CN118103477A - 导热性组合物及导热性部件 - Google Patents

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Abstract

本发明的导热性组合物包含有机聚硅氧烷、导热性填充材料和碳原子数为12～28的范围的酯化合物，并且是在25℃下呈液态的组合物。根据本发明，可以提供一种因低粘度而作业性良好、耐热性优异并且不易产生低分子硅氧烷的导热性组合物。

Description

导热性组合物及导热性部件
技术领域
本发明涉及导热性组合物及导热性部件。
背景技术
通过将导热性组合物填充在发热体与散热体之间、然后进行固化而形成的固化物被用作将发热体所发出的热传递至散热体的导热性部件。导热性组合物具有流动性，因此能够填埋发热体与散热体之间的任意间隙。因此，所形成的导热性部件即使在发热体与散热体的间隙不固定时也能够可靠地填埋该间隙，作为导热性的间隙材料而加以利用。
例如，如专利文献1所公开的那样，已知将导热性部件作为间隙材料而用于电池模块。导热性部件被配置在作为发热体的电池单元与作为散热体的模块框体之间，发挥将电池单元的热向外部散热的作用。另外，导热性部件还被用于配置在电池单元与电池单元之间并将它们固定从而保持分离状态。
作为用于形成导热性部件的导热性组合物，多使用包含有机聚硅氧烷和导热性填充材料的组合物。通常，为了提高散热性，需要增多导热性填充材料的含量，但若增多导热性填充材料的含量，则导热性组合物的粘度变高，因此操作性恶化。因此，进行了各种降低导热性组合物的粘度的研究。
为了将导热性组合物低粘度化，可举出下述方法：使用低粘度的有机聚硅氧烷、二甲基硅油等增塑剂的方法；配合具有粘度降低效果的分散剂的方法；对导热性填充材料的表面处理、导热性填充材料的形状、粒径的组合等加以改进的方法等。
例如，在专利文献2中，记载了有关含有由有机聚硅氧烷构成的基体、导热性填充材料和选自烷氧基硅烷化合物及烷氧基硅氧烷化合物中的硅化合物的导热性片的发明，并且记载了通过使用这样的硅化合物作为分散剂，导热性组合物的粘度得以降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2018/173860号
专利文献2：国际公开第2019/004150号
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在大量使用低粘度的二甲基硅油等增塑剂的情况下，容易通过加热而产生低分子硅氧烷，因此担心产生电气性的不良情况。另外，在大量使用烷氧基硅烷化合物等分散剂的情况下，由于容易挥发，因此有时也不能充分保持耐热性。
因此，本发明的课题在于，在包含有机聚硅氧烷和导热性填充材料的导热性组合物中，提供一种因低粘度而作业性良好、耐热性优异并且不易产生低分子硅氧烷的导热性组合物以及作为其固化物的导热性部件。
用于解决课题的手段
本申请的发明人进行深入研究的结果发现，利用包含有机聚硅氧烷、导热性填充材料及碳原子数为12～28的酯化合物并且在25℃下呈液态的导热性组合物，能够解决上述课题，从而完成了本发明。
即，本发明提供以下的[1]～[8]。
[1]一种导热性组合物，其包含有机聚硅氧烷、导热性填充材料及碳原子数12～28的酯化合物，所述导热性组合物在25℃下呈液态。
[2]根据上述[1]所述的导热性组合物，所述酯化合物是在25℃下呈液态的单酯。
[3]根据上述[1]或[2]所述的导热性组合物，所述酯化合物为下述式(1)表示的化合物。
(式(1)中，R1及R2为烷基，R1及R2中的至少一者为碳原子数10以上的烷基。)
[4]根据上述[1]～[3]中任一项所述的导热性组合物，所述有机聚硅氧烷为具有反应性基团的有机聚硅氧烷。
[5]根据上述[4]所述的导热性组合物，所述具有反应性基团的有机聚硅氧烷为包含含烯基的有机聚硅氧烷和有机氢聚硅氧烷的加成反应固化型有机硅。
[6]根据上述[1]～[5]中任一项所述的导热性组合物，其粘度为1～500Pa·s。
[7]一种导热性部件，其包含有机硅基体、导热性填充材料及碳原子数12～28的酯化合物。
[8]一种电池模块，其具备由上述[7]所述的导热性部件构成的间隙材料、多个电池单元和收纳所述多个电池单元的模块框体，所述间隙材料被配置在模块框体的内部。
发明效果
根据本发明，可以提供一种因低粘度而作业性良好、耐热性优异并且不易产生低分子硅氧烷的导热性组合物以及作为其固化物的导热性部件。
附图说明
[图1]为示出电池模块的代表构成的立体图。
[图2]为示出电池模块所具有的电池单元的代表构成的立体图。
具体实施方式
[导热性组合物]
以下，对本发明的导热性组合物进行详细说明。
本发明的导热性组合物包含有机聚硅氧烷、导热性填充材料及碳原子数为12～28的范围的酯化合物，并且是在25℃下呈液态的组合物。
需要说明的是，所谓在25℃下呈液态，是指在25℃下具有流动性，也包括糊状的状态。
<酯化合物>
本发明的导热性组合物包含碳原子数12～28的酯化合物。通过包含该酯化合物，从而导热性组合物的粘度降低，涂布性等操作性变良好。导热性组合物的粘度降低的理由虽不明确，但认为碳原子数12～28的酯化合物与有机聚硅氧烷的相容性优异，其结果是，粘度降低。另外，所配合的酯化合物具备一定的碳原子数，不会使导热性组合物的耐热性降低，因此能够使导热性组合物的耐热性良好。
此外，与大量使用二甲基硅油等增塑剂来降低粘度的方法不同，即使利用本发明中的酯化合物，也不会增加低分子硅氧烷的产生量。
需要说明的是，在本说明书中，用“～”表示的范围是指从“～”的前后所记载的规定的数值以上至规定的数值以下的范围。
本发明中的酯化合物的碳原子数为12～28。若酯化合物的碳原子数小于12，则导热性组合物的耐热性容易降低。另外，若酯化合物的碳原子数大于28，则与有机聚硅氧烷的相容性降低，导热性组合物的粘度难以降低。从导热性组合物的耐热性提高的观点以及提高与有机聚硅氧烷的相容性从而降低导热性组合物的粘度的观点考虑，酯化合物的碳原子数优选为13以上，更优选为17以上，而且优选为26以下，更优选为24以下，进一步优选为22以下。另外，酯化合物的碳原子数优选为13～26，更优选为17～24，进一步优选为13～22。
另外，从导热性组合物的耐热性提高的观点以及提高与有机聚硅氧烷的相容性从而降低导热性组合物的粘度的观点考虑，酯化合物的分子量优选为200以上，更优选为210以上，进一步优选为270以上，而且优选为430以下，更优选为400以下，进一步优选为370以下，更进一步优选为340以下。另外，酯化合物的分子量优选为200～430，更优选为210～400，进一步优选为270～370，更进一步优选为270～340。
上述酯化合物为具有酯基的化合物，可以为具有1个酯基的单酯，也可以为二酯等具有2个以上酯基的化合物，但从降低导热性组合物的粘度的观点以及提高耐热性的观点考虑，优选为单酯，更优选为在25℃下呈液态的单酯。
其中，从降低导热性组合物的粘度的观点以及提高耐热性的观点考虑，酯化合物优选为下述式(1)表示的化合物。
(式(1)中，R1及R2为烷基，R1及R2中的至少一者为碳原子数10以上的烷基。)
式(1)中，R1及R2为烷基，R1及R2中的至少一者为碳原子数10以上的烷基。本发明的酯化合物的碳原子数为12～28，因此式(1)中的R1及R2的合计的碳原子数为11～27。
式(1)中，R1及R2各自为烷基，可以为直链状的烷基，也可以为支链状的烷基。
R1及R2中的至少一者为碳原子数10以上的烷基，优选仅R1及R2中的任意一者为碳原子数10以上的烷基。由此，酯基的极性的影响变小，容易与有机聚硅氧烷相容。需要说明的是，在仅R1及R2中的任意一者为碳原子数10以上的烷基时，其中另一者的碳原子数优选为9以下。
另外，从酯化合物与有机聚硅氧烷的相容性提高的观点考虑，优选R1及R2均为碳原子数18以下的烷基。另外，优选R1及R2中的至少一者为碳原子数10～18的烷基。另外，优选仅R1及R2中的至少一者为碳原子数10～18的烷基，其中另一者的碳原子数优选为1～9。
R1优选为碳原子数10以上的烷基，更优选为碳原子数11以上的烷基，而且优选为碳原子数15以下的烷基。另外，R1优选为碳原子数10～15的烷基，更优选为碳原子数11～15的烷基。
R2优选为碳原子数2以上的烷基，更优选为碳原子数3以上的烷基，而且优选为碳原子数16以下的烷基，更优选为碳原子数12以下的烷基，进一步优选为碳原子数8以下的烷基。另外，R2优选为碳原子数2～16的烷基，更优选为碳原子数3～12的烷基，进一步优选为碳原子数3～8的烷基。
若R1及R2为这样的碳原子数的烷基，则容易降低导热性组合物的粘度并且提高耐热性。
本发明中的酯化合物可以没有特别限制地使用上文说明过的化合物，具体地例示时，可举出例如，2-乙基己酸肉豆蔻基酯、2-乙基己酸鲸蜡基酯、2-乙基己酸硬脂基酯、癸酸辛酯、癸酸癸酯、癸酸月桂基酯、癸酸肉豆蔻基酯、月桂酸甲酯、月桂酸乙酯、月桂酸丙酯、月桂酸异丙酯、月桂酸丁酯、月桂酸异丁酯、月桂酸戊酯、月桂酸己酯、月桂酸庚酯、月桂酸辛酯、月桂酸1-甲基庚酯、月桂酸2-乙基己酯、月桂酸壬酯、月桂酸癸酯、肉豆蔻酸甲酯、肉豆蔻酸乙酯、肉豆蔻酸丙酯、肉豆蔻酸异丙酯、肉豆蔻酸丁酯、肉豆蔻酸异丁酯、肉豆蔻酸戊酯、肉豆蔻酸己酯、肉豆蔻酸庚酯、肉豆蔻酸辛酯、肉豆蔻酸1-甲基庚酯、肉豆蔻酸2-乙基己酯、肉豆蔻酸壬酯、肉豆蔻酸癸酯、棕榈酸甲酯、棕榈酸乙酯、棕榈酸丙酯、棕榈酸异丙酯、棕榈酸丁酯、棕榈酸异丁酯、棕榈酸戊酯、棕榈酸己酯、棕榈酸庚酯、棕榈酸辛酯、棕榈酸1-甲基庚酯、棕榈酸2-乙基己酯、棕榈酸壬酯、棕榈酸癸酯、硬脂酸甲酯、硬脂酸乙酯、硬脂酸丙酯、硬脂酸异丙酯、硬脂酸丁酯、硬脂酸异丁酯、硬脂酸戊酯、硬脂酸己酯、硬脂酸庚酯、硬脂酸辛酯、硬脂酸1-甲基庚酯、硬脂酸2-乙基己酯、硬脂酸壬酯、硬脂酸癸酯、异硬脂酸甲酯、异硬脂酸乙酯、异硬脂酸丙酯、异硬脂酸异丙酯、异硬脂酸丁酯、异硬脂酸异丁酯、异硬脂酸戊酯、异硬脂酸己酯、异硬脂酸庚酯、异硬脂酸辛酯、异硬脂酸1-甲基庚酯、异硬脂酸2-乙基己酯、异硬脂酸壬酯、异硬脂酸癸酯等。
它们之中，作为酯化合物，优选为月桂酸辛酯、月桂酸1-甲基庚酯、肉豆蔻酸异丙酯、肉豆蔻酸1-甲基庚酯、棕榈酸异丙酯等。
本发明的导热性组合物中的酯化合物的含量没有特别限定，相对于100质量份有机聚硅氧烷，优选为5～80质量份，更优选为10～60质量份，进一步优选为20～40质量份。若酯化合物的含量为这些下限值以上，则导热性组合物的粘度容易降低。若酯化合物的含量为这些上限值以下，则导热性组合物的耐热性增高，并且不易阻碍固化，容易得到所希望的物性的固化物。
<有机聚硅氧烷>
本发明的导热性组合物中所含的有机聚硅氧烷是将导热性填充材料分散的、在25℃下呈液态的基材。另外，有机聚硅氧烷例如可以为具有反应性基团的有机聚硅氧烷，也可以为不具有反应性基团的有机聚硅氧烷，但优选为具有反应性基团的有机聚硅氧烷。
具有反应性基团的有机聚硅氧烷是具有能形成交联结构的反应性基团的有机聚硅氧烷，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、紫外线或电子束固化型有机硅及湿气固化型有机硅等。它们之中，具有反应性基团的有机聚硅氧烷优选为加成反应固化型有机硅。
作为加成反应固化型有机硅，更优选为包含含烯基的有机聚硅氧烷(主剂)和有机氢聚硅氧烷(固化剂)的加成反应固化型有机硅。
上述含烯基的有机聚硅氧烷优选为在1分子中具有至少2个烯基的有机聚硅氧烷。作为烯基，没有特别限定，可举出例如碳原子数2～8的烯基，可举出乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基等。含烯基的有机聚硅氧烷可以单独使用1种，或者组合使用2种以上。
上述有机氢聚硅氧烷优选为在1分子中具有至少2个氢化硅烷基的有机氢聚硅氧烷。所谓氢化硅烷基，是指键合于硅原子的氢原子(SiH基)。有机氢聚硅氧烷可以单独使用1种，或者组合使用2种以上。
加成反应固化型有机硅通过加成反应而进行反应并固化，形成由硅橡胶构成的有机硅基体。硅橡胶容易压缩变形，因此，由本发明的导热性组合物形成的固化物容易组装至发热体与散热体之间。
本发明中的有机聚硅氧烷在25℃下的粘度优选为50～2000cs，优选为100～1000cs。若有机聚硅氧烷的粘度为这些下限值以上，则容易抑制低分子硅氧烷的产生。若有机聚硅氧烷的粘度为这些上限值以下，则容易提高涂布导热性组合物时等的作业性。
需要说明的是，对于有机聚硅氧烷的粘度而言，使用アントンパール社制的流变仪MCR-302e，利用珀耳帖板将样品的温度调整为25℃，使用φ50mm且角度为1°的锥板，在剪切速度为10(1/sec)的条件下测定。
<导热性填充材料>
本发明的导热性组合物含有导热性填充材料。通过含有导热性填充材料，从而导热性组合物及由该导热性组合物得到的导热性部件的导热性提高。
作为导热性填充材料，可举出例如，金属、金属氧化物、金属氮化物、金属氢氧化物、碳材料、金属以外的氧化物、氮化物、碳化物等。另外，导热性填充材料的形状可举出球状、不定形的粉末等。
在导热性填充材料中，作为金属，可以例示铝、铜、镍等，作为金属氧化物，可以例示以三氧化二铝为代表的氧化铝、氧化镁、氧化锌等，作为金属氮化物，可以例示氮化铝等。作为金属氢氧化物，可举出氢氧化铝。此外，作为碳材料，可举出球状石墨、金刚石等。作为金属以外的氧化物、氮化物、碳化物，可举出石英、氮化硼、碳化硅等。它们之中，作为导热性填充材料，优选为氧化铝、氢氧化铝，优选并用氧化铝及氢氧化铝。
导热性填充材料的平均粒径优选为0.1～200μm，更优选为0.3～100μm，进一步优选为0.5～70μm。
导热性填充材料优选并用平均粒径为0.1μm以上且5μm以下的小粒径导热性填充材料、和平均粒径大于5μm且为200μm以下的大粒径导热性填充材料。通过使用平均粒径不同的导热性填充材料，能够提高填充率。
需要说明的是，导热性填充材料的平均粒径可以利用电子显微镜等进行观察而测定。更具体而言，可以使用例如电子显微镜、光学显微镜，测定任意50个导热性填充材料的粒径，将其平均值(算术平均值)作为平均粒径。
相对于100质量份有机聚硅氧烷，导热性填充材料的含量优选为150～3000质量份，更优选为300～2000质量份，进一步优选为600～1200质量份。
通过使导热性填充材料的含量为上述下限值以上，能够向导热性组合物及导热性部件赋予一定的导热性。通过使导热性填充材料的含量为上述上限值以下，能够将导热性填充材料适当地分散。另外，还能够防止导热性组合物的粘度变得高至必要以上。
<硅化合物>
本发明的导热性组合物可以包含选自由烷氧基硅烷化合物及烷氧基硅氧烷化合物组成的组中的至少一种硅化合物。通过含有这样的硅化合物，从而导热性组合物的粘度容易降低。
作为烷氧基硅烷化合物，可举出例如，甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、二正丙基二甲氧基硅烷、二正丙基二乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、正己基三甲氧基硅烷、正己基三乙氧基硅烷、甲基环己基二甲氧基硅烷、甲基环己基二乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、正癸基三甲氧基硅烷、正癸基三乙氧基硅烷等。它们之中，从导热性组合物的粘度降低的观点考虑，优选正癸基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷，更优选正癸基三甲氧基硅烷。
作为烷氧基硅氧烷化合物，可举出例如，甲基甲氧基硅氧烷低聚物、甲基苯基甲氧基硅氧烷低聚物、甲基环氧基甲氧基硅氧烷低聚物、甲基巯基甲氧基硅氧烷低聚物、及甲基丙烯酰基甲氧基硅氧烷低聚物等。
硅化合物可以使用一种或两种以上。
在导热性组合物中使用硅化合物的情况下，相对于100质量份有机聚硅氧烷，硅化合物的含量优选为0.1质量份以上，更优选为0.5质量份以上，而且优选为5质量份以下，更优选为3质量份以下，进一步优选为2质量份以下。另外，相对于100质量份有机聚硅氧烷，硅化合物的含量优选为0.1～5质量份，更优选为0.5～5质量份，进一步优选为0.5～2质量份。若硅化合物的含量为这些下限值以上，则导热性组合物的粘度容易降低。另一方面，若硅化合物的含量为这些上限值以下，则能够抑制导热性组合物的耐热性的降低。
需要说明的是，对于本发明的导热性组合物而言，通过如上述的那样配合特定的酯化合物，能够降低粘度，因此，在使用硅化合物的情况下，从使耐热性良好的观点考虑，优选使其含量为少量。
<硅油>
从降低粘度的观点考虑，本发明的导热性组合物可以含有硅油。作为硅油，可举出二甲基硅油、甲基苯基硅油等直链硅油。
需要说明的是，低粘度的硅油若大量配合，则容易产生低分子硅氧烷，因此，相对于100质量份有机聚硅氧烷，硅油的配合量优选为5质量份以下，更优选为2质量份以下，进一步优选为0质量份。在此，所谓低粘度的硅油，例如是25℃下的粘度为50cs以下的硅油、25℃下的粘度为30cs以下的硅油或25℃下的粘度为20cs以下的硅油。
特别优选不含有25℃下的粘度为20cs以下的硅油。由此，容易抑制低分子硅氧烷的产生。需要说明的是，对于硅油的粘度而言，使用アントンパール社制的流变仪MCR-302e，利用珀耳帖板将样品的温度调整为25℃，使用φ50mm且角度为1°的锥板，在剪切速度为10(1/sec)的条件下测定。
在本发明的导热性组合物中，可以含有各种添加剂。作为添加剂，可举出例如，催化剂、阻燃剂、抗氧化剂、着色剂等。
<粘度>
导热性组合物的粘度例如可以设定为1000Pa·s以下。另外，优选为1～500Pa·s，更优选为10～200Pa·s，特别优选为50～150Pa·s。本发明的导热性组合物由于配合有特定的酯化合物，因此容易将导热性组合物的粘度调整为上述范围，由此，涂布性等作业性提高。
需要说明的是，导热性组合物的粘度可利用旋转粘度计在转速为10rpm、25℃的条件下测定。
本发明的导热性组合物的形态可以为1液型，也可以为将第1剂和第2剂组合而成的2液型，但从保存稳定性的观点考虑，优选为2液型。
在2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。如上所述，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容易。另外，在2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。如上所述，通过使第1剂与第2剂的粘度比为1或接近于1的值，从而容易将导热性组合物均匀地混合。需要说明的是，调整质量比、粘度比的方法在后文中说明。
在使用包含上述的含烯基的有机聚硅氧烷(主剂)和有机氢聚硅氧烷(固化剂)的加成反应固化型有机硅的情况下，2液型的导热性组合物更具体而言如下：第1剂包含含烯基的有机聚硅氧烷(主剂)，第2剂包含有机氢聚硅氧烷(固化剂)。
加成反应催化剂优选包含于第1剂中，而不包含于第2剂中。通过如上方式，能够使第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而迅速地固化，能够使通过固化而得到的导热性部件的各种物性良好。其主要原因虽不明确，但推断其是因为，铂催化剂等加成反应催化剂成为配位于作为主剂的加成反应部位的烯基的状态，容易进行固化。
导热性填充材料可以包含于第1剂及第2剂中的至少一者中，但优选包含于第1剂及第2剂这两者中。若在第1剂及第2剂这两者中含有导热性填充材料，则容易将第1剂与第2剂混合。另外，能够使制作导热性组合物时的第2剂相对于第1剂的质量比及粘度比为1或接近于1的值，因此容易作为2液型来使用。
另外，第2剂优选含有含烯基的有机聚硅氧烷。通过使第2剂除了含有作为固化剂的有机氢聚硅氧烷之外还含有作为主剂的含烯基的有机聚硅氧烷，从而容易将制作导热性组合物时的第2剂相对于第1剂的质量比及粘度比调整为1或接近于1的值。另一方面，第1剂中可以不含有作为固化剂的有机氢聚硅氧烷。
[导热性部件]
本发明还可以提供一种导热性部件，其包含有机硅基体、导热性填充材料及碳原子数12～28的酯化合物。该导热性部件中所含的导热性填充材料及碳原子数12～28的酯化合物如上所述，有机硅基体是由上述的有机聚硅氧烷形成的。
该导热性部件为固态，是利用上述的导热性组合物得到的部件，在使用具有反应性基团的有机聚硅氧烷作为有机聚硅氧烷的情况下，可通过使导热性组合物固化而得到。本发明的导热性组合物的粘度低，因此得到导热性部件时的作业性优异。另外，对于狭窄的间隙也容易填充，间隙填充性优异。此外，由本发明的导热性组合物得到的导热性部件的耐热性优异，抑制了低分子硅氧烷的产生。
导热性部件的热导率优选为1.0W/m·K以上，更优选为1.5W/m·K以上，进一步优选为2.0W/m·K以上。通过设定为这些下限值以上，从而导热性变得良好。因此，例如在用作电池单元模块的间隙材料的情况下，能够将由电池单元产生的热经由间隙材料而高效地传递至模块框体，能够抑制电池单元的温度的过度上升。导热性部件的热导率越高越好，但在实用上，例如为15W/m·K以下。需要说明的是，热导率可依照ASTM D5470来测定。
[电池模块]
本发明的导热性部件的用途没有特别限定，可以如以下这样用作电池模块中的间隙材料。
本发明涉及的电池模块具备由导热性部件构成的间隙材料、多个电池单元和收纳上述多个电池单元的模块框体，上述间隙材料被配置在模块框体的内部。
由导热性部件构成的间隙材料被填充在电池单元彼此之间及电池单元与模块框体之间，所填充的间隙材料与电池单元及模块框体密合。由此，电池单元之间的间隙材料具有保持电池单元彼此之间的分离状态的功能。另外，电池单元与模块框体之间的间隙材料与电池单元和模块框体这两者密合，具有将由电池单元产生的热传递至模块框体的功能。
图1示出电池模块的具体构成。图2示出各电池单元的具体构成。如图1所示的那样，在电池模块10的内部，配置有多个电池单元11。各电池单元11在挠性的外包装膜内进行层压并被封入，整体的形状是与高度、宽度的大小相比厚度较薄的扁平体。如图2所示的那样，这样的电池单元11中，正极11a和负极11b露出于外部，扁平面的中央部11c以与被压接的端部11d相比壁厚的方式形成。
如图1所示的那样，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，间隙材料13没有以将收纳于模块框体12的内部的多个电池单元11整体覆盖的方式填充。间隙材料13以将存在于模块框体12的内部的一部分(底侧部分)的间隙填满的方式填充。间隙材料13被填充在电池单元11彼此之间及电池单元11与模块框体12之间，与该部分的电池单元11的表面及模块框体12的内面密合。
填充在电池单元11彼此之间的间隙材料13与双方的电池单元11的表面粘接，而间隙材料13自身具有适度的弹性和柔软性，即使施加使电池单元11彼此的间隔位移的外力，也能够缓和由外力导致的应变变形。因此，间隙材料13具有保持电池单元11彼此之间的分离状态的功能。
填充在电池单元11与模块框体12的内面之间的间隙中的间隙材料13也与电池单元11的表面和模块框体12的内面紧密地粘接。其结果是，在电池单元11的内部产生的热经由与电池单元11的表面粘接的间隙材料13，传递至与该间隙材料13的另一面密合的模块框体12的内面。
间隙材料13在电池模块10内的形成可以如下进行：使用通常的涂布器，涂布了液态的导热性组合物之后，使该液态的导热性组合物固化。本发明的导热性组合物的粘度低，因此涂布时的作业性优异。
此时，如上所述，优选使用2液型的导热性组合物。2液型的导热性组合物易于保存，并且，若在即将使用之前混合，则在利用涂布器进行涂布的作业时不易固化，涂布后能够迅速地固化。另外，利用涂布器的涂布能够使液态的导热性组合物填充至电池模块10的框体12内的进深较大处，从这一点来看也是优选的。
覆盖电池单元11的间隙材料13优选在电池单元11的一侧覆盖各电池单元11的20～40％。通过设定为20％以上，能够稳定地保持电池单元11。另外，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，通过设定为40％以下，能够高效地进行由电池单元11产生的热的散热，还防止重量增大、作业性的恶化等。另外，为了使散热效率良好，优选利用间隙材料13覆盖电池单元11的存在电极11a、11b的一侧，更优选利用间隙材料13覆盖电极11a、11b整体。
如上所述，电池模块10能够使由电池单元11产生的热经由间隙材料13而逸散至模块框体12。
间隙材料13也优选用于在内部具备多个电池模块10的电池组。电池组通常具备多个电池模块10和收容该多个电池模块10的电池组的框体。在该电池组中，可以在电池模块10与电池组框体之间设置间隙材料13。由此，能够使如上述的那样逸散至模块框体12的热进一步逸散至电池组的框体，能进行有效的散热。
另外，由于在间隙材料13中使用了本发明的导热性部件，因此形成间隙材料13时的作业性优异。此外，间隙材料13的耐热性优异，并且抑制了低分子硅氧烷的产生，因此可防止由低分子硅氧烷引起的电气性的不良情况的产生。
实施例
以下，利用实施例来更详细地说明本发明，但本发明不受这些例子的任何限定。
[耐热性]
各实施例及比较例的导热性组合物的耐热性如下所述地基于所使用的酯化合物的沸点而进行了评价。耐热性评价以5、3、1这3个等级的评分来进行，评分较大时，意味着耐热性优异。
(耐热性评价)
5：沸点为300℃以上
3：沸点为200℃以上且低于300℃
1：沸点低于200℃
[粘度]
如下所述地测定了各实施例及比较例的导热性组合物的粘度。
针对导热性组合物的刚调制后(第1剂及第2剂刚混合后)的试样，使用粘度计(Brookfield社制“DV2T(主轴SC4-14)”)，在25℃下，以10rpm的转速进行120秒钟测定，将90～120秒的平均值作为测定值。另外，在转速为1rpm的条件下也同样地测定了粘度。
基于在转速为10rpm的条件下测得的粘度的值，利用下式算出相对粘度，按以下的基准进行了粘度评价。需要说明的是，粘度评价以5、4、3、2、1这5个等级的评分来进行，评分较大时，意味着由酯化合物的配合所带来的粘度降低效果大。
相对粘度(％)＝100×[(各实施例及比较例的导热性组合物的粘度)/(比较例1的导热性组合物的粘度)]
(粘度评价)
5：相对粘度小于30％
4：相对粘度为30％以上且小于40％
3：相对粘度为40％以上且小于50％
2：相对粘度为50％以上且小于60％
1：相对粘度为60％以上
[相容性]
通过目视，按以下的基准评价了将各实施例及比较例中使用的有机聚硅氧烷与酯化合物以各实施例及比较例中所示的配合量比混合而得到的试样的相容性。
(试样的相容性)
5：试样透明
3：试样有些许白浊，透明性略微降低。
1：试样白浊
(相容极限浓度)
相对于100质量份有机聚硅氧烷，添加各实施例及比较例中使用的酯化合物10质量份，制成混合物后，进而向该混合物中，以每次增加10质量份的方式逐渐添加酯化合物，添加至合计为50质量份。此时，将与混合物开始白浊的酯化合物的配合量相比少10质量份的量(即能够维持透明性的添加量)作为相容极限浓度，按以下的基准进行了评价。需要说明的是，在添加了50质量份酯化合物时混合物透明的情况下，将相容极限浓度记为50质量份以上。
(相容性评价)
相容性评价如下所述地基于由上述方法测得的相容极限浓度而进行了评价。需要说明的是，相容性评价以5、4、3、2、1这5个等级的评分来进行，评分较大时，意味着相容性优异。
5：相容极限浓度为50质量份以上
4：相容极限浓度为40质量份以上且小于50质量份
3：相容极限浓度为30质量份以上且小于40质量份
2：相容极限浓度为20质量份以上且小于30质量份
1：相容极限浓度为10质量份以上且小于20质量份
[综合评价]
在上述的耐热性评价、粘度评价及相容性评价中，将最小的评分作为综合评价。
[实施例1]
如表2所示的那样，使酯化合物的种类为月桂酸甲酯，对以下所示的配合1的组成的导热性组合物进行了上述各种评价。
<配合1>
配合1如表1所示的那样，是第1剂及第2剂的2液型的配合。
有机硅A剂(25℃下的粘度为400cs)包含含烯基的有机聚硅氧烷及微量的加成反应催化剂(铂催化剂)。
有机硅B剂(25℃下的粘度为300cs)包含含烯基的有机聚硅氧烷及有机氢聚硅氧烷。
第1剂包含有机硅A剂100质量份、酯化合物30质量份、癸基三甲氧基硅烷1.5质量份、平均粒径为45μm的氧化铝200质量份、平均粒径为1μm的氢氧化铝150质量份、平均粒径为10μm的氢氧化铝200质量份、平均粒径为90μm的氢氧化铝400质量份。
第2剂包含有机硅B剂100质量份、酯化合物30质量份、癸基三甲氧基硅烷1.5质量份、平均粒径为45μm的氧化铝200质量份、平均粒径为1μm的氢氧化铝150质量份、平均粒径为10μm的氢氧化铝200质量份、平均粒径为90μm的氢氧化铝400质量份。
通过将这些第1剂及第2剂混合，从而调制成导热性组合物。
需要说明的是，表1所示的配合1～配合4的组成的各导热性组合物在25℃下呈液态。
[实施例2～12、比较例4]
将实施例1中使用的酯化合物变更成表2～4所示的酯化合物，除此以外，与实施例1同样地操作，得到导热性组合物。
[比较例1]
不使用酯化合物，除此以外，与实施例1同样地操作，得到导热性组合物(表1所示的配合2的导热性组合物)。
[比较例2]
使用30质量份正癸基三甲氧基硅烷来代替酯化合物，除此以外，与实施例1同样地操作，得到导热性组合物(表1所示的配合3的导热性组合物)。
[比较例3]
使用30质量份二甲基硅油(25℃下的粘度为10cs)来代替酯化合物，除此以外，与实施例1同样地操作，得到导热性组合物(表1所示的配合4的导热性组合物)。
[表1]
表1
[表2]表2
[表3]表3
[表4]
表4
由各实施例的结果可知，含有碳原子数12～28的酯化合物的本发明的导热性组合物的耐热性优异，与有机聚硅氧烷的相容性良好，粘度变低。尤其是使用碳原子数17～22的酯化合物时，本发明的效果高，综合评价的结果特别优异。
另外，各实施例的导热性组合物为了降低粘度而使用酯化合物，未使用低粘度的硅油，因此可抑制低分子硅氧烷的产生。
与此相对，比较例1的导热性组合物不含有碳原子数12～28的酯化合物，因此，结果是粘度高且作业性差。
比较例2的导热性组合物是使用正癸基三甲氧基硅烷来代替酯化合物的例子，虽然粘度降低，但耐热性变差。
比较例3的导热性组合物是使用二甲基硅油来代替酯化合物的例子，虽然粘度降低，但在加热时产生低分子硅氧烷，因此容易产生由该低分子硅氧烷引起的不良情况。
比较例4的导热性组合物是使用碳原子数大于28的酯化合物的例子，与实施例的导热性组合物相比，粘度的降低效果低，作业性差。
附图标记说明
10电池模块
11电池单元
12电池模块的框体(模块框体)
13间隙材料

Claims (8)

1.一种导热性组合物，其包含有机聚硅氧烷、导热性填充材料及碳原子数12～28的酯化合物，所述导热性组合物在25℃下呈液态。
2.根据权利要求1所述的导热性组合物，所述酯化合物是在25℃下呈液态的单酯。
3.根据权利要求1或2所述的导热性组合物，所述酯化合物为下述式(1)表示的化合物，
式(1)中，R1及R2为烷基，R1及R2中的至少一者为碳原子数10以上的烷基。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的导热性组合物，所述有机聚硅氧烷为具有反应性基团的有机聚硅氧烷。
5.根据权利要求4所述的导热性组合物，所述具有反应性基团的有机聚硅氧烷为包含含烯基的有机聚硅氧烷和有机氢聚硅氧烷的加成反应固化型有机硅。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的导热性组合物，其粘度为1～500Pa·s。
7.一种导热性部件，其包含有机硅基体、导热性填充材料及碳原子数12～28的酯化合物。
8.一种电池模块，其具备由权利要求7所述的导热性部件构成的间隙材料、多个电池单元和收纳所述多个电池单元的模块框体，所述间隙材料被配置在模块框体的内部。
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