DE102020131985A1

DE102020131985A1 - Wärmedämmkomponenten und verfahren zur herstellung von wärmedämmkomponenten

Info

Publication number: DE102020131985A1
Application number: DE102020131985.1A
Authority: DE
Inventors: Fang DAI; Mei Cai; Fan Xu; Tao Wang
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2020-12-02
Publication date: 2021-06-24
Also published as: US11660838B2; US20210187903A1; CN113087933A; CN113087933B

Abstract

Eine Wärmedämmkomponente gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Matrix, eine Vernetzungsvorstufe und einen Vernetzungsinitiator. Die Matrix umfasst ein Wärmedämmmaterial mit einer Wärmeleitfähigkeit kleiner oder gleich ungefähr 5 W/mK. Die Vernetzungsvorstufe ist in die Matrix eingebettet. Die Vernetzungsvorstufe umfasst mindestens eine funktionelle Acrylatgruppe oder eine funktionelle Methacrylatgruppe. Der Vernetzungsinitiator ist in die Matrix eingebettet. Der Vernetzungsinitiator ist so konfiguriert, dass er sich zersetzt, um die Vernetzung der Vernetzungsvorstufe in Gang zu setzen. In bestimmten Aspekten stellt die vorliegende Offenbarung auch eine Elektronikbaugruppe bereit, die eine elektronische Komponente und ein Wärmedämmmaterial in thermischer Kommunikation mit der elektronischen Komponente umfasst. In bestimmten Aspekten stellt die vorliegende Offenbarung auch Verfahren zur Herstellung der Wärmedämmkomponente bereit.

Description

EINLEITUNG
Dieser Abschnitt enthält Hintergrundinformationen im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung, die nicht unbedingt zum Stand der Technik gehören.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Wärmedämmkomponenten für Elektronikbaugruppen und Verfahren zur Herstellung von Wärmedämmkomponenten.
Fahrzeuge umfassen verschiedene Arten von elektronischen Komponenten. Elektronische Komponenten erzeugen normalerweise unter normalen Betriebsbedingungen Wärme. Es ist jedoch wünschenswert, dass elektronische Komponenten für eine optimale Leistung und zur Maximierung der Lebensdauer von Komponenten innerhalb vorgegebener Temperaturbereiche gehalten werden. Elektronische Komponenten können durch die Verwendung von Kühlsystemen und/oder Wärmedämmung innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs gehalten werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Dieser Abschnitt enthält eine allgemeine Zusammenfassung der Offenbarung und ist keine umfassende Offenbarung ihres vollen Umfangs oder aller ihrer Merkmale.
Die vorliegende Offenbarung stellt eine Wärmedämmkomponente in verschiedenen Aspekten bereit. Die Wärmedämmkomponente umfasst eine Matrix, eine Vernetzungsvorstufe und einen Vernetzungsinitiator. Die Matrix umfasst ein Wärmedämmmaterial mit einer Wärmeleitfähigkeit kleiner oder gleich ungefähr 5 W/mK. Die Vernetzungsvorstufe ist in die Matrix eingebettet. Die Vernetzungsvorstufe umfasst mindestens eine funktionelle Acrylatgruppe oder eine funktionelle Methacrylatgruppe. Der Vernetzungsinitiator ist in die Matrix eingebettet. Der Vernetzungsinitiator ist so konfiguriert, dass er sich zersetzt, um die Vernetzung der Vernetzungsvorstufe in Gang zu setzen.
In einem Aspekt umfasst die Vernetzungsvorstufe ein lineares Molekül, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: einem Polydimethylsiloxan (PDMS) mit endständiger Methacryloxypropylgruppe, einem PDMS mit endständiger Acryloxypropylgruppe, einem Poly(ethylenglykol)diacrylat, einem Poly(ethylenglykol)dimethacrylat, 1,10-Decandioldiacrylat, 1,10-Decandioldimethacrylat, ethoxyliertem Bisphenol-A-Diacrylat, ethoxyliertem Bisphenol-A-Dimethacrylat, einem Urethanacrylat, einem Urethanmethacrylat, einem Epoxyacrylat, einem Epoxymethacrylat oder einer beliebigen Kombination davon.
In einem Aspekt umfasst die Vernetzungsvorstufe ein verzweigtes Monomer, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: einem ethoxylierten Trimethylolpropantriacrylat, Trimethylolpropantrimethacrylat, einem alkyloylmodifizierten Dipentaerythritoltriacrylat, einem ethoxylierten Glycerintriacrylat, einem ethoxylierten Pentaerythritoltetraacrylat oder einer beliebigen Kombination davon.
In einem Aspekt umfasst die Vernetzungsvorstufe ein verzweigtes Oligomer, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: einem ethoxylierten Trimethylolpropantriacrylat, einem ethoxylierten Glycerintriacrylat, einem ethoxylierten Pentaerythrittetraacrylat oder einer beliebigen Kombination davon.
In einem Aspekt umfasst der Vernetzungsinitiator einen Azo-Initiator, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: 2,2'-Azobis(isobutyronitril), 4,4'-Azobis(4-cyano-valeriansäure), 2,2'-Azobis[2-methyl-N-(2-hydroxyethyl)propionamid], 4-Azobis(4-cyanovaleriansäure)-Polymer mit alpha,omega-Bis(3-aminopropyl)polydimethylsiloxan oder einer beliebigen Kombination davon.
In einem Aspekt ist der Vernetzungsinitiator ein peroxidischer Initiator, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: tert-Butylperoxid, Dicumylperoxid, 2,4-Pentandionperoxid oder einer beliebigen Kombination davon.
In einem Aspekt umfasst die Vernetzungsvorstufe ein Poly(ethylenglykol)diacrylat mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von größer oder gleich ungefähr 3 bis kleiner oder gleich ungefähr 1.000 und der Vernetzungsinitiator umfasst 2,2'-Azobis(isobutyronitril).
In einem Aspekt hat der Vernetzungsinitiator eine Zehn-Stunden-Halbwertszeit-Temperatur von größer oder gleich ungefähr 50° C bis kleiner oder gleich ungefähr 120° C.
In einem Aspekt liegt die Vernetzungsvorstufe in einer Menge von größer oder gleich ungefähr 5 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 50 Gew.-% des Wärmedämmmaterials vor.
In einem Aspekt liegt der Vernetzungsinitiator in einer Menge von größer oder gleich ungefähr 0,5 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 5 Gew.-% der Vernetzungsvorstufe vor.
In einem Aspekt umfasst das Wärmedämmmaterial Glasfaser, Mineralwolle, Zellulose, Polyurethan, Polystyrol, Polypropylen, Silikonkautschuk oder eine beliebige Kombination davon.
In verschiedenen Aspekten stellt die vorliegende Offenbarung eine Elektronikbaugruppe bereit, die eine elektronische Komponente und eine Wärmedämmkomponente umfasst. Die Wärmedämmkomponente steht in thermischer Kommunikation mit der elektronischen Komponente. Die Wärmedämmkomponente umfasst eine Matrix, eine Vernetzungsvorstufe und einen Vernetzungsinitiator. Die Matrix umfasst ein Wärmedämmmaterial mit einer Wärmeleitfähigkeit kleiner oder gleich ungefähr 5 W/mK. Die Vernetzungsvorstufe ist in die Matrix eingebettet. Die Vernetzungsvorstufe umfasst mindestens eine funktionelle Acrylatgruppe oder eine funktionelle Methacrylatgruppe. Der Vernetzungsinitiator ist in die Matrix eingebettet. Der Vernetzungsinitiator ist so konfiguriert, dass er sich zersetzt, um die Vernetzung der Vernetzungsvorstufe in Gang zu setzen.
In einem Aspekt hat die Wärmedämmkomponente eine Dicke von größer oder gleich ungefähr 1 mm bis kleiner oder gleich ungefähr 1 cm.
In einem Aspekt umfasst die elektronische Komponente eine elektrochemische Zelle. Das Wärmedämmmaterial umfasst Polyurethan. Die Vernetzungsvorstufe umfasst ein Poly(ethylenglykol)diacrylat mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von größer oder gleich ungefähr 3 bis kleiner oder gleich ungefähr 1.000. Der Initiator umfasst 2,2'-Azobis(isobutyronitril).
In verschiedenen Aspekten stellt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur Herstellung einer Wärmedämmkomponente bereit. Das Verfahren umfasst das Einbetten einer Vernetzungsvorstufe und eines Vernetzungsinitiators in eine Matrix, die ein wärmedämmendes Material umfasst. Das Verfahren umfasst ferner, während des Einbettens, das Halten des Vernetzungsinitiators auf einer Temperatur kleiner oder gleich einer Zehn-Stunden-Halbwertszeit-Temperatur des Vernetzungsinitiators.
In einem Aspekt umfasst das Verfahren ferner das Bilden der Matrix.
In einem Aspekt erfolgt das Bilden zeitgleich mit dem Einbetten.
In einem Aspekt umfasst das Verfahren ferner, vor dem Einbetten, das Bilden einer Lösung durch Lösen der Vernetzungsvorstufe und des Vernetzungsinitiators in einem Lösungsmittel. Das Verfahren umfasst ferner, nach dem Einbetten, das Entfernen des Lösungsmittels von der Matrix.
In einem Aspekt umfasst das Einbetten das Absorbieren der Lösung in der Matrix.
In einem Aspekt liegt die Zehn-Stunden-Halbwertszeit-Temperatur bei größer oder gleich ungefähr 50° C bis kleiner oder gleich ungefähr 120° C.
Weitere Anwendungsbereiche ergeben sich aus der hierin gegebenen Beschreibung. Die Beschreibung und die spezifischen Beispiele in dieser Zusammenfassung dienen lediglich der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
Figurenliste
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zur Veranschaulichung ausgewählter Ausgestaltungen und nicht aller möglichen Umsetzungen und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.

1A-1C beziehen sich auf eine Elektronikbaugruppe einschließlich einer Wärmedämmkomponente gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung; 1A ist eine schematische Ansicht der Elektronikbaugruppe mit der Wärmedämmkomponente in einem ersten Zustand; 1B ist eine schematische Ansicht der Elektronikbaugruppe während eines wärmeerzeugenden Ereignisses; 1C ist eine schematische Ansicht der Elektronikbaugruppe mit der Wärmedämmkomponente in einem zweiten Zustand;
2 ist eine schematische Ansicht einer weiteren Elektronikbaugruppe gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung;
3 ist eine Schnittansicht noch einer weiteren Elektronikbaugruppe gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung; und
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung einer Wärmedämmkomponente gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung darstellt.

Entsprechende Bezugszeichen kennzeichnen entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es sind Ausführungsbeispiele bereitgestellt, so dass diese Offenbarung gründlich ist und Fachleuten der volle Umfang vermittelt wird. Es werden zahlreiche spezifische Details dargelegt, wie Beispiele spezifischer Zusammensetzungen, Komponenten, Geräte und Verfahren, wodurch ein gründliches Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung geschaffen wird. Für Fachleute ist es offenkundig, dass spezifische Details nicht verwendet werden müssen, dass Ausführungsbeispiele in vielen verschiedenen Formen ausgestaltet sein können und dass weder die einen noch die anderen so ausgelegt werden sollten, dass sie den Umfang der Offenbarung einschränken. In einigen Ausführungsbeispielen werden bekannte Prozesse, bekannte Gerätestrukturen und bekannte Technologien nicht im Detail beschrieben.
Die hierin verwendete Terminologie dient nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele und soll nicht einschränkend wirken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine“ und „der/die/das“ so verstanden werden, dass sie ebenfalls die Pluralformen umfassen, sofern nicht eindeutig anders im Kontext angegeben. Die Begriffe „umfassen“, „umfassend“, „enthalten“ und „aufweisen“ sind inklusiv und spezifizieren daher das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, Elementen, Zusammensetzungen, Schritten, ganzen Zahlen, Vorgängen und/oder Komponenten, schließen aber das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einem oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht aus. Obwohl der offene Begriff „umfassend“ als ein nicht einschränkender Begriff zu verstehen ist, der dazu dient, verschiedene hierin dargelegte Ausgestaltungen zu beschreiben und zu beanspruchen, kann der Begriff bei bestimmten Aspekten alternativ auch als ein einschränkenderer und restriktiverer Begriff verstanden werden, wie z.B. „bestehend aus“ oder „im Wesentlichen bestehend aus“. Daher umfasst die vorliegende Offenbarung für jede gegebene Ausgestaltung, die Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elemente, Merkmale, ganze Zahlen, Vorgänge und/oder Verfahrensschritte angibt, ausdrücklich auch Ausgestaltungen, die aus solchen angegebenen Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elementen, Merkmalen, ganzen Zahlen, Vorgängen und/oder Verfahrensschritten bestehen oder im Wesentlichen daraus bestehen. Im Falle von „bestehend aus“ schließt die alternative Ausgestaltung alle zusätzlichen Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elemente, Merkmale, ganzen Zahlen, Vorgänge und/oder Verfahrensschritte aus, während im Falle von „im Wesentlichen bestehend aus“ alle zusätzlichen Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elemente, Merkmale, ganzen Zahlen, Vorgänge und/oder Verfahrensschritte, die sich erheblich auf die grundlegenden und neuartigen Eigenschaften auswirken, von einer solchen Ausgestaltung ausgeschlossen sind, aber alle Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elemente, Merkmale, ganzen Zahlen, Vorgänge und/oder Verfahrensschritte, die sich nicht erheblich auf die grundlegenden und neuartigen Eigenschaften auswirken, in der Ausgestaltung eingeschlossen sein können.
Alle hierin beschriebenen Verfahrensschritte, Prozesse und Vorgänge sind nicht so auszulegen, dass sie zwangsläufig in der bestimmten erläuterten oder veranschaulichten Reihenfolge durchgeführt werden müssen, es sei denn, sie sind ausdrücklich als Reihenfolge der Durchführung gekennzeichnet. Es versteht sich, dass zusätzliche oder alternative Schritte angewendet werden können, sofern nicht anders angegeben.
Wird eine Komponente, ein Element oder eine Schicht als „auf“ oder „in Eingriff mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht befindlich oder als mit dem- oder derselben „verbunden“ oder „gekoppelt“ bezeichnet, so kann diese/s direkt auf oder direkt in Eingriff mit einer anderen Komponente, einem anderen Element oder einer anderen Schicht befindlich oder mit dem- oder derselben direkt verbunden oder direkt gekoppelt sein oder es können dazwischen liegenden Elemente oder Schichten vorhanden sein. Wird dagegen ein Element als „direkt auf“ oder „direkt in Eingriff mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht befindlich oder als mit dem- oder derselben „direkt verbunden“ oder „direkt gekoppelt“ bezeichnet, dürfen keine dazwischen liegenden Elemente oder Schichten vorhanden sein. Andere Wörter, die zur Beschreibung der Beziehung zwischen Elementen verwendet werden, sollten in ähnlicher Weise ausgelegt werden (z.B. „zwischen“ gegenüber „direkt zwischen“, „benachbart“ oder „angrenzend“ gegenüber „direkt benachbart“ oder „direkt angrenzend“ usw.). Wie hierin verwendet, schließt der Begriff „und/oder“ alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen aufgelisteten Punkte ein.
Auch wenn die Begriffe erster/erste/erstes, zweiter/zweite/zweites, dritter/ dritte/drittes usw. hierin zur Beschreibung verschiedener Schritte, Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte verwendet werden, so sollen diese Schritte, Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte durch diese Begriff nicht eingeschränkt werden, sofern nicht anders angegeben. Diese Begriffe dürfen nur verwendet werden, um einen Schritt, ein Element, eine Komponente, einen Bereich, eine Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Schritt, einem anderen Element, einer anderen Komponente, einem anderen Bereich, einer anderen Schicht oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. Begriffe wie „erste“, „zweite“ und andere numerische Begriffe implizieren, wenn sie hierin verwendet werden, keine Abfolge oder Reihenfolge, es sei denn, der Kontext weist eindeutig darauf hin. So könnte man einen ersten Schritt, ein erstes Element, eine erste Komponente, einen ersten Bereich, eine erste Schicht oder einen ersten Abschnitt, die im Folgenden besprochen werden, als zweiten Schritt, zweites Element, zweite Komponente, zweiten Bereich, zweite Schicht oder zweiten Abschnitt bezeichnen, ohne von den Lehren der Ausführungsbeispiele abzuweichen.
Räumlich oder zeitlich relative Begriffe wie „vor“, „nach“, „innere“, „äußere“, „unterhalb“, „unter“, „untere“, „über“, „obere“ und dergleichen können hierin der Einfachheit halber verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Merkmalen zu beschreiben, wie in den Abbildungen veranschaulicht. Räumlich oder zeitlich relative Begriffe können dazu bestimmt sein, zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Ausrichtung unterschiedliche Ausrichtungen des in Gebrauch oder Betrieb befindlichen Geräts oder Systems einzuschließen.
In dieser gesamten Offenbarung stellen die Zahlenwerte ungefähre Maße oder Grenzen für Bereiche dar, um geringfügige Abweichungen von den angegebenen Werten und Ausgestaltungen, die ungefähr den genannten Wert aufweisen, sowie solche Werte, die genau den genannten Wert aufweisen, einzuschließen. Anders als in den Arbeitsbeispielen am Ende der detaillierten Beschreibung sind alle Zahlenwerte von Parametern (z.B. von Mengen oder Bedingungen) in dieser Patentschrift, einschließlich der im Anhang befindlichen Ansprüche, so zu verstehen, dass sie in allen Fällen durch den Begriff „ungefähr“ modifiziert sind, unabhängig davon, ob „ungefähr“ tatsächlich vor dem Zahlenwert erscheint oder nicht. „Ungefähr“ bedeutet, dass der angegebene Zahlenwert eine leichte Ungenauigkeit zulässt (mit einer gewissen Annäherung an die Genauigkeit des Wertes, ungefähr oder ziemlich nahe am Wert, fast). Wird die Ungenauigkeit, die durch „ungefähr“ gegeben ist, in der Technik nicht anderweitig mit dieser gewöhnlichen Bedeutung verstanden, dann bezeichnet „ungefähr“, wie es hierin verwendet wird, zumindest Abweichungen, die sich aus gewöhnlichen Verfahren zur Messung und Verwendung solcher Parameter ergeben können. Zum Beispiel kann „ungefähr“ eine Abweichung kleiner oder gleich 5%, optional kleiner oder gleich 4%, optional kleiner oder gleich 3%, optional kleiner oder gleich 2%, optional kleiner oder gleich 1%, optional kleiner oder gleich 0,5%, und in bestimmten Aspekten optional kleiner oder gleich 0,1% umfassen.
Darüber hinaus umfasst die Offenbarung von Bereichen die Offenbarung aller Werte und weiter unterteilten Bereiche innerhalb des gesamten Bereichs, einschließlich der Endpunkte und der für die Bereiche angegebenen Teilbereiche.
Es werden nun Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
Wie oben erläutert, können elektronische Komponenten während des normalen Betriebs Wärme erzeugen. Unter mildernden Umständen kann es bei elektronischen Komponenten zu wärmeerzeugenden Ereignissen kommen, die zu einem erheblichen Temperaturanstieg der Komponente über die normale Betriebstemperatur hinaus führen und dadurch möglicherweise auch nahe gelegene Komponenten erwärmen. Der erhebliche Temperaturanstieg kann zu verminderter Leistung und/oder einer verminderter Lebensdauer der Komponenten führen.
In verschiedenen Aspekten stellt die vorliegende Offenbarung eine Wärmedämmkomponente für eine Elektronikbaugruppe bereit. Die Wärmedämmkomponente bietet Wärmedämmung unter normalen Betriebsbedingungen sowie „auf Abruf“ Dämmung und physischen Schutz als Reaktion auf ein wärmeerzeugendes Ereignis. In der vorliegenden Offenbarung werden in verschiedenen Aspekten auch Verfahren zur Herstellung von Wärmedämmkomponenten bereitgestellt, die im Folgenden ausführlich beschrieben werden (siehe die Erläuterungen zu 4).
Die Wärmedämmkomponente gemäß den verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung, die in thermischem Kontakt mit mindestens einer elektronischen Komponente stehen kann, umfasst eine Matrix aus wärmedämmendem Material mit einer Vernetzungsvorstufe und einem darin dispergierten Vernetzungsinitiator. Unter normalen Betriebsbedingungen (z.B. bei normalen Betriebstemperaturen) bleibt die Vernetzungsvorstufe unvernetzt und das Wärmedämmmaterial weist eine erste Härte auf. Bei Überschreiten einer vorgegebenen Temperatur zersetzt sich der Initiator in einem endothermen Prozess, um die Vernetzung der Vorstufe in Gang zu setzen. Nach der Vernetzung weist das Wärmedämmmaterial eine zweite Härte auf, die größer ist als die erste Härte. Die zweite Härte kann eine zusätzliche Drucktoleranz bieten, die eine verbesserte physische bzw. physikalische Dämmung im Vergleich zur Wärmedämmkomponente im ersten Zustand erleichtern kann.
Unter Bezugnahme auf 1A wird eine Elektronikbaugruppe 10 gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die Elektronikbaugruppe 10 umfasst eine erste elektronische Komponente 12, eine zweite elektronische Komponente 14 (zusammen als „die elektronischen Komponenten 12, 14“ bezeichnet) und eine zwischen den elektronischen Komponenten 12, 14 angeordnete Wärmedämmkomponente 16. Die Wärmedämmkomponente 16 steht in thermischer Kommunikation mit den elektronischen Komponenten 12, 14. In bestimmten Aspekten kann eine Elektronikbaugruppe eine einzelne elektronische Komponente in thermischer Kommunikation mit einer Wärmedämmkomponente umfassen (siehe z.B. die Elektronikbaugruppe 210 von 3). Die erste und zweite elektronische Komponente 12, 14 können jeweils einen ersten und einen zweiten elektrischen Anschluss 18, 20 umfassen.
Bei den elektronischen Komponenten 12, 14 kann es sich um alle angetriebenen Komponenten handeln, die während des normalen Betriebs Wärme erzeugen und/oder bei einem wärmeerzeugenden Ereignis erheblichen Temperaturänderungen unterliegen können. Zum Beispiel können die elektronischen Komponenten 12, 14 unabhängig voneinander aus einer elektrochemischen Zelle (z.B. einer Batterie), einem Widerstand, einem Kondensator, einem Induktor, einem Prozessor, einer Motorsteuereinheit, einem Hochleistungs-Elektronikmodul (z.B. einem Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET), einem Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT)), einer Motorkomponente, einem Teil einer Motorkomponente, einem Verbrennungsmotor oder einem Teil eines Verbrennungsmotors ausgewählt werden. In bestimmten Aspekten können die elektronischen Komponenten 12, 14 beide elektrochemische Zellen sein. Wenn die elektronischen Komponenten 12, 14 elektrochemische Zellen sind, kann das wärmeerzeugende Ereignis z.B. ein potenzieller interner Kurzschluss sein. Andere wärmeerzeugende Ereignisse können z.B. Temperaturänderungen in der Umgebung, einschließlich unerwarteter Temperaturschwankungen in angrenzenden Komponenten, umfassen.
In bestimmten Aspekten kann die Wärmedämmkomponente 16 die Form eines Kissens haben, wie in den 1A-1C gezeigt. Dementsprechend kann die Wärmedämmkomponente 16 als physische bzw. physikalische und thermische Barriere wirken, ohne die erste elektronische Komponente 12 und/oder die zweite elektronische Komponente 14 vollständig zu umgeben. In verschiedenen alternativen Aspekten kann eine Wärmedämmkomponente in Form eines Gehäuses vorliegen, das eine elektronische Komponente zumindest teilweise umgibt (siehe z.B. Wärmedämmkomponente 216 der 3). Die Wärmedämmkomponente 16 kann in direktem Kontakt oder in indirektem Kontakt mit der ersten und zweiten elektronischen Komponente 12, 14 stehen.
Die Wärmedämmkomponente 16 sorgt für Wärmedämmung zwischen den elektronischen Komponenten 12, 14 während des normalen Betriebs der elektronischen Komponenten 12, 14. Zusätzlich ist die Wärmedämmkomponente 16 so konfiguriert, dass sie „auf Abruf“ Wärmedämmung und physischen bzw. physikalischen Schutz als Reaktion auf ein wärmeerzeugendes Ereignis bietet. Die Wärmedämmkomponente 16 umfasst eine Matrix 30, eine Vernetzungsvorstufe 32 und einen Vernetzungsinitiator 34. Die Vorstufe 32 und der Initiator 34 können dispergiert und in die Matrix 30 eingebettet sein. Die Vorstufe 32 und der Initiator 34 können in Form von festen Partikeln vorliegen. In bestimmten Aspekten können die Partikel eine durchschnittliche Partikelgröße von größer oder gleich ungefähr 10 nm bis kleiner oder gleich ungefähr 1 µm aufweisen (z. B. von größer oder gleich ungefähr 10 nm bis kleiner oder gleich ungefähr 100 nm, von größer oder gleich ungefähr 100 nm bis kleiner oder gleich ungefähr 250 nm, von größer oder gleich ungefähr 250 nm bis kleiner oder gleich ungefähr 500 nm oder von größer oder gleich ungefähr 500 nm bis kleiner oder gleich ungefähr 1 µm).
In bestimmten Aspekten kann die Matrix 30 porös sein. Die Matrix 30 kann beispielsweise eine Porosität von größer oder gleich ungefähr 1 % bis kleiner oder gleich ungefähr 90 % oder optional von größer oder gleich ungefähr 30 % bis kleiner oder gleich ungefähr 60 % aufweisen. Die Porengrößen können von größer oder gleich ungefähr 10 µm bis kleiner oder gleich 1 mm oder optional von größer oder gleich ungefähr 100 µm bis kleiner oder gleich ungefähr 500 µm reichen. In bestimmten Aspekten kann die Matrix 30 zum Beispiel im Wesentlichen nicht porös sein.
Die Vorstufe 32 und der Initiator 34 sind dispergiert und in die Matrix 30 eingebettet. In bestimmten Aspekten können die Vorstufe 32 und der Initiator 34 in Poren der Matrix angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ können die Vorstufe 32 und der Initiator 34 teilweise oder vollständig von der Matrix 30 eingekapselt sein. In bestimmten Aspekten, z.B. wenn die Matrix 30 verbundene Poren enthält (z.B. ein offenes Zellformat), können die Vorstufe 32 und der Initiator 34 auf den Innenflächen der Matrix 30 ummantelt sein.
Der Wärmedämmkomponente 16 kann die Vorstufe 32 in einer Menge von größer oder gleich ungefähr 5 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 50 Gew.-% eines Matrixmaterials (z.B. eines wärmedämmenden Materials) oder optional von größer oder gleich ungefähr 10 % bis kleiner oder gleich ungefähr 20 % umfassen. Die Wärmedämmkomponente 16 kann den Initiator 34 in einer Menge von größer oder gleich ungefähr 0,5 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 5 Gew.-% der Vorstufe 32 oder optional von größer oder gleich ungefähr 1 % bis kleiner oder gleich ungefähr 3 % enthalten. In bestimmten Aspekten kann die Wärmedämmkomponente 16 im Wesentlichen aus dem Matrixmaterial (z.B. einem wärmedämmenden Material), der Vorstufe 32 und dem Initiator 34 bestehen.
1A stellt die Elektronikbaugruppe 10 unter normalen Betriebsbedingungen gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung dar. Die normalen Betriebsbedingungen können eine erste Temperatur bzw. Betriebstemperatur umfassen. Die Betriebstemperatur kann jede Temperatur sein, die kleiner als die Zersetzungstemperatur des Initiators ist (z.B. kleiner oder gleich einer Zehn-Stunden-Halbwertszeit-Temperatur des Initiators). In einigen Beispielen liegt eine normale Betriebstemperatur der ersten elektronischen Komponente 12 bei größer oder gleich ungefähr 0°C bis kleiner oder gleich ungefähr 50°C. Bei der Betriebstemperatur bleiben die Vorstufe 32 und der Initiator 34 reaktionsunfähig, so dass sich die Wärmedämmkomponente 16 in einem ersten Zustand bzw. Ausgangszustand befindet. Im Ausgangszustand weist die Wärmedämmkomponente 16 eine erste Härte auf.
1B stellt die Elektronikbaugruppe 10 während eines wärmeerzeugenden Ereignisses 40 in der ersten elektronischen Komponente 12 gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung dar. Die Vorstufe 32 ist so konfiguriert, dass sie bei Anwesenheit des Initiators 34 unter bestimmten Temperaturbedingungen vernetzt. Vorzugsweise kann sich der Initiator 34 bei einer zweiten Temperatur bzw. Ereignistemperatur zersetzen (z.B. unter Bildung von freien Radikalen) und die Vernetzung der Vorstufe in Gang setzen (z.B. radikalische Polymerisation). Die minimale Ereignistemperatur hängt vom jeweiligen Initiator ab. In einigen Beispielen ist die Ereignistemperatur größer oder gleich ungefähr 50°C, größer oder gleich ungefähr 60°C, optional größer oder gleich ungefähr 70°C, optional größer oder gleich ungefähr 80°C, optional größer oder gleich ungefähr 90°C, optional größer oder gleich ungefähr 100°C oder optional größer oder gleich ungefähr 110°C. Der Zersetzungsprozess ist endotherm und verbraucht daher die gesamte oder einen Teil der Wärme aus dem wärmeerzeugenden Ereignis 40.
1C zeigt die Elektronikbaugruppe 10 nach dem wärmeerzeugenden Ereignis 40 (1B). Zumindest ein Teil der Vorstufe 32 und des Initiators 34 (1A) werden verbraucht, um ein vernetztes Polymer 50 zu bilden, so dass sich die Wärmedämmkomponente 16 in einem zweiten Zustand bzw. Endzustand befindet. Der Wechsel von dem Ausgangszustand (1A) in den zweiten Zustand ( 1C) ist irreversibel. Die Vorstufe 32 und der Initiator 34 können im Wesentlichen vollständig verbraucht werden, um das vernetzte Polymer 50 während oder nach dem wärmeerzeugenden Ereignis 40 zu bilden. In bestimmten Aspekten kann die Wärmedämmkomponente 16 im zweiten Zustand jedoch überschüssige Vorstufe 32 und/oder überschüssigen Initiator 34 enthalten. Im Endzustand weist die Wärmedämmkomponente 16 eine zweite Härte auf, die größer ist als die erste Härte. Die erhöhte Härte bietet einen zusätzlichen physischen bzw. physikalischen Schutz für benachbarte Komponenten, wie z.B. die zweite elektronische Komponente 14, indem sie die mechanischen Eigenschaften der Wärmedämmkomponente 16 so verbessert, dass sie neben Wärmedämmung zusätzlich als physische bzw. physikalische Barriere wirkt.
Die Vorstufe 32 ist ein Molekül, das mindestens eine funktionelle Acrylatgruppe oder eine funktionelle Methacrylatgruppe umfasst. In einem Beispiel umfasst die Vorstufe 32 zwei oder mehr funktionelle Acrylatgruppen. In einem anderen Beispiel umfasst die Vorstufe 32 zwei oder mehr funktionelle Methacrylatgruppen. Das Vorstufemolekül 32 kann ein Monomer, ein Oligomer oder ein Polymer sein. Die Vorstufe 32 kann ein lineares Molekül oder ein verzweigtes Molekül sein.
In bestimmten Aspekten können lineare Vorstufen Monomere, Oligomere oder Polymere sein. Lineare Vorstufen können zum Beispiel ein Polydimethylsiloxan (PDMS) mit endständiger Methacryloxypropylgruppe (CAS-Nr. 58130-03-3); ein PDMS mit endständiger Acryloxypropylgruppe (CAS-Nr. 128754-61-0); ein Poly(ethylenglykol)diacrylat (CAS-Nr. 26570-48-9); ein Poly(ethylenglykol)dimethacrylat (CAS-Nr. 25852-47-5); 1,10-Decandioldiacrylat (CAS-Nr. 13048-34-5); 1,10-Decandioldimethacrylat (CAS-Nr. 6701-13-9); ethoxyliertes Bisphenol-A-Diacrylat (CAS-Nr. 64401-02-1); ethoxyliertes Bisphenol-A-Dimethacrylat (CAS-Nr. 41637-38-1); ein Urethanacrylat (z. B. 2-[[(Butylamino)carbonyl]oxy]ethylacrylat, CAS-Nr. 63225-53-6); ein Urethanmethacrylat (z. B. 2-[2-(3-Prop-1-en-2-ylphenyl)propan-2-ylcarbamoyloxy]ethylmethacrylat, CAS-Nr. 126710-08-5); ein Epoxyacrylat (z. B. Bisphenol-A-Glycerolat (1 Glycerol/Phenol)-Diacrylat, CAS-Nr. 4687-94-9); ein Epoxymethacrylat (z. B. Bisphenol-A-Ethoxylat-Dimethacrylat, CAS-Nr. 41637-38-1); oder eine beliebige Kombination davon umfassen. Das PDMS mit endständiger Methacryloxypropylgruppe kann ein gewichtsmittleres Molekulargewicht (Mw) von größer oder gleich ungefähr 1.000 bis kleiner oder gleich ungefähr 10.000 haben. Das PDMS mit endständiger Acryloxypropylgruppe kann ein gewichtsmittleres Molekulargewicht (Mw) von größer oder gleich ungefähr 1.000 bis kleiner oder gleich ungefähr 10.000 haben. Das Poly(ethylenglykol)diacrylat kann ein zahlenmittleres Molekulargewicht (M_N) von größer oder gleich ungefähr 3 bis kleiner oder gleich ungefähr 1000 haben. Das Poly(ethylenglykol)dimethacrylat kann ein zahlenmittleres Molekulargewicht (M_N) von größer oder gleich 3 bis kleiner oder gleich 1.000 haben. Das ethoxylierte Bisphenol-A-Diacrylat kann mehr als oder gleich 4 bis weniger als oder gleich 30 Ethylenoxid (EO)-Einheiten aufweisen. Das ethoxylierte Bisphenol-A-Dimethacrylat kann mehr als oder gleich 4 bis weniger als oder gleich 30 Ethylenoxid (EO)-Einheiten aufweisen. Das Urethanacrylat kann ein gewichtsmittleres Molekulargewicht (Mw) von größer oder gleich ungefähr 200 bis kleiner oder gleich ungefähr 10.000 aufweisen. Das Urethanmethacrylat kann ein gewichtsmittleres Molekulargewicht (Mw) von größer oder gleich ungefähr 200 bis kleiner oder gleich ungefähr 10.000 aufweisen. Das Epoxyacrylat kann ein gewichtsmittleres Molekulargewicht (Mw) von größer oder gleich ungefähr 200 bis kleiner oder gleich ungefähr 10.000 aufweisen. Das Epoxymethacrylat kann ein gewichtsmittleres Molekulargewicht (Mw) von größer oder gleich ungefähr 200 bis kleiner oder gleich ungefähr 10.000 aufweisen.
In bestimmten Aspekten kann eine verzweigte Vorstufe ein verzweigtes Monomer oder ein verzweigtes Oligomer sein. Verzweigte Vorstufen können ein ethoxyliertes Trimethylolpropantriacrylat (CAS-Nr. 28961-43-5); Trimethylolpropantrimethacrylat (CAS-Nr. 3290-92-4); ein alkyloylmodifiziertes Dipentaerythritoltriacrylat (CAS-Nr. 83045-0-1); ein ethoxyliertes Glycerintriacrylat (CAS-Nr. 144086-03-3); ein ethoxyliertes Pentaerythrittetraacrylat (CAS-Nr. 51728-26-8); oder eine beliebige Kombination davon umfassen. Das ethoxylierte Trimethylolpropantriacrylat kann ein Monomer oder ein Oligomer sein und kann mehr als oder gleich 3 bis weniger als oder gleich 30 EO-Einheiten aufweisen. Das ethoxylierte Glycerintriacrylat kann ein Monomer oder ein Oligomer sein und kann mehr als oder gleich 3 und weniger als oder gleich 30 EO-Einheiten aufweisen. Das ethoxylierte Pentaerythrittetraacrylat kann ein Monomer oder ein Oligomer sein und kann mehr als oder gleich 3 und weniger als oder gleich 30 EO-Einheiten aufweisen.
Der Initiator 34 ist so konfiguriert, dass er sich bei der Ereignistemperatur zersetzt. Der Initiator 34 kann sich in einer endothermen Reaktion zersetzen, um freie Radikale zu erzeugen, die mit der Vorstufe 32 polymerisieren, um das vernetzte Polymer 50 zu bilden. Der Initiator kann eine Zehn-Stunden-Lebensdauer-Temperatur von größer oder gleich ungefähr 50° bis kleiner oder gleich ungefähr 120° oder optional von größer oder gleich ungefähr 70° bis kleiner oder gleich ungefähr 100° aufweisen.
In bestimmten Aspekten ist der Initiator ein Azo-Radialpolymerisationsinitiator oder ein peroxidischer Radikalpolymerisationsinitiator. Azo-Polymerisationsinitiatoren können beispielsweise Azo-Nitril-Initiatoren, Azo-Amid-Initiatoren oder Makro-AzoInitiatoren umfassen. Azo-Nitril-Polymerisationsinitiatoren können beispielsweise 2,2'-Azobis(isobutyronitril) (AIBN) (CAS-Nr. 78-67-1) oder 4,4'-Azobis(4-Cyano-valeriansäure) (CAS-Nr. 2638-94-0) umfassen. Ein Azo-Amid-Initiator kann beispielsweise 2,2'-Azobis[2-methyl-N-(2-hydroxyethyl)propionamid] (CAS-Nr. 61551-69-7) umfassen. Ein Makro-Azo-Initiator kann beispielsweise 4-Azobis(4-cyano-valeriansäure)-Polymer mit alpha,omega-Bis(3-aminopropyl)polydimethylsiloxan (CAS-Nr. 158947-07-0) umfassen. Peroxidische Initiatoren können beispielsweise tert-Butylperoxid (CAS-Nr. 110-05-4), Dicumylperoxid (CAS-Nr. 80-43-3) oder 2,4-Pentandionperoxid (CAS-Nr. 37187-22-7) umfassen.
Die Matrix 30 umfasst ein Wärmedämmmaterial. Das Wärmedämmmaterial kann eine Wärmeleitfähigkeit kleiner oder gleich ungefähr 5 W/mK aufweisen. Das Wärmedämmmaterial reagiert chemisch nicht mit der Vorstufe 32 oder dem Initiator 30. Das Wärmedämmmaterial kann beispielsweise ein Polymer, ein natürliches Material, ein Fasermaterial oder eine beliebige Kombination davon umfassen. Polymere können beispielsweise Polyurethan (z.B. Polyurethanschaum), Polystyrol, Polypropylen, Silikonkautschuk, ein beliebiges Copolymer davon (z.B. Polyurethan-Polypropylen-Copolymer) oder eine Kombination davon umfassen. Natürliche Materialien können beispielsweise Zellulose umfassen. Fasermaterialien können beispielsweise Glasfaser oder Mineralwolle umfassen. In bestimmten Aspekten umfasst das Wärmedämmmaterial beispielsweise Polyurethan, Polystyrol, Polypropylen, Silikonkautschuk, Polyurethan-Polypropylen-Copolymer, Zellulose, Glasfaser, Mineralwolle oder eine beliebige Kombination davon. In einem Beispiel umfasst das Wärmedämmmaterial Polyurethanschaum.
Die Wärmedämmkomponente 16 kann optional andere nichtreaktionsfähige Komponenten umfassen. Nichtreaktionsfähige Komponenten können z.B. dispergiert und in die Matrix 30 eingebettet sein oder eine Beschichtung auf der Matrix 30 bilden. In bestimmten Aspekten umfasst das Wärmedämmmaterial außerdem ein Additiv zur Modifizierung seiner physikalischen Eigenschaften, wie Siliciumdioxid (SiO₂), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Titanoxid (TiO₂) oder eine beliebige Kombination davon. In einem Beispiel wird Kieselsäure-Nanopulver hinzugefügt, um gezielt mechanische Festigkeit und Flexibilität der Wärmedämmkomponente 16 zu schaffen.
Wie in 1A gezeigt, kann die Wärmedämmkomponente 16 eine Dicke 60 in einer Richtung definieren, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Außenfläche 62 der ersten elektronischen Komponente 12 verläuft. Die Dicke 60 kann in Abhängigkeit von der gewünschten Verpackung und den Leistungsmerkmalen der Elektronikbaugruppe 10 gewählt werden. Die Dicke 60 kann, wie gezeigt, im Wesentlichen einheitlich sein. In bestimmten alternativen Variationen kann eine Dicke ungleichmäßig sein. In bestimmten Aspekten kann die Dicke 60 von größer oder gleich ungefähr 1 mm bis kleiner oder gleich ungefähr 1 cm sein (z.B. von größer oder gleich ungefähr 1 mm bis kleiner oder gleich ungefähr 200 mm, von größer oder gleich ungefähr 200 mm bis kleiner oder gleich ungefähr 500 mm oder von größer oder gleich ungefähr 500 mm bis kleiner oder gleich ungefähr 1 cm).
In verschiedenen Aspekten kann eine Elektronikbaugruppe eine oder mehrere elektronische Komponenten und eine oder mehrere Wärmedämmkomponenten aufweisen. Darüber hinaus können Elektronikbaugruppen unterschiedliche Anordnungen haben, wobei die Wärmedämmkomponente in thermischer Kommunikation mit der elektronischen Komponente verbleibt. Unter Bezugnahme auf 2 wird eine weitere Elektronikbaugruppe 110 gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die Elektronikbaugruppe 110 umfasst eine Vielzahl von elektronischen Komponenten 112 und eine Vielzahl von Wärmedämmkomponenten 116, die jeweils zwischen den elektronischen Komponenten 112 angeordnet sind. Die elektronischen Komponenten 112 können den elektronischen Komponenten 12, 14 der 1A-1C ähnlich sein. Die Wärmedämmkomponente 116 kann der Wärmedämmkomponente 16 der 1A ähnlich sein. Unter Bezugnahme auf 3 wird eine weitere Elektronikbaugruppe 210 gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die Elektronikbaugruppe 210 umfasst eine elektronische Komponente 212 und eine Wärmedämmkomponente 216. Die elektronische Komponente 212 kann der ersten elektronischen Komponente 12 der 1A ähnlich sein. Mit Ausnahme der unten beschriebenen Fälle kann die Wärmedämmkomponente 216 der Wärmedämmkomponente 16 der 1A ähnlich sein.
Die Wärmedämmkomponente 216 ist um eine Außenfläche 218 der elektronischen Komponente 212 herum angeordnet. In bestimmten Aspekten kann sich die Wärmedämmkomponente 216 zur Definition eines Gehäuses im Wesentlichen um die gesamte Außenfläche 218 herum erstrecken. Die Wärmedämmkomponente 216 definiert eine Dicke 220 im Wesentlichen senkrecht zur Außenfläche 218. Die Dicke 220 kann, wie gezeigt, gleichmäßig sein. In bestimmten alternativen Aspekten kann die Dicke 220 ungleichmäßig sein. Beispielsweise kann die Dicke 220 in Bereichen, die an andere elektronische Komponenten in einer Baugruppe angrenzen, größer und in den übrigen Bereichen dünner sein.
In verschiedenen Aspekten stellt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur Herstellung einer Wärmedämmkomponente bereit. Unter Bezugnahme auf 4 umfasst das Verfahren im Allgemeinen das Bereitstellen einer Vernetzungsvorstufe und eines Vernetzungsinitiators bei 310, das Bereitstellen einer Matrix bei 320 und das Einbetten der Vorstufe und des Initiators in die Matrix bei 330. Der Initiator wird auf einer Temperatur kleiner als eine Zehn-Stunden-Halbwertszeit-Temperatur des Initiators gehalten, um eine vorzeitige schnelle Zersetzung des Initiators und eine Vernetzung der Vorstufe zu verhindern.
Bei 310 umfasst das Verfahren das Bereitstellen der Vernetzungsvorstufe und des Vernetzungsinitiators. Die Vorstufe und der Initiator können als Feststoffe oder Flüssigkeiten bereitgestellt werden. Wenn die Vorstufe und/oder der Initiator als Feststoff bereitgestellt wird/werden, kann/können diese/r vor dem Einbetten als Feststoffe in die Matrix eingebettet oder in einem Lösungsmittel gelöst werden, um eine Lösung zu bilden. Geeignete Lösungsmittel können beispielsweise Dimethylformamid (DMF), Dimethylsulfoxid (DMSO), N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP) oder eine Kombination davon umfassen.
Bei 320 umfasst das Verfahren das Bereitstellen der Matrix. Das Bereitstellen der Matrix kann das Bilden der Matrix umfassen, z.B. wenn die Matrix einen Schaumstoff umfasst. Bei 330 umfasst das Verfahren das Einbetten der Vorstufe und des Initiators in die Matrix. Das Einbetten kann sequentiell (d.h. nach Bereitstellen der Matrix) oder gleichzeitig mit dem Bereitstellen der Matrix (d.h. dem Bilden der Matrix) erfolgen. In einem Beispiel für ein sequentielles Verfahren wird eine Lösung der Vorstufe und des Initiators im Lösungsmittel hergestellt, dann eine poröse Matrix (z.B. Glasfaser oder Zellulose) bereitgestellt, dann die Lösung in die poröse Matrix absorbiert und dann das Lösungsmittel entfernt (z.B. durch Verdampfen mit oder ohne Wärme). In einem Beispiel für ein gleichzeitiges Verfahren werden Pulvervorstufe und Initiator bereitgestellt, die Vorstufe und der Initiator werden einer Polymerschaumvorstufe (z.B. einer Polyurethanvorstufe) zugemischt, und dann wird Schaum (z.B. ein Schaumkissen) hergestellt, wobei die Vernetzungsvorstufe und der Initiator im Schaum dispergiert und eingebettet werden. Der Schaum kann gebildet werden, indem die Zumischung auf eine Temperatur kleiner die Zehn-Stunden-Halbwertszeit-Temperatur des Initiators erhitzt und zur Kühlung in eine Metallform gegossen wird. In bestimmten Aspekten können Poren z.B. durch Porenbildungsreagenz oder Inertgasblasen vor dem Abkühlen gebildet werden.
Die vorstehende Beschreibung der Ausgestaltungen dient der Veranschaulichung und Beschreibung. Sie ist nicht dazu bestimmt, vollständig zu sein oder die Offenbarung einzuschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausgestaltung sind im Allgemeinen nicht auf diese bestimmte Ausgestaltung beschränkt, sondern sind gegebenenfalls austauschbar und können in einer ausgewählten Ausgestaltung verwendet werden, auch wenn sie nicht speziell gezeigt oder beschrieben sind. Dieselben können auch auf vielerlei Weise abgewandelt werden. Solche Abwandlungen sind nicht als Abweichung von der Offenbarung zu betrachten, und alle diese Änderungen sind dazu bestimmt, in dem Umfang der Offenbarung enthalten zu sein.

Claims

Wärmedämmkomponente umfassend: eine Matrix, umfassend ein Wärmedämmmaterial mit einer Wärmeleitfähigkeit kleiner oder gleich ungefähr 5 W/mK; eine Vernetzungsvorstufe, die in die Matrix eingebettet ist, wobei die Vernetzungsvorstufe mindestens eine funktionelle Acrylatgruppe oder eine funktionelle Methacrylatgruppe umfasst; und einen Vernetzungsinitiator, der in die Matrix eingebettet ist, wobei der Vernetzungsinitiator so konfiguriert ist, dass er sich zersetzt, um die Vernetzung der Vernetzungsvorstufe bei einer Temperatur größer oder gleich ungefähr 50°C in Gang zu setzen.
Wärmedämmkomponente nach Anspruch 1, wobei die Vernetzungsvorstufe ein lineares Molekül umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: einem Polydimethylsiloxan (PDMS) mit endständiger Methacryloxypropy-Igruppe; einem PDMS mit endständiger Acryloxypropylgruppe; einem Poly(ethylenglykol)diacrylat; einem Poly(ethylenglykol)dimethacrylat; 1,10-Decandioldiacrylat; 1,10-Decandioldimethacrylat; ethoxyliertem Bisphenol-A-Diacrylat; ethoxyliertem Bisphenol-A-Dimethacrylat; einem Urethanacrylat; einem Urethanmethacrylat; einem Epoxyacrylat; einem Epoxymethacrylat; oder einer beliebigen Kombination davon.
Wärmedämmkomponente nach Anspruch 1, wobei die Vernetzungsvorstufe ein verzweigtes Monomer umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: einem ethoxylierten Trimethylolpropantriacrylat; Trimethylolpropantrimethacrylat; einem alkyloyl-modifizierten Dipentaerythrittriacrylat; einem ethoxylierten Glycerintriacrylat; einem ethoxylierten Pentaerythrittetraacrylat; oder einer beliebigen Kombination davon.
Wärmedämmkomponente nach Anspruch 1, wobei die Vernetzungsvorstufe ein verzweigtes Oligomer umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: einem ethoxylierten Trimethylolpropantriacrylat; einem ethoxylierten Glycerintriacrylat; einem ethoxylierten Pentaerythrittetraacrylat; oder einer beliebigen Kombination davon.
Wärmedämmkomponente nach Anspruch 1, wobei der Vernetzungsinitiator einen Azo-Initiator umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: 2,2'-Azobis(isobutyronitril); 4,4'-Azobis(4-cyanovaleriansäure); 2,2'-Azobis[2-methyl-N-(2-hydroxyethyl)propionamid]; 4-Azobis(4-cyanovaleriansäure)-Polymer mit alpha,omega-Bis(3-aminopropyl)polydimethylsiloxan; oder einer beliebigen Kombination davon.
Wärmedämmkomponente nach Anspruch 1, wobei der Vernetzungsinitiator ein peroxidischer Initiator ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: tert-Butylperoxid; Dicumylperoxid; 2,4-Pentandionperoxid; oder einer beliebigen Kombination davon.
Wärmedämmkomponente nach Anspruch 1, wobei die Vernetzungsvorstufe ein Poly(ethylenglykol)diacrylat mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von größer oder gleich ungefähr 3 bis kleiner oder gleich ungefähr 1000 umfasst und der Vernetzungsinitiator 2,2'-Azobis(isobutyronitril) umfasst.
Wärmedämmkomponente nach Anspruch 1, wobei der Vernetzungsinitiator eine Zehn-Stunden-Halbwertszeit-Temperatur von größer oder gleich ungefähr 50° C bis kleiner oder gleich ungefähr 120° C aufweist.
Wärmedämmkomponente nach Anspruch 1, wobei die Vernetzungsvorstufe in einer Menge von größer oder gleich ungefähr 5 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 50 Gew.-% des Wärmedämmmaterials vorliegt.
Wärmedämmkomponente nach Anspruch 1, wobei der Vernetzungsinitiator in einer Menge von größer oder gleich ungefähr 0,5 Gew.-% bis kleiner oder gleich ungefähr 5 Gew.-% der Vernetzungsvorstufe vorliegt.