[发明专利]包含硅烷封端的尿烷预聚物的基于聚氨酯的热界面材料

说明书

本文公开了热界面材料(TIM)组合物，其包含：a)非反应性聚氨酯预聚物；b)约70‑95wt％的三氢氧化铝(ATH)；c)约0.15‑1.5wt％的至少一种硅烷封端的尿烷预聚物；和d)约1‑20wt％的至少一种增塑剂，其中该热界面材料的总重量合计为100wt％。

技术领域

本公开涉及热界面材料及其在电池驱动的车辆中的用途。

背景技术

与传统的出行方式相比，电池驱动的车辆提供了显著优势，如重量轻、CO₂排放减少等。然而，为了确保技术的最佳使用，仍然需要克服许多技术问题。例如，工业中当前的一种努力是通过开发密度更高的电池来增加电池驱动的车辆的行驶里程。而这导致需要为高密度电池开发更好的热管理系统。

在电池驱动的车辆中，电池单元或模块通过热界面材料(TIM)热连接至冷却单元。此类TIM典型地由填充有导热填料的聚合材料形成。为了实现2W/m·K或更高的热导率，可以使用具有100W/m·K或更高的热导率的填料，如氮化硼或铝粉。然而，此类填料是昂贵且磨损性的。较便宜且非磨损性的替代品是三氢氧化铝(ATH)，并且已经证实，获得具有高ATH负载量的基于聚氨酯的TIM是可实现的，其具有高热导率和低粘度。然而，发现当将此种TIM在气候条件下放置在竖直位置时，其倾向于滑动。因此，仍然需要改进来解决这一滑动问题。

发明内容

本文提供了热界面材料组合物，其包含：a)非反应性聚氨酯预聚物，该非反应性聚氨酯预聚物i)是至少一种多异氰酸酯和至少一种含羟基化合物的反应产物，并且ii)基本上不含残余异氰酸酯基团；b)约70-95wt％的三氢氧化铝；c)约0.15-1.5wt％的至少一种硅烷封端的尿烷预聚物；和d)约1-20wt％的至少一种增塑剂，其中热界面材料的总重量合计为100wt％。

在热界面材料组合物的一个实施例中，基于该组合物的总重量，非反应性聚氨酯预聚物以约1-25wt％的水平存在。

在热界面材料组合物的另一个实施例中，基于该组合物的总重量，硅烷封端的尿烷预聚物以约0.15-1.2wt％的水平存在。

在热界面材料组合物的又另一个实施例中，基于该组合物的总重量，硅烷封端的尿烷预聚物以约0.2-0.8wt％的水平存在。

在热界面材料组合物的又另一个实施例中，硅烷封端的尿烷预聚物选自至少一种异氰酸酯官能化的硅烷与一种或多种多元醇的反应产物、至少一种异氰酸酯官能化的硅烷与一种或多种羟基封端的预聚物的反应产物、和至少一种亲核体官能化的硅烷与一种或多种异氰酸酯封端的预聚物的反应产物。

在热界面材料组合物的又另一个实施例中，硅烷封端的尿烷预聚物具有范围为约200-5000的分子量。

在热界面材料组合物的又另一个实施例中，硅烷封端的尿烷预聚物具有范围为约300-3000的分子量。

在热界面材料组合物的又另一个实施例中，硅烷封端的尿烷预聚物具有范围为约500-2000的分子量。

本文进一步提供了制品，这些制品包含以上提供的热界面材料组合物。

在制品的一个实施例中，制品进一步包括由一个或多个电池单元、和冷却单元形成的电池模块，其中，电池模块通过热界面材料组合物连接至冷却单元。

具体实施方式

本文公开了热界面材料(TIM)组合物，其包含：a)非反应性聚氨酯预聚物；b)约70-95wt％的三氢氧化铝(ATH)；c)约0.15-1.5wt％的至少一种硅烷封端的尿烷预聚物；和d)约1-20wt％的至少一种增塑剂，其中热界面材料的总重量合计为100wt％。