粘度比(第2剂/第1剂)也优选为1或接近于1的值,具体而言优选为0.5~2.0,更优选为0.8~1.2。这样,通过使第1剂与第2剂的质量比为1或接近于1的值,从而易于将导热性组合物均匀混合。另外,调整质量比、粘度比的方法后述。
关于双液型的导热性组合物,更具体而言,第1剂包含含有烯基的有机聚硅氧烷(A1)(主剂),第2剂包含氢有机聚硅氧烷(A2)(固化剂)。此外,在双液型的导热性组合物的一种实施方式中,烷氧基硅烷化合物(B)和加成反应催化剂(X)被包含于第1剂,另一方面,在第2剂中不含有烷氧基硅烷化合物(B)。
一般的加成反应型的双液型有机硅树脂组合物虽然加成反应催化剂(X)被包含于作为主剂侧的第1剂,但在本实施方式中,除了加成反应催化剂(X)以外,烷氧基硅烷化合物(B)也被包含于第1剂。这样,如果在第1剂中除了加成反应催化剂(X)以外,还含有烷氧基硅烷化合物(B),则即使在长期保存后固化也适当进行,可以使通过固化而获得的导热性构件的各种物性良好。
其主要原因不确定,但推定是因为铂催化剂等加成反应催化剂(X)成为与作为(A1)和(B)成分的加成反应部位的烯基配位了的状态,固化易于进行。另一方面,推定是因为在将第1剂和第2剂混合前,烷氧基硅烷化合物(B)不与作为固化剂的氢有机聚硅氧烷(A2)接触,从而能够防止它们反应等。
此外,在上述一种实施方式中,导热性填充剂(C)被包含于第1剂和第2剂中的至少任一者即可,但优选被包含于第1剂和第2剂两者。如果使第1剂和第2剂两者含有导热性填充剂(C),则易于将第1剂与第2剂混合。此外,可以使制作导热性组合物时的第2剂相对于第1剂的质量比和粘度比为1或接近于1的值,因此易于作为双液型而使用。
此外,第2剂优选包含含有烯基的有机聚硅氧烷(A1)。通过第2剂除了固化剂(A2)以外还含有主剂(A1),从而易于将制作导热性组合物时的第2剂相对于第1剂的质量比和粘度比调整到1或接近于1的值。另一方面,在第1剂中,不含有作为固化剂的氢有机聚硅氧烷(A2)为好。通过这样,可以使第1剂所包含的固化性有机聚硅氧烷、与第2剂所包含的固化性有机聚硅氧烷的质量和粘度接近。因此,通过分别加入大致等量的导热性组合物,从而可以使第2剂相对于第1剂的质量比和粘度比为1或接近于1的值,易于作为双液型而使用。
此外,优选第1剂含有加成反应催化剂,第2剂实质上不包含加成反应催化剂。通过这样,从而第1剂与第2剂在混合前保存稳定性优异,在混合后反应被促进,可以迅速固化。
在第2剂采用除了固化剂(A2)以外还含有主剂(A1)和微量的加成反应催化剂的形态的情况下,为了防止保存时的加成反应固化,添加固化延迟剂,抵消由添加在第2剂中的加成反应催化剂引起的常温时的反应促进效果,从而也可以实现实质上不包含加成反应催化剂的状态。
具体而言,在加成反应型的双液型导热性组合物的第2剂中含有微量的加成反应催化剂时,为了抑制在保存中由加成反应催化剂引起的固化剂(A2)与主剂(A1)的反应,可以添加固化延迟剂。作为固化延迟剂,可例示例如,3-甲基-1-丁炔-3-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、苯基丁炔醇、1-乙炔基-1-环己醇等具有碳-碳三键的醇衍生物;3-甲基-3-戊烯-1-炔、3,5-二甲基-3-己烯-1-炔等烯炔化合物;四甲基四乙烯基环四硅氧烷、四甲基四己烯基环四硅氧烷等含有烯基的低分子量硅氧烷;甲基-三(3-甲基-1-丁炔-3-氧基)硅烷、乙烯基-三(3-甲基-1-丁炔-3-氧基)硅烷等含有炔烃的硅烷。
此外,在第2剂中不含有固化延迟剂的情况下,也可以含有在常温时不促进反应的程度的量的加成反应催化剂。
作为加成反应催化剂而被利用的、例如氯铂酸、氯铂酸与烯烃类、乙烯基硅氧烷或乙炔化合物的配位化合物等铂催化剂具有作用于固化剂(A2),提高其反应性的活化功能。作为在保存第2剂中避免固化剂(A2)的不需要的活化的手段,在第2剂中不含有加成反应催化剂是最有效的。
导热性组合物只要根据作为固化剂被利用的氢有机聚硅氧烷的种类、混配量、以及添加的加成反应催化剂的种类、添加量来选择固化温度即可。例如,在双液型中,只要是第1剂与第2剂仅通过混合并在常温下放置就固化的形态即可,也可以选择通过加热而促进固化的形态。
将导热性组合物固化后的拉伸剪切强度优选为1MPa以上。如果为1MPa以上,则导热性组合物的固化物对被粘物的剥离应力变得良好,并且固化物本身的强度也变高。因此,如果将导热性组合物作为例如后述电池模块的间隙件而使用,则间隙件与电池单元之间、和间隙件与模块壳体的密合性优异。而且,在电池模块内可以稳定地保持电池单元,即使施加振动也可以抑制电池单元的固定位置的偏移。从这些观点考虑,导热性组合物的拉伸剪切强度更优选为1.5MPa以上,进一步优选为1.9MPa以上。此外,拉伸剪切强度的上限没有特别限定,例如为5MPa以下。
另外,将导热性组合物固化后时的拉伸剪切强度可以通过将2块铝板用导热性组合物的固化物进行固定,按照JIS K6850:1999的拉伸剪切试验进行测定而求出,详细而言,只要通过后述的实施例所记载的方法测定即可。
[导热性构件]
通过将本发明的导热性组合物固化,从而可以形成导热性构件。导热性构件(即,导热性组合物的固化物)的硬度为通过JIS K 6253的A型的硬度计测定的值(以下称为“A硬度”),例如为20~80、优选为30~80的范围,更优选为30以上且小于60的范围。
通过使A硬度为80以下,从而可以充分地确保沿着发热体、散热体的形状而良好地追随的柔软性、和与发热体、散热体的密合性。进一步,如果A硬度小于60,则施加了外力时的位移量变多,即使施加振动也可以防止从被粘物剥离、或导热性构件本身断裂。因此,例如,如果作为后述电池模块的间隙件而使用,则由间隙件带来的电池单元的保持性进一步提高。此外,通过使A硬度为30以上,从而易于提高拉伸剪切强度。
导热性构件(即,导热性组合物的固化物)的导热率优选为2.5W/m·K以上,优选为3.0W/m·K以上。通过为这些下限值以上,从而导热性变得良好。因此,例如在作为电池单元模块的间隙件而使用的情况下,可以将从电池单元产生的热经由间隙件而有效率地传到模块壳体,可以抑制电池单元的温度的过度上升。导热性构件的导热率越高越好,但实用上,例如为7W/m·K以下。
[电池模块]
本发明涉及的电池模块具备多个电池单元、容纳上述多个电池单元的模块壳体、和被配置在上述模块壳体的内部的间隙件。被配置在模块壳体的内部的间隙件由上述本发明的导热性构件构成。
由导热性构件构成的间隙件被填充在电池单元相互间、和电池单元与模块壳体间,被填充的间隙件与电池单元、和模块壳体密合。由此,电池单元间的间隙件具有保持电池单元相互间的分开状态的功能。此外,电池单元与模块壳体之间的间隙件与电池单元和模块壳体两者密合,具有将由电池单元产生的热传到模块壳体的功能。
图1显示电池模块的具体的构成。图2显示各电池单元的具体的构成。如在图1中所示那样,在电池模块10的内部配置多个电池单元11。各电池单元11是在挠性的外装膜内进行层压并封入的,整体的形状为与高度、宽度的大小相比厚度薄的扁平体。这样的电池单元11如在图2中所示那样,正极11a和负极11b出现在外部,扁平面的中央部11c与被压接的端部11d相比壁厚地形成。
如图1所示那样,各电池单元11以其扁平面彼此对置的方式配置。在图1的构成中,间隙件13不是以覆盖容纳在模块壳体12的内部的、多个电池单元11整体的方式填充。间隙件13以填满模块壳体12的内部的一部分(底侧部分)所存在的间隙的方式填充。间隙件13被填充在电池单元11相互间、和电池单元11与模块壳体12之间,与该部分的电池单元11的表面、和模块壳体12的内面密合。
被填充在电池单元11相互之间的间隙件13与两者的电池单元11的表面粘接,但间隙件13本身通过具有上述硬度,从而具有适度的弹性和柔软性,即使施加使电池单元11相互的间隔产生位移的外力,也可以缓和由外力引起的应变变形。因此,间隙件13具有保持电池单元11A相互间的分开状态的功能。
被填充在电池单元11与模块壳体12的内面之间的间隙的间隙件13也与电池单元11的表面、和模块壳体12的内面紧密粘接。其结果,在电池单元11的内部产生的热经由与电池单元11的表面粘接的间隙件13,传到通过该间隙件13的其它面而密合的模块壳体12的内面。
间隙件13向电池模块10内的形成通过在使用一般的分配器涂布了液态的导热性组合物后,使该液态的导热性组合物固化来进行为好。此时,如上所述优选使用双液型的导热性组合物。双液型的保存容易,并且只要在即将使用前混合就可以在用分配器进行涂布的作业时不容易固化,在涂布后迅速固化。此外,用分配器的涂布在可以使液态的导热性组合物填充直到电池模块10的壳体12内的较深处为止方面也是优选的。
覆盖电池单元11的间隙件13优选在电池单元11的一侧,覆盖各电池单元11的20~40%。通过使其为20%以上,从而可以稳定地保持电池单元11。此外,通过充分地覆盖发热量大的电池单元,从而散热效率变得良好。另一方面,通过使其为40%以下,从而可以有效率地进行从电池单元11产生的热的散热,也能够防止重量增大、作业性的恶化等。此外,为了使散热效率良好,优选将电池单元11的电极11a、11b的某侧用间隙件13覆盖,更优选将电极11a、11b的整体用间隙件13覆盖。
如上所述,电池模块10可以将从电池单元11产生的热经由间隙件13而散到模块壳体12。此外,由于间隙件13使用本发明的导热性构件,因此与电池单元11、模块壳体12的粘接性变得良好。特别是,有时电池单元11的表面材为铝、或模块壳体12使用铝板,在那样的情况下,粘接力进一步变高。
本发明的导热性构件(硅橡胶)具有弹性,硬度例如以A硬度计为20~80,优选为30~80的范围,更优选为30以上且小于60的范围,与环氧系、氨基甲酸酯系材料相比较低。进一步,本发明的导热性构件的拉伸剪切强度高,并且如上述那样在施加了外力的情况下易于发生位移。因此,本发明的导热性构件例如即使在汽车的起动、停止、行驶时受到振动、冲击,也可以在某种程度上缓和,并且不易破损,因此可以通过间隙件13来充分地保持电池单元11。
实施例
以下,通过实施例进一步详细地说明本发明,但本发明不受这些例子任何限定。
另外,在本发明中,通过以下方法来评价导热性组合物和导热性构件。
[粘度]
使用B型粘度计(BROOKFIELD社制旋转粘度计,DV-E),将转子(SC4-14)的旋转速度设定为10rpm而测定了导热性组合物的刚调制后(后述第1剂和第2剂刚混合后)的25℃的粘度(Pa·s)。
[拉伸剪切强度]
拉伸剪切强度按照JIS K6850:1999的拉伸剪切试验测定。试验片通过准备2块纵100mm、横25mm、厚度2mm的铝板,以彼此的铝板的前端以纵横25mm×25mm的长度重叠的状态配置,在其间以厚度成为1.5mm的方式涂布液态的导热性组合物,在60℃的恒温槽中静置24小时使其固化来制作。使用拉伸试验机(东洋精机制作所“STROGRAFH VE50”),在室温25℃、拉伸速度100mm/min的条件下进行拉伸试验,测定了拉伸剪切强度。此外,将拉伸剪切强度变为最大的应变量设为最大抗拉强度时的位移。
[A硬度]
通过JIS K 6253的A型的硬度计对导热性构件进行了测定。
[导热率]
将导热性构件切为厚度为20mm的板状,基于ASTM D5470测定了导热率。
[实施例1~6、比较例1~7]
按照表1~3所示的混配,准备第1剂和第2剂,将第1剂和第2剂以质量比1:1混合,获得了各实施例、比较例的导热性组合物。将所得的导热性组合物在室温(23℃)下放置24小时,从而使其固化而获得了导热性构件。
[实施例7~10、比较例8~12]
按照表1、4所示的混配,准备第1剂和第2剂,将第1剂和第2剂以质量比1:1混合,获得了各实施例、比较例的导热性组合物。将所得的导热性组合物在室温(23℃)下放置24小时,从而使其固化而获得了导热性构件。
另外,在实施例7、8中,与实施例4相比,以SiH基数相对于乙烯基数的比例变少的方式调整了各固化剂的种类和量,此外,在实施例9、10中以上述比例变多的方式调整了各固化剂的种类和量。在比较例8、9中,与比较例1相比,以SiH基数相对于乙烯基数的比例变少的方式调整了各固化剂的种类和量,在比较例10、11中以上述比例变多的方式调整了各固化剂的种类和量。
[表1]
表1
※表1中的数值为质量份。
※上述液剂(1)和(2)如下所述。
液剂(1):包含乙烯基末端有机聚硅氧烷、和铂催化剂的液剂。铂催化剂与有机聚硅氧烷相比为微量,液剂(1)的量视为乙烯基末端有机聚硅氧烷的量。
液剂(2):包含乙烯基末端有机聚硅氧烷、和含有Si-H官能团数不同的2种有机氢聚硅氧烷的固化剂的液剂。
各实施例、比较例中的烷氧基硅烷化合物的种类、混配量如表2~4所示那样。
[表2]
表2
※表2~4中的所谓质量%,是烷氧基硅烷化合物相对于固化性有机聚硅氧烷与烷氧基硅烷化合物的合计量的比例(质量%)。
[表3]
表3
[表4]
表4
在以上实施例中,通过使用含有长链烯基的烷氧基硅烷化合物,从而拉伸剪切强度变高,并且最大抗拉强度时的位移量变大。因此,可以确保对被粘物的优异的粘接性,同时在施加外力时也能够产生恒定量位移,因此即使施加振动等外力也不易发生剥离等。
与此相对,在比较例中,未使用含有长链烯基的烷氧基硅烷化合物,因此拉伸剪切强度和最大抗拉强度时的位移量都不充分。因此,不能确保对被粘物的充分的粘接性,此外,如果施加振动等外力则剥离等易于发生。
[实施例11、参考例1、2]
与实施例2、5、6同样地,准备第1剂、第2剂,在常温下放置1天。然后,将第1剂和第2剂以质量比1:1混合,获得了实施例11、参考例1、2的导热性组合物。将所得的导热性组合物在室温(23℃)下放置24小时从而使其固化,结果在实施例11中固化了,但在参考例1、2中未进行充分地固化而得不到导热性构件。
由以上实施例11、参考例1、2明确了,在双液型中,可以理解出通过使烷氧基硅烷化合物(B)和加成反应催化剂(X)包含于第1剂,另一方面,使它们不包含于第2剂,从而在保存后固化也适当地进行,保存稳定性优异。
符号的说明
10 电池模块
11 电池单元
12 电池模块的壳体(模块壳体)
13 间隙件。
Claims (10)
1.一种导热性组合物,其包含固化性有机聚硅氧烷(A)、烷氧基硅烷化合物(B)、以及导热性填充剂(C),
所述烷氧基硅烷化合物(B)为含有碳原子数为8~18的长链烯基的烷氧基硅烷。
2.一种导热性组合物,是将第1剂和第2剂组合而成的双液型的导热性组合物,
在所述第1剂中,包含含有烯基的有机聚硅氧烷(A1)、烷氧基硅烷化合物(B)、以及加成反应催化剂(X),
在所述第2剂中,包含氢有机聚硅氧烷(A2),并且,不包含烷氧基硅烷化合物(B),
在所述第1剂和所述第2剂中的至少任一者中包含导热性填充剂(C),
所述烷氧基硅烷化合物(B)为含有碳原子数为8~18的长链烯基的烷氧基硅烷。
3.根据权利要求2所述的导热性组合物,在所述第2剂中包含含有烯基的有机聚硅氧烷(A1)。
4.根据权利要求1所述的导热性组合物,所述固化性有机聚硅氧烷(A)为加成反应固化型有机聚硅氧烷。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的导热性组合物,该导热性组合物的固化物的硬度以A硬度计为30以上且小于60。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的导热性组合物,所述烷氧基硅烷化合物(B)为辛烯基三甲氧基硅烷。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的导热性组合物,所述烷氧基硅烷化合物(B)的含量相对于固化性有机聚硅氧烷(A)与烷氧基硅烷化合物(B)的合计质量为1~10质量%。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的导热性组合物,其固化后的拉伸剪切强度为1MPa以上。
9.一种导热性构件,其是将权利要求1~8中任一项所述的导热性组合物固化而成的。
10.一种电池模块,其具备由权利要求9所述的导热性构件构成的间隙件、多个电池单元、以及容纳所述多个电池单元的模块壳体,所述间隙件被配置在模块壳体的内部。
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