特許 7665617 エポキシ系熱界面材料

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-11

(45)【発行日】2025-04-21

(54)【発明の名称】エポキシ系熱界面材料

(51)【国際特許分類】

   C08L 63/00 20060101AFI20250414BHJP

   C08K 3/22 20060101ALI20250414BHJP

   C08G 59/50 20060101ALI20250414BHJP

【ＦＩ】

C08L63/00 C

C08K3/22

C08G59/50

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022530648

(86)(22)【出願日】2020-10-06

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-01-30

(86)【国際出願番号】 US2020054397

(87)【国際公開番号】W WO2021108035

(87)【国際公開日】2021-06-03

【審査請求日】2023-07-19

(31)【優先権主張番号】62/940,336

(32)【優先日】2019-11-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】519415100

【氏名又は名称】ディディピー スペシャルティ エレクトロニック マテリアルズ ユーエス，エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100092783

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100095360

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 英二

(74)【代理人】

【識別番号】100120134

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 規雄

(72)【発明者】

【氏名】グルンダー、セルジオ

(72)【発明者】

【氏名】ルッツ、ソフィー

(72)【発明者】

【氏名】ルッツ、アンドレアス

(72)【発明者】

【氏名】ヒレスハイム、ニーナ

(72)【発明者】

【氏名】コッホ、フェリックス

【審査官】佐藤 のぞみ

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０２１１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１５４８３２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／０４０３７００（ＵＳ，Ａ１）

【文献】ALUMINIUM HYDROXIDE，日本，日本軽金属株式会社，5-12，https://www.nikkeikin.co.jp/pdf/products/chemical/aluminum_hydroxide.pdf

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０８Ｌ ６３／００－６３／１０

Ｃ０８Ｋ ３／００－１３／０８

Ｃ０８Ｇ ５９／００－５９／７２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エポキシ樹脂組成物Ａと硬化組成物Ｂとを組み合わせることによって調製される熱界面材料（ＴＩＭ）組成物であって、
（ｉ）前記エポキシ樹脂組成物Ａが、芳香族基を含有しない、３１０～３３０ｇ／ｅｑのエポキシ当量（ＥＥＷ）及び４００～８００の重量平均分子量を有するエポキシドエーテルから選択される少なくとも１つの液体エポキシ樹脂であり、
（ｉｉ）前記硬化組成物Ｂが、少なくとも１つの硬化剤を含み、
（ｉｉｉ）前記エポキシ樹脂組成物Ａと前記硬化組成物Ｂとの間の体積比が１：２～２：１の間の範囲であり、及び
（ｉｖ）前記エポキシ樹脂組成物Ａ、前記硬化組成物Ｂ、又は両方が三水酸化アルミニウム（ＡＴＨ）を更に含み、その結果前記ＡＴＨが、前記ＴＩＭ組成物の総重量を基準として８０～９５重量％の量で前記ＴＩＭ組成物中に含まれる、熱界面材料（ＴＩＭ）組成物。

【請求項2】

前記少なくとも１つの硬化剤が、ポリマーアミン、ポリマーアミド、４８～３００の分子量を有する低分子量アミン、及びそれらの２つ以上の組合せからなる群から選択される、請求項１に記載のＴＩＭ組成物。

【請求項3】

８０～９５重量％のＡＴＨが、前記エポキシ樹脂組成物Ａの総重量を基準として前記エポキシ樹脂組成物Ａ中に含まれ、８０～９５重量％のＡＴＨが、前記硬化組成物Ｂの総重量を基準として前記硬化組成物Ｂ中に含まれる、請求項１又は２に記載のＴＩＭ組成物。

【請求項4】

前記エポキシ樹脂組成物Ａ、前記硬化組成物Ｂ、又は両方が少なくとも１つの硬化促進剤を更に含む、請求項１～３のいずれか一項に記載のＴＩＭ組成物。

【請求項5】

前記少なくとも１つの硬化促進剤が、第三級アミン、有機スズ触媒、アンモニウム塩、フェノール系触媒、尿素系触媒、及びそれらの混合物からなる群から選択される化合物である、請求項４に記載のＴＩＭ組成物。

【請求項6】

前記少なくとも１つの硬化促進剤が、前記ＴＩＭ組成物の総重量を基準として０．０１～５重量％の量で含まれる、請求項４又は５に記載のＴＩＭ組成物。

【請求項7】

前記ＡＴＨが、５～１００μｍの範囲の平均粒子サイズを有する、請求項１～６のいずれか一項に記載のＴＩＭ組成物。

【請求項8】

前記ＡＴＨが多峰性の粒子サイズ分布を有する、請求項１～７のいずれか一項に記載のＴＩＭ組成物。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか一項に記載のＴＩＭ組成物を含む物品。

【請求項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む請求項９に記載の物品であって、前記電池モジュールが、前記ＴＩＭ組成物を介して前記冷却ユニットに接続される、物品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、熱界面材料及び電池式自動車におけるそれらの使用に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の移動方法と比較して、電池式自動車は、軽量、低減されたＣＯ_２排出量などの大きな利点を有している。しかしながら、技術を確実に最適に使用するためには、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、業界で現在行われている取り組みの１つは、高密度の電池を開発することによって電池式自動車の走行距離を伸ばすことである。そしてこれは、高密度バッテリーのためのより優れた熱管理システムを開発する必要性につながる。

【0003】

電池式自動車では、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剤が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の１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する充填剤を使用することができる。しかしながら、そのような充填剤は高価であり研磨性である。より安価で非研磨性の代替品は、三水酸化アルミニウム（ＡＴＨ）である。約１０Ｗ／ｍ・Ｋというその熱伝導率の低さのため、高添加量のＡＴＨ（すなわち８０重量％以上）が必要とされる。更に、ＴＩＭもまた熱安定性であることが非常に望ましい。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

エポキシ樹脂組成物Ａと硬化組成物Ｂとを組み合わせることによって調製される熱界面材料（ＴＩＭ）組成物が本明細書において開示され、ここで、（ｉ）エポキシ樹脂組成物Ａが、芳香族基を含有しない少なくとも１つの液体エポキシ樹脂を含み、（ｉｉ）硬化組成物Ｂが少なくとも１つの硬化剤を含み、（ｉｉｉ）エポキシ樹脂組成物Ａと硬化組成物Ｂとの間の体積比が約１：１０～１０：１の間の範囲であり；及び（ｉｖ）エポキシ樹脂組成物Ａ、硬化組成物Ｂ、又は両方が三水酸化アルミニウム（ＡＴＨ）を更に含み、その結果ＡＴＨがＴＩＭ組成物の総重量を基準として約８０～９５重量％の量でＴＩＭ組成物中に含まれる。

【0005】

ＴＩＭ組成物の更なる実施形態において、エポキシ樹脂組成物Ａと硬化組成物Ｂとの間の体積比は約１：２～２：１である。

【0006】

ＴＩＭ組成物の尚更なる実施形態において、少なくとも１つの液体エポキシ樹脂は、約２００～５００ｇ／ｅｑのエポキシ当量（ＥＥＷ）を有するエポキシドエーテルから選択される。

【0007】

ＴＩＭ組成物の尚更なる実施形態において、少なくとも１つの液体エポキシ樹脂は、４００～８００の重量平均分子量を有するエポキシドエーテルから選択される。

【0008】

ＴＩＭ組成物の尚更なる実施形態において、少なくとも１つの硬化剤は、ポリマーアミン、ポリマーアミド、低分子量アミン、及びそれらの２つ以上の組合せからなる群から選択される。

【0009】

ＴＩＭ組成物の尚更なる実施形態において、約８０～９５重量％のＡＴＨは、エポキシ樹脂組成物Ａの総重量を基準としてエポキシ樹脂組成物Ａ中に含まれ、約８０～９５重量％のＡＴＨは、硬化組成物Ｂの総重量を基準として硬化組成物Ｂ中に含まれる。

【0010】

ＴＩＭ組成物の尚更なる実施形態において、エポキシ樹脂組成物Ａ、硬化組成物Ｂ、又は両方が少なくとも１つの硬化促進剤を更に含む。

【0011】

ＴＩＭ組成物の尚更なる実施形態において、少なくとも１つの硬化促進剤は、第三級アミン、有機スズ触媒、アンモニウム塩、フェノール系触媒、尿素系触媒、及びそれらの混合物からなる群から選択される化合物である。

【0012】

ＴＩＭ組成物の尚更なる一実施形態において、少なくとも１種の硬化促進剤は、ＴＩＭ組成物の総重量を基準として、約０．０１～５重量％の量で含まれる。

【0013】

ＴＩＭ組成物の尚更なる実施形態において、ＡＴＨは、約５～１００μｍの範囲の平均粒子サイズを有する。

【0014】

ＴＩＭ組成物の尚更なる実施形態において、ＡＴＨは多峰性の粒子サイズ分布を有する。

【0015】

以下に説明されるＴＩＭ組成物を含む物品が本明細書において更に開示される。

【0016】

この物品の更なる実施形態において、それは、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、ＴＩＭ組成物を介して冷却ユニットに接続される。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本技術分野に公知であるように、二成分エポキシ系接着剤において、硬化は周囲条件で行うことができ、接着剤は、使用するまで別々に保たれる、少なくとも２つの異なった組成物（エポキシ樹脂組成物と硬化組成物）を含むようにする。エポキシ樹脂組成物は一般的に、様々な理由で１つ以上のエポキシ樹脂並びに他の成分及び添加剤を含有する。一方、硬化組成物は一般的に、１つ以上の硬化剤（ｈａｒｄｅｎｉｎｇ ａｇｅｎｔｓ）又は硬化剤（ｃｕｒｉｎｇ ａｇｅｎｔｓ）を含有する。また、硬化組成物は一般的に、様々な理由で他の添加剤を含有する。硬化組成物は一般的に、エポキシ樹脂を含まない。更に、（非高温での硬化を可能にする）少なくとも１つの硬化促進剤又は触媒がエポキシ樹脂組成物又は硬化組成物又は両方に含有されるのが好ましい。

【0018】

本明細書において、エポキシ樹脂組成物Ａと硬化組成物Ｂとを組み合わせることによって調製される、二成分エポキシ系熱界面材料（ＴＩＭ）組成物が開示される。エポキシ樹脂組成物Ａは、芳香族基を含有しない少なくとも１つの液体エポキシ樹脂を含み、硬化組成物Ｂは、少なくとも１つの硬化剤を含む。本開示に従って、エポキシ樹脂Ａ及び硬化組成物Ｂは、約１：１０～１０：１の範囲の体積比でＴＩＭ組成物中に含まれる。更に、エポキシ樹脂組成物Ａ、硬化組成物Ｂ、又は両方が三水酸化アルミニウム（ＡＴＨ）を更に含み、その結果ＴＩＭ組成物の総重量を基準として約８０～９５重量％のＡＴＨが最終の二成分エポキシ系ＴＩＭ組成物中に含まれる。

【0019】

ここで使用される液体エポキシ樹脂は、開環反応によって重合可能である、少なくとも１つのオキシラン環を有する任意の有機化合物であり得る。エポキシドとしても知られているこのような材料には、モノマー及びポリマーの両方のエポキシドが含まれる。ここで使用される液体エポキシ樹脂は、芳香環を有さず、例えば、脂肪族、脂環式、複素環式、又は脂環式であり得、更にはそれらの組合せであり得る。ここで使用される液体エポキシ樹脂は、良い粘着性及び接着性をもたらすために低いＴｇ（例えば、室温よりも低い）を有するように選択される。ここで使用されるポリマーエポキシドとしては、限定しないが、末端エポキシ基を有する線状ポリマー（例えば、ポリオキシアルキレングリコールのジグリシジルエーテル）、オキシラン骨格単位を有するポリマー（例えば、ポリブタジエンポリエポキシド）、及びエポキシ側基を有するポリマー（例えば、グリシジルメタクリレートポリマー又はコポリマー）が挙げられる。エポキシ樹脂の重量平均分子量は、約９０～２０００、約２００～２０００、約３００～１６００、約３４０～１０００、約４００～８００、又は約６００～７００であり得る。エポキシ樹脂は、約１００～１０００ｇ／ｅｑ、約１５０～８００ｇ／ｅｑ、約２００～５００ｇ／ｅｑ、又は約３００～４００ｇ／ｅｑのエポキシ当量（ＥＥＷ）を有することができる。

【0020】

例示的な脂肪族エポキシドとしては、限定しないが、脂肪族多価アルコール又はそのアリレンオキシド付加物のポリグリシジルエーテル；脂肪族長鎖多塩基酸のポリグリシジルエステル；グリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートのビニル重合によって合成されたホモポリマー；及びグリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートとその他のビニルモノマーのビニル重合によって合成されたコポリマーが挙げられる。更なる具体例としては、限定しないが、例えば１，４－ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，６－ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ソルビトールテトラグリシジルエーテル、ジペンタエリトリトールヘキサグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、及びポリプロピレングリコールジグリシジルエーテルなどの多価アルコールのグリシジルエーテル；プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、及びグリセロールなどの脂肪族多価アルコールに１つ以上のアルキレンオキシドを付加することによって得られるポリエーテルポリオールポリグリシジルエーテル；及び脂肪族長鎖二塩基酸のジグリシジルエステルが挙げられる。また、脂肪族高級アルコールのモノグリシジルエーテル、フェノール、クレゾール、ブチルフェノール又はアルキレンオキシドの付加によって得られるそのポリエーテルアルコールのモノグリシジルエーテル、高級脂肪酸のグリシジルエステル、エポキシ化大豆油、オクチルエポキシステアレート、ブチルエポキシステアレート、及びエポキシ化ポリブタジエンも含まれ得る。

【0021】

例示的な脂環式エポキシ化合物としては、少なくとも１つの脂環式環を有する多価アルコールのポリグリシジルエーテル、及びシクロヘキセン環含有化合物又はシクロペンテン環含有化合物を酸化剤でエポキシ化することによって得られるシクロヘキセンオキシド含有化合物又はシクロペンテンオキシド含有化合物が挙げられる。

【0022】

ここで使用される液体エポキシ樹脂は、市販の製品から選択され得る。例えば、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手できるＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）７３２、Ｄ．Ｅ．Ｒ．（商標）７３２ｐ、又はＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）７３６エポキシ樹脂；及びＨｕｎｔｓｍａｎからのＡｒａｌｄｉｔｅ（商標）ＤＹ－Ｃなどのポリエーテルポリオールのグリシジルエーテル。

【0023】

硬化組成物Ｂは、エポキシ樹脂のエポキシ基と架橋することができる少なくとも１つの硬化剤（ｃｕｒｉｎｇ ａｇｅｎｔ）又は硬化剤（ｈａｒｄｅｎｅｒ）を含む。任意の硬化剤（ｃｕｒｉｎｇ ａｇｅｎｔ）又は硬化剤（ｈａｒｄｅｎｅｒ）、例えば、二成分エポキシのために適したものを用いることができる。例示的な硬化剤としては、限定しないが、ポリマーアミン、ポリマーアミド、低分子量アミン、及びそれらの２つ以上の組合せが挙げられる。

【0024】

適切なポリマーアミンは少なくとも２つの反応性－ＮＨ基を有する任意のポリアミンであり得、すなわちそれらは、少なくとも１つの第一アミン（－ＮＨ_２）基又は少なくとも２つの第二アミン（－ＮＨ）基、又はそれらの組合せを有することができる。例示的なポリアミンとしては、ポリエーテルジアミン、ポリエーテルトリアミン、及びそれらの混合物が挙げられる。ここで使用されるポリエーテルアミンは直鎖又は分岐状であり得、それらは任意の適切な分子量を有することができる。一実施形態において、ポリエーテルアミンは、約２００～６０００、又は１０００超、又は３０００超の範囲の分子量を有することができる。

【0025】

適切な市販のポリエーテルアミンとしては、ＨｕｎｔｓｍａｎからＪｅｆｆａｍｉｎｅの商品名で販売されているものが挙げられる。適切なポリエーテルジアミンとしては、Ｄ、ＥＤ及びＤＲシリーズのＪｅｆｆａｍｉｎｅが挙げられる。これらには、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ Ｄ－２３０、Ｄ－４００、Ｄ－２０００、Ｄ－４０００、ＨＫ－５１１、ＥＤ－６００、ＥＤ－９００、ＥＤ－２００３、ＥＤＲ－１４８及びＥＤＲ－１７６が含まれる。

【0026】

適切なポリエーテルトリアミンとしては、ＴシリーズのＪｅｆｆａｍｉｎｅが挙げられる。これらには、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ Ｔ－４０３、Ｔ－３０００及びＴ－５０００が含まれる。

【0027】

適切なポリアミドには、二量体化脂肪酸とポリアミンとの反応生成物が含まれる。そのようなポリアミドの例としては、Ｖｅｒｓａｍｉｄ（登録商標）１１５、Ｖｅｒｓａｍｉｄ（登録商標）１２５及びＶｅｒｓａｍｉｄ（登録商標）の商品名でＣｏｇｎｉｓから入手可能なものが挙げられる。
また、低分子量（非ポリマー）アミンもまた、硬化剤として硬化組成物Ｂ中に含まれ得、それらは架橋剤及び／又は鎖延長剤として機能し、第一アミン及び／又は第二アミンを含む。

【0028】

低分子量アミンは、少なくとも約４８ｇ／モル又は少なくとも約６０ｇ／モル、及び最大約３００ｇ／モル、約２５０ｇ／モル、又は２００ｇ／モルの分子量を有し得る。例示的な低分子量アミンとしては、限定しないが、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、イソホロンジアミン（ＩＰＤＡ）、及びエチレンジアミンが挙げられる。

【0029】

本明細書で使用されるＡＴＨは、一峰性のＡＴＨ粉末であっても、多峰性の粒子サイズ分布（例えば二峰性、三峰性など）を有するＡＴＨ粉末であってもよい。ＡＴＨ粉末の平均粒子サイズは、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未満であってよい一方で、最も大きい粒子の平均粒子サイズは約５０μｍを超えてもよい。更に、本明細書で使用されるＡＴＨ粉末は、シラン、チタン酸塩、カルボン酸塩などで表面処理することもできる。

【0030】

本開示に従って、ＡＴＨ粉末がエポキシ樹脂組成物Ａ、硬化組成物Ｂ、又は両方に含まれ得る。そして本明細書で開示される二成分エポキシ系ＴＩＭ組成物を形成するために、エポキシ樹脂組成物Ａと硬化組成物とが約１：１０～１０：１、又は約１：４～４：１、又は約１：２～２：１の範囲の体積比で、又は約１：１で組み合わせられ、しかも、ＴＩＭ組成物中のＡＴＨの最終含有量が組成物の総重量を基準として約８０～９５重量％又は約８０～９２重量％の範囲であるようにＡＴＨ粉末がエポキシ樹脂組成物Ａ、硬化組成物Ｂ、又は両方に含まれる。

【0031】

一実施形態において、エポキシ樹脂組成物Ａと硬化組成物Ｂの各々が約８０～９５重量％、又は約８０～９２重量％のＡＴＨを含み、エポキシ樹脂組成物Ａと硬化組成物Ｂとが約１：１の体積比で組み合わせられ、二成分エポキシ系ＴＩＭ組成物を形成する。

【0032】

更に、最大約１０重量％、又は約１～１０重量％、又は約２～７重量％、又は約２～５重量％の沈降炭酸カルシウムをエポキシ樹脂組成物Ａ、硬化組成物Ｂ、又は両方に添加することができる。何らかの特定の理論に拘束されるものではないが、任意選択的な沈降炭酸カルシウムの添加は、ＡＴＨの沈降防止を改善することができると考えられる。

【0033】

更に、ＴＩＭ組成物の硬化を速めるために、１つ以上の硬化促進剤（触媒）がエポキシ樹脂組成物Ａ、硬化組成物Ｂ、又は両方に含まれ得る。硬化促進剤は好ましくは、一方で低分子量アミンとポリアミンとの間の反応を触媒することによって、他方でエポキシ樹脂との反応を触媒することによって作用する。ここで使用される硬化促進剤としては、限定しないが、第三級アミン、有機スズ触媒、アンモニウム塩、フェノール系触媒、尿素系触媒、及びそれらの混合物を挙げることができる。典型的な第三級アミンとしては、例えば、トリス－２，４，６－ジメチルアミノメチルフェノール（Ｅｖｏｎｉｋから商品名Ａｎｃａｍｉｎｅ Ｋ５４として入手可能）及びジアザビシクロウンデセン（ＤＢＵ）（Ｅｖｏｎｉｋから商品名ＰｏｌｙｃａｔＳＡ１／１０として入手可能）のフェノール塩、トリエチレンジアミン（ＤＡＢＣＯ）が挙げられる。例示的な有機スズ触媒としては、例えば、ジオクチルスズジネオデカノエート（例えば、Ｇａｌａｔａ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから商品名ＦｏｍｒｅｚＵＬ３８として入手可能）が挙げられる。例示的なアンモニウム塩としては、例えば、テトラブチルアンモニウムブロミドが挙げられる。例示的な尿素系触媒としては、例えば、イソホロンジイソシネートとジメチルアミン（Ｅｖｏｎｉｋから商品名Ｏｍｉｃｕｒｅ（商標）Ｕ３５として入手可能）との反応生成物及びメチレンジフェニルジイソシアネートとジメチルアミンとの反応生成物が挙げられる。

【0034】

硬化剤及び任意選択の硬化促進剤は、必要とされる硬化温度を低下させ且つ二成分ＴＩＭ組成物の組み合わせられた部分が適切な温度で硬化することを可能にする適切な比率及び量で使用されるのがよい。硬化温度は好ましくは、約１００℃未満、より好ましくは９０℃未満、又は６０℃未満、又は５０℃未満、又は４０℃未満である。ＴＩＭ組成物は好ましくは周囲温度で、例えば、２０℃又は２５℃又はそれらの間で硬化する。特に好ましい最低硬化温度はない。一般的に、しかしながら、硬化温度は一般的に、０℃超、１０℃超、又は１５℃超である。硬化は、例えば、１０℃～４０℃、より好ましくは１５℃～３５℃の範囲で行われ得るのが好ましい。例えば、硬化時間を更に低減するか又はより完全な硬化を得るために、本発明のＴＩＭ組成物を加熱することは差し支えない。

【0035】

本開示に従って、硬化促進剤は、ＴＩＭ組成物の総重量を基準として約０．０１～５重量％、又は約０．０５～２．５重量％、又は約０．１～２重量％の量でＴＩＭ組成物中に含まれ得る。
更に、エポキシ樹脂組成物Ａは任意選択的に、他の適切な添加剤、例えば可塑剤、安定剤、定着剤、充填剤、着色剤等を更に含むことができる。このような任意選択の添加剤は、エポキシ樹脂組成物Ａの総重量を基準として最大約１０重量％、又は最大約８重量％、又は最大約５重量％の量で存在し得る。

【0036】

本開示に従って、二成分エポキシ系ＴＩＭは、エポキシ樹脂組成物Ａと硬化組成物Ｂとを組み合わせ、その後に、（例えば、スタティックミキサを使用して）混合及び（好ましくは周囲温度で）硬化を行なうことによって調製される。

【0037】

本明細書では、電池パックシステムであって、その中の冷却ユニット又はプレートが上述したエポキシ系熱界面ペースト材料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）に結合されており、その結果熱をそれらの間で伝導することができる、電池パックシステムが更に開示される。一実施形態では、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。
本願発明には以下の態様が含まれる。
項１．
エポキシ樹脂組成物Ａと硬化組成物Ｂとを組み合わせることによって調製される熱界面材料（ＴＩＭ）組成物であって、
（ｉ）前記エポキシ樹脂組成物Ａが、芳香族基を含有しない少なくとも１つの液体エポキシ樹脂を含み、
（ｉｉ）前記硬化組成物Ｂが、少なくとも１つの硬化剤を含み、
（ｉｉｉ）前記エポキシ樹脂組成物Ａと前記硬化組成物Ｂとの間の体積比が約１：１０～１０：１の間の範囲であり、及び
（ｉｖ）前記エポキシ樹脂組成物Ａ、前記硬化組成物Ｂ、又は両方が三水酸化アルミニウム（ＡＴＨ）を更に含み、その結果前記ＡＴＨが、前記ＴＩＭ組成物の総重量を基準として約８０～９５重量％の量で前記ＴＩＭ組成物中に含まれる、熱界面材料（ＴＩＭ）組成物。
項２．
前記エポキシ樹脂組成物Ａと前記硬化組成物Ｂとの間の体積比が約１：２～２：１である、項１に記載のＴＩＭ組成物。
項３．
前記少なくとも１つの液体エポキシ樹脂が、約２００～５００ｇ／ｅｑのエポキシ当量（ＥＥＷ）を有するエポキシドエーテルから選択される、項１又は２に記載のＴＩＭ組成物。
項４．
前記少なくとも１つの液体エポキシ樹脂が、４００～８００の重量平均分子量を有するエポキシドエーテルから選択される、項１、２又は３のいずれか一項に記載のＴＩＭ組成物。
項５．
前記少なくとも１つの硬化剤が、ポリマーアミン、ポリマーアミド、低分子量アミン、及びそれらの２つ以上の組合せからなる群から選択される、項１～４のいずれか一項に記載のＴＩＭ組成物。
項６．
約８０～９５重量％のＡＴＨが、前記エポキシ樹脂組成物Ａの総重量を基準として前記エポキシ樹脂組成物Ａ中に含まれ、約８０～９５重量％のＡＴＨが、前記硬化組成物Ｂの総重量を基準として前記硬化組成物Ｂ中に含まれる、項１～５のいずれか一項に記載のＴＩＭ組成物。
項７．
前記エポキシ樹脂組成物Ａ、前記硬化組成物Ｂ、又は両方が少なくとも１つの硬化促進剤を更に含む、項１～６のいずれか一項に記載のＴＩＭ組成物。
項８．
前記少なくとも１つの硬化促進剤が、第三級アミン、有機スズ触媒、アンモニウム塩、フェノール系触媒、尿素系触媒、及びそれらの混合物からなる群から選択される化合物である、項７に記載のＴＩＭ組成物。
項９．
前記少なくとも１つの硬化促進剤が、前記ＴＩＭ組成物の総重量を基準として約０．０１～５重量％の量で含まれる、項７又は８に記載のＴＩＭ組成物。
項１０．
前記ＡＴＨが、約５～１００μｍの範囲の平均粒子サイズを有する、項１～９のいずれか一項に記載のＴＩＭ組成物。
項１１．
前記ＡＴＨが多峰性の粒子サイズ分布を有する、項１～１０のいずれか一項に記載のＴＩＭ組成物。
項１２．
項１～１１のいずれか一項に記載のＴＩＭ組成物を含む物品。
項１３．
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む項１２に記載の物品であって、前記電池モジュールが、前記ＴＩＭ組成物を介して前記冷却ユニットに接続される、物品。

【実施例】

【0038】

材料
・ＥＰ－１－エピクロロヒドリンとポリプロピレングリコールとの反応生成物であり、約６５０の重量平均ＭＷ及び約３１０～３３０ｇ／ｅｑのＥＥＷを有するエポキシ樹脂；
・ＥＰ－２－エピクロロヒドリンとビスフェノールＡとの反応生成物であり、約３５０の重量平均ＭＷ及び約１７６～１８５ｇ／ｅｑのＥＥＷを有するエポキシ樹脂；
・ＰＵ－Ｐｒｅ－Ｃｏｖｅｓｔｒｏから得られる、トルエンジイソシネート（ＴＤＩ）をベースとした芳香族ポリイソシアネートプレポリマー；
・可塑剤－ＳＡＳＯＬから得られる１，２－ベンゼンカルボン酸のジ－Ｃ_８～Ｃ_１０アルキルエステル；
・ＡＴＨ－二峰性分布の三水酸化アルミニウム；
・ＣａＣＯ_３－Ｃａｒｙ Ｃｏｍｐａｎｙから得られる沈降炭酸カルシウム；
・触媒－Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅから得られるジオクチルスズジネオデカノエート；
・着色剤－エポキシ樹脂中の緑色発色団。
・ポリアミン－１－商品名Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）Ｄ－２０００としてＨｕｎｔｓｍａｎから得られる、約２０００の平均分子量を有するポリオキシプロピレンジアミン；
・ポリアミン－２－商品名Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）Ｔ－３０００としてＨｕｎｔｓｍａｎから得られる、約３０００の平均分子量を有するポリエーテルアミン（トリアミン）；
・促進剤－Ｅｖｏｎｉｋから得られるトリス－２，４，６－ジメチルアミノメチルフェノール；
・脂肪酸－不飽和Ｃ_１６～Ｃ_１８脂肪酸のメチルエステル；
・シラン－ヘキサデシルトリメトキシシラン；

【0039】

試験方法
圧入力：試験材料を４０ｍｍアルミニウムシリンダーで厚さ５ｍｍから０．３ｍｍに１ｍｍ／ｓで圧縮することによって試験材料の圧入力を測定した。力たわみ曲線をモニタし、０．５ｍｍにおける力を記録した。

【0040】

熱伝導率（ＴＣ）：試験材料の熱伝導率をＡＳＴＭ ５４７０に従って測定した。

【0041】

垂直サイクルブリーディング試験：１８ｇのＴＩＭを鋼板とガラス板との間に用いることによって、電着塗装鋼板の層とガラス板の層との間に挟まれた試験試料（二成分ＴＩＭ）からなるサンドイッチ構造物（鋼／ＴＩＭ／ガラス）を作製し、（スペーサーを使用して）３ｍｍの厚さに圧縮した。４８時間後に、次いでサンドイッチ構造物を４週間の間気候サイクル試験に暴露し、ここで、各サイクルは、終えるのに１２時間かかり、－４０℃（非制御湿度）で４時間、温度を８０℃に調節するために４時間、及び８０℃で４時間、８０％の相対湿度からなった。次に、サンドイッチパネルを試験後に目視検査し、亀裂の形成、相分離、及び滑りのない試料を「良」と評価し、それ以外を「不良」と評価した。

【0042】

熱安定性：各々の試料の二成分ＴＩＭを加圧して厚さ２ｍｍのプラックにして、その後に、７日間室温で硬化した。硬化したプラックを７日間１１０℃に置き、その後に、色彩の変化及び機械的特性（脆性など）について目視検査した。そして試料の弾性率及び引張強さをＩＳＯ５２７－２に従って測定した。

【0043】

引き抜き圧：２つの（２）アルミニウムシリンダー（直径２５ｍｍ）を０．５ｍｍの厚さの二成分ＴＩＭで接着し、２３℃及び５０％相対湿度で７日間硬化した。次に２つのシリンダーを０．５ｍｍ／ｓの速度でＺｗｉｃｋ張力計上で引き離し、力たわみ曲線を測定した。最大力（破断点）を記録し、面積で割り、ＭＰａ単位の引き抜き圧を得た。

【0044】

比較例ＣＥ１～ＣＥ２及び実施例Ｅ１
比較例ＣＥ１～ＣＥ１及び実施例Ｅ１の各々において、表１に列挙された成分を混合することによって組成物Ａ及び組成物Ｂを別々に調製した。組成物Ａ及びＢ（未硬化）の各々について圧入力を測定し、記録した。その後、並列カートリッジ及び空圧作動式塗布ガンを使用して、組成物Ａ及びＢを一緒に混合し、その後に、スタティックミキサを使用して混合した。ＴＩＭ材料の圧入力、熱伝導率、垂直サイクルブリーディング試験、熱安定性、及び引き抜き圧を測定し、結果を表１に記載する。

【0045】

ポリウレタン系ＴＩＭと比較して、本明細書において実証されたようにエポキシ系ＴＩＭは、非常に改良された熱安定性を有する。更に、芳香環を有するエポキシ樹脂が使用されるとき、エポキシ樹脂組成物Ａの圧入力が非常に高くなり、有用であることができないことをデータは実証する。特に、ＣＥ２において二成分ＴＩＭを形成する際、スタティックミキサを使用する手動式塗布ガンで組成物Ａを塗布したが、塗布は終えるのに非常に長い時間を要した。更に、ＣＥ２のＴＩＭは、ずっと高い弾性率（２９４ＭＰａ）及び引き抜き圧（０．２ＭＰａ）を有し、それらは熱界面材料の塗布に有用ではない。更に、Ｅ１においてＴＩＭの機械的特性は、７日間１１０℃での熱老化の後でも維持された。

【0046】

【表1】