(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024023726
(43)【公開日】2024-02-21
(54)【発明の名称】電気セル用ポッティング化合物及び作製する方法
(51)【国際特許分類】
H01M 50/293 20210101AFI20240214BHJP
H01M 50/242 20210101ALI20240214BHJP
H01M 50/204 20210101ALI20240214BHJP
【ＦＩ】
H01M50/293
H01M50/242
H01M50/204 401F
【審査請求】有
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023213972
(22)【出願日】2023-12-19
(62)【分割の表示】P 2023060826の分割
【原出願日】2019-02-15
(31)【優先権主張番号】62/631,584
(32)【優先日】2018-02-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】509292766
【氏名又は名称】エイチ．ビー．フラー カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】アルバート・エム・ジョルジーニ
(57)【要約】
【課題】電気セル及び電気セルと関連付けられたポッティング化合物を備える、バッテリモジュールの提供。
【解決手段】ポッティング化合物は、難燃剤成分、イソシアネート反応性化合物及び水を有する第１の成分、及び、イソシアネート化合物を有する第２の成分、で形成される。ポッティング化合物は、フォームである。
【選択図】図１
【解決手段】ポッティング化合物は、難燃剤成分、イソシアネート反応性化合物及び水を有する第１の成分、及び、イソシアネート化合物を有する第２の成分、で形成される。ポッティング化合物は、フォームである。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリウレタンフォームポッティング化合物中にポッティングされている第１の電気セルを含むバッテリモジュールであって、
前記ポリウレタンフォームポッティング化合物が、
０．６０ｇ／ｃｍ３以下の密度、
ＵＬ９４「プラスチックス材料燃焼性試験」によって測定したときに、少なくともＶ２レベルの耐燃性、及び、
少なくとも３０のショアＡ硬度値
を示す、バッテリモジュール。
前記ポリウレタンフォームポッティング化合物が、
０．６０ｇ／ｃｍ３以下の密度、
ＵＬ９４「プラスチックス材料燃焼性試験」によって測定したときに、少なくともＶ２レベルの耐燃性、及び、
少なくとも３０のショアＡ硬度値
を示す、バッテリモジュール。
【請求項2】
前記ポッティング化合物が、ＵＬ９４「プラスチックス材料燃焼性試験」によって測定したときに、少なくともＶ１レベルの耐燃性を有する、請求項１に記載のバッテリモジュール。
【請求項3】
前記ポッティング化合物が、ＵＬ９４「プラスチックス材料燃焼性試験」によって測定したときに、少なくともＶ０レベルの耐燃性を有する、請求項１に記載のバッテリモジュール。
【請求項4】
前記ポッティング化合物が、前記ポッティング化合物の合計重量に基づいて、少なくとも１５重量％～６０重量％の液体難燃剤成分を含む、請求項１記載のバッテリモジュール。
【請求項5】
前記ポッティング化合物が、前記ポッティング化合物の合計重量に基づいて、少なくとも２０重量％～６０重量％の液体難燃剤成分を含む、請求項１記載のバッテリモジュール。
【請求項6】
前記ポッティング化合物が、前記ポッティング化合物の合計重量に基づいて、少なくとも３０重量％～６０重量％の液体難燃剤成分を含む、請求項１記載のバッテリモジュール。
【請求項7】
前記液体難燃剤成分が、非ハロゲン化リン酸エステルを含む、請求項４記載のバッテリモジュール。
【請求項8】
前記液体難燃剤成分が、ハロゲン化リン酸エステルを含む、請求項４記載のバッテリモジュール。
【請求項9】
前記ポッティング化合物が、
イソシアネート反応性化合物及び水を有する第１の成分、及び、
イソシアネート化合物を有する第２の成分
の架橋混合物を含み、
前記イソシアネート反応性化合物が、少なくとも１種のポリエーテルポリオールを含む、請求項１記載のバッテリモジュール。
イソシアネート反応性化合物及び水を有する第１の成分、及び、
イソシアネート化合物を有する第２の成分
の架橋混合物を含み、
前記イソシアネート反応性化合物が、少なくとも１種のポリエーテルポリオールを含む、請求項１記載のバッテリモジュール。
【請求項10】
前記イソシアネート反応性化合物が、少なくとも１種のポリエーテルポリオールを少なくとも９０重量％含む、請求項９記載のバッテリモジュール。
【請求項11】
ポリウレタンフォームポッティング化合物中にポッティングされている第１の電気セルを含むバッテリモジュールであって、
前記ポリウレタンフォームポッティング化合物が、
０．６０ｇ／ｃｍ３以下の密度、及び、
少なくとも３０のショアＡ硬度値
を示し、
前記ポッティング化合物の合計重量に基づいて、少なくとも１５重量％の液体難燃剤成分を含む、バッテリモジュール。
前記ポリウレタンフォームポッティング化合物が、
０．６０ｇ／ｃｍ３以下の密度、及び、
少なくとも３０のショアＡ硬度値
を示し、
前記ポッティング化合物の合計重量に基づいて、少なくとも１５重量％の液体難燃剤成分を含む、バッテリモジュール。
【請求項12】
前記ポッティング化合物が、ＵＬ９４「プラスチックス材料燃焼性試験」によって測定したときに、少なくともＶ２レベルの耐燃性を有する、請求項１１に記載のバッテリモジュール。
【請求項13】
前記ポッティング化合物が、ＵＬ９４「プラスチックス材料燃焼性試験」によって測定したときに、少なくともＶ１レベルの耐燃性を有する、請求項１１に記載のバッテリモジュール。
【請求項14】
前記ポッティング化合物が、ＵＬ９４「プラスチックス材料燃焼性試験」によって測定したときに、少なくともＶ０レベルの耐燃性を有する、請求項１１に記載のバッテリモジュール。
【請求項15】
前記ポッティング化合物が、前記ポッティング化合物の合計重量に基づいて、少なくとも２０重量％～６０重量％の液体難燃剤成分を含む、請求項１１記載のバッテリモジュール。
【請求項16】
前記ポッティング化合物が、前記ポッティング化合物の合計重量に基づいて、少なくとも３０重量％～６０重量％の液体難燃剤成分を含む、請求項１１記載のバッテリモジュール。
【請求項17】
前記液体難燃剤成分が、非ハロゲン化リン酸エステルを含む、請求項１１記載のバッテリモジュール。
【請求項18】
前記液体難燃剤成分が、ハロゲン化リン酸エステルを含む、請求項１１記載のバッテリモジュール。
【請求項19】
前記ポッティング化合物が、
イソシアネート反応性化合物及び水を有する第１の成分、及び、
イソシアネート化合物を有する第２の成分
の架橋混合物を含み、
前記イソシアネート反応性化合物が、少なくとも１種のポリエーテルポリオールを含む、請求項１１記載のバッテリモジュール。
イソシアネート反応性化合物及び水を有する第１の成分、及び、
イソシアネート化合物を有する第２の成分
の架橋混合物を含み、
前記イソシアネート反応性化合物が、少なくとも１種のポリエーテルポリオールを含む、請求項１１記載のバッテリモジュール。
【請求項20】
ポリウレタンフォームポッティング化合物中にポッティングされている第１の電気セルを含むバッテリモジュールであって、
前記ポリウレタンフォームポッティング化合物が、
ＵＬ９４「プラスチックス材料燃焼性試験」によって測定したときに、少なくともＶ２レベルの耐燃性、及び、
少なくとも３０のショアＡ硬度値
を示す、バッテリモジュール。
前記ポリウレタンフォームポッティング化合物が、
ＵＬ９４「プラスチックス材料燃焼性試験」によって測定したときに、少なくともＶ２レベルの耐燃性、及び、
少なくとも３０のショアＡ硬度値
を示す、バッテリモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ポッティング化合物内に位置決めされた電気セルを含むバッテリモジュールに関する。より具体的には、本開示は、難燃剤を含有するフォームポッティング化合物内に位置決めされた電気セルを含むバッテリモジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、ポッティングは、エンクロージャの内の物体の互いに対する、かつエンクロージャに対する空間関係を維持する目的で、材料をエンクロージャに部分的又は完全に充填又は埋設するプロセスである。ポッティングは、衝撃及び振動に対する耐性を提供するために使用され得る。ポッティングに使用される特定の組成物は、水分、溶媒、及び腐食性物質に対するシールを作成するように設計され得る。
【0003】
ポッティング化合物を形成するために使用される材料は、非常に軟らかいものから硬いものまで硬度が異なり、また、様々な環境に耐えるように設計されている。電気セルをポッティングする際に使用するためのポッティング化合物は、例えば車両で使用することを意図したバッテリモジュールに対して、機械的安定性及び耐衝撃性を提供するように設計され得る。最小限の重量をバッテリモジュールに加えながら、機械的安定性を電気セルに提供する、ポッティング化合物が望まれている。また、機械的安定性を電気セルに提供し、かつ難燃性である、バッテリモジュールで使用するためのポッティング化合物も望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】米国特許出願公開第２０１１／１９２５６４号明細書
【特許文献2】米国特許出願公開第２０１１／２５０４７５号明細書
【特許文献3】米国特許出願公開第２０１２／００３５０８号明細書
【特許文献4】米国特許出願公開第２０１２／１８３８１９号明細書
【特許文献5】特開２０１１－１４８９０３号公報
【発明の概要】
【0005】
本明細書では、電気セル及び電気セルと関連付けられたポッティング化合物を備える、バッテリモジュールを開示する。ポッティング化合物は、難燃剤成分、イソシアネート反応性化合物及び水を有する第１の成分、及び、イソシアネート化合物を有する第２の成分、で形成される。ポッティング化合物は、硬化後のフォームである。
【0006】
ポッティング化合物は、ＵＬ９４「プラスチックス材料燃焼性試験（Test for Flammability of Plastics）」によって測定したときに、少なくともＶ２レベルの耐燃性を有し得る。ポッティング化合物は、０．５０ｇ／ｃｍ３未満のフォーム密度を有し得る。難燃剤成分は、ポッティング化合物の合計重量に基づいて、少なくとも１５重量％の量で存在し得る。難燃剤成分は、ポッティング化合物の合計重量に基づいて、少なくとも３０重量％の量で存在し得る。ポッティング化合物を形成するように構成されたポッティング組成物は、電気セルの周囲で水平高さに安定するように、硬化前に十分な流動性を有し得る。
【0007】
第１の成分は、１超～１００，０００ｃｐ未満の粘度を有し得る。第２の成分は、約２５℃～約３５℃の温度で、１超～５０，０００ｃｐ未満の粘度を有し得る。第１の成分は、１超～１，５００ｃｐ未満の粘度を有し得る。第２の成分は、約２５℃～約３５℃の温度で、１超～１，０００ｃｐ未満の粘度を有し得る。
【0008】
また、ポッティング化合物内に位置決めされた電気セルを備えるバッテリモジュールも本明細書で開示する。ポッティング化合物は、イソシアネート反応性化合物を有する第１の成分、及びイソシアネート化合物を有する第２の成分の反応生成物から形成され得る。ポッティング化合物は、発泡剤、及びポッティング化合物の合計重量に基づいて約１５重量％～約６０重量％の量で存在する液体難燃剤成分を更に含み得る。
【0009】
液体難燃剤は、リン酸エステルを含み得る。イソシアネート反応性化合物は、ポリエーテルポリオールであり得る。イソシアネート反応性化合物は、３以上のイソシアネート反応性官能価を有し得る。イソシアネート化合物は、２以上の平均イソシアネート官能価を有し得る。
【0010】
第１の成分は、１超～１００，０００ｃｐ未満の粘度を有し得る。第２の成分は、約２５℃～約３５℃の温度で、１超～５０，０００ｃｐ未満の粘度を有し得る。第１の成分は、１超～１，５００ｃｐ未満の粘度有し得る。第２の成分は、約２５℃～約３５℃の温度で、１超～１，０００ｃｐ未満の粘度を有し得る。
【0011】
本明細書ではまた、ポリウレタンフォームポッティング化合物内に位置決めされた第１の電気セルを備えるバッテリモジュールも開示する。ポッティング化合物は、０．５０ｇ／ｃｍ３未満の密度を有する。フォームポッティング化合物は、ＵＬ９４「プラスチックス材料燃焼性試験」によって測定したときに、少なくともＶ２レベルの耐燃性を有し得る。ポッティング化合物は、第１の電気セルと第１の電気セルの周囲に位置決めされたバッテリモジュールケースとの間で実質的に水平高さに分散するように、硬化前に十分な流動性を有するポッティング組成物から形成され得る。
【0012】
複数の実施形態が開示されるが、本開示の例示的実施形態を示し、説明する以下の詳細な説明から、本開示の更に他の実施形態が当業者に明らかになるであろう。したがって、図面及び詳細な説明は、事実上例示的なものであり、制限的なものではないとみなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】特定の実施形態による、バッテリモジュールの斜視図である。
【図2】いくつかの実施形態による、バッテリモジュールの上面図である。
【図3】いくつかの実施形態による、バッテリモジュールの正面図である。
【図4】特定の実施形態による、バッテリモジュールの斜視図である。
【図5】いくつかの実施形態による、バッテリモジュールの上面図である。
【図6】いくつかの実施形態による、バッテリモジュールの分解図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本明細書では、低密度かつ難燃性であるポッティング化合物を開示する。ポッティング化合物は、ＵＬ９４「プラスチックス材料燃焼性試験」によって測定したときに、少なくともＶ２レベルの耐燃性を有する。いくつかの場合では、ポッティング化合物は、ＵＬ９４「プラスチックス材料燃焼性試験」によって測定したときに、少なくともＶ１レベルの耐燃性を有し得る。いくつかの実施形態では、ポッティング化合物は、ＵＬ９４「プラスチックス材料燃焼性試験」によって測定したときに、少なくともＶ０レベルの耐燃性を有し得る。
【0015】
ポッティング化合物は、液体として適用され、硬化してポッティング化合物を形成する、ポッティング組成物から形成され得る。ポッティング組成物は、ポッティング組成物が電気セルの周囲に液体として適用され、次いで、電気セルの周囲で実質的に水平高さに安定することを可能にするように、硬化前に十分な流動性を有する。本明細書で開示するポッティング組成物は、液体として適用され、硬化してポッティング化合物を形成する前に、電気セルの周囲に、及び隣接する電気セルの間を通って流れることができる。ポッティング化合物は、電気セルをポッティングし、軽量であるバッテリモジュールを形成するのに有用である。ポッティング化合物は、電気セルをポッティングし、硬化後の機械的安定性及び難燃性を提供するのに有用である。
【0016】
ポッティング化合物は、シリコーン、エポキシ、例えば１成分若しくは２成分エポキシ樹脂、又はポリウレタンを含む、硬化したときにフォームを形成する材料から形成され得る。いくつかの実施形態では、ポッティング化合物は、ポリウレタンフォームを含む。ポッティング化合物は、硬化前に液体であり、フォームとして硬化して硬くなり、ポッティング化合物を形成する、ポリウレタン組成物から形成され得る。いくつかの実施形態では、ポッティング化合物は、低密度を有し、難燃剤を含むポリウレタンフォームから形成される。
【0017】
本明細書で使用するとき、フォームとは、物質の全体にわたる空洞を画定するバルク材料から形成された物質として定義される。空洞には、空気、酸素、二酸化炭素、窒素、又は任意の好適なガスなどの、ガスを充填することができる。空洞は、バルク材料の全体にわたってセル構造を形成する。例えば、ポッティング組成物は、互いに反応する成分で形成された液体混合物とすることができ、液体全体にわたって気泡を形成するガスを放出することができる。液体ポッティング組成物は、硬化したときに硬くなって、固体物質の全体にわたる空洞を有する固体物質である固体のポッティング化合物を形成する。空洞は、固体物質がセル構造のないバルク材料で完全に形成された場合よりも低い密度を有する固体物質をもたらす。フォームは、クローズドセル又はオープンセルとすることができる。クローズドセルとは、固体材料によって完全に取り囲まれた別々のポケットを形成する空洞を有するフォームを指す。オープンセルとは、互いに接続されたポケットを形成する空洞を有するフォームを指す。
【0018】
いくつかの場合では、低密度ポッティング化合物を、膨張した又は膨張していないマイクロバルーン、例えばシンタクチックフォームを含むバルク物質によって形成され得ることが更に想到される。例えば、ガス充填中心を画定するビーズ又は気泡などの三次元形状を形成するために、ガラス又はポリマー材料から形成された固体粒子が使用され得る。ビーズ又は気泡は、ビーズ又は気泡を硬化させて閉じ込めることができるバルク物質の全体にわたって分散させることができ、したがって、硬化したポッティング化合物の全体的な密度を減少させる。
【0019】
硬化後に、フォームであるポッティング化合物は、液体であるポッティング組成物の密度よりも低い密度を有する。いくつかの実施形態では、ポッティング化合物は、硬化後に、約０．６０ｇ／ｃｍ３未満、約０．５０ｇ／ｃｍ３未満、約０．４０ｇ／ｃｍ３未満、約０．３０ｇ／ｃｍ３未満、約０．２０ｇ／ｃｍ３未満、約０．１０ｇ／ｃｍ３未満、又は約０．０５ｇ／ｃｍ３未満の密度を有する。例えば、ポッティング化合物は、約０．０２ｇ／ｃｍ３、約０．０５ｇ／ｃｍ３、約０．１０ｇ／ｃｍ３、約０．２０ｇ／ｃｍ３から、約０．３０ｇ／ｃｍ３、約０．４０ｇ／ｃｍ３、若しくは０．５０ｇ／ｃｍ３のフォーム密度、又は任意の一対の上記の値の間の密度を有するフォームであり得るが、追加的な密度を有するポッティング化合物が更に想到される。
【0020】
ポッティング組成物は、第２の成分と反応する第１の成分から形成された２成分型組成物であり得る。第１の成分又は第２の成分のうちの少なくとも１つは、難燃剤を含有し得る。第１の成分及び第２の成分は、熱可塑性ポリウレタン成分（ＴＰＵ）を形成するように選択され得る。第１の成分及び第２の成分を混合した後に、ポッティング組成物は、ポリウレタン成分と液体難燃剤成分との配合物であり得る。第１の成分及び／又は第２の成分はまた、１種又は２種以上の追加的な添加剤も含有し得る。
第１の成分
第１の成分
【0021】
第１の成分は、室温（約２５℃～約３５℃）で液体である。例えば、第１の成分は、室温で、１超～１００，０００センチポアズ（ｃＰ）未満の粘度を有する。いくつかの実施形態では、第１の成分は、約１００ｃＰ、約２００ｃＰ、約３００ｃＰ、又は約４００ｃＰから、約１１００ｃＰ、約１２００ｃＰ、約１３００ｃＰ、又は約１４００ｃＰ、約１０，０００、約２０，０００、約３０，０００、約４０，０００の、又は１００，０００もの大きさの粘度、又は任意の一対の上記の値の間の粘度を有するが、代替的な粘度を有する成分が更に想到される。
【0022】
第１の成分は、１種又は２種以上のイソシアネート反応性化合物を含む。イソシアネート反応性化合物は、活性水素、例えばアミン、アルコール、又はチオールを含有する化合物であり得る。第１の成分は、２以上の官能価を有するイソシアネート反応性化合物を含む。好適なイソシアネート反応性化合物は、３以上の官能価を有するものである。好適なイソシアネート反応性化合物は、室温で液体であるものである。好適なイソシアネート反応性化合物は、室温で低粘度を有するものである。例えば、好適なイソシアネート反応性化合物は、室温で、１超から、約８００ｃＰ未満、約７００未満ｃＰ、約６００ｃＰ未満、又は約５００ｃＰ未満の粘度を有し得る。イソシアネート反応性化合物の好適な例としては、室温（約２５℃～約３５℃）で、約２００ｃＰ未満、約１９０ｃＰ未満、約１８０ｃＰ未満、又は約１７０ｃＰ未満の粘度を有するものが挙げられる。
【0023】
イソシアネート反応性化合物は、ポリオールであり得る。イソシアネート反応性化合物は、２種以上のポリオールの組み合わせであり得る。例えば、イソシアネート反応性化合物は、ジオールポリオール、トリオールポリオール、テトラポリオール、又は高次ポリオール、及びこれらの組み合わせであり得る。イソシアネート反応性化合物として使用され得るポリオールの好適な例として、室温で低粘度を有するものが挙げられる。
【0024】
ポリオールは、ポリエーテルポリオール及びポリエステルポリオールからなる群から選択され得る。好適なポリエーテルポリオールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリブチレングリコールなどのポリオキシアルキレンポリオール、並びにそれらの混合物及び組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、好適なポリエーテルは、約２００、約３００、約４００、約６００から、約８００、約１，０００、約４，０００、又は約６，０００の数平均分子量（Ｍｎ）、又は任意の一対の上記の値の間の分子量を有し得るが、追加的な分子量を有するポリエーテルが更に想到される。
【0025】
いくつかの実施形態では、好適なポリオールとしては、置換又は非置換ポリアルキレンエーテルグリコール又はポリヒドロキシポリアルキレンエーテルを含むポリヒドロキシエーテル；ポリヒドロキシポリエステル；ポリオールのエチレン又は酸化プロピレン付加物及びグリセロールの置換エステル；インシトゥで重合したポリマーポリオール、例えばある割合のビニルモノマーを含有するグラフトポリオール；並びにこれらの混合物及び組み合わせが挙げられ得る。好適なポリオールの更なる例としては、ポリ（ジエチレングリコールアジペート）が挙げられる。
【0026】
いくつかの実施形態では、ホモポリマー及びポリオキシアルキレンのコポリマーが使用され得る。いくつかの実施形態では、ポリオキシアルキレンポリオールのコポリマーとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、２－エチルヘキサンジオール－１，３、グリセリン、１，２，６－ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、トリス（ヒドロキシフェニル）プロパン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミンを含む少なくとも１種の化合物の付加物；並びに酸化エチレン、酸化プロピレン、及び酸化ブチレンを含む１種の化合物が挙げられ得る。
【0027】
いくつかの実施形態では、好適なポリエステルポリオールは、約２～約１５個の炭素原子を有する１種又は２種以上の多価アルコールと、約２～約１４個の炭素原子を有する１種又は２種以上のポリカルボン酸との反応から形成することができる。好適な多価アルコールの例として、エチレングリコール、１，２－プロピレングリコール及び１，３－プロピレングリコールなどのプロピレングリコール、グリセロール、ペンタエリトリトール、トリメチロールプロパン、１，４，６－オクタントリオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ドデカジオール、オクタンジオール、クロロペンタンジオール、グリセロールモノアルキルエーテル、グリセロールモノエチルエーテル、ジエチレングリコール、２－エチルヘキサンジオール、１，４－シクロヘキサンジオール、１，２，６－ヘキサントリオール、１，３，５－ヘキサントリオール、１，３－ビス－（２－ヒドロキシエトキシ）プロパン、及び類似する成分が挙げられる。
【0028】
いくつかの実施形態では、イソシアネート反応性化合物は、第１の成分の総重量に基づいて、約２０パーセント、約３０パーセント、又は約４０パーセントから、約７０パーセント、約８０パーセント、約９０パーセント、又は約１００パーセントの重量パーセントで、又は任意の一対の上記の値の間の重量パーセントで、第１の成分中に存在する。好ましい実施形態では、イソシアネート反応性化合物は、第１の成分の総重量に基づいて、約２０パーセント、約２５パーセント、又は約３０パーセントから、約３５パーセント、約４０パーセント、約４５パーセント、又は約５０パーセントの重量パーセントで、又は任意の一対の上記の値の間の重量パーセントで、第１の成分中に存在する。１種を超えるイソシアネート反応性化合物を有する実施形態では、第１の成分中に存在する全てのイソシアネート反応性化合物の合計量は、第１の成分の総重量に基づいて、約２０パーセント、約３０パーセント、又は約４０パーセントから、約７０パーセント、約８０パーセント、約９０パーセント、又は約１００パーセントの組み合わせ重量パーセント、又は任意の一対の上記の値の間の重量パーセントを有する。
【0029】
ポリウレタンポッティング組成物を形成するために使用され得る好適な市販のポリオールとしては、ポリＧ ３０－２４０の商品名で販売されているトリオールポリエーテルポリオール（Ｈｏｕｓｔｏｎ、ＴＸにあるＭｏｎｕｍｅｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｇｒｏｕｐから入手可能）、商品名ＶＯＲＡＮＯＬ ２３０－２３８の商品名で販売されているトリオールポリエーテルポリオール（Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩにあるＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）、及びＡＲＣＯＬ ＬＨＴ－２４０の商品名で販売されているポリエーテルポリオール（Ｌｅｖｅｒｋｕｓｅｎ、ＧｅｒｍａｎｙにあるＣｏｖｅｓｔｒｏ ＡＧ）が挙げられる。
第２の成分
第２の成分
【0030】
第２の成分は、室温（約２５℃～約３５℃）で液体である。第２の成分は、室温で、１超～５０，０００未満センチポアズ（ｃＰ）の粘度を有する。例えば、第２の成分は、室温（約２５℃～約３５℃）で、約４０ｃＰ、約６０ｃＰ、約８０ｃＰ、又は約１００ｃＰから、約６００ｃＰ、約７００ｃＰ、約８００ｃＰ、約９００ｃＰ、約１０００、約１０，０００、約２０，０００、約３０，０００、又は約５０，０００もの大きさの粘度、又は任意の一対の上記の値の間の粘度を有し得るが、代替的な粘度を有する成分が更に想到される。好ましい実施形態では、第２の成分は、室温で、２００ｃＰ以下の粘度を有する。
【0031】
第２の成分は、イソシアネート化合物を含む。イソシアネート化合物は、２以上の平均イソシアネート官能価を有する。好適なイソシアネート化合物としては、室温（約２５℃～約３５℃）で３００ｃＰ以下、約２００ｃＰ以下、又は約１００ｃＰ以下の粘度を有するものを含む、室温で液体であるものが挙げられる。いくつかの実施形態では、イソシアネート化合物は、モノマーであり得る。いくつかの実施形態では、イソシアネート化合物は、プレポリマーであり得る。例えば、イソシアネート化合物は、イソシアネート末端オリゴマーなどのイソシアネート化合物と反応するポリマーであり得る。いくつかの実施形態では、イソシアネート化合物は、ポリメリックイソシアネートであり得る。
【0032】
好適なイソシアネート化合物としては、芳香族ジイソシアネートなどの芳香族イソシアネート、又は脂肪族ジイソシアネートなどの脂肪族イソシアネートが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、イソシアネート化合物は、イソシアネートによって置換された、１～１０個の脂肪族基又は芳香族基を有する。
【0033】
好適なイソシアネート化合物としては、その異性体を含むジフェニルメタンジイソシアネート、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、水素化メチレンジフェニルイソシアネート（ＨＭＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ポリメリックメチレンジフェニルイソシアネート、ジフェニルメタン－４，４’－ジイソシアネート、ジフェニルメタン－２，２’－ジイソシアネート、ジフェニルメタン－２，４’－ジイソシアネート、及び他のオリゴマーメチレンイソシアネートなどのメチレンジフェニルイソシアネート化合物；その異性体を含むトルエンジイソシアナート化合物（ＴＤＩ）、テトラメチルキシレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、ナフチレンジイソシアネートの異性体、トリフェニルメタントリイソシアネートの異性体、並びにこれらの混合物及び組み合わせが挙げられるが、追加的なイソシアネートが更に想到される。いくつかの例では、例えば水素化芳香族ジイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、又はシクロ脂肪族ポリイソシアネートを含む、脂肪族ジ、トリ、及びポリイソシアネートもまた、好適なイソシアネート化合物であるが、追加的なイソシアネートが更に想到される。市販されている好適なイソシアネート化合物としては、ＩＳＯＮＡＴＥ １４３Ｌの商品名で販売されている変性液体ＭＤＩ（Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩにあるＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）、又はＲＵＢＩＮＡＴＥ Ｍの商品名で販売されているポリメリックＭＤＩ（Ｗｏｏｄｌａｎｄｓ、ＴＸにあるＨｕｎｔｓｍａｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能）が挙げられる。
【0034】
いくつかの実施形態では、イソシアネート化合物は、第２の成分の総重量に基づいて、約２０パーセント、約３０パーセント、又は４０パーセントから、約７０パーセント、約８０パーセント、約９０パーセント、又は約１００パーセントの重量パーセントで、又は任意の一対の上記の値の間の重量パーセントで、第２の成分中に存在する。好ましい実施形態では、イソシアネート化合物は、第２の成分の総重量に基づいて、約５０パーセント、約５５パーセント、又は約６０パーセントから、約７０パーセント、約７５パーセント、約８０パーセント、又は約８５パーセントの重量パーセントで、又は任意の一対の上記の値の間の重量パーセントで、第２の成分中に存在する。１種を超えるイソシアネート化合物を有する実施形態では、第２の成分中に存在する全てのイソシアネート化合物の合計量は、第２の成分の総重量に基づいて、約２０パーセント、約３０パーセント、又は約４０パーセントから、約７０パーセント、約８０パーセント、約９０パーセント、又は約１００パーセントの組み合わせ重量パーセント、又は任意の一対の上記の値の間の重量パーセントを有する。
発泡剤
発泡剤
【0035】
ポッティング組成物は、発泡剤を含む。好適な発泡剤は、ポッティング組成物の残留成分と反応して、ポッティング化合物が硬化したときに空洞を形成するガスのポケットをポッティング組成物内に作成することができるものである。化学発泡剤としては、水、（例えば、ビニルのための）アゾジカルボンアミド、熱可塑性フォーム及びエラストメリックフォームのためのヒドラジン及び他の窒素系材料、並びに熱可塑性発泡体のための重炭酸ナトリウムが挙げられる。いくつかの実施形態では、発泡剤は、ガスであり得る。例えば、発泡剤は、バッテリポッティング組成物内に注入して、ポッティング組成物の成分が混合された時点で、ポッティング組成物内にガスのポケットを作成するガスであり得る。バッテリポッティング組成物内に注入することができる好適な発泡剤としては、窒素又は二酸化炭素が挙げられる。
【0036】
いくつかの実施形態では、発泡剤は、液体であり得る。いくつかの実施形態では、発泡剤は、水である。例えば、ポッティング化合物がポリウレタンから形成される場合は、ポリウレタン成分が混合されるときに、ポリウレタン形成成分と反応して、二酸化炭素ガスを形成するために、水を含み得る。二酸化炭素ガスは、液体ポッティング組成物内に気泡を形成する。気泡は、ポリウレタンが硬化して硬くなった後にその中に空洞を形成し、フォームポッティング化合物をもたらす。いくつかの実施形態では、発泡剤は、第１の成分の総重量に基づいて、０超、約０．１パーセント、約０．５パーセント、約１．０パーセントから、約１．５パーセント、約２．０パーセントから、約２．５パーセント、又は約３．０パーセントの重量パーセント、又は任意の一対の上記の値の間の重量パーセントで、ポッティング組成物中に存在する。いくつかの実施形態では、発泡剤が第１の成分中に含まれ得る。例えば、いくつかの実施形態では、発泡剤は、第１の成分中に含まれる液体発泡剤であり得る。
難燃剤成分
難燃剤成分
【0037】
ポッティング組成物は、難燃剤成分を含む。難燃剤成分は、好ましくは、室温で液体である。いくつかの実施形態では、ポッティング組成物は、２種以上の難燃剤成分を含む。難燃剤成分は、第１の成分又は第２の成分の一方又は両方に存在し得る。いくつかの実施形態では、第１の成分は、第１の難燃剤成分を含み得、第２の成分は、第２の難燃剤成分を含み得る。
【0038】
好適な難燃剤成分としては、室温（約２５℃～約３５℃）で、約３０ｃＰ、約４０ｃＰ、約１００ｃＰ、約２００ｃＰ、約３００ｃＰ、又は約４００ｃＰから、約６００ｃＰ、約７００ｃＰ、約８００ｃＰ、又は９００ｃＰ、又は約２０００ｃＰの粘度、又は任意の一対の上記の値の間の粘度を有するものが挙げられ得るが、代替的な粘度を有する液体難燃剤が更に想到される。好適な液体難燃剤成分としては、室温で約３００ｃＰ以下の粘度を有するものが挙げられる。例えば、好適な液体難燃剤成分としては、室温で、約４０、約６０、又は約８０、又は約１００から、約１５０、約２００、約２５０、又は約３００の粘度、又は任意の一対の上記の値の間の粘度を有するものが挙げられるが、追加的な粘度を有する難燃剤が更に想到される。
【0039】
いくつかの実施形態では、難燃剤成分は、リン酸エステルを含む。難燃剤成分は、ハロゲン化リン酸エステルを含み得る。難燃剤成分は、臭素化リン酸エステル又は塩素化リン酸エステルの一方又は両方を含み得る。例えば、好適な液体難燃剤は、トリス（２－クロロイソプロピル）リン酸であり得る。
【0040】
難燃剤成分としては、臭素化ジオール、臭素化モノアルコール、臭素化エーテル、臭素化リン酸、及びこれらの組み合わせを含む臭素化有機化合物といった、他の例が挙げられ得る。好適な臭素化有機化合物としては、テトラブロモビスフェノール－Ａ、ヘキサブロモシクロドデカン、ポリ（アクリル酸ペンタブロモベンジル）、アクリル酸ペンタブロモベンジル、テトラブロモビスフェノールＡ－ビス（２，３－ジブロモプロピルエーテル）、トリブロモフェノール、ジブロモネオペンチルグリコール、トリブロモネオペンチルアルコール、リン酸トリス（トリブロモネオペンチル）、及び４，４’－イソプロピリデンビス［２－（２，６－ジブロモフェノキシ）エタノール］が挙げられ得る。
【0041】
いくつかの実施形態では、好適な市販の難燃剤成分は、（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯにあるＩＣＬ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓから）ＦＹＲＯＬ ＰＣＦの商品名で販売されている塩素化リン酸エステルであり得る。
【0042】
難燃剤成分は、第１の成分又は第２の成分のうちの少なくとも一方に存在する。難燃剤成分は、難燃剤成分が存在する成分（第１の成分又は第２の成分のいずれか）の合計重量に基づいて、０超パーセント、約１０パーセント、約２０パーセント、又は約３０パーセントから、約４０パーセント、約５０パーセント、又は約６０パーセント、約７０パーセントの重量パーセントで、又は任意の一対の上記の値の間の重量パーセントで、第１の成分又は第２の成分のうちの少なくとも一方に存在し得る。いくつかの実施形態では、難燃剤成分は、第１の成分及び第２の成分の両方に存在し得る。
【0043】
いくつかの実施形態では、ポッティング組成物の難燃剤成分の合計量は、ポッティング組成物の総重量に基づいて、約１５パーセント、約２０パーセント、約２５パーセント、又は約３０パーセントから、約４０パーセント、約４５パーセント、約５０パーセント、約５５パーセント、又は約６０パーセントの重量パーセントであるか、又は任意の一対の上記の値の間の重量パーセントである。例えば、第１の難燃剤成分は、第１の成分の合計重量に基づいて、約３０パーセント、約３５パーセント、又は約４０パーセントから、約４５パーセント、約５０パーセント、又は約５５パーセントの重量パーセントで、又は任意の一対の上記の値の間の重量パーセントで、第１の成分中に存在し得、第２の難燃剤成分は、第２の成分の総重量に基づいて、約２０パーセント、約２５パーセント、又は約３０パーセントから、約３５パーセント、約４０パーセント、又は約４５パーセントの重量パーセントで、又は任意の一対の上記の値の間の重量パーセントで、第２の成分中に存在し得る。
【0044】
いくつかの場合では、ポッティング組成物中の難燃剤成分の好適な量は、他の所望の特性を危殆化することなく、好適なレベルの難燃性を提供することが分かっている。例えば、いくつかの場合では、特定のフォーム化合物の剛性、硬度、柔軟性、耐久性、又は構造弾性は、高レベルの難燃剤が存在するときに不適当であり得る。いくつかの実施形態では、好適なレベルの難燃性を提供し、かつ適切に強いポッティング化合物を提供するための、ポリウレタンフォーム中の難燃剤成分の好適な重量パーセントは、ポッティング組成物の合計重量に基づいて、約２５パーセント、約３０パーセント、又は最低約３５パーセントから、約４０パーセント、約４５パーセント、又は約５０パーセントであり得る。
任意の追加的な添加剤
任意の追加的な添加剤
【0045】
ポッティング組成物は、第１の成分及び／又は第２の成分を形成するための別々の構成要素として、又は上で説明した成分の１種又は２種以上に混合されるものとして、追加的な添加剤を随意に含むことができる。任意の追加的な添加剤は、ポッティング組成物の合計重量に基づいて、０超、約０．１、約０．５、又は約１から、約５、約１０、約２０パーセント、又は約３０パーセントの重量パーセントで、又は任意の一対の上記の値の間の重量パーセントで、ポッティング組成物中に存在し得る。随意の追加的な添加剤の重量パーセンテージを、存在する全ての追加的な添加剤の組み合わせた全体に、又は別個に各追加的な添加剤に適用することができる。
【0046】
第１の成分又は第２の成分のどちらか又は両方に加えることができる追加的な添加剤のいくつかの例としては、架橋剤、鎖延長剤、湿潤剤、チキソトロップ、成核剤、界面活性剤、希釈剤、沈降防止剤、難燃性エンハンサ、並びにこれらの成分及び組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、任意の追加的な添加剤としては、ワックス、離型剤、酸化防止剤、補強充填剤、色素、熱安定剤、ＵＶ安定剤、可塑剤、レオロジー改質剤、加工助剤、潤滑油、離型剤、又は、これらの成分若しくは組み合わせが挙げられる。好適な補強充填剤としては、鉱物充填剤及びガラスファイバが挙げられる。
【0047】
追加的な成分の更なる例としては、触媒が挙げられる。ポリウレタンポッティング組成物の例では、当業者に知られている任意の従来の触媒を使用して、イソシアネート化合物と、イソシアネート反応性化合物及び残留成分とを反応させることができる。好適な触媒としては、トリオール触媒、テトラポリオール触媒、又は第三級アミン触媒が挙げられるが、これらに限定されない。好適な触媒の更なる例としては、アルキル部分が１～約２０個の炭素原子を有するビスマス又はスズなどの、様々なアルキルアミン、アルキルエーテル、又はアルキルチオールエーテルが挙げられる。いくつかの例としては、オクタン酸ビスマス、ラウリン酸ビスマス、などが挙げられる。他の触媒としては、オクタン酸第一スズ、ジオクタン酸ジブチルスズ、ジラウリン酸ジブチルスズ、などの様々なスズ触媒が挙げられる。
【0048】
ポリウレタンポッティング組成物の例では、存在する触媒の量は、バッテリポッティング組成物の合計重量に基づいて、０超、約０．０２、約０．０５、又は約０．１から、約０．２５、約０．７５、又は約１パーセント、又は任意の一対の上記の値の間の重量パーセントであり得る。いくつかの実施形態では、架橋剤又は湿潤剤は、０超、約０．１、約０．５、又は約１から、約１、約５、約７、又は約１０パーセントで、又は任意の一対の上記の値の間の重量パーセントで、ポッティング組成物中に存在し得る。いくつかの実施形態では、例えばフォーム構造を安定させるのを、又は湿潤させるのを補助するのに好適な界面活性剤は、ポッティング組成物の合計重量に基づいて、０超、約０．１、約０．５、又は約１から、約２、約３、又は約４パーセントで、又は任意の一対の上記の値の間の重量パーセンテージで、ポッティング組成物中に存在し得る。いくつかの実施形態では、成核剤は、バッテリポッティング組成物の合計重量に基づいて、０超、約０．１、又は約０．５から、約１、約１．５、又は約２パーセントの重量パーセントで、又は任意の一対の上記の値の間の重量パーセントで、バッテリポッティング組成物中に存在し得る。
【0049】
第１の成分及び第２の成分は、難燃剤成分を有するポッティング組成物を形成するように組み合わせられる。例えば、フォームポッティング組成物を形成するために使用されるポリウレタンの実施形態では、第１の成分及び第２の成分は、ポリウレタンを形成するように構成される。ポリウレタンは、ポッティング組成物の総重量に基づいて、約３０パーセント、約４０パーセント、又は約５０パーセントから、約６０パーセント、約７０パーセント、又は約８０パーセントの重量パーセントで、又は任意の一対の上記の値の間の重量パーセントで、ポッティング組成物中に存在し得る。いくつかの場合では、ポッティング組成物中に存在するポリウレタンの量を算出するための１つの技術は、出発成分に基づく理論計算を使用することである。ポリウレタンを形成する（出発成分が収率１００％のポリウレタンを生成するためのものであった場合）、全ての成分の重量パーセンテージが合計される。次いで、そうした成分の合計量を、ポッティング組成物中のポリウレタン重量パーセントに到達するためのポッティング組成物の合計量の重量パーセントとしてとる。
【0050】
第１の成分と第２の成分とを反応させるために、任意の既知のプロセスが使用され得る。ポリウレタンポッティング組成物を含む実施形態では、第１の成分及び第２の成分を組み合わせてポリウレタンフォームを作製するために、任意の既知の方法が使用され得る。いくつかの実施形態では、組み合わせるための方法は、全ての反応物をバケット又は反応器などの混合容器中で混合して、反応させる、及び／又は適用する、「ワンショット」プロセスであり得る。
【0051】
いくつかの実施形態では、イソシアネート化合物と、イソシアネート反応性成分の合計当量との重量の比率は、約０．６０、約０．６５、約０．７０、又は約０．７５から、約０．８０、約０．８５、約０．９０、又は約０．９５、又は任意の一対の上記の値の間の比率であり得る。いくつかの実施形態では、イソシアネート化合物と、イソシアネート反応性化合物との比率は、イソシアネート反応性化合物上のイソシアネート反応基の合計数に対する過剰な反応性イソシアネート等価物が使用されるように選択される。
【0052】
いくつかの実施形態では、第１の成分のポリオールは、約１０パーセント、約２０パーセント、約３０パーセント、約４０パーセントから、約５０パーセント、約６０パーセント、約７０パーセント、又は約８０パーセント、又は任意の一対の上記の値の間の重量パーセントで、ポッティング組成物中に存在し得る。
【0053】
図１は、例示的なバッテリモジュール１０の斜視図である。図１に示されるように、バッテリモジュール１０は、電気セル２０と、バッテリケース２２と、を含む。いくつかの実施形態では、電気セル２０は、バッテリケース２２内に位置決めされ、ポッティング化合物２４内にポッティングされ得る。電気セル２０は、一般に、底部３０、頂部３２、及びそれらの間に画定された長さを有する、任意の適切な形状であり得る。バッテリケース２２は、一般に、底部３６、頂部３８、及びそれらの間に画定された壁４０を有する、電気セル２０を保持するための任意の適切な形状であり得る。バッテリケース２２の底部３６は、内面及び外面を画定し、バッテリケースの壁４０は、内面及び外面を画定する。バッテリケース２２は、内部容積を有する密閉空間を画定する。ポッティング化合物２４は、バッテリケース２２内に位置決めされ、バッテリケース２２の内部容積の一部分を占める。ポッティング化合物２４は、一般に、頂部４２、底部４４、及びその間に画定された高さを有する。
【0054】
図２は、図１に示されるバッテリモジュール１０の上面図である。図２に示されるように、バッテリケース２２は、電気セル２０、及びワイヤ又は接続部などの他の構成要素を取り囲むのに十分大きい密閉空間を形成する。閉鎖空間は、バッテリケース２２の内部容積を画定する。バッテリケース２２の底部３６は、閉鎖することができ、また、閉鎖空間の任意の内容物も含有することができる。バッテリケース２２の頂部３８は、開口部を画定することができる。頂部３８及び／又は開口部は、カバーを受容するように成形及びサイズ決定され得、カバーは、バッテリケース２２の外部から密閉空間の内部容積を分離するために閉鎖することができる。カバーは、バッテリケース２２の外部から密閉空間の内部容積を封止して、流体又は炎などの潜在的危険源の侵入を防止するように構成され得る。バッテリケース２２は、機械的又は構造的な支持を電気セル２０に提供するように設計及び構成され得る。バッテリケース２２はまた、電気セル２０に損傷を与え得る湿気、熱、寒さ、又は任意の他の潜在的要因からの保護を提供するように構成され得る。
【0055】
示されるように、１つの可能な配設では、電気セル２０は、円筒として成形され得る。更なる実施例では、電気セル２０は、必要に応じて、立方体、球体、角錐などのような、任意の適切な形状に形成又はサイズに形成することができる。図１に示される電気セルは、底部３０、頂部３２、及び底部３０と頂部３２との間に延在する壁を有する、円筒として成形される。底部３０は、所望の配向に応じて、電気セル２０の陽極端子であり得るか、又は負極端子であり得る。示されるように、電気セル２０の底部３０は、ポッティング化合物２４内に位置決めされる。ポッティング化合物２４は、バッテリケース２２の内部容積の一部分を占め、また、バッテリケース２２の底部３６から頂部３８に向かって壁４０に沿った様々な地点において、実質的に等しい距離だけ延在する。
【0056】
電気セルは、バッテリを形成するために使用され得る。例えば、複数の電気セルを組み合わせて、単一の電気セルよりも高い電圧又はアンペアを有する単一のバッテリが形成され得る。
【0057】
図３は、電気セル５２を含むバッテリモジュール５０の正面図である。電気セル５２の各々は、底部６０と、頂部６２と、長さを画定するそれらの間の壁と、を有する。電気セル５２は、バッテリケース５４内に位置決めされ得る。電気セル５２は、各電気セルと、隣接する電気セルとの間に空隙８０を画定する。空隙８０は、幅を有する。バッテリケース５４は、底部６６と、頂部６８と、それらの間の壁７０と、を有する。底部６６及び壁７０は、密閉空間を画定する。バッテリケース５４の密閉空間は、内部容積を画定する。バッテリケース５４の内部容積は、電気セル５２及びポッティング化合物５６を受容するための好適な容積を有する。ポッティング化合物５６は、底部８２と、頂部８４と、それらの間の高さ８６と、を有する。ポッティング化合物５６の底部８２は、バッテリケース５４の底部６６の内面に隣接している。示されるように、ポッティング化合物５６の頂部８４は、バッテリケース５４の底部６６と頂部６８との間にある。典型的に、ポッティング化合物５６の頂部８４は、電気セル５２の頂部６２よりも低いが、代替的な配設では、電気セル５２の頂部６２が、ポッティング化合物５６の頂部８４よりも低くなり得ることが想定される。
【0058】
示されるように、複数の電気セル５２は、互いに近接させて配設することができ、電気セル５２の各々は、同様に帯電した端子を同じ方向に向けて配向される。ワイヤは、電気セル５２の端部に取り付けられ得る。ワイヤは、電気セル５２からの電流を組み合わせて、例えば、組み合わせた電流又は電圧を有するバッテリを形成するように、電気通信で組み合わせられ得る。バッテリモジュール５０は、家庭電化製品、屋外用電気機器、又は自動車若しくはボートなどの車両、などのいくつかの用途のいずれかに給電するために使用され得る。
【0059】
電気セル５２を組み合わせてバッテリを形成するために、電気セル５２は、電気セル５２から電流を伝導するワイヤと接続される。電気セル５２は、しばしば、互いに隣り合わせて、例えば列に又は積み重ねて配設して、使い易くするための、及び／又はワイヤを電気セル端子に接続するための規則正しい配設を形成する。空間を節約するために、及びコンパクトなバッテリを形成するために、電気セル５２は、互いに隣接して位置決めされ得る。例えば、電気セル５２は、列に、又はグリッドとして配設することができ、正極端子及び負極端子は、同じ方向に配向される。電気セル５２は、規則正しい配設で位置決めし、バッテリケース５４内に含めることができるが、いくつかの実施例では、バッテリケース５４なしでバッテリモジュールが形成され得ることが想定される。例えば、電気セル５２は、例えばワイヤ、ストリング、バンドなどの代替的な固定装置を使用して、電気セル５２を束にして保持することができる。
【0060】
いくつかの場合では、いくつかの例として、例えばオートバイ、自動車、又はボートなどの車両の点火を開始するための、又はそれらに給電するためのバッテリの場合には、ポータブルなバッテリを有することが望ましい場合がある。バッテリがポータブルであることが望ましい場合では、典型的に、構造的に安定しており、かつ衝撃及び／又は振動などの力に耐えるようにしたバッテリを提供することが好ましい。また、いくつかの場合では、バッテリの通常動作温度以外の温度を含む、極端な温度に耐えるようにしたバッテリを提供することも望ましい。例えば、いくつかの場合では、バッテリは、高い熱を受ける場合があり、場合によって炎を生じ得る。１つの可能性のある炎源は、例えば電気短絡の結果として、又は電気セル壁の構造が危殆化した場合に、電気セルの１つ又は２つ以上であり得る。電気セル５２を保護するために使用され得る１つの例示的な装置は、ポッティング化合物５６である。ポッティング化合物５６は、頂部、底部、又は電気セルの壁の１つ又は２つ以上に沿って電気セル５２の周囲に位置決めされるなどの、電気セル５２と関連付けることができる。１つ又は複数の電気セル５２をポッティング化合物５６内に収容又は埋設することができ、これは、互いに対する空間関係で及び／又はバッテリケース５４に対する空間関係で電気セル５２を保持する。
【0061】
図３に示されるように、電気セル５２は、ポッティング化合物５６内に位置決めされる。ポッティング化合物５６は、電気セル５２の各々の周囲に位置決めされる。バッテリが複数の電気セル５２を含む場合では、ポッティング化合物５６は、各電気セルの周囲に、及び個々の電気セル５２の間に画定された空隙８０又は空間内に位置決めされ得る。バッテリがバッテリケース５４内に含まれる場合は、ポッティング化合物５６は、１つ又は複数の電気セル５２とバッテリケース５４との間に位置決めされ得る。ポッティング化合物５６は、好適な構造的又は機械的な支持を電気セル５２に提供するように位置決めされ得る。
【0062】
いくつかの場合では、漏出又は火が生じた際に、個々の電気セル５２が熱的及び／又は流体的に互いに隔離分離されるように、電気セル５２は、隣接する電気セル５２の間に好適な距離を伴って位置決めされ得る。いくつかの場合では、十分な衝撃の緩衝を提供して、電気セル５２への損傷を防止するために、ポッティング化合物５６の好適な厚さを隣接する電気セル５２の間に位置決めされるように、電気セル５２は、隣接する電気セル５２の間に好適な距離を伴って位置決めされ得る。隣接する電気セル５２及び／又はバッテリケース５４の間の空間又は空隙８０のサイズは、各電気セルのサイズ及び／又は重量、各電気セルの動作温度、各電気セルの寸法、並びにバッテリモジュール５０の使用意図が挙げられるが、これらに限定されない、いくつかの変数に基づいて選択することができる。いくつかの実施例では、隣接する電気セル間の空間のサイズは、０ｍｍ超、約０．２５ｍｍ、約０．５０ｍｍ、約０．７５ｍｍから、約１．０ｍｍ、約１．５ｍｍ、又は約２．０ｍｍ、又は任意の一対の上記の値の間の長さであり得るが、追加的な構成を有するバッテリモジュールが更に想到される。いくつかの実施例では、電気セルとバッテリケースとの間の空間のサイズは、０ｍｍ超、約１．０ｍｍ、約２．０ｍｍ、約３．０ｍｍから、約１０ｍｍ、約１２ｍｍ、又は約１４ｍｍであり得るが、追加的な構成を有するバッテリモジュールが更に想到される。
【0063】
いくつかの実施形態では、ポッティング化合物５６は、最初に、ポッティング組成物などの材料を、１つ又は２つ以上の電気セル５２を保持するためのポッティング化合物５６によって画定された空間を有する適切な形状に成形することによって形成することができる。ポッティング化合物５６は、ポッティング化合物５６がバッテリケース５４内に位置決めされるようにサイズ及び形状を有するポッティング組成物を成形すること、及び空間内に位置決めされた１つ又は２つ以上の電気セル５２を保持するために１つ又は２つ以上の空間を画定することによって形成され得る。
【0064】
いくつかの実施形態では、ポッティング化合物５６は、最初に、電気セル５２を、例えばワイヤと共に又はバッテリケース５４内に保持される、所望の最終位置に配設することによって形成することができる。電気セル５２は、モールド又は足場を使用して、互いとの空間関係で適所に保持することができる。電気セル５２は、電気セル５２を取り囲むモールド又は他のケース内で適所に保持され、位置決めされ得る。更なる実施例では、電気セル５２は、互いに対する空間関係で所望の最終位置に配設して、例えばバッテリケース５４の底部６６の内面に静置して、バッテリケース５４内に配置することができる。電気セル５２の所望の配設が達成された時点で、電気セル５２の周囲に、及び隣接する電気セル５２の間に画定された空隙８０又は空間を通してポッティング組成物を流すことによって、ポッティング化合物５６を形成することができる。ポッティング組成物は、隣接する電気セル５２の間に、及び電気セル５２とバッテリケース５４の壁７０との間に画定された空隙８０を通ってポッティング組成物が流れるように、液体として適用することができる。上で説明したように、ポッティング組成物は、適用された後に固体に硬化し、ポッティング化合物５６を形成する液体として適用されるように構成され得る。いくつかの実施形態では、ポッティング組成物は、ポッティング組成物が電気セル５２の周囲に、及び隣接する電気セル５２の間に画定された空隙８０を通って流れ、次いで、反応の完了後に硬くなる液体として適用されるように、反応性であり得る。
【0065】
ポッティング組成物は、隣接する電気セル５２の空隙８０を通って流れ、電気セル５２の周囲に、及び電気セル５２の間に画定された空隙８０又は空間内で水平高さに安定することができる。例えば、図３を参照すると、ポッティング組成物は、電気セル５２がその中に配設されたバッテリケース５４の中へ注入することができる。液体ポッティング組成物は、液体ポッティング組成物が、隣接する電気セル５２の間に、及び／又は電気セルとバッテリケース５４との間に、空隙８０によって画定された空間を通って流れることを可能にするように、硬化前に十分な流動性を有する。液体ポッティング組成物は、ポッティング化合物を形成するために、実質的に水平高さに安定するように、硬化前に十分な流動性を有する。
【0066】
本明細書で使用するとき、流動性とは、物質が特定の一組の条件の下で移動する容易性を指す。これらの条件のうちのいくつかとしては、物質の温度、物質の粘度、又は物質が通って流れることができる空間のサイズを挙げることができる。例えば、液体であるポッティング組成物の場合、液体の流動性は、注入されたときに液体がどのように振る舞うか、及び隣接する電気セルの間を、及び／又は電気セルとバッテリケースとの間をどのくらい良好に流れるか、を左右する。
【0067】
好ましい実施形態では、ポッティング組成物は、ポッティング組成物が硬化してポッティング化合物５６を形成する前に、ポッティング組成物を電気セル又は電気セル５２の周囲に注入し、電気セル又は電気セル５２の周囲で実質的に水平高さに安定させることができるように、十分な流動性を有する。すなわち、ポッティング組成物は、高さ８６まで分散するのに十分な流動性を有し、この高さは、ポッティング組成物が硬化して、ポッティング化合物を形成する前に、（例えば、バッテリケース５４の全体にわたる）電気セル５２の周囲の様々な位置で実質的に同じである。
【0068】
いくつかの実施形態では、実質的に水平高さを決定するために、ポッティング化合物５６の高さ８６を、ポッティング化合物の底部８２からポッティング化合物５６の頂部８４まで測定することができる。この高さは、ケースの２つの対向側部から等距離などの、ポッティング化合物５６の全体にわたる様々な位置（例えばバッテリケース５４の壁の近くで）で、バッテリケース５４の中心に向かって測定することができる。本明細書で使用するとき、実質的に水平高さとは、様々な位置のポッティング化合物の高さ８６の測定値が互いの２０パーセント以内にあることを意味する。
【0069】
いくつかの場合では、ポッティング化合物５６の実質的に水平高さを決定するための検査は、以下のとおりであり得る。互いに隣り合って配設された電気セル５２を有するバッテリモジュール５０などのバッテリに関して、電気セル５２が同じ長さであり、かつバッテリケース５４の底部及び／又は頂部から同じ距離に位置決めされている場合、ポッティング化合物５６が電気セル５２の各々の長さに沿ってほぼ同じ距離にあれば、ポッティング化合物は、実質的に水平高さにある。本明細書で使用するとき、ほぼ同じ距離とは、距離の測定値の各々が互いの２０パーセント以内であるものと定義される。いくつかの場合では、この試験を使用して、隣接する電気セル５２の間の各空隙８０の平均サイズが、例えば約１ｍｍ～約３ｍｍの幅であるときの、ポッティング化合物５６の実質的に水平高さが決定され得る。
【0070】
実質的に水平高さを形成するために十分な流動性を有するポッティング組成物を有することは、実質的に同じ高さで電気セルの各々を封入する、ポッティング化合物を形成する。これは、電気セルの各々の周囲に一貫した量の封入を提供する。これは、電気セル５２の好適な封入が、火又は炎を封じ込めるための好適な量の構造安定性及び／又は好適な量の難燃剤などの、好適なレベルの保護を確実にすることを確実にし得る。実質的に水平高さを有するポッティング化合物を有することは、バッテリモジュール５０の重量をバッテリモジュール５０の全体にわたってバランスさせるのを補助することができる。好適なバランス又は重量分布は、例えば移動車両において使用されるときに、バッテリモジュール５０の安定した状態を維持するのを補助する。適切にバランスさせたバッテリモジュールは、左右、前後、又は加速などの外力に応答して揺動又は傾動する傾向がより少なくなり得るので、車両における使用に好ましくなり得る。
【0071】
バッテリモジュールをよりポータブルにし得るので、また、バッテリモジュールを移動させるために必要なエネルギー量を低減させ得るので、低重量であるバッテリモジュールを有することが好ましくなり得る。例えば、電気自動車では、より重い実施形態と同じ電力量を生じることができる、より軽いバッテリモジュールを有することが有利であり得る。これを達成するための１つの選択肢は、同じタイプ及び数の電気セルを使用することであり得るが、他の構成要素の重量を低減させることであり得る。ポッティング化合物の密度を低減させることは、他の所望の品質を低減させることなく、ポッティング化合物の全体的な重量を低減させるのを補助し得る。また、難燃剤成分を有することは、バッテリモジュールからの無制御の火事の可能性を低減させるのも補助する。
【0072】
完全に硬化した後に、ポッティング化合物は、ある程度の弾力性を有し、それによって、バッテリモジュールの使用中にバッテリモジュールに付与される衝撃又は振動を緩和し得る。これは、電気セルの間の衝突及び／又はワイヤからの電気セルの取り外しによって生じる安全上の問題を防止するのを補助し得る。
【0073】
硬化したポッティング化合物は、ある程度の多孔性を有することができ、バッテリモジュールの安全性能を高めるために、１つの電気セルが安全上の問題及び漏出に関与した場合、流体又はガスなどの漏出材料が、隣接する電気セルの間に位置決めされたポッティング化合物によって封じ込められ、隔離されるように制御される。加えて、バッテリモジュールは、単純な構造、低密度、小さいサイズ、及び低コストといった利点を有する。
【0074】
低密度を有し、難燃剤を含有し、かつフォームであるポッティング化合物を開示する。ポッティング化合物は、バッテリモジュールを形成する際の使用に好適である。また、バッテリモジュールの全体にわたって実質的に水平高さを有するポッティング化合物を形成するための好適な流動性を有するポッティング組成物も開示する。
【0075】
図４は、例示的なバッテリモジュール１００の斜視図である。図４に示されるように、バッテリモジュール１００は、電気セル１２０と、バッテリケース１２２と、を含む。いくつかの実施形態では、バッテリモジュール１００は、１つを超える電気セル１２０を含む。電気セル１２０は、一般に、底部１３０、頂部１３２、及びそれらの間に画定された長さを有する、任意の適切な形状であり得る。バッテリケース１２２は、バッテリケース１２２内に電気セル１２０を位置決めするための任意の適切な形状であり得る。バッテリケース１２２は、一般に、底部１３６、頂部１３８、及びそれらの間に画定された壁１４０を有する、任意の好適な三次元形状であり得る。バッテリケース１２２の底部１３６は、内面及び外面を画定し、バッテリケース１２２の壁１４０は、内面及び外面を画定する。バッテリケース１２２は、内部容積を有する密閉空間を画定する。
【0076】
示されるように、電気セル１２０は、バッテリケース１２２内に位置決めされ得る。同じく示されるように、電気セル１２０は、ポッティング化合物１２４と関連付けられる。ポッティング化合物１２４は、バッテリケース１２２内に位置決めされ、バッテリケース１２２の内部容積の一部分を占める。
【0077】
いくつかの実施形態では、バッテリケース１２２は、電気セル１２０、及びワイヤ、端子、又は接続部などの他の構成要素を取り囲む密閉空間を形成する。密閉空間は、バッテリケース１２２の内部容積を画定する。バッテリケース１２２の頂部１３８は、開口部を画定し得る。頂部１３８は、カバーを受容するように成形及びサイズ決定され得、カバーは、バッテリケース１２２の外側から密閉空間の内部容積を分離するために閉鎖することができる。バッテリケース１２２は、機械的又は構造的な支持を電気セル１２０に提供するように構成され得る。バッテリケース１２２は、電気セル１２０への潜在的損傷、例えば湿気、熱、寒さ、化学薬品、衝撃、振動、パンク、又は炎からの保護を提供するように構成され得る。いくつかの実施形態では、バッテリケース１２２は、例えば、電気セル１２０の下側、第１の及び隣接する電気セル１２０の間、電気セル１２０の上側、又は電気セル１２０とバッテリケースの壁１４０との間を含む、電気セル１２０に対して相対的にポッティング化合物１２４を受容するように構成され得る。
【0078】
いくつかの実施形態では、電気セル１２０に対してポッティング化合物１２４を位置決めするための方法は、最初に、電気セル１２０をバッテリケース１２２の内側に位置決めすることを含む。１つ又は２つ以上の電気セル１２０は、隣接する電気セル１２０の間に画定された空隙１８０を有するバッテリケース内に共に位置決めされ得る。いくつかの実施形態では、空隙１８０は、電気セル１２０とバッテリケース１２２の壁１４０との間に画定され得る。いくつかの実施例では、ポッティング化合物１２４は、別々の容器内で準備し、次いで、バッテリケース１２２の中へ注入することができる。例えば、ポッティング化合物１２４の成分は、混合して、フォームを形成するように硬化可能である組成物を形成し、次いで、フォームを電気セル１２０の頂部１３２に適用することができる。ポッティング化合物１２４は、厚さを有するポッティング化合物１２４の層が電気セル１２０の頂部１３２の上に配置されるように加えることができる。いくつかの実施形態では、ポッティング化合物１２４は、隣接する電気セル１２０の間の空隙１８０内に位置決めすることができる。ポッティング化合物１２４は、壁１２０と電気セル１２０との間の空隙１８０内に位置決めすることができる。ポッティング化合物１２４は、ポッティング化合物１２４の頂部とバッテリケース１２２の頂部１３８との間に空間が画定されるように位置決めすることができる。いくつかの実施形態では、ある量のポッティング化合物１２４を、好適な予備成形された形状に硬化させることができ、予備成形された形状は、電気セル１２０に対する好適な位置でバッテリケース１２２の中へ加えることができる。
【0079】
図５は、例示的なバッテリモジュール２００の上面図である。バッテリモジュール２００は、互いに隣接して位置決めされた電気セル２２０を含む。図５に示されるように、電気セル２２０は、頂部２３８を有するバッテリケース２２２内に位置決めされる。バッテリケース２２２は、内部容積を画定する。示されるように、バッテリケース２２２は、バッテリケース２２２の頂部２３２と電気セル２２０の頂部２３２との間に空間を伴って、電気セル２２２をバッテリケース２２２の内部容積内に位置決めすることができるようにサイズ決定される。また、バッテリケース２２２の内部容積内に位置決めされたポッティング化合物２２４も示される。示されるように、ポッティング化合物２２４は、略平面形状を有し、電気セル２２０の頂部２３２に沿って延在する。ポッティング化合物２２４は、電気セル２２０の端子２９０をユーザが利用できるように構成することができる。いくつかの実施形態では、電気セル２２０は、電気セル２２０の頂部２３２に位置決めされた端子２９０を含む。ポッティング化合物２２４は、端子２９０の周囲に、及び電気セル２２０の頂部２３２とバッテリケース２２２の頂部２３８との間に位置決めすることができる。
【0080】
いくつかの実施形態では、電気セル２２０に対してポッティング化合物２２４を位置決めするための方法は、最初に、電気セル２２０をバッテリケース２２２の内側に位置決めすることを含む。ポッティング化合物２２４は、別々の容器内で準備し、次いで、バッテリケース２２２の中へ注入することができる。厚さを有するポッティング化合物２２４の層が、電気セル２２０の頂部２３２の上又は隣接する電気セル２２０の間のうちの少なくとも１つに配置されるように、好適な量のポッティング化合物２２４を加えることができる。いくつかの実施形態では、ポッティング化合物２２４の層が、端子２９０がポッティング化合物２２４の厚さを通して突出している状態で、電気セル２２０の頂部２３２を覆うのに好適な厚さを有するように、ポッティング化合物２２４を加えることができる。ポッティング化合物は、例えば端子２９０のポッティング又は封入などによって互いに対して電気セル２２０を保持することによって、電気セル２２０を互いに空間関係に維持することができる。
【0081】
図６は、例示的なバッテリモジュール３００の分解図である。バッテリモジュール３００は、互いに隣接して位置決めされた電気セル３２０を含む。いくつかの実施形態では、バッテリモジュール３００は、バッテリケース３２２を含む。電気セル２２０は、端子２９０が電気セル２２０の頂部２３２に位置決めされた状態で示されている。また、電気セル３２０と関連付けられたポッティング化合物３２４も示される。図６に示されるように、電気セル３２０は、一般に、平面形状を有することができる。示されるように、ポッティング化合物２２４の区画は、一般に、平面形状を有する。いくつかの構成において、ポッティング化合物３２４の区画は、隣接する電気セル３２０の間に位置決めすることができる。例えば、ポッティング化合物３２４の区画は、平面形状を有することができ、また、電気セル３２０の平面と平行に位置決めすることができる。
【0082】
いくつかの実施形態では、電気セル３２０に対してポッティング化合物３２４を位置決めするための方法は、最初に、互いに対して空間関係で電気セル３２０を位置決めすることを含み、次いで、ポッティング化合物３２４は、隣接する電気セル３２０の間に画定された空間の中へ位置決めすることができる。例えば、ポッティング化合物３２４は、隣接する電気セル３２０の間の空間に注入し、硬化させることができる。更なる一実施例として、ポッティング化合物３２４は、予備成形された区画の中へ硬化させ、形成することができ、次いで、隣接する電気セル３２０の間の空間に位置決めすることができる。好適な厚さを有するポッティング化合物３２４の区画が隣接する電気セル２２０の間に配置されるように、好適な量のポッティング化合物３２４を提供することができる。いくつかの実施形態では、ポッティング化合物３２４の区画が好適なレベルの耐燃性を提供するのに好適な厚さを有するように、ポッティング化合物２２４の区画を提供することができる。いくつかの実施形態では、ポッティング化合物３２０は、電気セル３２０の互いの空間関係を維持することができ、例えば、バッテリモジュール３００の衝撃又は振動を吸収する。
【実施例0083】
以下の非限定的な実施例は、本開示の様々な実施形態を更に例示するために含まれており、本開示の範囲を制限するものではない。
試験方法：
粘度試験
試験方法：
粘度試験
【0084】
粘度は、２０ｒｐｍのスピンドル速度、及び２５℃（７７°±２°Ｆ）の温度で、（Ｍｉｄｄｌｅｂｏｒｏ、ＭａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓにあるＡＭＥＴＥＫ Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄからの）Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計モデルＲＶＦによって測定する。スピンドルは、試験している組成物に依存して、番号１（最高５００ｃｐｓ）、番号２（最高２０００ｃｐｓ）、又は番号５（最高２０，０００ｃｐｓ）のいずれかを使用する。
フォーム濃度の測定
フォーム濃度の測定
【0085】
空の測定装置、ここでは計量カップの重量は、０．１グラム以内と記録された。測定デバイスの最大容積は、測定装置に水を満たし、測定デバイスの内部容積を満たすために必要な水量を、ミリリットルで記録することによって測定した。様々な成分を計量し、測定装置に加えた。
【0086】
フォームを生成するための成分を、１５～２０秒にわたって激しく混合した。全ての成分が反応することを確実にするために、測定装置の側部及び底部を十分にスクレープした。測定装置を硬質表面に軽く打ちつけることによって測定装置を激しく叩いて、液体を水平にした。測定装置は、水平面に配置し、フォームを邪魔することなく自由に立ち上がらせた。フォームは、６０～７０分にわたって硬化及び冷却させた。硬化後に、フォームバン（bun）の頂部を測定装置の頂部と水平に、平坦な工具、この場合ではナイフ又は鋸を使用して切断した。
【0087】
残りのフォームを含む測定装置を計量して、重量をグラムで記録した。残りのフォームを含む測定装置の重量から空の測定装置の重量を減算して、フォームの重量を得た。フォームの重量を測定装置の容積で除算することによって密度を計算した。
流動性試験
流動性試験
【0088】
試験する組成物を、２０～２５秒の撹拌時間で、手動混合によって混合した。次いで、６５～７０グラムの試験する組成物の試料を、２６個の１８６５０型の円筒バッテリセルを容器内に直立させた８ｃｍ×１５ｃｍ×９ｃｍの容器寸法を有する容器の片側に注入した。試験は、２１℃～２４℃（約７０°Ｆ～約７５°Ｆ）の周囲温度で実行した。
【0089】
組成物は、円筒バッテリセルの間を流れるときに肉眼で観察する。硬化時に組成物が安定するレベルを、バッテリセルの周囲の均一な平面高さにおいてどのくらい十分に組成物が硬化したかに応じて、「許容不可」、「許容可能」、「良好」、又は「非常に良好」で評価した。「非常に良好」は、容器内の試験位置でのばらつきが１０％未満である、バッテリセルの周囲の高さに対応する。
燃焼試験
燃焼試験
【0090】
燃焼試験は、ＵＬ９４「プラスチックス材料燃焼性試験」、「垂直燃焼試験（Vertical Burning Test）」方法に従って行った。燃焼試験用試料棒を、長さ１２５～１５２ｍｍ×幅１３ｍｍ、厚さ９．５ｍｍ又は厚さ６．３５ｍｍの寸法を有する金型内で調製した。フォームを８～１２時間にわたって金型内で硬化させた後に取り出した。成形後、試料棒を、試験前に、最低４８時間にわたって２５±２℃及び５０±５％のＲＨで調整した。
【0091】
材料は、５個一組の試験片に関して、バーナーの炎から試験片を取り出した後に個々の試験片の炎が１０秒以内に消え、火炎時間後の合計時間が５０秒以内であり、かつ綿インジケータにいかなる発火もなかった場合に、Ｖ－０と評価した。Ｖ－１の評価及びＶ－２の評価は、５個一組の試験片に関して、バーナーの炎から試験片を取り出した後に個々の試験片の炎が３０秒以内に消え、かつ火炎時間後の合計時間が２５０秒以内である場合と定めた。Ｖ－２の評価は、綿インジケータが炎粒子によって着火することを可能にした。
【0092】
ポッティング化合物を形成するための例示的な方法を説明する。この同じプロセスを、全ての試料ポッティング化合物に使用し、各成分の量を下の表１に列記する。
第１の成分及び第２の成分の形成プロセス
第１の成分及び第２の成分の形成プロセス
【0093】
第１の成分を形成するために、最初に、液体ポリエーテルトリオールを混合容器に加えた。液体ポリエーテルトリオールを混合容器に加えながら、混合を開始した。液体ポリエーテルトリオールを加えるときのミキサー速度は、２５～３０ｒｐｍであった。全ての液体ポリエーテルトリオールを加えた時点で、ミキサー速度を６００～８００ｒｐｍに増速した。
【0094】
次いで、それらが含まれる試料に、液体グリセリン、トリエタノールアミン、ポリエーテル、及び沈降防止剤を混合容器に加えた。次いで、それらが含まれる試料に、チキソトロップ（ヒュームドシリカ）、成核剤、臭素化難燃剤成分、及び難燃剤エンハンサ（三酸化アンチモン）を混合容器に加えた。混合容器の内容物を約１５～約２０分にわたって混合した。
【0095】
次いで、蒸留水を混合容器に加えた。それらが含まれる試料に、混合容器の内容物を混合しながら、第三級アミン触媒及び界面活性剤を加えた。次いで、リン酸エステル難燃剤を加えた。混合容器の内容物を約３０分にわたって混合して、第１の成分を形成した。約３０分後に、混合を停止し、混合容器から第１の成分を出して空にした。
【0096】
第２の成分を形成するために、液体イソシアネートを混合容器に加えた。液体イソシアネートを混合容器に加えながら、２５～３０ｒｐｍのミキサー速度で混合した。次いで、第２の成分に含まれる難燃剤を有する試料において、リン酸エステル難燃剤を混合容器に加えた。混合容器の内容物を１５～２０分にわたって混合して、第２の成分を形成した。１５～２０分後に、混合を停止し、混合容器から第２の成分を出して空にした。
ポッティング組成物及びポッティング化合物形成プロセス
ポッティング組成物及びポッティング化合物形成プロセス
【0097】
好適な割合の第１の成分及び第２の成分を混合容器に注入した。使用した混合容器は、混合されている材料の総量よりも大きくして、活発に混合することを可能にした。例えば、材料の総量が７５グラムの場合、提案される容器の最小サイズは、１５０ｍＬの混合用容器である。
【0098】
より高い濃度の成分を最初に混合容器の中へ入れ、次いで、第２の成分を第１の成分の上に緩やかに加えた。これは、材料の予反応を、界面での単なる反応に制限するのを補助した。ほぼ全ての測定材料が混合容器に加えられることを確実にするために、個々の計量容器の側部及び底部をスクレープした。
【0099】
タイマーを開始し、材料が外観的に均質かつ均一になるまで、混合容器の内容物を平坦面の撹拌用具によって２０～３０秒にわたって激しく混合した。混合中に、混合容器の側部及び底部をスクレープした。混合後に、混合容器の内容物を直ちに金型の中へ注入した。
【0100】
非難燃性試料を形成するために、難燃性材料について説明したステップと実質的に同じステップを使用した。しかしながら、難燃剤は、第１の成分又は第２の成分のどちらかに加えた。
【0101】
比較実施例及び試料１～１０を、商品名及び入手可能な供給元によって与えられる以下の成分、及び表１に記載した量で準備した：２０００ＭｎのＰＰＧジオールポリエーテルポリオール（低粘度ポリオール－ＥＯキャップあり）（Ｈｏｕｓｔｏｎ、ＴＸにあるＭｏｎｕｍｅｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｇｒｏｕｐから入手可能なポリＧ ５５－５６）；グリセリン９９．５％（トリオール架橋剤／湿潤剤）（Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩにあるＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）；トリエチアノール９９％（トリオール架橋剤／湿潤剤／触媒）（Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩにあるＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）；ヒュームドシリカ（チキソトロップ）（Ｅｓｓｅｎ、ＧｅｒｍａｎｙにあるＥｖｏｎｉｋ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能なＡＥＲＯＳＩＬ２００）；ステアリン酸亜鉛（成核剤）（Ｍｅｍｐｈｉｓ、ＴＮにあるＰＭＣ Ｇｒｏｕｐから入手可能なＮＢ－６０）；ホウ酸亜鉛（難燃剤）（Ｃｏｌｏｇｎｅ、ＧｅｒｍａｎｙにあるＬａｎｘｅｓｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔから入手可能なＺＢ－４６７）。エチレンビステトラブロモフタルイミド（臭素化難燃剤）（Ｂａｔｏｎ Ｒｏｕｇｅ、ＬＡにあるＡｌｂｅｍａｒｌｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＳＡＹＴＥＸ ＢＴ－９３）；蒸留水（フォーム発泡剤）；１，４－ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン溶液（第三級アミン触媒）（Ｅｓｓｅｎ、ＧｅｒｍａｎｙにあるＥｖｏｎｉｋ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能なＤＡＢＣＯ ３３ＬＶ）；二酸化チタン（着色剤／成核剤）；第三級アミン触媒（Ｅｓｓｅｎ、ＧｅｒｍａｎｙにあるＥｖｏｎｉｋ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能なＤＡＢＣＯ ８１５４）；７００ＭｎのＰＰＧトリオールポリオール（低粘度ポリオール）（Ｈｏｕｓｔｏｎ、ＴＸにあるＭｏｎｕｍｅｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｇｒｏｕｐから入手可能なポリＧ ３０－２４０）；７００Ｍｎポリエーテルのポヨール（ポリプロピレン酸化物ベースのトリオール）（Ｌｅｖｅｒｋｕｓｅｎ、ＧｅｒｍａｎｙにあるＣｏｖｅｓｔｒｏから入手可能なＡＲＣＯＬ ＬＨＴ－２４０）；４官能性ポリエーテルポリオール（Ｎｏｒｗａｌｋ、ＣＴにあるＡｒｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なポリ－Ｑ ４０－８００Ｅ）；２８０Ｍｎのアミン／ＰＰＧテトラポリオール（テトラ架橋剤／湿潤剤／触媒）（Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩにあるＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＶＯＲＡＮＯＬ ８００）；ポリエーテルポリオール（Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩにあるＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＶＯＲＡＮＯＬ ２３０－２３８）；シリコーン界面活性剤（フォームセル界面活性剤）（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＶＯＲＡＳＵＲＦ ＤＣ５１６０）；ハロゲン化リン酸エステル（難燃剤）（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯにあるＩＣＬ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓから入手可能なＦＹＲＯＬ ＰＣＦ）；トリメチルペンタニルジイソブチレート（粘度希釈剤）（Ｋｉｎｇｓｐｏｒｔ、ＴＮにあるＥａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＥＡＳＴＭＡＮ ＴＸＩＢ）；リン酸エステル（難燃剤）（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯにあるＩＣＬ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓから入手可能なＦＹＲＯＬ Ａ７１０）；イソプロピル化トリアリールリン酸エステル（リン系難燃剤）（Ｃｏｌｏｇｎｅ、ＧｅｒｍａｎｙにあるＬａｎｘｅｓｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔから入手可能なＲＥＯＦＯＳ ３５）；リン酸クレジルジフェニル（難燃剤）（Ｃｏｌｏｇｎｅ、ＧｅｒｍａｎｙにあるＬａｎｘｅｓｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔから入手可能なＫＲＯＮＩＴＥＸ ＣＤＰ）；三酸化アンチモン（難燃剤性能向上剤）（Ｇｌｏｕｃｅｓｔｅｒ Ｃｉｔｙ、ＮＪにあるＡｍｓｐｅｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＡＭＳＰＥＣ ＳＥＬＥＣＴ）；変性尿素溶液（レオロジー添加剤／沈降防止剤）（Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ、ＣＴにあるＢＹＫ ＵＳＡ Ｉｎｃ．，から入手可能なＢＹＫ－４１０）；変性液体ＭＤＩ（イソシアネート－２９％ ＮＣＯ）（Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩにあるＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＩＳＯＮＡＴＥ １４３Ｌ）；ポリメリックＭＤＩ（官能価２．７）（Ｗｏｏｄｌａｎｄｓ、ＴＸにあるＨｕｎｔｓｍａｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＲＵＢＩＮＡＴＥ Ｍ）。
【0102】
組成物は、上で説明した試験方法に従って作製し、試験した。結果及び所見を表１に記載する。
【0103】
【表1】
【0104】
【表2】
【0105】
【表3】
【0106】
試料１１～１４を、試料１～１０に関する説明に類似するプロセスによって準備した。試料１１～１４は、商品名及び入手可能な供給元によって与えられる以下の成分、及び表２に記載した量で準備した：グリセリン９９．５％（トリオール架橋剤／湿潤剤）（Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩにあるＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）；トリエチアノール９９％（トリオール架橋剤／湿潤剤／触媒）（Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩにあるＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）；ヒュームドシリカ（チキソトロップ）（Ｂｏｓｔｏｎ、ＭＡにあるＣａｂｏｔ Ｃｏｒｐ．から入手可能なＴＳ－７２０）；ステアリン酸亜鉛（成核剤）（Ｍｅｍｐｈｉｓ、ＴＮにあるＰＭＣ Ｇｒｏｕｐから入手可能なＮＢ－６０）；エチレンビステトラブロモフタルイミド（臭素化難燃剤）（Ｂａｔｏｎ Ｒｏｕｇｅ、ＬＡにあるＡｌｂｅｍａｒｌｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＳＡＹＴＥＸ ＢＴ－９３）；蒸留水（フォーム発泡剤）；１，４－ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン溶液（（第１の）第三級アミン触媒）（Ｅｓｓｅｎ、ＧｅｒｍａｎｙにあるＥｖｏｎｉｋ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能なＤＡＢＣＯ ３３ＬＶ））；（第２の）第三級アミン触媒（Ｅｓｓｅｎ、ＧｅｒｍａｎｙにあるＥｖｏｎｉｋ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能なＤＡＢＣＯ ＤＭＤＥＥ）；７００ＭｎのＰＰＧトリオールポリオール（低粘度ポリオール）（Ｈｏｕｓｔｏｎ、ＴＸにあるＭｏｎｕｍｅｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｇｒｏｕｐから入手可能なポリＧ ３０－２４０）；２８０Ｍｎのアミン／ＰＰＧテトラポリオール（テトラ架橋剤／湿潤剤／触媒）（Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩにあるＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＶＯＲＡＮＯＬ ８００）；シリコーン界面活性剤（フォームセル界面活性剤）（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＶＯＲＡＳＵＲＦ ＤＣ５１６０）；ハロゲン化リン酸エステル（難燃剤）（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯにあるＩＣＬ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓから入手可能なＦＹＲＯＬ ＰＣＦ）；シリコーン界面活性剤（Ｅｖｏｎｉｋ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能なＥＰＨ１９０）；ジアミン（硬化剤）（Ａｌｌｅｎｄａｌｅ、ＮＪにあるＬｏｎｚａ，Ｉｎｃ．，から入手可能なＬＯＮＺＡＣＵＲＥ ＤＥＴＤＡ８０）；三酸化アンチモン（難燃剤性能向上剤）（Ｇｌｏｕｃｅｓｔｅｒ Ｃｉｔｙ、ＮＪにあるＡｍｓｐｅｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＡＭＳＰＥＣ ＳＥＬＥＣＴ）；変性尿素溶液（レオロジー添加剤／沈降防止剤）（Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ、ＣＴにあるＢＹＫ ＵＳＡ Ｉｎｃ．，から入手可能なＢＹＫ－４１０／ＢＹＫ－４３０）；ヒュームドシリカ（ＴＳ－７２０）；ポリメリックＭＤＩ（官能価２．７）（Ｗｏｏｄｌａｎｄｓ、ＴＸにあるＨｕｎｔｓｍａｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＲＵＢＩＮＡＴＥ Ｍ）；ハロゲン化リン酸エステル（ＦＹＲＯＬ ＰＣＦ）：シリコーン界面活性剤（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＶＯＲＡＳＵＦ ＤＣ５０９８）。
【0107】
組成物は、上で説明した試験方法に従って作製し、試験した。結果及び所見を表２に記載する。
【0108】
【表4】
【0109】
様々な修正及び追加が、本発明の範囲から逸脱することなく、論じられている例示的な実施形態に行われ得る。例えば、上で説明した実施形態は、特定の特徴を指すが、本発明の範囲はまた、上で説明した特徴の全てを含まない特徴及び実施形態の異なる組み合わせを有する実施形態も含む。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
