JP6557604B2 - 熱伝導性ポリマーおよびそれを製造するための樹脂組成物 - Google Patents

Description

本発明は、熱伝導性を高めたポリウレタンポリマーならびに特に該ポリマーの製造に使用される重合性樹脂組成物、硬化剤組成物、および無機充填剤混合物に関する。

エレクトロモビリティ分野、特に、自動車やバス、貨物車などの電気自動車分野におけるこれまでの発展過程において、バッテリーやバッテリーシステムなどの電気エネルギー貯蔵媒体を組み込むにあたり、極めて複雑な要件を有する材料が必要とされることが分かってきた。そのような材料は、まず、自動車の運転中に生じる振動に対して適度な減衰効果を発揮できるように、適度な可撓性および弾性を有するべきである。さらに、例えば、充電中に生じる熱をエネルギー貯蔵媒体から逃がし、貯蔵媒体の損傷を回避するため、上記材料は適切な熱伝導性を有するべきである。しかしながらそれと同時に、フラッシュオーバーにより電流が貯蔵媒体から車体などへと伝わり乗員などに危険が及ばないように、上記の材料はできるだけ高い電気絶縁性を示すものでなければならない。さらに、安全性の理由から、使用する材料は適切な自己消火性を示すものであり、また、強固に設置できるように、長期にわたり寸法安定性を維持するものであるべきである。

弾性や高電気絶縁性に関する要件は、ポリマー材料を使用した場合にのみ満たされることが分かっている。必須とされる熱伝導性の達成に関しては、熱伝導性充填剤の添加によりポリマーの熱伝導性を高める試みが以前から既に行われているが、熱伝導性充填剤の添加によって電気絶縁性が失われないようにも注意を払わなければならない。

そのような充填ポリマーの加工性に関して、出発材料の粘性は必要に応じて広範囲に調整可能であるべきであり、特に、成形加工によるポリマー成形体の製造に関しては、粘性が低い方が有利であり得る。Kleben & Dichten（Adhesives and Seals）1-2/2012に掲載のJ. Frankによる文献を特に参照してもよく、これには、熱伝導性と粘性との相反が概説されている。

また、製造とコストに関しては、使用する出発材料をできるだけ少ない種類の成分で製造することができると有利であろう。さらに、特に物流の観点から、熱伝導性材料の製造に使用する出発材料が、例えば沈殿挙動、さらには反応性に関して、長期保存安定性を有していると有利であろう。

当技術分野において、無機充填剤を充填した様々なポリマーシステムが既に知られているが、例えば電気自動車での使用に適した範囲の前記特性をすべて有する材料はいまだ存在しないことが現在のところ分かっている。

上記を踏まえ、例えばWolfgang Ublerによる学術論文（「Erhohung der thermal conductivity elektrisch isolierender Polymerwerkstoffe（電気絶縁性ポリマー材料の熱伝導性の増大）」, Technische Fakultat der Universitat Erlangen-Nurnberg, 2002、ドイツ国立図書館所蔵）には、エポキシ樹脂システムに関する広範囲な研究が記載されており、中でも様々な大きさの酸化アルミニウム粒子を充填したエポキシ樹脂システムが記載されている。

前記論文に記載のポリマーシステムを使用して、適度な熱伝導性および高い電気絶縁性を有するポリマーが得られたとしても、このようなポリマーは非常に硬く脆いため、弾性が低く、したがって減衰作用が低くなり、限られた範囲内でしか電気自動車への使用に適さない。また、前記論文において、自己消火性については何ら議論されていない。

さらに、前記論文に記載のエポキシ樹脂は、まず樹脂と硬化剤との混合物を調製し、次に、この混合物に充填剤を投入することにより製造される。しかしながら、製造コストが高くつき、熱伝導性材料としての使用に必要な均質性を有する製品が得られないことから、この方法は、熱伝導性材料の工業規模での製造において限られた範囲内でしか適さないことが分かっている。均質な製品が得られないことは、初めに調製されるエポキシ樹脂と酸化アルミニウムとの混合物の保存安定性に関して相当な疑念があることからも分かる。

特開２００２−１３８２０５公報には、熱伝導性充填剤を最大７０体積％充填したシリコーン系熱伝導性ポリマーが記載されている。該特許文献において、該充填剤は、最大９０体積％の金属水酸化物、具体的には水酸化アルミニウムからなり、残りは例えば酸化アルミニウムなどの他の充填剤によって補われる。

前記特許文献から公知のポリマーシステムは、何よりもまずシリコーン系システムであるという不利な点を有し、シリコーン系システムは硬化後もモノマーの移行が起こることが多いため、一般に電気自動車などへの設置に適さず好ましくない。

さらに、シリコーンは、例えば、電気自動車のバッテリーにより生じる重量負荷がかかった状態などでクリープを発生する傾向にあり、すなわち、時間とともに不可逆的に変形することがあり、この点においても自動車工業における設置に好ましくない。

さらに、前記特許文献を参照すると、所望の熱伝導性は、さらなる充填剤すなわち酸化アルミニウムを混合した場合にしか達成できないことも明らかであり、このさらなる充填剤の添加によって処方が著しく複雑となる。

特開２００４−３４２７５８公報より、水酸化アルミニウム粒子を充填したポリウレタン系熱伝導性ポリマーが知られている。

確かに前記特許文献から公知のポリマーは最良の形態において約０．９Ｗ／ｍ・Ｋの適度な熱伝導率を有するが、最終ポリマーにおける水酸化アルミニウム含有量が４４体積％であること、さらには前記特許文献に記載されているＮＣＯインデックスが低いことからも、このような熱伝導率はポリマーの架橋度を低くした場合しか達成できないと考えられる。このような材料は、電子機器に使用される比較的薄いポリマーフィルムとしての使用には明らかに適しているが、架橋度が低いこと、およびそれに起因して機械的安定性が低いことから、該ポリマーはエレクトロモビリティ分野での使用には適さない。

さらに、例えばポリオール系などの水酸化アルミニウム充填樹脂組成物が一般に知られているが、充填率が上限の７０重量％に達すると、このような充填樹脂組成物は高い信頼性で加工できないとこれまで想定されていた。

上記を踏まえ、本発明は、高熱伝導性、高電気絶縁性、良好な弾性、および長期寸法安定性を特徴とする材料を提供することを目的とする。

本発明はさらに、前記ポリマーを製造することができる重合性樹脂組成物または硬化剤組成物であって、広範囲に調整可能な粘性を有し、具体的には成形加工での使用に適した粘性を有する重合性樹脂組成物または硬化剤組成物を提供することを目的とする。

本発明はさらに、前記組成物およびポリマーを製造することができる無機充填剤組成物を提供することを目的とする。

本発明者らは今や驚くべきことに、特定の処方、具体的には特定の充填剤を選択することによって、水酸化アルミニウムの充填率が７５重量％以上である樹脂組成物および水酸化アルミニウムの充填率が７０重量％以上である硬化剤組成物を製造することができ、このような処方においてもこれらの組成物が良好な加工性、特に有用な粘性を有することを見出した。

したがって、一態様において、本発明は、重合性樹脂組成物であって、
ポリオール類、ポリアミン類、およびそれらの混合物からなる群、具体的にはポリエーテルポリオール類、ポリエステルポリオール類、およびポリブタジエンポリオール類からなる群から選択される１以上の重合性樹脂成分と、
水酸化アルミニウムと、
湿潤添加剤、分散添加剤、染料、顔料、乾燥剤、充填剤、ポリアルコール類、ブタンジオール、ヘキサンジオール、消泡剤、沈降防止剤、可塑剤（リン酸塩など）、触媒などの任意の他の添加剤とを含み、
水酸化アルミニウムの含有量が該樹脂組成物１００重量％に対して少なくとも７５重量％、特に７５〜８５重量％である重合性樹脂組成物に関する。

さらなる一態様において、本発明は、硬化剤組成物であって、
イソシアネート類からなる群、具体的には芳香族イソシアネート類および脂肪族イソシアネート類からなる群、例えばメチレンジフェニルジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、およびそれらのプレポリマーからなる群から選択される１以上の硬化剤成分と、
水酸化アルミニウムと、
湿潤添加剤、分散添加剤、染料、顔料、乾燥剤、充填剤、消泡剤、沈降防止剤、可塑剤（リン酸塩など）、触媒などの任意の他の添加剤とを含み、
水酸化アルミニウムの含有量が該硬化剤組成物１００重量％に対して少なくとも７０重量％、特に７０〜８５重量％である硬化剤組成物に関する。

さらなる一態様において、本発明は、前記硬化剤組成物を使用して前記樹脂組成物を重合させることによって製造されるポリマー成形体に関する。

さらなる一態様において、本発明は、ポリウレタン類、ポリ尿素類、およびそれらの混合物またはコポリマーから選択されるポリマーであって、該ポリマー１００体積％に対して５０体積％を超える量、好ましくは５５体積％を超える量、特に６０体積％を超える量の水酸化アルミニウムを含むポリマーに関する。

さらなる一態様において、本発明は、水酸化アルミニウムを含む無機充填剤混合物、好ましくは水酸化アルミニウムから本質的になる無機充填剤混合物であって、該水酸化アルミニウムが少なくとも４種の充填剤成分の形態で含まれ、
第１充填剤成分の平均粒径が、７５〜１５０μｍ、好ましくは８０〜１２５μｍであり、
第２充填剤成分の平均粒径が、１０〜６０μｍ、好ましくは３０〜５０μｍであり、
第３充填剤成分の平均粒径が、１〜５μｍ、好ましくは２〜４μｍであり、
第４充填剤成分の平均粒径が、３μｍ以下、好ましくは０．５〜３μｍである
無機充填剤混合物に関する。

さらなる一態様において、本発明は、ポリマーの熱伝導性を高めるための、前記充填剤混合物の使用に関する。

さらなる一態様において、本発明は、重合性樹脂組成物であって、
ポリオール類、ポリアミン類、およびそれらの混合物からなる群、具体的にはポリエーテルポリオール類、ポリエステルポリオール類、およびポリブタジエンポリオール類からなる群から選択される１以上の重合性樹脂成分と、
前記無機充填剤混合物と、
湿潤添加剤、分散添加剤、染料、顔料、乾燥剤、充填剤、ポリアルコール類、ブタンジオール、ヘキサンジオール、消泡剤、沈降防止剤、可塑剤（リン酸塩など）、触媒などの任意のさらなる添加剤とを含む重合性樹脂組成物に関する。

さらなる一態様において、本発明は、硬化剤組成物であって、
イソシアネート類からなる群、具体的には脂肪族イソシアネート類および芳香族イソシアネート類からなる群、例えばメチレンジフェニルジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、およびそれらのプレポリマーからなる群から選択される１以上の硬化剤成分と、
前記無機充填剤混合物と、
湿潤添加剤、分散添加剤、染料、顔料、乾燥剤、充填剤、消泡剤、沈降防止剤、可塑剤（リン酸塩など）、触媒などの任意のさらなる添加剤とを含む硬化剤組成物に関する。

さらなる一態様において、本発明は、ポリウレタン類、ポリ尿素類、およびそれらの混合物またはコポリマーから選択されるポリマーであって、前記無機充填剤混合物を含むポリマーに関する。

本発明による重合性樹脂組成物または硬化剤組成物を使用して、良好な熱伝導性、高電気絶縁性、および優れた自己消火性を示し、可撓かつ安定なポリウレタンポリマーを製造できることが明らかとなった。

さらに、前記重合性樹脂組成物から製造されたポリウレタンポリマーおよび前記硬化剤組成物を使用して製造されたポリウレタンポリマーには、電気自動車での使用に対して十分な弾性および優れた長期寸法安定性を有するという利点がある。

さらに、前記重合性樹脂組成物および前記硬化剤組成物には、充填剤の含有量が比較的多いにもかかわらず、例えば成形加工での使用などによく適した粘性で製造することができるという利点がある。

したがって、本発明による無機充填剤組成物は、樹脂組成物や硬化剤組成物に多く含有させることができ、それと同時にこれらの組成物の粘性を低いものとすることができることが特に見出された。

本発明による重合性樹脂組成物は、ポリオール類、ポリアミン類、およびそれらの混合物からなる群から選択される１以上の樹脂成分を含む。本発明における樹脂成分は、ポリオール、ポリアミン、またはこのような成分からなる混合物であって、イソシアネートとの反応によりポリウレタン、ポリ尿素ポリマー、または対応するコポリマーに変換することができるものであればどのようなものであってもよい。したがって、該樹脂成分は、機能性ポリマーとプレポリマーとを含み、また単純なモノマーも含む。当業者であれば、樹脂組成物の所望の特性および最終ポリマーの特性に関する専門知識に基づき、本発明における樹脂成分の詳細な性質および樹脂成分の組合せを選択することができるであろう。本発明において、ポリオールとポリアミンの混合物は、少なくとも２つの成分の混合物であってもよく、ヒドロキシ官能基とアミン官能基とを有する単一成分であってもよい。

本発明による硬化剤組成物は、イソシアネート類からなる群から選択される少なくとも１つの硬化剤成分を含む。該硬化剤成分は、ポリウレタンおよびポリ尿素の製造に使用される、当業者に公知のあらゆるイソシアネート類を包含する。このようなイソシアネート類はモノマー性イソシアネート類であってもよく、予備重合したイソシアネート類であってもよい。当業者であれば、本発明のポリマーの所望の特性に関する専門知識に基づき、本発明におけるイソシアネート（類）の詳細な性質、その量および組合せを選択することができるであろう。芳香族イソシアネート類および脂肪族イソシアネート類を硬化剤成分として使用することが好ましく、芳香族イソシアネート類および脂肪族イソシアネート類としては、例えばメチレンジフェニルジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、および／もしくはトルエンジイソシアネート、ならびにそれらのプレポリマーなどが挙げられる。

本発明の重合性樹脂組成物、硬化剤組成物、充填剤混合物、およびポリウレタンポリマーに使用される水酸化アルミニウムは、ポリマー産業における充填剤として一般的な範囲の粒径を有していれば、当業者に公知かつ市販の任意の形態の水酸化アルミニウムであってよい。加工性の点から、本発明における平均粒径の上限値は、通常５００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以下、特に１５０μｍ以下である。

本発明における水酸化アルミニウム粒子の形状に関しては、可能な限り効果的な空間充填の点から、水酸化アルミニウム粒子が、例えば平板繊維状などの高アスペクト比を有する粒子形状で含まれていないことが好ましい。水酸化アルミニウム粒子は、球状粒子または略球状粒子の形状で含まれていることが特に好ましい。

本発明の樹脂組成物に任意で含まれるさらなる添加剤は、当業者に周知の任意の添加剤であってよく、例えば、本発明の重合性樹脂組成物もしくは硬化剤組成物の加工性、保存安定性、ポットライフ（可使時間）、もしくは粘性に影響を与えるため、またはこれらの組成物から製造されるポリマーにさらなる特性を付与するために使用される。

さらに、本発明の重合性樹脂組成物、硬化剤組成物、およびポリマーは、例えば熱伝導性を高めるために他の無機充填剤を含んでいてもよい。この場合、最低必要量の本発明による水酸化アルミニウムが含まれていれば、他の無機充填剤はいかなる量で含まれてもよい。

本発明による充填剤成分の平均粒径は、ｄ_５０値を意味すると理解される。ｄ_５０値とは、ｄ_５０値より小さい粒径を持つ充填剤成分粒子が５０体積％となり、ｄ_５０値よりも大きい粒径を持つ充填剤成分粒子が５０体積％となる粒子の大きさである。

本発明において、充填剤成分は、粒径分布においてピークを有する充填剤を意味すると理解される。すなわち、本発明による充填剤混合物は、粒径分布において少なくとも４つのピークを示し、これらのピークは前記の粒径範囲内に含まれる。本発明において、それぞれの充填剤成分を個別に使用して、充填剤混合物、樹脂組成物、硬化剤組成物、またはポリマーを製造することができ、それぞれの充填剤成分を混合することもできる。本発明において、予め調製された充填剤混合物の形態の２以上の充填剤成分も提供され、このような充填剤混合物を使用すると有利になり得る。

本発明において、充填剤成分に付与された番号は、いかなる順序または優先順位を意味するものではなく、単に充填剤成分を互いに区別するために使用される。

本発明の第３充填剤成分の粒径分布範囲と第４充填剤成分の粒径分布範囲は一部重複している。本発明において、これら２つの充填剤成分の平均粒径がそれぞれ上記の範囲内にある限り、これら２つの充填剤成分がどのような平均粒径を有していても何ら影響はないことは、当業者であれば明らかであろう。本発明において、上記充填剤成分のうち２つまたは１つが上記重複範囲内に含まれる平均粒径を有していてもよく、いずれの充填剤成分も上記重複範囲内に含まれる平均粒径を有していなくてもよい。例えば、第３充填剤成分の平均粒径が４μｍであり、第４充填剤成分の平均粒径が０．７μｍであってもよい（上記重複範囲内に充填剤成分は存在しない）。本発明におけるさらなる一例として、第３充填剤成分の平均粒径が２．５μｍであり、第４充填剤成分の平均粒径が０．７μｍである充填剤混合物が挙げられる（上記重複範囲内に１つの充填剤成分が存在する）。本発明におけるさらなる一例として、第３充填剤成分の平均粒径が２．５μｍであり、第４充填剤成分の平均粒径が１．５μｍである充填剤混合物が挙げられる（上記重複範囲内に２つの充填剤成分が存在する）。これらの例において、第３充填剤成分の平均粒径が第４充填剤成分の平均粒径より常に大きくなっているのは単に説明を簡略化するためであり、保護範囲に何ら影響を及ぼさない。

本発明において、「有する／含む」または「有している／含んでいる」は、非限定的な列挙を表し、明記された成分以外の成分を除外するものではない。

本発明において、「からなる」または「からなっている」は、限定的な列挙を表し、明記された成分以外の成分を除外する。

本発明において、「から本質的になる」または「から本質的になっている」は、半限定的な列挙を表し、記載された成分に加えて、本発明による調製品の特徴を実質的に変えることのないさらなる成分のみを有する調製品を表す。

本発明において、「有する」または「有している」という表現により調製品を説明する場合、該調製品は前記成分からなる調製品または前記成分から本質的になる調製品を明示的に包含する。

本発明の一実施形態において、樹脂組成物または硬化剤組成物は、０．３重量％以下、好ましくは０．２５重量％以下の湿潤剤を含んでいるが、湿潤剤を本質的に含んでいないことが好ましい。

本発明において、「湿潤剤を本質的に含んでいない」は、樹脂組成物または硬化剤組成物中に湿潤剤の類が全く含まれていないこと、または検出不可能な量もしくは自体の機能を発揮できない量の湿潤剤が含まれていることを意味する。

湿潤剤を添加することにより、ポリオール類またはイソシアネート類と多量の充填剤とを含む樹脂組成物または硬化剤組成物の粘性が明らかに改善されることが見出されたが、このような効果の他にも、充填剤の各粒子がさらに多くのポリマー粒子に囲まれることによって各粒子間に断熱層が形成されるという効果もあり、その結果、前記組成物から製造されるポリマーの熱伝導性が大幅に悪化することもある。この点から、高分子ポリマーを得るには、本発明によれば、樹脂組成物または硬化剤組成物は湿潤剤をわずかしか含んでいないことが好ましく、湿潤剤を全く含んでいないことがより好ましい。

さらなる一実施形態において、水酸化アルミニウムは、樹脂組成物、硬化剤組成物、またはポリマー中に少なくとも４種の充填剤成分の形態で含まれ、
第１充填剤成分の平均粒径は、７５〜１５０μｍ、好ましくは８０〜１２５μｍであり、
第２充填剤成分の平均粒径は、１０〜６０μｍ、好ましくは３０〜５０μｍであり、
第３充填剤成分の平均粒径は、１〜５μｍ、好ましくは２〜４μｍであり、
第４充填剤成分の平均粒径は、３μｍ以下、好ましくは０．５〜３μｍである。

驚くべきことに、前記平均粒径を有する各成分から構成される水酸化アルミニウムを使用することによって、可能な限り多くの水酸化アルミニウムを充填することができ、その結果、成形加工などが不可能になるほど樹脂組成物または硬化剤の粘性が高くなりすぎることなく、製造されるポリマーの熱伝導性を高くすることができることが見出された。

本発明のさらなる一実施形態において、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、石英、窒化ホウ素、炭化ケイ素、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、およびそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つのさらなる充填剤成分が含まれる。

１種以上の充填剤成分を混合することによっても、樹脂組成物または硬化剤組成物の粘性を大幅に悪化させることなく、これらの組成物から得られるポリマーの熱伝導性を著しく高めることができることが見出された。

水酸化アルミニウム以外の充填剤を添加する場合、より高価であるが極めて効果的な熱伝導性充填剤、例えば窒化ホウ素などをごく少量添加することによっても、重合性樹脂組成物または硬化剤組成物が経済的に有利に製造できなくなることなく、重合性樹脂組成物から得られるポリマーまたは硬化剤組成物を使用して得られるポリマーの熱伝導性を著しく高めることができる可能性がある。

水酸化アルミニウム以外のさらなる充填剤成分を添加する場合、水酸化アルミニウムの含有量にさらなる充填剤成分の量は含まれない。これはすなわち、本発明の重合性樹脂組成物には少なくとも７５重量％の水酸化アルミニウムが常に含まれていなければならず、本発明の硬化剤組成物には少なくとも７０重量％の水酸化アルミニウムが常に含まれていなければならず、本発明のポリマーには少なくとも５０体積％の水酸化アルミニウムが常に含まれていなければならないことを意味する。

本発明のさらなる一実施形態において、第１、第２、第３、および第４の充填剤成分は、充填剤混合物１００％中、
第１充填剤成分：４０〜６０重量％、好ましくは４５〜５５重量％
第２充填剤成分：５〜２５重量％、好ましくは１０〜２０重量％
第３充填剤成分：１０〜３０重量％、好ましくは１５〜２５重量％
第４充填剤成分：５〜２５重量％、好ましくは１０〜２０重量％
の比率で含まれ、任意で添加される前記さらなる充填剤成分の量が、前記４種の充填剤成分のうち最も粒径が近いものの含有量に加えられる。

本発明において、上記の記載は、例えば平均粒径が７０μｍであるさらなる充填剤成分を加える場合、このさらなる充填剤成分が第１充填剤成分に割り振られることを意味する。すなわち、添加したさらなる充填剤成分と第１充填剤成分とをあわせて充填剤混合物のうちの４０〜６０重量％、好ましくは４５〜５５重量％を占めることを意味する。さらなる充填剤成分の平均粒径が例えば８μｍである場合、このさらなる充填剤成分は第２充填剤成分に割り振られ、さらなる充填剤成分と第２充填剤成分とをあわせて充填剤混合物のうちの５〜２５重量％、好ましくは１０〜２０重量％を占める。これらの記載は、さらなる充填剤成分が水酸化アルミニウムであるか否かに関わらず当てはまるが、水酸化アルミニウムの含有量は最低必要量以上でなければならない。

本発明において、２種以上のさらなる充填剤成分を加えることも十分可能であり、このような態様も想定される。この場合、上記と同様に、さらなる充填剤成分はそれぞれの粒径に応じて、前記４種の充填剤成分のうち最も粒径が近いものの含有量に割り振られる。いずれの場合でも、水酸化アルミニウム以外のさらなる充填剤成分の量はいずれも水酸化アルミニウムの含有量には含まれず、すなわち、例えば、少なくとも７５重量％の水酸化アルミニウムに加えてさらなる充填剤成分が重合性樹脂組成物中に含まれることには、再度注意しなければならない。

本発明のさらなる一実施形態において、重合性樹脂組成物は、該樹脂組成物１００重量％中に、
５〜２５重量％、好ましくは１５〜２５重量％の、ポリエーテルポリオール類、ポリエステルポリオール類、ポリブタジエンポリオール類、および疎水性脂肪族ポリオール類から選択される１以上のポリオールと、
０．０〜２．５重量％、好ましくは０．５〜１．５重量％の短鎖エーテルアルコールと、
０．０〜０．２５重量％、好ましくは０．０〜０．１５重量％の湿潤剤と、
７５〜８５重量％の水酸化アルミニウムと、
湿潤添加剤、分散添加剤、染料、顔料、乾燥剤、充填剤、ポリアルコール類、ブタンジオール、ヘキサンジオール、消泡剤、沈降防止剤、可塑剤（リン酸塩など）、触媒などの任意のさらなる添加剤と
を含む。

前記組成を有する重合性樹脂組成物は、例えば電気自動車での使用に有用である熱伝導性ポリウレタンポリマーの製造に特に適していることが見出された。

本発明のさらなる一実施形態において、樹脂組成物の粘度は、５０℃で１，６００〜３０，０００ｍＰａ・ｓ、好ましくは１，６００〜２５，０００ｍＰａ・ｓである。

前記範囲の粘度を有する重合性樹脂組成物は、例えばポリマー成形体の製造などの成形加工での使用に特に適していることが見出された。本明細書に記載の粘度は、ローターＥ１００を備えたＴｈｅｒｍｏ Ｈａａｋｅ ＶＴ５５０（登録商標）回転式粘度計を用いて段階４または段階８で測定される。

本発明のさらなる一実施形態において、ＩＳＯ ２２００７−２：２００８に準拠して測定された本発明によるポリウレタンポリマーの熱伝導率は、１Ｗ／ｍ・Ｋを超える。

前記の最低熱伝導率を有するポリウレタンポリマーは、例えば、電気自動車での使用に対して適切な熱伝導性を有していることが見出された。

本発明のさらなる一実施形態において、ＩＳＯ ８６８またはＤＩＮ ５３５０５に準拠して測定された前記ポリウレタンポリマーのショア硬度は、Ａ３０〜Ｄ９０、好ましくはＡ３０〜Ｄ５０である。

前記硬度を有するポリウレタンポリマーは、例えば、電気自動車での使用に対して適切な可撓性および減衰効果を有していることが見出された。

上述した構成要素および後述する構成要素は、所与の特定の組合せだけでなく、他の組合せや単独でも本発明の範囲から逸脱することなく使用できることは言うまでもない。

以下の実施例を参照して本発明をさらに説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。

以下に記載の材料を表１に示す量で使用し、これらの材料を混合および均質化することにより、重合性樹脂組成物および硬化剤組成物を製造した。このように得られた組成物は、使用するまで問題なく保存することができた。

充填剤：
充填剤１
種類：粒子状Ａｌ（ＯＨ）_３
平均粒径：１２５μｍ
充填剤２
種類：粒子状Ａｌ（ＯＨ）_３
平均粒径：６μｍ（二峰性粒径分布、第１成分の平均粒径：約４０μｍ、第２成分の平均粒径：２μｍ、比率：約１：１）
充填剤３
種類：粒子状Ａｌ（ＯＨ）_３
平均粒径：２．７μｍ
市販品であるＷＥＶＯＰＵＲ ６００１０、ＷＥＶＯＰＵＲ ６００１１、ＷＥＶＯＰＵＲ ６００１２、およびＷＥＶＯＰＵＲ ＰＤ ６００１３は、充填剤を添加していないポリオール系樹脂組成物であり、ＷＥＶＯ Ｃｈｅｍｉｅ（Ｏｓｔｆｉｌｄｅｒｎ−Ｋｅｍｎａｔ、ドイツ）から販売されている。

実施例１の混合物の粘度は、５０℃で３，０００〜４，０００ｍＰａ・ｓである。

本発明によるポリウレタンポリマーを製造するため、実施例１のポリマー混合物を、ＮＣＯ含有率が３２．５％であるイソシアネート６部と混合し、鋳型へ流し込み、次に８０℃で２４時間硬化させた。得られたポリマーは、ショアＡ硬度が６８であり、表側の熱伝導率が１．１９Ｗ／ｍ・Ｋであり、裏側の熱伝導率が１．２５Ｗ／ｍ・Ｋであったことにより、電気自動車分野での使用に非常に好ましい熱伝導性が示された。

Claims (13)

1. ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、およびポリブタジエンポリオールからなる群から選択されるポリオールである重合性樹脂成分と、
   水酸化アルミニウムを含み、
   前記水酸化アルミニウムの含有量が重合性樹脂組成物１００重量％に対して少なくとも合計７５重量％であり、
   前記水酸化アルミニウムが粒径分布において少なくとも４つのピークを示す、４種の充填剤成分を含み、
   第１充填剤成分の平均粒径が、７５〜１５０μｍであり、
   第２充填剤成分の平均粒径が、１０〜６０μｍであり、
   第３充填剤成分の平均粒径が、１〜５μｍであり、
   第４充填剤成分の平均粒径が、３μｍ以下であり、
   前記第３充填剤成分の平均粒径は、前記第４充填剤成分の平均粒径より大きいこと、
   重合性樹脂組成物の粘度が５０℃で１，６００〜３０，０００ｍＰａ・ｓであること、さらに重合性樹脂組成物を重合してなるポリマー成形体であるポリウレタンの熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋを超えること、および
   重合性樹脂組成物が、イソシアネートとの反応によりポリウレタンに変換されることを特徴とする、重合性樹脂組成物。
2. 湿潤添加剤、分散添加剤、染料、顔料、乾燥剤、充填剤、消泡剤、沈降防止剤、可塑剤および触媒から選択される少なくとも１種以上のさらなる添加剤を含むことを特徴とする、請求項１に記載の重合性樹脂組成物。
3. 可塑剤がリン酸塩であることを特徴とする、請求項２に記載の重合性樹脂組成物。
4. 水酸化アルミニウムの含有量が該樹脂組成物１００重量％に対して合計７５〜８５重量％であることを特徴とする、請求項１に記載の重合性樹脂組成物。
5. ０．３重量％以下の湿潤添加剤を含むことを特徴とする、請求項２に記載の重合性樹脂組成物。
6. ０．２５重量％以下の湿潤添加剤を含むことを特徴とする、請求項５に記載の重合性樹脂組成物。
7. 第１充填剤成分の平均粒径が８０〜１２５μｍであり、
   第２充填剤成分の平均粒径が３０〜５０μｍであり、
   第３充填剤成分の平均粒径が２〜４μｍであり、
   第４充填剤成分の平均粒径が０．５〜３μｍであり、
   前記第３充填剤成分の平均粒径は、前記第４充填剤成分の平均粒径より大きいことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の重合性樹脂組成物。
8. 酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、石英、窒化ホウ素、炭化ケイ素、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、およびそれらの混合物からなる群から選択されるさらなる充填剤成分を含む、請求項１または７に記載の重合性樹脂組成物。
9. 第１、第２、第３、および第４の充填剤成分が、充填剤の合計１００重量％中、
   第１充填剤成分：４０〜６０重量％、
   第２充填剤成分：５〜２５重量％、
   第３充填剤成分：１０〜３０重量％、
   第４充填剤成分：５〜２５重量％の比率で含まれることを特徴とする、請求項１、７および８に記載の重合性樹脂組成物。
10. 第１、第２、第３、および第４の充填剤成分が、充填剤の合計１００重量％中、
    第１充填剤成分：４５〜５５重量％、
    第２充填剤成分：１０〜２０重量％、
    第３充填剤成分：１５〜２５重量％、
    第４充填剤成分：１０〜２０重量％の比率で含まれることを特徴とする、請求項９に記載の重合性樹脂組成物。
11. 前記さらなる充填剤成分の含有量が、第１、第２、第３、および第４いずれかの充填剤成分のうち最も粒径が近いものの含有量に割り振られることを特徴とする、請求項９または１０に記載の重合性樹脂組成物。
12. 粘度が５０℃で１，６００〜２５，０００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする、請求項１に記載の重合性樹脂組成物。
13. 請求項１〜１２のいずれかに記載の重合性樹脂組成物の重合によって製造されるポリマー成形体。