JP2023511907A - シラン末端ウレタンプレポリマーを含む、ポリウレタンベースの熱界面材料 - Google Patents

シラン末端ウレタンプレポリマーを含む、ポリウレタンベースの熱界面材料 Download PDF

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Abstract

本明細書では、熱界面材料（ＴＩＭ）組成物であって、熱界面材料の総重量が合計で１００重量％になるものとして、ａ）非反応性ポリウレタンプレポリマーと；ｂ）約７０～９５重量％の三水酸化アルミニウム（ＡＴＨ）と；ｃ）約０．１５～１．５重量％の少なくとも１種のシラン末端ウレタンプレポリマーと；ｄ）約１～２０重量％の少なくとも１種の可塑剤とを含む熱界面材料（ＴＩＭ）組成物が開示される。【選択図】なし

Description

本開示は、熱界面材料及び電池式自動車におけるその使用に関する。
従来の移動様式と比較して、電池式自動車は、軽量、低減されたＣＯ２排出量等などの重要な利点を提供する。しかしながら、この技術の最適な利用を確実にするために、依然として多くの技術的問題を克服する必要がある。例えば、業界における１つの現在の取り組みは、より高い密度の電池を開発することにより、電池式自動車の走行距離を伸ばすことである。また、これは、高密度電池のためのより良好な熱管理システムを開発する必要性につながる。
電池式自動車において、電池セル又はモジュールは、熱界面材料（ＴＩＭ）によって冷却ユニットに熱的に接続される。そのようなＴＩＭは、典型的には、熱伝導性充填材で充填されたポリマー系材料から形成される。２Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を達成するために、窒化ホウ素又はアルミニウム粉末など、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率の充填材が使用され得る。しかしながら、そのような充填材は、高価であり、且つ研磨性である。より安価であり且つ非研磨性の代替品は、三水酸化アルミニウム（ＡＴＨ）であり、ＡＴＨの高いローディングのポリウレタンベースのＴＩＭであって、高い熱伝導率及び低い粘度を有するＴＩＭを得ることが達成可能であることが実証されている。しかしながら、そのようなＴＩＭが気候条件下で垂直位置に置かれる場合、それは、滑る傾向があることが分かった。したがって、この滑り問題を解決するために依然として改善が必要である。
本明細書では、熱界面材料組成物であって、熱界面材料の総重量が合計で１００重量％になるものとして、ａ）非反応性ポリウレタンプレポリマーであって、ｉ）少なくとも１種のポリイソシアネートと、少なくとも１種のヒドロキシ基含有化合物との反応生成物であり、及びｉｉ）残存イソシアネート基を実質的に含まない非反応性ポリウレタンプレポリマーと；ｂ）約７０～９５重量％の三水酸化アルミニウムと；ｃ）約０．１５～１．５重量％の少なくとも１種のシラン末端ウレタンプレポリマーと；ｄ）約１～２０重量％の少なくとも１種の可塑剤とを含む熱界面材料組成物が提供される。
熱界面材料組成物の一実施形態において、非反応性ポリウレタンプレポリマーは、組成物の総重量を基準として約１～２５重量％のレベルで存在する。
熱界面材料組成物の更なる実施形態において、シラン末端ウレタンプレポリマーは、組成物の総重量を基準として約０．１５～１．２重量％のレベルで存在する。
熱界面材料組成物のなおも更なる実施形態において、シラン末端ウレタンプレポリマーは、組成物の総重量を基準として約０．２～０．８重量％のレベルで存在する。
熱界面材料組成物のなおも更なる実施形態において、シラン末端ウレタンプレポリマーは、少なくとも１種のイソシアネート官能化シランと１種以上のポリオールとの反応生成物、少なくとも１種のイソシアネート官能化シランと１種以上のヒドロキシル末端プレポリマーとの反応生成物及び少なくとも１種の求核試薬官能化シランと１種以上のイソシアネート末端プレポリマーとの反応生成物から選択される。
熱界面材料組成物のなおも更なる実施形態において、シラン末端ウレタンプレポリマーは、約２００～５０００の範囲の分子量を有する。
熱界面材料組成物のなおも更なる実施形態において、シラン末端ウレタンプレポリマーは、約３００～３０００の範囲の分子量を有する。
熱界面材料組成物のなおも更なる実施形態において、シラン末端ウレタンプレポリマーは、約５００～２０００の範囲の分子量を有する。
本明細書では、上記で提供された熱界面材料組成物を含む物品が更に提供される。
物品の一実施形態において、物品は、１つ以上の電池セルと冷却ユニットとから形成される電池モジュールを更に含み、電池モジュールは、熱界面材料組成物を介して冷却ユニットに接続される。
本明細書では、熱界面材料（ＴＩＭ）組成物であって、熱界面材料の総重量が合計で１００重量％になるものとして、ａ）非反応性ポリウレタンプレポリマーと；ｂ）約７０～９５重量％の三水酸化アルミニウム（ＡＴＨ）と；ｃ）約０．１５～１．５重量％の少なくとも１種のシラン末端ウレタンプレポリマーと；ｄ）約１～２０重量％の少なくとも１種の可塑剤とを含む熱界面材料（ＴＩＭ）組成物が開示される。
本開示に従って、本明細書で使用される非反応性ポリウレタンプレポリマーは、少なくとも１種のポリイソシアネートと、少なくとも１種のヒドロキシル基含有化合物との反応生成物である。加えて、本明細書で使用される非反応性ポリウレタンプレポリマーは、残存イソシアネート基を実質的に含まず、すなわち、プレポリマー中に約０．８重量％未満又は約０．４重量％未満の残存イソシアネート基が存在する。
本開示に従って、本明細書で使用されるポリイソシアネートは、多官能性イソシアネート（例えば、ジイソシアネート及びトリイソシアネート）であり、脂肪族、脂環式又は芳香族のポリイソシアネートであり得る。本明細書で使用される例示的な多官能性イソシアネートとしては、限定なしに、エチレンジイソシアネート；ヘキサメチレン－１，６－ジイソシアネート（ＨＤＩ）；イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）；４，４’－、２，２’－及び２，４’－ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（Ｈ１２ＭＤＩ）；ノルボルネンジイソシアネート；１，３－及び１，４－（ビスイソシアナトメチル）シクロヘキサン（そのシス－又はトランス－異性体を含む）；テトラメチレン－１，４－ジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）；１，１２－ドデカンジイソシアネート；２，２，４－トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート；２，２’－、２，４’－及び４，４’－メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）；カルボジイミド変性ＭＤＩ；２，４－及び２，６－トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）；１，３－及び１，４－フェニレンジイソシアネート；１，５－ナフチレンジイソシアネート；トリフェニルメタン－４，４’，４”－トリイソシアネート；ポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート等が挙げられる。一実施形態において、本明細書で使用されるポリイソシアネートは、脂肪族ポリイソシアネートである。更なる実施形において、本明細書で使用されるポリイソシアネートは、ヘキサメチレン－１，６－ジイソシアネート；イソホロンジイソシアネート；１，３－（ビスイソシアナトメチル）シクロヘキサン；１，４－（ビスイソシアナトメチル）シクロヘキサン；又はそれらの２つ以上の混合物から選択される。なおも更なる実施形態において、本明細書で使用されるポリイソシアネートは、ヘキサメチレン－１，６－ジイソシアネートである。
ポリイソシアネートは、約１０～６０％のパーセントＮＣＯ量を有し得る。特定の実施形態において、本明細書で使用されるポリイソシアネートは、少なくとも約２、又は少なくとも約２．２、又は少なくとも約２．４；及び約４以下、又は約３．５以下、又は約３以下の平均イソシアネート官能価を有し得る。更なる実施形態において、ポリイソシアネートの当量は、少なくとも約１００、又は少なくとも約１１０、又は少なくとも約１２０であり得；及び約３００以下、又は約２５０以下、又は約２００以下であり得る。
本明細書で使用されるヒドロキシル基含有化合物は、モノール、ジオール、トリオール又はポリオールなどの１つ以上のヒドロキシル基を含有し得る。例示的なヒドロキシル基含有化合物としては、限定なしに、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、アルコール等が挙げられる。一実施形態において、ヒドロキシル基含有化合物は、１つ以上の末端ヒドロキシル基を含有するポリエーテル、すなわちポリエーテルポリオールである。本明細書で使用される例示的なポリエーテルポリオールとしては、限定なしに、ｉ）アルコキシル化アルコール（アルコキシル化剤は、エチレンオキシド、プロピレオキシド若しくはブチレンオキシドであり、開始アルコールは、メタノール、エタノール、ブタノール若しくはより長い脂肪族アルコールである）などのモノール又は脂肪酸ベースのアルコール；ｉｉ）１，４－ブタンジオールなどのジオール；ｉｉｉ）ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド又はポリブチレンオキシドをベースとするポリエーテルポリオール等が挙げられる。本明細書で使用されるヒドロキシル基含有化合物は、約１～７、又は約１～５、又は約１～３、又は約１～２の官能価及び約９０～５０００、又は約９０～３０００、又は約９０～２０００の分子量を有し得る。
ポリイソシアネート及びヒドロキシル基含有化合物と一緒に、追加の添加剤も、非反応性ポリウレタンプレポリマーを調製するときに添加され得る。これらとしては、触媒、鎖延長剤、架橋剤、充填材、水分捕捉剤、着色剤等が挙げられる。特に、多数の脂肪族及び芳香族アミン（例えば、ジアミノビシクロオクタン、１，４－ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン（ＤＡＢＣＯ等））、有機金属化合物（例えば、ジブチルスズジラウレート（ＤＢＴＤＬ）、ジブチルスズジアセテート）、カルボン酸及びフェノール類のアルカリ金属塩（ヘキサン酸、オクタン酸、ナフテン酸、リノレン酸のカルシウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、塩）が触媒として使用され得る。
加えて、残存イソシアネート基を実質的に含まない非反応性ポリウレタンプレポリマーを得るために、化学量論量又過剰の化学量論量のヒドロキシル基含有化合物が反応に使用される必要があり、すなわち、ヒドロキシル基含有化合物中の－ＯＨ基対ポリイソシアネート中の－ＮＣＯ基の比率は、１以上である。非反応性ポリウレタンプレポリマーの調製は、少なくとも１種のポリイソシアネートと、少なくとも１種のヒドロキシル基含有化合物と、触媒などの他の添加剤とを一緒に混合すること；反応混合物を約２０～８０℃で約１０～６０分間にわたり、窒素雰囲気下又は真空下で撹拌すること；反応生成物を室温まで冷却すること；及び反応生成物を密封容器中に入れ、保管することを含む。
本明細書で使用される非反応性ポリウレタンプレポリマーは、約２，０００～５０，０００ｇ／ｍｏｌ、又は約３，０００～３０，０００ｇ／ｍｏｌ、又は約４，０００～１５，０００ｇ／ｍｏｌの範囲の分子量を有し得る。
本開示に従って、非反応性ポリウレタンプレポリマーは、組成物の総重量を基準として約１～２５重量％、又は約２～２０重量％、又は約５～１５重量％のレベルでＴＩＭ組成物中に含まれ得る。
本明細書で使用されるＡＴＨは、一峰性ＡＴＨ粉末又は多峰性粒度分布（例えば二峰性、三峰性等）を有するＡＴＨ粉末であり得る。一峰性ＡＴＨ粉末が使用される場合、平均粒子サイズは、約５～１００μｍの範囲であり得る。また、多峰性ＡＴＨ粉末が使用される場合、最も小さい粒子の平均粒子サイズは、約１０μｍ未満であり得る一方、最も大きい粒子の平均粒子サイズは、約５０μｍ超であり得る。加えて、本明細書で使用されるＡＴＨ粉末は、シラン、チタン酸塩、カルボン酸塩等でも表面処理され得る。
本開示に従って、ＡＴＨ粉末は、約７０～９５重量％、又は約７５～９０重量％、又は約８０～８５重量％のレベルで組成物中に含まれ得る。
シラン末端ウレタンプレポリマーは、イソシアネート基のいくらか又は全てがオルガノシランでエンドキャップされているウレタンプレポリマーである。シラン末端ウレタンプレポリマーは、少なくとも１種のイソシアネート官能化シランを１種以上のポリオールと反応させるか、又は少なくとも１種のイソシアネート官能化シランを１種以上のヒドロキシル末端プレポリマーと反応させるか、又は少なくとも１種の求核試薬官能化シラン（例えば、アミノシラン、メルカプトシラン等）を１種以上のイソシアネート末端プレポリマーと反応させることによって調製され得る。プレポリマーは、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリエーテル、ポリエステル、ポリ（メタ）アクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミン又はポリアミド、ポリビニルエステル、スチレン／ブタジエンコポリマー、ポリオレフィン、ポリシロキサン及びポリシロキサン－尿素／ウレタンコポリマーからなる群から選択することができる。本明細書で使用されるシラン末端ウレタンプレポリマーは、約２００～５０００、又は約３００～３０００、又は約５００～２０００の範囲の分子量を有し得る。
好適なシラン末端ウレタンプレポリマーは、欧州特許第１９２４６２１号明細書並びに米国特許第３，９３３，７５６号明細書；同第５，７５６，７５１号明細書；同第６，２８８，１９８号明細書；同第６，５４５，０８７号明細書；同第６，７０３，４５３号明細書；同第６，８０９，１７０号明細書；同第６，８３３，４２３号明細書；同第６，８４４，４１３号明細書；同第，８８７，９６４号明細書；同第６，９９８，４５９号明細書；同第７，１１５，６９６号明細書；同第７，４６５，７７８号明細書；同第７，０６０，７５０号明細書；及び同第７，３０９，７５３号明細書に開示されているもののいずれでもあり得、これらの特許は、参照により本明細書に援用される。好適なシラン末端ウレタンプレポリマーは、市販されてもいる。例えば、それらは、商品名ＤｅｓｍｏｓｅａｌＴＭでＣｏｖｅｓｔｒｏから、又は商品名ＭＳ ＰｏｌｙｍｅｒＴＭでカネカから、又は商品名ＳＰＵＲ＋＊でＭｏｍｅｎｔｉｖｅから入手され得る。
本開示に従って、少なくとも１種のシラン末端ウレタンプレポリマーは、組成物の総重量を基準として約０．１５～１．５重量％、又は約０．１５～１．２重量％、又は約０．２～０．８重量％のレベルでＴＩＭ組成物中に含まれ得る。
本明細書で開示されるＴＩＭ組成物は、組成物の総重量を基準として約１～２０重量％、又は約２～１５重量％、又は約３～１０重量％の少なくとも１種の可塑剤を更に含む。可塑剤は、当技術分野において周知であり、最終組成物の相溶性及び所望の特性（例えば、粘度）などのパラメーターに従って好適な可塑剤を選択することは、当業者の能力内にある。
一般に、好適な可塑剤としては、アジピン酸、アゼライン酸、安息香酸、クエン線、ダイマー酸、フマル酸、イソ酪酸、イソフタル酸、ラウリン酸、リノール酸、マレイン酸、無水マレイン酸、メリシン酸、ミリスチン酸、オレイン酸、パルミチン酸、リン酸、フタル酸、リシノール酸、セバシン酸、ステアリン酸、コハク酸、１，２－ベンゼンジカルボン酸等、及びそれらの混合物のような酸及び無水物のエステル誘導体が挙げられる。エポキシ化油、グリセロール誘導体、パラフィン誘導体、スルホン酸誘導体等、及びそれらと前記誘導体との混合物も好適である。そのような可塑剤の具体的な例としては、ジエチルヘキシルアジペート、ヘプチルノニルアジペート、ジイソデシルアジペート、アジピン酸ポリエステル、ジカプリルアジペート、ジメチルアゼレート、ジエチレングリコールジベンゾエート及びジプロピレングリコールジベンゾエート、ポリエチレングリコールジベンゾエート、２，２，４－トリメチル－１，３－ペンタンジオールモノイソブチレートベンゾエート、２，２，４－トリメチル－１，３－ペンタンジオールジイソブチレート、メチル（又はエチル又はブチル）フタリルエチルグリコレート、トリエチルシトレート、ジブチルフマレート、２，２，４－トリメチル－１，３－ペンタンジオールジイソブチレート、メチルラウレート、メチルリノレエート、ジ－ｎ－ブチルマレエート、トリカプリルトリメリテート、ヘプチルノニルトリメリテート、トリイソデシルトリメリテート、トリイソノニルトリメリテート、イソプロピルミリステート、ブチルオレエート、メチルパルミテート、トリクレジルホスフェート、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジイソブチルフタレート、ジ－２－エチルヘキシルフタレート、オクチルデシルフタレート、ジイソデシルフタレート、ヘプチルノニルフタレート、ジウンデシルフタレート、ジトリデシルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート、ジフェニルフタレート、ｏ－フタル酸のｎ－ブチルベンジルエステルなどのブチルベンジルフタレート、イソデシルベンジルフタレート、アルキル（Ｃ７／Ｃ９）ベンジルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、７－（２，６，６，８－テトラメチル－４－オキサ－３－オキソ－ノニル）ベンジルフタレート、ジ－２－エチルヘキシルセバケート、ブチルリシノレエート、ジメチルセバケート、メチルステアレート、ジエチルスクシネート、１，２－ベンゼンジカルボン酸のブチルフェニルメチルエステル、エポキシ化アマニ油、グリセロールトリアセテート、約４０％～約７０％のＣｌを有するクロロパラフィン、ｏ，ｐ－トルエンスルホンアミド、Ｎ－エチルｐ－トルエンスルホンアミド、Ｎ－シクロヘキシルｐ－トルエンスルホンアミド、スルホンアミド－ホルムアルデヒド樹脂及びそれらの混合物が挙げられる。当業者に公知の他の好適な可塑剤としては、単独で又は他の可塑剤との混合物として、ヒマシ油、芳香族石油縮合物、部分水素化テルフェニル、ジメチコンコポリオールエステルなどのシリコーン可塑剤、ジメチコノールエステル、シリコーンカルボキシレート、ガーベットエステル等が挙げられる。
加えて、最大で約１０重量％、又は約１～１０重量％、又は約２～７重量％、又は約２～５重量％の沈澱炭酸カルシウムがＴＩＭ組成物に添加され得る。いかなる特定の理論にも制約されることなく、任意選択の沈澱炭酸カルシウムの添加は、ＡＴＨの沈降防止を改善し得ると考えられる。
更に、本明細書に開示されるＴＩＭ組成物は、触媒、安定剤、接着促進剤、充填材、着色剤等などの他の好適な添加剤を任意選択で更に含み得る。そのような任意選択の添加剤は、ＴＩＭ組成物の総重量を基準として最大で約１０重量％、又は最大で約８重量％、又は最大で約５重量％のレベルで存在し得る。
実施例によって以下で実証されるように、垂直に置かれた場合、シラン末端ウレタンプレポリマーなしのＴＩＭは、気候条件への暴露後に滑る傾向があるが、０．１重量％超のシラン末端ウレタンプレポリマーのＴＩＭ組成物への添加は、滑り問題を解決する。更に、可塑剤なしでは、ＴＩＭは、余りにも粘性があり、役立たなかったことを示す。
本明細書では、冷却ユニット又はプレートが上記のＴＩＭ組成物を介して電池モジュール（１つ以上の電池セルから形成される）に結合され、それにより、熱がそれらの間で伝導され得る、電池パックシステムが更に開示される。一実施形態において、電池パックシステムは、電池式自動車で使用されるものである。
材料
・ＨＤＩ － 商品名ＤｅｓｍｏｄｕｒＴＭＨでＣｏｖｅｓｔｒｏから入手したヘキサメチレン－１，６－ジイソシアネート（ＨＤＩ）；
・モノール － Ｄｏｗ，Ｉｎｃ．から入手したＣ１２～Ｃ１４脂肪アルコール開始完全プロポキシル化（プロピレンオキシドで）モノール（ＭＷ ９３５ｇ／ｍｏｌ、ＯＨ価：６０．４、当量：９２７）；
・ポリオール － Ｄｏｗ Ｉｎｃ．から入手したポリプロピレンオキシドポリオール（官能価：２、ＭＷ：１０００ｇ／ｍｏｌ）；
・触媒 － 商品名ＤＡＢＣＯＴＭＴ－１２でＥｖｏｎｉｋから入手したジブチルスズジラウレート（ＤＢＴＤＬ）；
・ＳＴＰ － 商品名ＤｅｓｍｏｓｅａｌＴＭＳ ＸＰ ２６３６でＣｏｖｅｓｔｒｏから入手した脂肪族シラン末端ウレタンプレポリマー；
・可塑剤 － トリメチロールプロパントリオレエート；
・ＡＴＨ － １０μｍ未満の小さい粒子の平均粒子サイズ及び５０μｍ超の大きい粒子の平均粒子サイズの二峰分布の三水酸化アルミニウム；
・ポリエステルポリオール－１ － 商品名ＤｙｎａｃｏｌＴＭ７３８１でＥｖｏｎｉｋから入手した６５℃の融点のポリエステルポリオール；
・ポリエステルポリオール－２ － Ｐｅｒｓｔｏｒｐ製の４５℃の融点のポリエステルポリオール；
・ポリエステルウレタンプレポリマー － ジイソノニルフタレートの存在下での４，４’－メチレンジフェニルジイソシアネートとポリエステルポリオール（ポリエステルポリオール－１）との反応生成物；
・シラン－ビニルトリメトキシシラン。
非反応性ポリウレタンプレポリマー
非反応性ポリウレタンプレポリマーＰｒｅ－１及びＰｒｅ－２は、次のとおり調製した：反応器中において、触媒を除いて、表１に列挙されるような全ての成分を混合し；反応器を６０℃に加熱し；触媒を混合物に添加し；混合物を窒素雰囲気下において８０℃で４５分間、次いで真空下において１０分間撹拌し；無色の反応生成物を室温に冷却し；及び生成物を容器に移す。Ｐｒｅ－１及びＰｒｅ－２の質量加重分子量（Ｍｗ）及び多分散指数（ＰＤＩ）は、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｐａｎａｌｙｔｉｃａｌ製のＶｉｓｃｏｔｅｋ ＧＰＣｍａｘを用いるゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定した。
Figure 2023511907000001
比較例ＣＥ１～ＣＥ５及び実施例Ｅ１～Ｅ７
サンプル調製
比較例ＣＥ１～ＣＥ５及び実施例Ｅ１～Ｅ７のそれぞれにおいて、表２に列挙されるような全ての成分（最初に液体成分、次いで固体成分）をプラネタリーミキサー又は二重非対称遠心分離機に添加し、真空下で約３０分間混合し、結果として生じたＴＩＭ（ペースト形態の）を保管のためのカートリッジ、ペール又はドラムに移した。
熱伝導率
各サンプルにおいて得られたＴＩＭペーストについての熱伝導率は、ＺＦＷ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ製のＴＩＭテスターを用いてＡＳＴＭ ５４７０に従って測定した。測定は、厚さ１．８～１．２ｍｍでＳｐａｌｔｐｌｕｓモードにおいて行い、絶対熱伝導率λ（Ｗ／ｍ・Ｋ）を記録した。
圧入力
各サンプルにおけるＴＩＭペーストについての圧入力は、張力計（Ｚｗｉｃｋ）を用いて測定した。各サンプルからのＴＩＭペーストを金属表面上に置いた。直径４０ｍｍのアルミニウムピストンをサンプルペーストの最上部上に置き、サンプルペーストを５ｍｍ（初期厚さ）まで圧縮した。次いで、サンプルペーストを１ｍｍ／ｓの速度で０．３ｍｍの厚さまで更に圧縮し、力のたわみ曲線を記録した。０．５ｍｍの厚さにおける力（Ｎ）を圧入力として記録した。
粘度
粘度は、２３℃においてプレート－プレート配置（２５ｍｍ直径平行プレート）のレオメーターで回転レオロジーによって測定した。せん断速度を０．００１から２０ １／ｓまで駆動し、１０ １／ｓでの粘度を報告した。初期粘度は、ＴＩＭの塗布の直後に測定した一方、７日気候変化後の粘度は、ＴＩＭを気候変化条件に７日間曝した後のＴＩＭの粘度であり、ここで、各サイクルは、完了するのに１２時間を要し、－４０℃（非制御湿度）での４時間、温度を８０℃に調整するための４時間及び８０重量％の相対湿度での８０℃で４時間からなった。
滑り試験
滑り試験中、各サンプルにおけるＴＩＭを２つの基材（電着スチール基材及びガラス基材）間に置いた一方、圧縮されたＴＩＭの厚さを、スペーサーを用いて約３ｍｍに制御した。次いで、サンドイッチサンプルを気候室中で気候変化条件に２０°の角度で４週間曝した。その後、サンプルを滑り及び亀裂形成について観察した。
Ｅ１～Ｅ７によって本明細書で実証されるように、０．２５重量％以上のＳＴＰの添加により、ＴＩＭは、目に見える亀裂を全く示さず、且つ１ｍｍ未満の滑りを示す。加えて、ＣＥ４によって示されるように、可塑剤の不在は、ＴＩＭ組成物が余りにも高くて役立たない粘度を有する原因となった。
Figure 2023511907000002

Claims (10)

  1. 熱界面材料組成物であって、前記熱界面材料の総重量が合計で１００重量％になるものとして、
    ａ）非反応性ポリウレタンプレポリマーであって、ｉ）少なくとも１種のポリイソシアネートと、少なくとも１種のヒドロキシ基含有化合物との反応生成物であり、及びｉｉ）残存イソシアネート基を実質的に含まない非反応性ポリウレタンプレポリマーと；
    ｂ）約７０～９５重量％の三水酸化アルミニウムと；
    ｃ）約０．１５～１．５重量％の少なくとも１種のシラン末端ウレタンプレポリマーと；
    ｄ）約１～２０重量％の少なくとも１種の可塑剤と
    を含む熱界面材料組成物。
  2. 前記非反応性ポリウレタンプレポリマーは、前記組成物の総重量を基準として約１～２５重量％のレベルで存在する、請求項１に記載の熱界面材料組成物。
  3. 前記シラン末端ウレタンプレポリマーは、前記組成物の総重量を基準として約０．１５～１．２重量％のレベルで存在する、請求項１に記載の熱界面材料組成物。
  4. 前記シラン末端ウレタンプレポリマーは、前記組成物の総重量を基準として約０．２～０．８重量％のレベルで存在する、請求項３に記載の熱界面材料組成物。
  5. 前記シラン末端ウレタンプレポリマーは、少なくとも１種のイソシアネート官能化シランと１種以上のポリオールとの反応生成物、少なくとも１種のイソシアネート官能化シランと１種以上のヒドロキシル末端プレポリマーとの反応生成物及び少なくとも１種の求核試薬官能化シランと１種以上のイソシアネート末端プレポリマーとの反応生成物から選択される、請求項１に記載の熱界面材料組成物。
  6. 前記シラン末端ウレタンプレポリマーは、約２００～５０００の範囲の分子量を有する、請求項１に記載の熱界面材料組成物。
  7. 前記シラン末端ウレタンプレポリマーは、約３００～３０００の範囲の分子量を有する、請求項６に記載の熱界面材料組成物。
  8. 前記シラン末端ウレタンプレポリマーは、約５００～２０００の範囲の分子量を有する、請求項７に記載の熱界面材料組成物。
  9. 請求項１に記載の熱界面材料組成物を含む物品。
  10. １つ以上の電池セルと冷却ユニットとから形成される電池モジュールを更に含み、前記電池モジュールは、前記熱界面材料組成物を介して前記冷却ユニットに接続される、請求項９に記載の物品。
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