TW201718741A - 導熱壓敏性黏著劑 - Google Patents

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Abstract

本揭露係關於一種導熱壓敏性黏著劑組成物，其包含：a)丙烯酸聚合物組分；及b)氮化硼混合物組成物，其包含：i.第一類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有包含在100與420μm之間的第一平均黏聚物尺寸d50；ii.可選地，六方氮化硼一次顆粒，其具有包含在3與25μm之間的平均一次粒徑d50；iii.可選地，第二類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有小於該第一平均黏聚物尺寸d50的第二平均黏聚物尺寸d50；iv.可選地，第三類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有第三平均黏聚物尺寸d50，其中該第三平均黏聚物尺寸d50係小於該第一平均黏聚物尺寸d50且不同於第二平均黏聚物尺寸d50；且其中該等六方氮化硼一次顆粒具有小板(platelet)形狀；其中該等第一類黏聚物及可選地該等第二類黏聚物與該等第三類黏聚物的包封密度(envelope density)當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，係包含在0.3與2.2g/cm3之間；且其中該氮化硼混合物組成物的含量以該導熱壓敏性黏著劑組成物之體積計係大於15vol%。本揭露亦關於一種製造此類導熱壓敏性黏著劑的方法及其用途。

Description

導熱壓敏性黏著劑
本揭露大致上係關於壓敏性黏著劑(PSA)的領域，更具體來說係關於導熱壓敏性黏著劑的領域。本揭露亦關於一種製造此類壓敏性黏著劑的方法及其用途。
黏著劑已用於各種標記、固持、保護、密封及遮罩目的。黏著膠帶一般包含背襯或基材、及黏著劑。在許多應用中特別較佳的一種黏著劑係由壓敏性黏著劑作為代表。
壓敏性黏著劑(PSA)係所屬技術領域中具有通常知識者所熟知，且根據壓敏性膠帶委員會(Pressure-Sensitive Tape Council)，已知PSA具有包括下列的性質：(1)強力且持久的膠黏性(tack)；(2)以不超過手指壓力來黏著；(3)足以固持在一黏附體上的能力；及(4)足以從黏附體乾淨地移除的內聚強度(cohesive strength)。已發現具良好PSA作用的材料包括經設計及配製以呈現必要黏彈性而導致膠黏性(tack)、剝離黏附力(peel adhesion)、及剪切保持力(shear holding power)間之所欲平衡的聚合物。PSA的特徵係在室溫下(例 如20℃)具正常膠黏性(tacky)。PSA不包含僅僅因為彼等具有黏性(sticky)或黏附在一表面上的組成物。
這些必要條件通常藉由經設計以單獨測量膠黏性(tack)、黏附力(剝離強度)、及內聚力(剪切保持力)的測試評估，如在A.V.Pocius in Adhesion and Adhesives Technology：An Introduction,2nd Ed.,Hanser Gardner Publication,Cincinnati,OH,2002中所指出。這些經一起考慮的測量構成經常用來表徵PSA的平衡性質。
多年來隨著壓敏性黏著膠帶的擴大使用，對於性能有更高的要求。在這種情況下，結合可接受的導熱性及合理的黏著性質的壓敏性黏著劑已被開發來使用，尤其是用於電子組件的組裝。例如，導熱壓敏性黏著劑可用於將散熱器連接到各種電子組件，像是例如積體電路、混合封裝、多晶片模組、或光伏打聚光器電池(cell)。在這些應用中導熱壓敏性黏著劑的作用係提供傳熱介質以用於將熱從熱敏性電子組件傳導離開至散熱器。適合用於這些應用的導熱壓敏性黏著劑係敘述於例如EP-A1-0 566 093(Webb等人)、美國專利第6,123,799號(Ohura等人)或US-A1-2011/0031435(Yoda等人)中。所揭露的導熱壓敏性黏著劑通常利用無機導熱填料。
最近在汽車產業中朝向混合動力及電動汽車的發展已見到具有尤其是高電壓、高能量容量及高能量密度的高功率電池組(battery)的出現。這些高功率電池組(通常由複數個串聯或並聯電池製成)需要高效的熱管理(冷卻及/或加熱)以在各種熱條件下維持電 池組的性能及壽命。一種使高功率電池組套組(battery pack)達到適當冷卻的解決方案係在EP-A1-2 492 991(Terada等人)中描述，其利用三層層壓結構作為導熱構件且意圖在將電池組電池(battery cell)組裝成電池組套組時經配置在電池組電池之間。
當用來製造高功率電池組，尤其是用於連接複數個電池組電池時，壓敏性黏著劑組成物不只應提供優異的黏著性質，亦應提供優異的導熱性，尤其是高穿透平面(through-plane)導熱性，以確保有效的散熱或熱分布。
在不牴觸與所屬技術領域中習知的黏著劑解決方案有關的技術優勢的情況下，對於結合優異的黏著性質及優異的穿透平面導熱性的壓敏性黏著劑組成物仍有需求。本揭露之黏著劑組成物及方法的其他優點將經由下面的描述而顯而易見。
根據一個態樣，本揭露係關於一種導熱壓敏性黏著劑組成物，其包含：a)丙烯酸聚合物組分；及b)氮化硼混合物組成物，其包含：i.第一類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有包含在100與420μm之間的第一平均黏聚物尺寸d50；ii.可選地，六方氮化硼一次顆粒，其具有包含在3與25μm之間的平均一次粒徑d50； iii.可選地，第二類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有小於該第一平均黏聚物尺寸d50的第二平均黏聚物尺寸d50；iv.可選地，第三類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有第三平均黏聚物尺寸d50，其中該第三平均黏聚物尺寸d50係小於該第一平均黏聚物尺寸d50且不同於第二平均黏聚物尺寸d50；且其中該等六方氮化硼一次顆粒具有小板(platelet)形狀；其中該等第一類黏聚物及可選地該等第二類黏聚物與該等第三類黏聚物的包封密度(envelope density)當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，係包含在0.3與2.2g/cm3之間；且其中該氮化硼混合物組成物的含量以該導熱壓敏性黏著劑組成物之體積計係大於15vol%。
在另一態樣中，本揭露係關於一種製造導熱壓敏性黏著劑的方法，其包含下列步驟：a)提供包含(甲基)丙烯酸酯單體的可(共)聚合材料；及可選地，具有乙烯系不飽和基團的共單體；b)聚合該包含(甲基)丙烯酸酯單體的可(共)聚合材料，藉此形成具有可塗佈黏度的(共)聚合材料；c)提供氮化硼混合物組成物，其包含：i.第一類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有包含在100與420μm之間的第一平均黏聚物尺寸d50； ii.可選地，六方氮化硼一次顆粒，其具有包含在3與25μm之間的平均一次粒徑d50；iii.可選地，第二類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有小於該第一平均黏聚物尺寸d50的第二平均黏聚物尺寸d50；iv.可選地，第三類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有第三平均黏聚物尺寸d50，其中該第三平均黏聚物尺寸d50係小於該第一平均黏聚物尺寸d50且不同於第二平均黏聚物尺寸d50；且其中該等六方氮化硼一次顆粒具有小板(platelet)形狀；其中該等第一類黏聚物及可選地該等第二類黏聚物與該等第三類黏聚物的包封密度(envelope density)當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，係包含在0.3與2.2g/cm3之間；且其中該氮化硼混合物組成物的含量以該導熱壓敏性黏著劑組成物之體積計係大於15vol%；d)摻合該氮化硼混合物組成物與該(共)聚合材料，藉此形成均質的可塗佈組成物；e)將該可塗佈組成物塗佈到一基材上，藉此形成一導熱壓敏性黏著劑之層；及f)可選地，固化該導熱壓敏性黏著劑之層。
根據又另一態樣，本揭露係關於一種如上所述之導熱壓敏性黏著劑組成物的用途，其係用於工業應用尤其是熱管理應用。
根據第一態樣，本揭露係關於一種導熱壓敏性黏著劑組成物，其包含：a)丙烯酸聚合物組分；及b)氮化硼混合物組成物，其包含：i.第一類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有包含在100與420μm之間的第一平均黏聚物尺寸d50；ii.可選地，六方氮化硼一次顆粒，其具有包含在3與25μm之間的平均一次粒徑d50；iii.可選地，第二類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有小於該第一平均黏聚物尺寸d50的第二平均黏聚物尺寸d50；iv.可選地，第三類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有第三平均黏聚物尺寸d50，其中該第三平均黏聚物尺寸d50係小於該第一平均黏聚物尺寸d50且不同於第二平均黏聚物尺寸d50；且其中該等六方氮化硼一次顆粒具有小板(platelet)形狀；其中該等第一類黏聚物及可選地該等第二類黏聚物與該等第三類黏聚物的包封密度(envelope density)當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，係包含在0.3與2.2g/cm3之間；且其中該氮化硼混合物組成物的含量以該導熱壓敏性黏著劑組成物之體積計係大於15vol%。
在本揭露的情況下，已經令人驚訝地發現如上所述之導熱壓敏性黏著劑組成物，尤其是如上詳述之包含氮化硼混合物組成物的組成物，提供優異的穿透平面導熱性，並具優異的黏著特性。
在不希望受到理論束縛的情況下，據信此優異的穿透平面導熱性係具體歸因於第一類六方氮化硼一次顆粒黏聚物的存在，其具有相對大的平均黏聚物尺寸d50(包含在100與420μm之間)及如上面所指明之選定的包封密度範圍。據信這些第一大類的六方氮化硼一次顆粒黏聚物形成通過該壓敏性黏著劑材料層z方向的熱傳導路徑，藉此六方氮化硼一次顆粒黏聚物係彼此直接物理接觸，因此提供通過該壓敏性黏著劑材料層的優異熱滲流(percolation)。形成第一黏聚物的六方氮化硼一次顆粒的小板(platelet)形狀也被認為有利於本揭露之導熱壓敏性黏著劑組成物所提供的優異穿透平面導熱性。當氮化硼混合物組成物進一步包含可選的六方氮化硼一次顆粒(其具有包含在3與25μm之間的平均一次粒徑d50)及/或其他類六方氮化硼一次顆粒黏聚物時，據信這些額外的顆粒或黏聚物有助於形成額外的通過該壓敏性黏著劑材料層z方向的熱傳導路徑。據信該等額外的顆粒或黏聚物「交叉橋接(cross-bridge)」該等第一大類的六方氮化硼一次顆粒黏聚物，藉此改善整體穿透平面導熱性。
在本揭露的上下文中，用語「穿透平面(through-plane)導熱性」意指通過垂直於由壓敏性黏著劑材料層所形成的平面之方向(z方向)的導熱性。相反的，用語「面內(in-plane)導熱性」意指由壓敏性黏著劑材料層所形成的平面內(x-y方向)的導熱性。
在本揭露的上下文中，用語「六方氮化硼一次顆粒黏聚物(hexagonal boron nitride primary particle agglomerate)」意指藉由融合(fusion)、燒結、生長(growth)、或藉由使用黏合劑牢固地接合在一起的六方氮化硼一次顆粒總成。顆粒黏聚物一般不容易分散。相反的，用語「六方氮化硼一次顆粒聚集體(hexagonal boron nitride primary particle aggregate)」意指其中的顆粒係藉由接觸鬆散地連接在一起的六方氮化硼一次顆粒總成。顆粒聚集體一般容易分散。
本揭露之導熱壓敏性黏著劑組成物非常適用於熱管理應用。就此而言，本揭露之導熱壓敏性黏著劑組成物特別適用於運輸和電子市場應用，尤其是汽車及航太應用。
本揭露之導熱壓敏性黏著劑組成物的進一步特徵在於優異的黏著特性，尤其是剝離黏附力性能。
本揭露之導熱壓敏性黏著劑組成物包含作為第一技術特徵的丙烯酸聚合物組分。用於本文中的丙烯酸聚合物組分沒有特別限制。所屬技術領域中任何公知的丙烯酸聚合物組分皆可用於本揭露的情況下。所屬技術領域中具有通常知識者依據本說明將輕易識別出適用於本文中之丙烯酸聚合物組分。用於本文中的例示性丙烯酸聚合物組分係在EP-A1-0 566 093(Webb等人)或在US-A1-2011/0031435(Yoda等人)中描述，其內容特此藉由引用方式完全併入本文中。在本揭露的上下文中，用語「丙烯酸聚合物(acrylic polymer)」及「聚丙烯酸酯(polyacrylate)」可互換使用。
一般而言，用於本文中的丙烯酸聚合物組分係包含(甲基)丙烯酸酯單體的可(共)聚合材料及可選地具有乙烯系不飽和基團的共單體的聚合反應產物。
在一典型態樣中，用於本文中的(甲基)丙烯酸酯單體包含C1-C32(甲基)丙烯酸酯單體單元。所屬技術領域中具有通常知識者依據本揭露可輕易識別出適用於本文中之C1-C32(甲基)丙烯酸酯單體單元。
在一典型態樣中，用於本文中的(甲基)丙烯酸酯單體單元包含直鏈或支鏈烷基(甲基)丙烯酸酯，較佳地非極性直鏈或支鏈烷基(甲基)丙烯酸酯，其具有包含1至32個碳原子的直鏈或支鏈烷基。
在本揭露之一具體態樣中，用於本文中的C1-C32(甲基)丙烯酸酯單體單元係選自C1-C25(甲基)丙烯酸酯單體單元、C1-C20(甲基)丙烯酸酯單體單元、C1-C18(甲基)丙烯酸酯單體單元、C2-C16(甲基)丙烯酸酯單體單元、C2-C14(甲基)丙烯酸酯單體單元、或甚至C2-C14(甲基)丙烯酸酯單體單元的群組。
在另一具體態樣中，用於本文中的C1-C32(甲基)丙烯酸酯單體單元係選自C4-C30(甲基)丙烯酸酯單體單元、C4-C14(甲基)丙烯酸酯單體單元的群組、或甚至C4-C12(甲基)丙烯酸酯單體單元的群組。
根據本揭露之另一具體態樣，C1-C32(甲基)丙烯酸酯單體單元係選自由C4-C12(甲基)丙烯酸酯單體單元所組成之群組，較佳地由(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2- 丙基庚酯、(甲基)丙烯酸2-辛酯、丙烯酸丁酯、及彼等之任何組合或混合物所組成之群組；更佳地由丙烯酸異辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-辛酯、及丙烯酸2-丙基庚酯所組成之群組。
在本揭露之一較佳態樣中，C1-C32(甲基)丙烯酸酯單體單元係選自由丙烯酸異辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、及彼等之任何組合或混合物所組成之群組。
用於本文中的C1-C32(甲基)丙烯酸酯單體單元可以任何合適的量存在於丙烯酸聚合物組分中。在一些例示性態樣中，用於本文中的C1-C32(甲基)丙烯酸酯單體單元可以45wt%至99wt%(以丙烯酸聚合物組分之重量計)的量存在於丙烯酸聚合物組分中。
在一具體態樣中，可用於製備用於本文中的丙烯酸聚合物組分之可(共)聚合材料進一步包含具有乙烯系不飽和基團且可與(甲基)丙烯酸酯單體單元共聚合的共單體。
根據一有利態樣，具有乙烯系不飽和基團的共單體係極性共單體，較佳地極性丙烯酸酯，更佳地選自由丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸、羥基烷基丙烯酸酯、丙烯醯基醯胺(acrylamide)及經取代之丙烯醯基醯胺、丙烯醯基胺(acrylamine)及經取代之丙烯醯基胺、及彼等之任何組合或混合物所組成之群組。較佳地，用於本文中的具有乙烯系不飽和基團的共單體係選自由丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸、及羥基烷基丙烯酸酯所組成之群組。更佳地，具有乙烯系不飽和基團的共單體係選定為丙烯酸。
具有乙烯系不飽和基團的共單體單元可以任何合適的量存在於丙烯酸聚合物組分中。在一些例示性態樣中，用於本文中的具有乙烯系不飽和基團的共單體可以1wt%至15wt%(以丙烯酸聚合物組分之重量計)的量存在於丙烯酸聚合物組分中。
在一具體態樣中，用於本文中的丙烯酸聚合物組分包含：a)以丙烯酸聚合物組分之重量計，45wt%至99wt%的C1-C32(甲基)丙烯酸酯單體單元；b)以丙烯酸聚合物組分之重量計，1wt%至15wt%的具有乙烯系不飽和基團的共單體；及c)可選地，以丙烯酸聚合物組分之重量計，0wt%至40wt%的進一步乙烯系不飽和極性單體單元，其可與單體單元(a)及/或(b)共聚合。
在一較佳態樣中，用於製造用於本文中的丙烯酸聚合物組分之可(共)聚合材料包含丙烯酸2-乙基己酯與丙烯酸單體單元的混合物。
在本揭露的情況下，用於本文中的丙烯酸聚合物組分可以任何合適的量存在於壓敏性黏著劑組成物中。在一些例示性態樣中，丙烯酸聚合物組分可以20wt%至90wt%、20wt%至70wt%、25wt%至60wt%、或甚至25wt%至50wt%(以壓敏性黏著劑組成物之重量計)的量存在於壓敏性黏著劑組成物中。
用於本文中的丙烯酸聚合物組分可由所屬技術領域中具有通常知識者熟悉的程序製備，尤以習知的自由基聚合或可控自由基聚合特別有利。各種習知的自由基聚合方法，包括溶液(solution)、本體(bulk)(即幾乎沒有或沒有溶劑)、分散(dispersion)、乳液(emulsion)、及懸浮(suspension)程序，該等程序係所屬技術領域中具有通常知識者所熟悉。最終壓敏性黏著劑組成物的用途可能會影響所使用的具體方法。可聚合材料的反應產物可以是隨機共聚物或嵌段共聚物。聚丙烯酸酯可藉由使用習用之聚合起始劑將單體組分共聚合來製備，且當適當時亦使用調節劑(鏈轉移劑)，其中聚合作用係在常規溫度下於本體、乳液(像是例如於水或液態烴)、或溶液中發生。
在一有利態樣中，丙烯酸聚合物組分係藉由在溶劑中聚合單體來製備，更具體而言是在沸點範圍為50至150℃或60至120℃的溶劑中，且使用常規量的聚合起始劑，這些量通常為0.01重量%至5重量%，更具體而言為0.1重量%至2重量%(以單體之總重量計)。
在一些製備用於本文中的丙烯酸聚合物組分的其他方法中，含有單體的可(共)聚合材料係經部分地(共)聚合，以增加其黏度至對應於黏性材料的黏度。通常，主要單體及其他可選的單體係與一部分的自由基聚合起始劑混合。依據加入的起始劑類型，混合物一般係暴露於光化輻射或熱以部分地聚合單價單體(即具有單一乙烯系不飽和基團的單體)。在一有利態樣中，含有單體的可(共)聚合材料係經部分地聚合以獲得具有相對低黏度的材料。此低黏度使得氮化硼混合 物能被摻合進(共)聚合材料，同時最小化機械摻合對氮化硼混合物的損害。
本揭露之導熱壓敏性黏著劑組成物包含作為第二技術特徵的氮化硼混合物組成物，其包含：i.第一類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有包含在100與420μm之間的第一平均黏聚物尺寸d50；ii.可選地，六方氮化硼一次顆粒，其具有包含在3與25μm之間的平均一次粒徑d50；iii.可選地，第二類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有小於該第一平均黏聚物尺寸d50的第二平均黏聚物尺寸d50；iv.可選地，第三類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有第三平均黏聚物尺寸d50，其中該第三平均黏聚物尺寸d50係小於該第一平均黏聚物尺寸d50且不同於第二平均黏聚物尺寸d50；且其中該等六方氮化硼一次顆粒具有小板(platelet)形狀；其中該等第一類黏聚物及可選地該等第二類黏聚物與該等第三類黏聚物的包封密度(envelope density)當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，係包含在0.3與2.2g/cm3之間；且其中該氮化硼混合物組成物的含量以該導熱壓敏性黏著劑組成物之體積計係大於15vol%。
具有包含在3與25μm之間的平均一次粒徑d50的六方氮化硼一次顆粒以及用於本文中的各種氮化硼一次顆粒黏聚物可購自3M Company，商品名稱為3MTM Boron Nitride Cooling Fillers，尤其 是3MTM Boron Nitride Cooling Platelets、3MTM Boron Nitride Cooling Agglomerates、及3MTM Boron Nitride Cooling Flakes。
或者，具有包含在3與25μm之間的平均一次粒徑d50的六方氮化硼一次顆粒以及用於本文中的各種氮化硼一次顆粒黏聚物可根據所屬技術領域中具有通常知識者習知之技術來獲得。
根據導熱壓敏性黏著劑組成物之一具體態樣，第一類黏聚物及可選地第二類黏聚物與第三類黏聚物係藉由熱處理獲得。例示性熱處理步驟包括但不限於高溫退火(annealing)、融合、燒結、及彼等之任何組合，且使用或不使用無機黏合劑相。
根據一有利態樣，本揭露之導熱壓敏性黏著劑組成物包含以該導熱壓敏性黏著劑組成物之體積計大於18vol%、大於20vol%、大於22vol%、或甚至大於24vol%之量的氮化硼混合物組成物。
雖然以導熱壓敏性黏著劑組成物之體積計大於15vol%之量的氮化硼混合物組成物，已經提供優異的穿透平面導熱特性給該導熱壓敏性黏著劑組成物，但是大於18vol%、大於20vol%、大於22vol%、或甚至大於24vol%之量的氮化硼混合物組成物一般提供更好的穿透平面導熱性能，且同時保留該導熱壓敏性黏著劑組成物的優異黏著性質。
在不希望受到理論束縛的情況下，據信在導熱壓敏性黏著劑組成物內增加相對應的氮化硼混合物含量，藉由增強建立該導熱壓敏性黏著劑組成物中所存在的各種類型的六方氮化硼一次顆粒與黏 聚物之間的直接物理接觸，有利地影響通過該壓敏性黏著劑材料層之z方向的熱傳導路徑的形成，因此提供更好的通過該壓敏性黏著劑材料層的熱滲流。
因此，在根據本揭露之導熱壓敏性黏著劑組成物之一有利態樣中，第一類黏聚物及可選地第二類黏聚物、第三類黏聚物、與六方氮化硼一次顆粒在該導熱壓敏性黏著劑組成物內係至少部分地彼此直接物理接觸。六方氮化硼一次顆粒與黏聚物之間的直接物理接觸可藉由例如掃描電子顯微術(SEM)容易地觀察。
根據本揭露之一具體態樣，導熱壓敏性黏著劑組成物包含以該導熱壓敏性黏著劑組成物之體積計不大於45vol%、不大於40vol%、不大於35vol%、或甚至不大於30vol%之量的氮化硼混合物組成物。
根據本揭露之另一具體態樣，導熱壓敏性黏著劑組成物包含以該導熱壓敏性黏著劑組成物之體積計包含在15與50vol%之間、16與40vol%之間、18與35vol%之間、18與30vol%之間、20與35vol%之間、20與30vol%之間、22與28vol%之間、或甚至22與26vol%之間的量之氮化硼混合物組成物。
在本揭露之一典型態樣中，導熱壓敏性黏著劑組成物包含以該導熱壓敏性黏著劑組成物之體積計大於4vol%、大於5vol%、大於10vol%、或甚至大於15vol%之量的第一類黏聚物。
在本揭露之另一典型態樣中，導熱壓敏性黏著劑組成物包含以氮化硼混合物組成物之重量計大於10wt%、大於15wt%、大 於20wt%、大於25wt%、大於30wt%、大於50wt%、或甚至大於70wt%之量的第一類黏聚物。
在本揭露之又一典型態樣中，導熱壓敏性黏著劑組成物包含以氮化硼混合物組成物之重量計包含在10與90wt%之間、10與70wt%之間、10與50wt%之間、10與40wt%之間、10與35wt%之間、10與30wt%之間、或甚至15與30wt%之間的量之第一類黏聚物。
根據本揭露，第一類黏聚物及可選地第二類黏聚物與第三類黏聚物的包封密度當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，係有利地包含在0.3與2.2g/cm3之間。
在不希望受到理論束縛的情況下，據信如上面所指明之選定的包封密度範圍有利地影響根據本揭露之導熱壓敏性黏著劑組成物的穿透平面導熱性質。仍然在不希望受到理論束縛的情況下，據信具有包含在0.3與2.2g/cm3之間的包封密度的六方氮化硼一次顆粒黏聚物擁有合適的多孔性可確保良好的體積填充效果，並因而有良好的熱滲流。
根據本揭露之導熱壓敏性黏著劑組成物之一有利態樣，第一類黏聚物及可選地第二類黏聚物與第三類黏聚物的包封密度當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，係不大於2.2、不大於2.0g/cm3、不大於1.8g/cm3、或甚至不大於1.6g/cm3。
根據本揭露之導熱壓敏性黏著劑組成物之另一有利態樣，第一類黏聚物及可選地第二類黏聚物與第三類黏聚物的包封密度 當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，係獨立地包含在0.3與2.0g/cm3之間、0.3與1.7g/cm3之間、或甚至在0.4與1.5g/cm3之間。
在根據本揭露之導熱壓敏性黏著劑組成物之又另一有利態樣中，第一類黏聚物的包封密度當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，係包含在0.5與2.2g/cm3之間、0.8與2.2g/cm3之間、1.0與2.0g/cm3之間、1.4與2.0g/cm3之間、1.6與2.0g/cm3之間、0.3與1.7g/cm3之間、0.4與1.5g/cm3之間、0.5與1.5g/cm3之間、0.5與1.2g/cm3之間、或甚至在0.5與1.0g/cm3之間。
有利的是，用於本文中的第二類黏聚物的包封密度當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，係包含在0.3與2.2g/cm3之間、0.5與2.2g/cm3之間、0.8與2.2g/cm3之間、1.0與2.0g/cm3之間、1.4與2.0g/cm3之間、1.6與2.0g/cm3之間、0.3與1.7g/cm3之間、0.4與1.5g/cm3之間、0.5與1.5g/cm3之間、0.5與1.2g/cm3之間、或甚至在0.5與1.0g/cm3之間。
還有利的是，第三類黏聚物的包封密度當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，係包含在0.3與2.2g/cm3之間、0.5與2.2g/cm3之間、0.8與2.2g/cm3之間、1.0與2.0g/cm3之間、1.4與2.0g/cm3之間、1.6與2.0g/cm3之間、0.3與1.7g/cm3之間、0.4與1.5g/cm3之間、0.5與1.5g/cm3之間、0.5與1.2g/cm3之間、或甚至在0.5與1.0g/cm3之間。
在導熱壓敏性黏著劑組成物之有利態樣中，第一平均黏聚物尺寸d50係包含在100與350μm之間、100與300μm之間、100與250μm之間、100與200μm之間、100與180μm之間、100與170μm之間、110與160μm之間、110與150μm之間、或甚至在120與150μm之間。
在導熱壓敏性黏著劑組成物之又一有利態樣中，第二平均黏聚物尺寸d50係包含在50與95μm之間、55與95μm之間、60與90μm之間、或甚至在65與85μm之間。
在導熱壓敏性黏著劑組成物之再一有利態樣中，第三平均黏聚物尺寸d50係包含在10與40μm之間、15與40μm之間、15與35μm之間、20與35μm之間、或甚至在20與30μm之間。
平均一次粒徑d50及平均黏聚物尺寸d50一般係藉由雷射繞射(溼式量測，Mastersizer 2000,Malvern Instruments,Malvern UK)來判定。
根據導熱壓敏性黏著劑組成物之一具體態樣，第一類黏聚物及可選地第二類黏聚物與第三類黏聚物係各向同性(isotropic)黏聚物。
在本揭露的上下文中，用語「各向同性黏聚物(isotropic agglomerate)」意指一種顆粒黏聚物，其中顆粒在黏聚物中的定向相對於彼此沒有任何較佳方向。相反的，用語「各向異性黏聚物(anisotropic agglomerate)」意指一種顆粒黏聚物，其中顆粒在黏聚物中的配置相對於彼此有一較佳定向。
在本揭露的上下文中，已經令人驚訝地發現包含如上詳述的氮化硼混合物組成物且包含實質上各向同性黏聚物的壓敏性黏著劑組成物提供優異的穿透平面導熱性同時保有可接受的面內導熱性。各向同性黏聚物(即實質上無定向的顆粒)會提供優異的穿透平面導熱性(即通過特定的z方向的導熱性)係出乎意料的。所預期的反而是當使用各向異性黏聚物時會有可接受的穿透平面導熱性，其中顆粒在黏聚物中的配置有一較佳定向。
根據導熱壓敏性黏著劑組成物之另一具體態樣，第一類黏聚物及可選地第二類黏聚物與第三類黏聚物係各向異性黏聚物。
根據導熱壓敏性黏著劑組成物之一有利態樣，第一類黏聚物及可選地第二類黏聚物及/或第三類黏聚物及/或具有包含在3與25μm之間的平均一次粒徑d50的六方氮化硼一次顆粒不是從相同的氮化硼顆粒來源獲得。有利的是，用於本文中的各種類型之顆粒黏聚物不是由物理處理一獨特的氮化硼顆粒來源所產生，尤其不是一獨特的具有較大平均黏聚物尺寸d50的顆粒黏聚物來源。仍有利的是，用於本文中的各種類型之顆粒黏聚物不是由原位(in-situ)物理處理步驟(諸如粉碎(pulverization)或任何其他的粒徑調整或分級(fractioning)處理步驟)所產生，因為這些處理步驟的相當破壞性，該些步驟被認為會不利地影響所生成的導熱壓敏性黏著劑組成物的穿透平面導熱性能。
根據導熱壓敏性黏著劑組成物之一有利態樣，用於本文中的各種類型之顆粒黏聚物源自不同來源的氮化硼顆粒。
根據本揭露之一較佳態樣，導熱壓敏性黏著劑組成物包含氮化硼混合物組成物，該氮化硼混合物組成物包含：i.第一類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有包含在100與420μm之間、110與400μm之間、310與410μm之間、200與290μm之間、或甚至100與170μm之間的第一平均黏聚物尺寸d50，其係與下列任一者組合：1.六方氮化硼一次顆粒，其具有包含在3與25μm之間、5與25μm之間、10與20μm之間、10與18μm之間、12與18μm之間、或甚至13與16μm之間的一次粒徑d50；或2.第二類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有小於該第一平均黏聚物尺寸d50的第二平均黏聚物尺寸d50；及ii.可選地，第三類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有第三平均黏聚物尺寸d50，其中該第三平均黏聚物尺寸d50係小於該第一平均黏聚物尺寸d50且不同於第二平均黏聚物尺寸d50。
根據本揭露之另一較佳態樣，導熱壓敏性黏著劑組成物包含氮化硼混合物組成物，該氮化硼混合物組成物包含：i.第一類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有包含在100與420μm之間、110與400μm之間、310與410μm之間、200與290μm之間、或甚至100與170μm之間的第一平均黏聚物尺寸d50；及 ii.六方氮化硼一次顆粒，其具有包含在3與25μm之間、5與25μm之間、10與20μm之間、10與18μm之間、12與18μm之間、或甚至13與16μm之間的一次粒徑d50。
根據本揭露之又一較佳態樣，導熱壓敏性黏著劑組成物包含氮化硼混合物組成物，該氮化硼混合物組成物包含：i.第一類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有包含在100與420μm之間、110與400μm之間、310與410μm之間、200與290μm之間、或甚至100與170μm之間的第一平均黏聚物尺寸d50；ii.第二類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有小於該第一平均黏聚物尺寸d50的第二平均黏聚物尺寸d50；及iii.第三類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有第三平均黏聚物尺寸d50。
根據本揭露之再一較佳態樣，導熱壓敏性黏著劑組成物包含氮化硼混合物組成物，該氮化硼混合物組成物包含：i.第一類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有包含在100與420μm之間、110與400μm之間、310與410μm之間、200與290μm之間、或甚至100與170μm之間的第一平均黏聚物尺寸d50；ii.第二類氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有小於該第一平均黏聚物尺寸d50的第二平均黏聚物尺寸d50，且其係包含在50與95μm之 間、55與95μm之間、60與90μm之間、或甚至在65與85μm之間；及iii.第三類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有小於該第一平均黏聚物尺寸d50且不同於第二平均黏聚物尺寸d50的第三平均黏聚物尺寸d50，且其中該第三平均黏聚物尺寸d50係包含在15與45μm之間、20與45μm之間、25與45μm之間、15與35μm之間、20與35μm之間、或甚至在20與30μm之間。
根據本揭露之導熱壓敏性黏著劑組成物的特徵在於提供了有關穿透平面導熱性及黏著性能的優異平衡性質。在所屬技術領域中，要達到黏著劑(尤其是壓敏性黏著劑)的導熱性與黏著性能之間的可接受之性能平衡是一個長期公認的挑戰。這是因為事實上這兩種性質在功能上相互矛盾，因為通常而言良好的導熱性係透過使用高含量的導熱填料來達到，這繼而已知不利地影響黏著性質。同樣地，降低導熱填料材料的含量一般將在有損於導熱性的情況下提高黏著性質。
在本揭露的上下文中，已經令人驚訝地發現包含以導熱壓敏性黏著劑組成物之體積計大於15vol%的量之如上所述的氮化硼混合物組成物的壓敏性黏著劑組成物已經提供了有關穿透平面導熱性及黏著性能的優異平衡性質。出人意料的是，此優異的平衡性質係由不大於30vol%的量(以導熱壓敏性黏著劑組成物之體積計)之氮化硼混合物組成物來維持。這與所屬技術領域中習知的解決方案明顯相 反，其通常需要使用大於30vol%、較佳地大於40vol%的量，以在聚合基質中達到可接受的導熱性。
根據一典型態樣，本揭露之導熱壓敏性黏著劑組成物當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，具有至少0.5W/mK、至少0.8W/mK、至少1.0W/mK、至少1.2W/mK、至少1.4W/mK、或甚至至少1.5W/mK的穿透平面導熱性。
根據本揭露之另一具體態樣，導熱壓敏性黏著劑組成物當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，具有包含在0.5與2.0W/mK之間、0.8與1.8W/mK之間、1.0與1.6W/mK之間、或甚至1.2與1.6W/mK之間的穿透平面導熱性。
根據本揭露之另一具體態樣，導熱壓敏性黏著劑組成物當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，具有至少5N/cm、至少8N/cm、至少10N/cm、至少12N/cm、至少15N/cm、至少18N/cm、或甚至至少20N/cm的90°剝離強度值。
根據本揭露之又一具體態樣，導熱壓敏性黏著劑組成物當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，具有包含在5與30N/cm之間、5與25N/cm之間、10與25N/cm之間、或甚至15與25N/cm之間的90°剝離強度值。
根據本揭露之導熱壓敏性黏著劑組成物可採取任何合適的形式，依目標應用而定。
根據本揭露之一較佳態樣，導熱壓敏性黏著劑組成物的形式係較佳地具有大於400μm、大於500μm、大於800μm、大於 1000μm、大於1200μm、大於1500μm、或甚至大於1800μm的厚度的層。
根據本揭露之另一較佳態樣，導熱壓敏性黏著劑組成物的形式係具有包含在400與2000μm之間、500與1800μm之間、600與1500μm之間、或甚至800與1200μm之間的厚度的層。
就此而言，具有大於400μm的厚度的壓敏性黏著劑層在壓敏性黏著劑組成物的技術領域中可被稱為相對厚的層。意外的是，本揭露之導熱壓敏性黏著劑組成物所提供的有關穿透平面導熱性及黏著性能的優異平衡性質在該等導熱壓敏性黏著劑組成物厚層中係經維持。在具有大於400μm的厚度的導熱壓敏性黏著劑組成物層中達到特別是優異的穿透平面導熱性係黏著劑工業中公認的挑戰。具有良好穿透平面導熱性的厚黏著劑層可在各種需要厚的材料以提供特定性質/需求(像是例如能量分布、變形能力、對粗糙或不規則基材的適形性、減震或吸震效果)的工業應用中發現有益運用。
在另一態樣中，本揭露係關於一種導熱壓敏性黏著劑的前驅物，其包含：a)包含(甲基)丙烯酸酯單體的可(共)聚合材料；及可選地，具有乙烯系不飽和基團的共單體；及b)氮化硼混合物組成物，其包含：i.第一類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有包含在100與420μm之間的第一平均黏聚物尺寸d50； ii.可選地，六方氮化硼一次顆粒，其具有包含在3與25μm之間的平均一次粒徑d50；iii.可選地，第二類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有小於該第一平均黏聚物尺寸d50的第二平均黏聚物尺寸d50；iv.可選地，第三類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有第三平均黏聚物尺寸d50，其中該第三平均黏聚物尺寸d50係小於該第一平均黏聚物尺寸d50且不同於第二平均黏聚物尺寸d50；且其中該等六方氮化硼一次顆粒具有小板(platelet)形狀；其中該等第一類黏聚物及可選地該等第二類黏聚物與該等第三類黏聚物的包封密度(envelope density)當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，係包含在0.3與2.2g/cm3之間；且其中該氮化硼混合物組成物的含量以該導熱壓敏性黏著劑組成物之體積計係大於15vol%。
所有關於尤其是可(共)聚合材料；丙烯酸聚合物組分；氮化硼混合物組成物，尤其是如上在導熱壓敏性黏著劑組成物的上下文中所述之六方氮化硼一次顆粒黏聚物及六方氮化硼一次顆粒的具體及較佳態樣係完全適用於本揭露之導熱壓敏性黏著劑的前驅物的描述。
在又另一態樣中，本揭露係關於一種製造導熱壓敏性黏著劑的方法，其包含下列步驟： a)提供包含(甲基)丙烯酸酯單體的可(共)聚合材料；及可選地，具有乙烯系不飽和基團的共單體；b)聚合該包含(甲基)丙烯酸酯單體的可(共)聚合材料，藉此形成具有可塗佈黏度的(共)聚合材料；c)提供氮化硼混合物組成物，其包含：i.第一類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有包含在100與420μm之間的第一平均黏聚物尺寸d50；ii.可選地，六方氮化硼一次顆粒，其具有包含在3與25μm之間的平均一次粒徑d50；iii.可選地，第二類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有小於該第一平均黏聚物尺寸d50的第二平均黏聚物尺寸d50；iv.可選地，第三類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有第三平均黏聚物尺寸d50，其中該第三平均黏聚物尺寸d50係小於該第一平均黏聚物尺寸d50且不同於第二平均黏聚物尺寸d50；且其中該等六方氮化硼一次顆粒具有小板(platelet)形狀；其中該等第一類黏聚物及可選地該等第二類黏聚物與該等第三類黏聚物的包封密度(envelope density)當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，係包含在0.3與2.2g/cm3之間；且其中該氮化硼混合物組成物的含量以該導熱壓敏性黏著劑組成物之體積計係大於15vol%； d)摻合該氮化硼混合物組成物與該(共)聚合材料，藉此形成均質的可塗佈組成物；e)將該可塗佈組成物塗佈到一基材上，藉此形成一導熱壓敏性黏著劑之層；及f)可選地，固化該導熱壓敏性黏著劑之層。
所有關於尤其是可(共)聚合材料、丙烯酸聚合物組分、氮化硼混合物組成物，尤其是如上在導熱壓敏性黏著劑組成物的上下文中所述之六方氮化硼一次顆粒黏聚物及六方氮化硼一次顆粒的具體及較佳態樣係完全適用於本揭露之製造導熱壓敏性黏著劑的方法的描述。
根據製造導熱壓敏性黏著劑的方法之一有利態樣，第一類黏聚物及可選地第二類黏聚物及/或第三類黏聚物及/或具有包含在3與25μm之間的平均一次粒徑d50的六方氮化硼一次顆粒不是從相同的氮化硼顆粒來源獲得。有利的是，用於本文中的各種類型之顆粒黏聚物不是由物理處理一獨特的氮化硼顆粒來源所產生，尤其不是一獨特的具有較大平均黏聚物尺寸d50的顆粒黏聚物來源。仍有利的是，用於本文中的各種類型之顆粒黏聚物不是由原位(in-situ)物理處理步驟(像是例如粉碎(pulverization)或任何其他的粒徑調整或分級(fractioning)處理步驟)所產生。
根據製造導熱壓敏性黏著劑的方法之一有利態樣，用於本文中的各種類型之顆粒黏聚物源自不同來源的氮化硼顆粒。
在本揭露之一有利態樣中，製造導熱壓敏性黏著劑的方法不含任何(原位)物理處理步驟，像是例如粉碎(pulverization)或任何其他的粒徑調整或分級(fractioning)處理步驟，這些物理處理步驟旨在從一獨特的氮化硼顆粒來源生產用於本文中的各種類型之顆粒黏聚物。
根據製造導熱壓敏性黏著劑的方法之一具體態樣，(甲基)丙烯酸酯單體係選自由(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-丙基庚酯、(甲基)丙烯酸2-辛酯、丙烯酸丁酯、及彼等之任何組合或混合物所組成之群組；更佳地由丙烯酸異辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-辛酯、及丙烯酸2-丙基庚酯所組成之群組。
根據製造導熱壓敏性黏著劑的方法之另一具體態樣，具有乙烯系不飽和基團的共單體係極性共單體。較佳地，具有乙烯系不飽和基團的共單體係極性丙烯酸酯，更佳地選自由丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸、羥基烷基丙烯酸酯、丙烯醯基醯胺(acrylamide)及經取代之丙烯醯基醯胺、丙烯醯基胺(acrylamine)及經取代之丙烯醯基胺、及彼等之任何組合或混合物所組成之群組。甚至更佳地，用於本文中的具有乙烯系不飽和基團的共單體係選自由丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸、及羥基烷基丙烯酸酯所組成之群組。
在製造導熱壓敏性黏著劑的方法之一較佳態樣中，用於製造用於本文中的丙烯酸聚合物組分之可(共)聚合材料包含丙烯酸2-乙基己酯與丙烯酸單體單元的混合物。
在又另一態樣中，本揭露進一步涉及一種如上所述之導熱壓敏性黏著劑組成物的用途，其係用於工業應用尤其是熱管理應用。在一具體態樣中，本揭露之導熱壓敏性黏著劑組成物可用於熱界面管理。
本揭露之導熱壓敏性黏著劑組成物提供黏著性質與穿透平面導熱性的優異平衡，因此特別適用於運輸和電子市場應用，尤其是汽車及航太應用。
本揭露之導熱壓敏性黏著劑組成物，尤其是具有大於400μm的厚度的壓敏性黏著劑組成物層，非常適用於電池組套組黏合，尤其是作為用於黏合電池組電池的導熱構件。
在一具體態樣中，導熱壓敏性黏著劑組成物可用於在電池組套組裝置尤其是用於汽車及航太應用的高功率電池組中黏合電池套組(pack of cells)。根據本揭露且具有大於400μm的厚度的壓敏性黏著劑組成物層可有益地利用有利性質，像是例如能量分布、變形能力、對粗糙或不規則基材的適形性、減震效果、振動或衝擊吸收效果。
項目1係一種導熱壓敏性黏著劑組成物，其包含：a)丙烯酸聚合物組分；及b)氮化硼混合物組成物，其包含：i.第一類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有包含在100與420μm之間的第一平均黏聚物尺寸d50； ii.可選地，六方氮化硼一次顆粒，其具有包含在3與25μm之間的平均一次粒徑d50；iii.可選地，第二類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有小於該第一平均黏聚物尺寸d50的第二平均黏聚物尺寸d50；iv.可選地，第三類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有第三平均黏聚物尺寸d50，其中該第三平均黏聚物尺寸d50係小於該第一平均黏聚物尺寸d50且不同於第二平均黏聚物尺寸d50；且其中該等六方氮化硼一次顆粒具有小板(platelet)形狀；其中該等第一類黏聚物及可選地該等第二類黏聚物與該等第三類黏聚物的包封密度(envelope density)當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，係包含在0.3與2.2g/cm3之間；且其中該氮化硼混合物組成物的含量以該導熱壓敏性黏著劑組成物之體積計係大於15vol%。
項目2係如項目1之導熱壓敏性黏著劑組成物，其包含以該導熱壓敏性黏著劑組成物之體積計大於18vol%、大於20vol%、大於22vol%、或甚至大於24vol%之量的氮化硼混合物組成物。
項目3係如項目1或2中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其中該等第一類黏聚物及可選地該等第二類黏聚物與該等第三類黏聚物的包封密度當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，係不大於2.2、不大於2.0g/cm3、不大於1.8g/cm3、或甚至不大於1.6g/cm3。
項目4係如前述項目中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其中該等第一類黏聚物及可選地該等第二類黏聚物與該等第三類黏聚物的包封密度當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，係獨立地包含在0.3與2.0g/cm3之間、0.3與1.7g/cm3之間、或甚至在0.4與1.5g/cm3之間。
項目5係如前述項目中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其中該等第一類黏聚物的包封密度當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，係包含在0.5與2.2g/cm3之間、0.8與2.2g/cm3之間、1.0與2.0g/cm3之間、1.4與2.0g/cm3之間、1.6與2.0g/cm3之間、0.3與1.7g/cm3之間、0.4與1.5g/cm3之間、0.5與1.5g/cm3之間、0.5與1.2g/cm3之間、或甚至在0.5與1.0g/cm3之間。
項目6係如前述項目中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其中該等第二類黏聚物的包封密度當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，係包含在0.3與2.2g/cm3之間、0.5與2.2g/cm3之間、0.8與2.2g/cm3之間、1.0與2.0g/cm3之間、1.4與2.0g/cm3之間、1.6與2.0g/cm3之間、0.3與1.7g/cm3之間、0.4與1.5g/cm3之間、0.5與1.5g/cm3之間、0.5與1.2g/cm3之間、或甚至在0.5與1.0g/cm3之間。
項目7係如前述項目中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其中該等第三類黏聚物的包封密度當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，係包含在0.3與2.2g/cm3之間、0.5與2.2g/cm3之間、0.8與2.2g/cm3之間、1.0與2.0g/cm3之間、1.4與2.0g/cm3之 間、1.6與2.0g/cm3之間、0.3與1.7g/cm3之間、0.4與1.5g/cm3之間、0.5與1.5g/cm3之間、0.5與1.2g/cm3之間、或甚至在0.5與1.0g/cm3之間。
項目8係如前述項目中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其包含氮化硼混合物組成物，該氮化硼混合物組成物包含：i.第一類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有包含在100與420μm之間、110與400μm之間、310與410μm之間、200與290μm之間、或甚至100與170μm之間的第一平均黏聚物尺寸d50，其係與下列任一者組合：1.六方氮化硼一次顆粒，其具有包含在3與25μm之間、5與25μm之間、10與20μm之間、10與18μm之間、12與18μm之間、或甚至13與16μm之間的一次粒徑d50；或2.第二類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有小於該第一平均黏聚物尺寸d50的第二平均黏聚物尺寸d50；及ii.可選地，第三類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有第三平均黏聚物尺寸d50，其中該第三平均黏聚物尺寸d50係小於該第一平均黏聚物尺寸d50且不同於第二平均黏聚物尺寸d50。
項目9係如前述項目中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其包含氮化硼混合物組成物，該氮化硼混合物組成物包含：i.第一類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有包含在100與420μm之間、110與400μm之間、310與410μm之間、200與290 μm之間、或甚至100與170μm之間的第一平均黏聚物尺寸d50；及ii.六方氮化硼一次顆粒，其具有包含在3與25μm之間、5與25μm之間、10與20μm之間、10與18μm之間、12與18μm之間、或甚至13與16μm之間的一次粒徑d50。
項目10係如項目1至8中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其包含氮化硼混合物組成物，該氮化硼混合物組成物包含：i.第一類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有包含在100與420μm之間、110與400μm之間、310與410μm之間、200與290μm之間、或甚至100與170μm之間的第一平均黏聚物尺寸d50；ii.第二類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有小於該第一平均黏聚物尺寸d50的第二平均黏聚物尺寸d50；及iii.第三類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有第三平均黏聚物尺寸d50。
項目11係如項目10之導熱壓敏性黏著劑組成物，其包含氮化硼混合物組成物，該氮化硼混合物組成物包含：i.第一類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有包含在100與420μm之間、110與400μm之間、310與410μm之間、200與290μm之間、或甚至100與170μm之間的第一平均黏聚物尺寸d50； ii.第二類氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有小於該第一平均黏聚物尺寸d50的第二平均黏聚物尺寸d50，且其係包含在50與95μm之間、55與95μm之間、60與90μm之間、或甚至在65與85μm之間；及iii.第三類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有小於該第一平均黏聚物尺寸d50且不同於第二平均黏聚物尺寸d50的第三平均黏聚物尺寸d50，且其中該第三平均黏聚物尺寸d50係包含在15與45μm之間、20與45μm之間、25與45μm之間、15與35μm之間、20與35μm之間、或甚至在20與30μm之間。
項目12係如前述項目中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其中該第一平均黏聚物尺寸d50係包含在100與350μm之間、100與300μm之間、100與250μm之間、100與200μm之間、100與180μm之間、100與170μm之間、110與160μm之間、110與150μm之間、或甚至在120與150μm之間。
項目13係如前述項目中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其中該第二平均黏聚物尺寸d50係包含在50與95μm之間、55與95μm之間、60與90μm之間、或甚至在65與85μm之間。
項目14係如前述項目中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其中該第三平均黏聚物尺寸d50係包含在10與40μm之間、15與40μm之間、15與35μm之間、20與35μm之間、或甚至在20與30μm之間。
項目15係如前述項目中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其中該等第一類黏聚物及可選地該等第二類黏聚物與該等第三類黏聚物係各向同性(isotropic)黏聚物。
項目16係如前述項目中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其中該等第一類黏聚物及可選地該等第二類黏聚物與該等第三類黏聚物係各向異性(anisotropic)黏聚物。
項目17係如前述項目中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其中該等第一類黏聚物及可選地該等第二類黏聚物及/或該等第三類黏聚物及/或該等具有包含在3與25μm之間的平均一次粒徑d50的六方氮化硼一次顆粒不是從相同的氮化硼顆粒來源獲得，尤其不是藉由原位粉碎相同的氮化硼顆粒來源獲得。
項目18係如前述項目中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其中該等第一類黏聚物及可選地該等第二類黏聚物與該等第三類黏聚物係藉由熱處理獲得。
項目19係如前述項目中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其包含以該導熱壓敏性黏著劑組成物之體積計不大於45vol%、不大於40vol%、不大於35vol%、或甚至不大於30vol%之量的氮化硼混合物組成物。
項目20係如前述項目中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其包含以該導熱壓敏性黏著劑組成物之體積計包含在15與50vol%之間、16與40vol%之間、18與35vol%之間、18與30vol%之 間、20與35vol%之間、20與30vol%之間、22與28vol%之間、或甚至22與26vol%之間的量之氮化硼混合物組成物。
項目21係如前述項目中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其包含以該導熱壓敏性黏著劑組成物之體積計大於4vol%、大於5vol%、大於10vol%、或甚至大於15vol%之量的該等第一類黏聚物。
項目22係如前述項目中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其包含以該氮化硼混合物組成物之重量計大於10wt%、大於15wt%、大於20wt%、大於25wt%、大於30wt%、大於50wt%、或甚至大於70wt%之量的該等第一類黏聚物。
項目23係如前述項目中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其包含以該氮化硼混合物組成物之重量計包含在10與90wt%之間、10與70wt%之間、10與50wt%之間、10與40wt%之間、10與35wt%之間、10與30wt%之間、或甚至15與30wt%之間的量之該等第一類黏聚物。
項目24係如前述項目中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其中該等第一類黏聚物及可選地該等第二類黏聚物、該等第三類黏聚物、與該等六方氮化硼一次顆粒在該導熱壓敏性黏著劑組成物內係至少部分地彼此直接物理接觸。
項目25係如前述項目中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其形式為一具有大於400μm、大於500μm、大於800μm、大 於1000μm、大於1200μm、大於1500μm、或甚至大於1800μm的厚度的層。
項目26係如前述項目中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其形式為一具有包含在400與2000μm之間、500與1800μm之間、600與1500μm之間、或甚至800與1200μm之間的厚度的層。
項目27係如前述項目中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，其具有至少0.5W/mK、至少0.8W/mK、至少1.0W/mK、至少1.2W/mK、至少1.4W/mK、或甚至至少1.5W/mK的穿透平面(through-plane)導熱性。
項目28係如前述項目中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，其具有包含在0.5與2.0W/mK之間、0.8與1.8W/mK之間、1.0與1.6W/mK之間、或甚至1.2與1.6W/mK之間的穿透平面(through-plane)導熱性。
項目29係如前述項目中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，其具有至少5N/cm、至少8N/cm、至少10N/cm、至少12N/cm、至少15N/cm、至少18N/cm、或甚至至少20N/cm的90°剝離強度值。
項目30係如前述項目中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，其具有包含在5與30N/cm之間、5與25N/cm之間、10與25N/cm之間、或甚至15與25N/cm之間的90°剝離強度值。
項目31係一種導熱壓敏性黏著劑的前驅物，其包含：a)包含(甲基)丙烯酸酯單體的可(共)聚合材料；及可選地，具有乙烯系不飽和基團的共單體；及b)氮化硼混合物組成物，其包含：i.第一類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有包含在100與420μm之間的第一平均黏聚物尺寸d50；ii.可選地，六方氮化硼一次顆粒，其具有包含在3與25μm之間的平均一次粒徑d50；iii.可選地，第二類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有小於該第一平均黏聚物尺寸d50的第二平均黏聚物尺寸d50；iv.可選地，第三類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有第三平均黏聚物尺寸d50，其中該第三平均黏聚物尺寸d50係小於該第一平均黏聚物尺寸d50且不同於第二平均黏聚物尺寸d50；且其中該等六方氮化硼一次顆粒具有小板(platelet)形狀；其中該等第一類黏聚物及可選地該等第二類黏聚物與該等第三類黏聚物的包封密度(envelope density)當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，係包含在0.3與2.2g/cm3之間；且其中該氮化硼混合物組成物的含量以該導熱壓敏性黏著劑組成物之體積計係大於15vol%。
項目32係一種製造導熱壓敏性黏著劑的方法，其包含下列步驟： a)提供包含(甲基)丙烯酸酯單體的可(共)聚合材料；及可選地，具有乙烯系不飽和基團的共單體；b)聚合該包含(甲基)丙烯酸酯單體的可(共)聚合材料，藉此形成具有可塗佈黏度的(共)聚合材料；c)提供氮化硼混合物組成物，其包含：i.第一類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有包含在100與420μm之間的第一平均黏聚物尺寸d50；ii.可選地，六方氮化硼一次顆粒，其具有包含在3與25μm之間的平均一次粒徑d50；iii.可選地，第二類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有小於該第一平均黏聚物尺寸d50的第二平均黏聚物尺寸d50；iv.可選地，第三類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有第三平均黏聚物尺寸d50，其中該第三平均黏聚物尺寸d50係小於該第一平均黏聚物尺寸d50且不同於第二平均黏聚物尺寸d50；且其中該等六方氮化硼一次顆粒具有小板(platelet)形狀；其中該等第一類黏聚物及可選地該等第二類黏聚物與該等第三類黏聚物的包封密度(envelope density)當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，係包含在0.3與2.2g/cm3之間；且其中該氮化硼混合物組成物的含量以該導熱壓敏性黏著劑組成物之體積計係大於15vol%；d)摻合該氮化硼混合物組成物與該(共)聚合材料，藉此形成均質的可塗佈組成物； e)將該可塗佈組成物塗佈到一基材上，藉此形成一導熱壓敏性黏著劑之層；及f)可選地，固化該導熱壓敏性黏著劑之層。
項目33係如項目32的方法，其中該等第一類黏聚物及可選地該等第二類黏聚物及/或該等第三類黏聚物及/或該等具有包含在3與25δμm之間的平均一次粒徑d50的六方氮化硼一次顆粒不是從相同的氮化硼顆粒來源獲得，尤其不是藉由原位粉碎相同的氮化硼顆粒來源獲得。
項目34係如項目32或33中任一項之方法，其中該(甲基)丙烯酸酯單體係選自由(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-丙基庚酯、(甲基)丙烯酸2-辛酯、丙烯酸丁酯、及彼等之任何組合或混合物所組成之群組；更佳地由丙烯酸異辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-辛酯、及丙烯酸2-丙基庚酯所組成之群組。
項目35係如項目32至34中任一項之方法，其中該具有乙烯系不飽和基團的共單體係極性共單體，較佳地極性丙烯酸酯，更佳地選自由丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸、羥基烷基丙烯酸酯、丙烯醯基醯胺(acrylamide)及經取代之丙烯醯基醯胺、丙烯醯基胺(acrylamine)及經取代之丙烯醯基胺、及彼等之任何組合或混合物所組成之群組；更佳地由丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸、及羥基烷基丙烯酸酯所組成之群組。
項目36係一種如項目1至30中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物的用途，其係用於工業應用尤其是熱管理應用。
項目37係一種如項目1至30中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物用於電池組套組黏合的用途，尤其是作為用於黏合電池組電池的一導熱構件，尤其是用於在一電池組套組裝置中黏合電池套組(pack of cells)。
實例
本揭露係進一步以下列實例來說明。這些實例僅用於闡釋之目的，並非意圖限制隨附申請專利範圍之範疇。
測試方法及程序： 六方氮化硼一次顆粒黏聚物的包封密度
六方氮化硼一次顆粒黏聚物的包封密度測量係以壓汞孔隙度測定法(Mercury Intrusion Porosimetry)，使用孔隙計(Porosimeter)AutoPore® IV 9500(可購自Micromeritics Instrument Corporation,USA)來進行。密度係報告為在28kPA(4.00psia)的汞滲透壓力下之測量值。
穿透平面(through-plane)導熱性(λ)
導熱壓敏性黏著劑樣本的穿透平面導熱性(λ)係根據下列方程式計算：λ=a‧ρ‧cP，藉此導熱性(λ)係表示為(W/m．K)，熱擴 散性(a)係表示為(mm2/s)，比熱(cP)係表示為(J/g/K)，且密度(ρ)係表示為(g/cm3)。根據在室溫下使用閃光法的測試方法ASTM E 1461/DIN EN 821，使用閃光器(Flash Apparatus)Nanoflash LFA 447(Netzsch,Selb Germany)同時測定參數(a)及(cP)的值。具有下列尺寸10mm(長度)×10mm(寬度)×2mm(厚度)的測試樣本係藉由層壓兩個具有下列尺寸10mm(長度)×10mm(寬度)×1mm(厚度)的相同樣本來製備。
每分鐘300mm的90°剝離測試(根據測試方法AFERA 5001)
根據本揭露且具有13mm之寬度及大於175mm之長度的導熱壓敏性黏著劑條帶(strip)係以機器方向(machine direction)從樣本材料切出。
關於測試樣本之製備，首先將襯墊(liner)從一個黏著側取下並放置在具有下列尺寸的鋁條帶上：22×1.6cm。接著，在取下襯墊後，利用輕手指壓力將各PSA條帶的黏著劑塗佈側以黏著側朝下的方式放置在乾淨的測試面板上。接下來，將測試樣本用標準FINAT測試輥(重量6.8kg)以約每秒10mm的速度在各方向輥壓兩次以在黏著劑量體及表面之間獲得緊密接觸。在將壓敏性黏著劑條帶施加至測試面板後，於測試前讓測試樣本在周圍室溫下停留20分鐘或72小時(23℃+/-2℃，50%相對溼度+/-5%)。
針對剝離測試，在第一步驟中將測試樣本夾持於Zwick拉伸測試機(可購自Zwick/Roell GmbH,Ulm,Germany之Model Z020)的下方可動夾口中。將導熱壓敏性黏著劑條帶以90°角摺起來，然後以用於90°剝離量測常用的組態將其自由端抓持在拉伸測試機的上方夾口中。拉伸測試機係設定在每分鐘300mm的夾口分離速率。測試結果係以每10mm之牛頓數(N/10mm)來表示。所記述的剝離值係兩個90°剝離量測的平均值。
在室溫下使用500g掛碼的靜態剪切測試(static shear test)(根據測試方法AFERA 5012)
靜態剪切係黏著劑之內聚性(cohesiveness)或內部強度的一種度量法。其係藉由在一恆定的標準負載的應力下從不銹鋼測試面板拉下一標準面積的黏著劑片材材料所需要的時間單位(分鐘)來測量。
寬13mm且長25mm的導熱壓敏性黏著劑膜條帶係以機器方向(machine direction)從樣本切出，並將該樣品放置在乾淨的鋼測試面板上。接著將測試樣本的相對側放置在鋁板上，該鋁板具有一孔洞以用來利用輕手指壓力固定砝碼。用標準FINAT測試輥(重量6.8kg)以約每秒10mm的速度在各方向輥壓兩次以在壓敏性黏著劑量體及基材表面(測試板)之間獲得緊密接觸。在將壓敏性黏著劑膜條帶(樣品)施加至測試板後，於測試前讓測試板在室溫下停留72小時的期間(23℃+/-2℃，50%相對溼度+/-5%)。
將測試面板放置在剪切保持裝置中。在室溫下經過10分鐘的停留時間後，將500g負載掛入鋁測試面板的孔洞中。啟動計 時器。結果記錄為到失效(failure)的分鐘數，且係兩個剪切量測的平均值。「10000+」的時間記錄表示該膠帶在10000分鐘後(測試停止時)尚未失效。
用於測試的測試面板/基材：
a)根據EN1939：20，表面1.4301類鏡面且尺寸為150mm×50mm×2mm的不銹鋼測試面板(可購自Rocholl GmbH)係所有90°剝離測試中所選用的面板。
在測試前根據以下描述的程序清潔不銹鋼面板。首先，將不銹鋼面板用MEK擦拭一次，接著再用庚烷擦拭，最後再用MEK擦拭一次，然後用紙巾(paper tissue)擦乾。
b)選用根據ASTM B211尺寸為50mm×25mm×1mm的鋁測試面板。在製備測試總成之前，將鋁面板用ScotchBrite 4774(可購自3M)粗化(roughen)，然後用異丙醇擦拭一次。用紙巾擦乾。
採用的材料：
在實例中使用下列原料：丙烯酸2-乙基己酯(C8-丙烯酸酯，2-EHA)：係2-乙醇及丙烯酸的酯，其係獲自BASF SE,Germany。
丙烯酸異辛酯(C8-丙烯酸酯，IOA)係異辛醇及丙烯酸的酯，其係獲自3M Hilden,Germany(IOA)。
丙烯酸(AA)係獲自Arkema,Italy。
1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)係快速固化的二丙烯酸酯，其係獲自BASF SE,Germany。
Omnirad BDK 2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮係用於自由基聚合的UV起始劑，其可購自iGm resins,Waalwijk Netherlands。
Aerosil R-972 係疏水性發煙二氧化矽顆粒，其可購自Evonik,Germany。
3M氮化硼冷卻填料小板(Boron Nitride Cooling Filler Platelets)015-具有包含在13與16μm之間的平均一次粒徑d50的六方氮化硼顆粒，其可購自3M Company。
3M氮化硼冷卻填料黏聚物(Boron Nitride Cooling Filler Agglomerates)50-具有包含在20與30μm之間的平均一次粒徑d50的六方氮化硼顆粒黏聚物，其可購自3M Company。
3M氮化硼冷卻填料黏聚物(Boron Nitride Cooling Filler Agglomerates)100-具有包含在65與85μm之間的平均一次粒徑d50的六方氮化硼顆粒黏聚物，其可購自3M Company。
3M氮化硼冷卻填料黏聚物(Boron Nitride Cooling Filler Agglomerates)200-具有包含在120與150μm之間的平均一次粒徑d50的六方氮化硼顆粒黏聚物，其可購自3M Company。
3M氮化硼冷卻填料黏聚物(Boron Nitride Cooling Filler Agglomerates)100-200-如上所述之3M氮化硼冷卻填料黏聚 物100與200的50wt%/50wt%摻合物-具有包含在65與150μm之間的平均一次粒徑d50的六方氮化硼顆粒黏聚物。
膠帶3M 8940 係薄的導熱黏著膠帶，膠帶厚度為190μm，其可購自3M Germany。
3M VHB TM 膠帶4611 係厚的深色丙烯酸發泡體膠帶，膠帶厚度為1100μm，其可購自3M Germany。
製備丙烯酸聚合物組分的可固化前驅物： 製備丙烯酸聚合物組分1的可固化前驅物：
丙烯酸聚合物組分1的液體前驅物(之後稱為APC1)係藉由在一玻璃容器中結合90wt%的IOA與10wt%的丙烯酸並以0.04pph的Omnirad作為光起始劑來製備。在開始UV暴露之前，將混合物以氮沖洗10分鐘，且在整個期間亦將氮鼓泡進入混合物中，直到加入空氣至漿液以停止聚合過程。在整個期間中，混合物係以螺旋槳攪拌器攪拌(300U/min)，且當達到約500mPas的黏度(以布氏黏度計(Brookfield viscosimeter)，T=25℃，轉軸4，12rpm測量)時，將反應停止。在漿液中加入額外的0.16ppH Omnirad BDK及0.12ppH HDDA交聯劑並混合直到彼等溶解/分散。
製備丙烯酸聚合物組分2的可固化前驅物：
丙烯酸聚合物組分1的液體前驅物(之後稱為APC2)係藉由在一玻璃容器中結合90wt%的2-EHA與10wt%的丙烯酸並以 0.04pph的Omnirad作為光起始劑來製備。在開始UV暴露之前，將混合物以氮沖洗10分鐘，且在整個期間亦將氮鼓泡進入混合物中，直到加入空氣至漿液以停止聚合過程。在整個期間中，混合物係以螺旋槳攪拌器攪拌(300U/min)，且當達到約500mPas的黏度(以布氏黏度計(Brookfield viscosimeter)，T=25℃，轉軸4，12rpm測量)時，將反應停止。在漿液中加入額外的0.16ppH Omnirad BDK、0.12ppH HDDA交聯劑、及3pph Aerosil 972並混合直到彼等溶解/分散。
製備導熱壓敏性黏著劑組成物：將選定量的氮化硼混合物併入相對應的丙烯酸聚合物組分的液體前驅物中並藉由在室溫下將材料放在旋轉混合器上約14小時來將化合物均質化。在處理前，使用乾燥器將材料在真空下除氣15分鐘，然後用木勺再次輕輕攪拌以重新獲得均質的混合物。
導熱壓敏性黏著劑組成物的可固化前驅物之確切配方係列於下表1中。
將可固化前驅物用刮刀塗佈(knife-coated)，利用經安裝的調節卡尺(regulation caliper)將所生成的黏著劑層厚度設定為約1000μm。在兩階段UV固化站(two stage UV-curing station)中從頂側(即朝向該經暴露的可固化前驅物層的方向)及底側實現固化。以螢光燈提供波長在300至400nm之間的輻射，在351nm處有最大輻射。從頂部和底部累積照射的總輻射強度按區域計係4.8mW/cm2。
實例： 用來製造導熱壓敏性黏著劑的可固化前驅物配方
用來製造導熱壓敏性黏著劑的可固化前驅物配方係列於下表1中。表1含有比較例1(以下稱為C1)，其係不包含任何六方氮化硼一次顆粒黏聚物的可固化前驅物。表1亦含有比較例2(以下稱為C2)，其係包含六方氮化硼一次顆粒黏聚物的混合物但不包含具有包含在100與420μm之間的第一平均黏聚物尺寸d50的六方氮化硼一次顆粒黏聚物的可固化前驅物。表1亦含有比較例3(以下稱為C3)，其係可在市面購得之導熱黏著膠帶3M 8940。
黏著性能
本揭露之兩個例示性導熱壓敏性黏著劑在各種停留時間的90°剝離測試結果以及在室溫下的靜態剪切結果係顯示於下表2中。表1亦顯示比較例4(以下稱為C4，其係可在市面購得之萬用丙烯酸發泡體黏著膠帶3M VHBTM膠帶4611)的黏著性質。

Claims (17)

  1. 一種導熱壓敏性黏著劑組成物，其包含：a)丙烯酸聚合物組分；及b)氮化硼混合物組成物，其包含：i.第一類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有包含在100與420μm之間的第一平均黏聚物尺寸d50；ii.可選地，六方氮化硼一次顆粒，其具有包含在3與25μm之間的平均一次粒徑d50；iii.可選地，第二類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有小於該第一平均黏聚物尺寸d50的第二平均黏聚物尺寸d50；iv.可選地，第三類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有第三平均黏聚物尺寸d50，其中該第三平均黏聚物尺寸d50係小於該第一平均黏聚物尺寸d50且不同於第二平均黏聚物尺寸d50；且其中該等六方氮化硼一次顆粒具有小板(platelet)形狀；其中該等第一類黏聚物及可選地該等第二類黏聚物與該等第三類黏聚物的包封密度(envelope density)當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，係包含在0.3與2.2g/cm3之間；且其中該氮化硼混合物組成物的含量以該導熱壓敏性黏著劑組成物之體積計係大於15vol%。
  2. 如請求項1之導熱壓敏性黏著劑組成物，其包含以該導熱壓敏性黏著劑組成物之體積計大於18vol%、大於20vol%、大於22vol%、或甚至大於24vol%之量的氮化硼混合物組成物。
  3. 如前述請求項中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其中該等 第一類黏聚物及可選地該等第二類黏聚物與該等第三類黏聚物的包封密度當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，係獨立地包含在0.3與2.0g/cm3之間、0.3與1.7g/cm3之間、或甚至在0.4與1.5g/cm3之間。
  4. 如前述請求項中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其中該等第一類黏聚物的包封密度當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，係包含在0.5與2.2g/cm3之間、0.8與2.2g/cm3之間、1.0與2.0g/cm3之間、1.4與2.0g/cm3之間、1.6與2.0g/cm3之間、0.3與1.7g/cm3之間、0.4與1.5g/cm3之間、0.5與1.5g/cm3之間、0.5與1.2g/cm3之間、或甚至在0.5與1.0g/cm3之間。
  5. 如前述請求項中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其包含氮化硼混合物組成物，該氮化硼混合物組成物包含：i.第一類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有包含在100與420μm之間、110與400μm之間、310與410μm之間、200與290μm之間、或甚至100與170μm之間的第一平均黏聚物尺寸d50，其係與下列任一者組合：1.六方氮化硼一次顆粒，其具有包含在3與25μm之間、5與25μm之間、10與20μm之間、10與18μm之間、12與18μm之間、或甚至13與16μm之間的一次粒徑d50；或2.第二類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有小於該第一平均黏聚物尺寸d50的第二平均黏聚物尺寸d50；及ii.可選地，第三類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有第三平均黏聚物尺寸d50，其中該第三平均黏聚物尺寸d50係小於該第一平均黏聚物尺寸d50且不同於第二平均黏聚物尺寸d50。
  6. 如前述請求項中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其包含氮 化硼混合物組成物，其包含：i.第一類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有包含在100與420μm之間、110與400μm之間、310與410μm之間、200與290μm之間、或甚至100與170μm之間的第一平均黏聚物尺寸d50；及ii.六方氮化硼一次顆粒，其具有包含在3與25μm之間、5與25μm之間、10與20μm之間、10與18μm之間、12與18μm之間、或甚至13與16μm之間的一次粒徑d50。
  7. 如前述請求項中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其中該第一平均黏聚物尺寸d50係包含在100與350μm之間、100與300μm之間、100與250μm之間、100與200μm之間、100與180μm之間、100與170μm之間、110與160μm之間、110與150μm之間、或甚至在120與150μm之間。
  8. 如前述請求項中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其中該等第一類黏聚物及可選地該等第二類黏聚物與該等第三類黏聚物係各向同性(isotropic)黏聚物。
  9. 如前述請求項中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其中該等第一類黏聚物及可選地該等第二類黏聚物及/或該等第三類黏聚物及/或該等具有包含在3與25μm之間的平均一次粒徑d50的六方氮化硼一次顆粒不是從相同的氮化硼顆粒來源獲得，尤其不是藉由原位粉碎相同的氮化硼顆粒來源獲得。
  10. 如前述請求項中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其包含以該導熱壓敏性黏著劑組成物之體積計不大於45vol%、不大於40vol%、不大於35vol%、或甚至不大於30vol%之量的氮化硼混合物組成物。
  11. 如前述請求項中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其中該等 第一類黏聚物及可選地該等第二類黏聚物、該等第三類黏聚物、與該等六方氮化硼一次顆粒在該導熱壓敏性黏著劑組成物內係至少部分地彼此直接物理接觸。
  12. 如前述請求項中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，其形式為一具有大於400μm、大於500μm、大於800μm、大於1000μm、大於1200μm、大於1500μm、或甚至大於1800μm的厚度的層。
  13. 如前述請求項中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，其具有至少0.5W/mK、至少0.8W/mK、至少1.0W/mK、至少1.2W/mK、至少1.4W/mK、或甚至至少1.5W/mK的穿透平面(through-plane)導熱性。
  14. 如前述請求項中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物，當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，其具有包含在5與30N/cm之間、5與25N/cm之間、10與25N/cm之間、或甚至15與25N/cm之間的90°剝離強度值。
  15. 一種製造導熱壓敏性黏著劑的方法，其包含下列步驟：a)提供包含(甲基)丙烯酸酯單體的可(共)聚合材料；及可選地，具有乙烯系不飽和基團的共單體；b)聚合該包含(甲基)丙烯酸酯單體的可(共)聚合材料，藉此形成具有可塗佈黏度的(共)聚合材料；c)提供氮化硼混合物組成物，其包含：i.第一類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有包含在100與420μm之間的第一平均黏聚物尺寸d50；ii.可選地，六方氮化硼一次顆粒，其具有包含在3與25μm之間的平均一次粒徑d50； iii.可選地，第二類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有小於該第一平均黏聚物尺寸d50的第二平均黏聚物尺寸d50；iv.可選地，第三類六方氮化硼一次顆粒黏聚物，其具有第三平均黏聚物尺寸d50，其中該第三平均黏聚物尺寸d50係小於該第一平均黏聚物尺寸d50且不同於第二平均黏聚物尺寸d50；且其中該等六方氮化硼一次顆粒具有小板(platelet)形狀；其中該等第一類黏聚物及可選地該等第二類黏聚物與該等第三類黏聚物的包封密度(envelope density)當根據在實驗部分中描述的測試方法測量時，係包含在0.3與2.2g/cm3之間；且其中該氮化硼混合物組成物的含量以該導熱壓敏性黏著劑組成物之體積計係大於15vol%；d)摻合該氮化硼混合物組成物與該(共)聚合材料，藉此形成均質的可塗佈組成物；e)將該可塗佈組成物塗佈到一基材上，藉此形成一導熱壓敏性黏著劑之層；及f)可選地，固化該導熱壓敏性黏著劑之層。
  16. 如請求項15之方法，其中該等第一類黏聚物及可選地該等第二類黏聚物及/或該等第三類黏聚物及/或該等具有包含在3與25μm之間的平均一次粒徑d50的六方氮化硼一次顆粒不是從相同的氮化硼顆粒來源獲得，尤其不是藉由原位粉碎相同的氮化硼顆粒來源獲得。
  17. 一種如請求項1至14中任一項之導熱壓敏性黏著劑組成物的用途，其係用於工業應用尤其是熱管理應用。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3182446B1 (en) * 2015-12-17 2019-06-05 3M Innovative Properties Company Thermal interface material
EP3498667A1 (en) * 2017-12-18 2019-06-19 3M Innovative Properties Company Powder composition comprising first and second agglomerates of inorganic particles and polymer composition comprising a polymer and the powder composition
CN109868095B (zh) * 2019-03-28 2021-04-27 上海西怡新材料科技有限公司 原位聚合型具有光扩散功能的有机硅-丙烯酸酯胶粘剂制备方法及其产品和应用
EP3736300A1 (en) 2019-05-06 2020-11-11 3M Innovative Properties Company Curable precursor of a thermally- conductive adhesive composition
DE102019209571A1 (de) 2019-06-28 2020-12-31 Tesa Se Haftklebmasse mit hohem Füllstoffanteil
CN116670233B (zh) * 2021-01-06 2024-08-09 电化株式会社 氮化硼粉末、散热片材及散热片材的制造方法
EP4092059A1 (en) 2021-05-21 2022-11-23 3M Innovative Properties Company Curable precursor of an adhesive composition
WO2022241748A1 (en) 2021-05-21 2022-11-24 3M Innovative Properties Company Curable precursor of an adhesive composition
EP4389788A1 (en) 2022-12-21 2024-06-26 3M Innovative Properties Company Curable precursor of a composition

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2093191A1 (en) 1992-04-15 1993-10-16 Richard J. Webb Psa containing thermally conductive, electrically insulative particles and a transfer tape from this psa
CA2273890C (en) 1996-12-04 2006-03-14 Nitto Denko Corporation Thermally conductive pressure-sensitive adhesive, adhesive sheet containing the same, and method for fixing electronic part to heat-radiating member with the same
US7744991B2 (en) * 2003-05-30 2010-06-29 3M Innovative Properties Company Thermally conducting foam interface materials
US7494635B2 (en) * 2003-08-21 2009-02-24 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Boron nitride agglomerated powder
JP2009263542A (ja) 2008-04-25 2009-11-12 Three M Innovative Properties Co （メタ）アクリル系粘着性発泡体及びその製造方法
JP4848434B2 (ja) * 2009-01-30 2011-12-28 日東電工株式会社 熱伝導性粘着剤組成物および熱伝導性粘着シート
JP5740103B2 (ja) 2009-10-19 2015-06-24 日東電工株式会社 熱伝導部材、及びそれを用いた組電池装置
DE102010050900A1 (de) * 2010-11-10 2012-05-10 Esk Ceramics Gmbh & Co. Kg Bornitrid-Agglomerate, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
JP2013213178A (ja) * 2012-03-05 2013-10-17 Nitto Denko Corp 粘着剤原料および熱伝導性粘着シート
DE102012104049A1 (de) * 2012-05-09 2013-11-28 Esk Ceramics Gmbh & Co. Kg Bornitrid-Agglomerate, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
US9434870B2 (en) * 2012-09-19 2016-09-06 Momentive Performance Materials Inc. Thermally conductive plastic compositions, extrusion apparatus and methods for making thermally conductive plastics

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