[发明专利]包含多硫醇、聚环氧化物、胺催化剂和传导填料的组合物，以及有关所述组合物的方法

说明书

本发明公开了一种组合物，该组合物包含具有多于一个硫醇基团的多硫醇、具有多于一个环氧化物基团的聚环氧化物、胺催化剂和传导填料。该传导填料为导热的或导电的中的至少一者。基于所述组合物的总重量，该传导填料以提供至少0.95W/m·K的热导率的量存在，并且/或者该传导填料以大于80重量％的量存在。还公开了一种可由该组合物制备的聚合物网络，以及一种用于制备该聚合物网络的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年10月15日提交的美国临时申请62/745,755的优先权，该美国临时申请的公开内容全文以引用方式并入本文。

背景技术

已知含硫聚合物非常适合用于航空航天密封剂，这是由于它们经交联后的耐燃料性。此类交联可例如通过硫醇封端的含硫化合物与环氧树脂通常在胺促进剂的存在下的反应进行，如美国专利5,912,319(Zook等人)中所述。航空航天密封剂的特性的理想组合(这是难以获得的)是长施用时间(即，密封剂保持可用的时间)和短固化时间(达到预定强度所需的时间)的组合。

在不相关的领域中，电动车辆和其他电子器件应用使用半结构式液体粘合剂，该粘合剂能够在室温下固化并将热量从电子模块传递出去并将其朝向例如冷却板引导。在称为热间隙填料或热界面材料(TIM)的一些应用中，这些组合物通常基于有机硅或聚氨酯弹性体。虽然有机硅提供良好的弹性体特性，但是它们通常包含来自其生产过程的非官能聚合物和挥发性残余物。电触点可通过有机硅油迁移被污染，这可增加电触点电阻并在操作上影响电子模块。挥发物的损失可导致随着时间推移的收缩。即使少量的非官能聚合物也可能导致金属表面的有害污染，从而抑制油漆或粘合剂的粘附性。聚氨酯也是良好的弹性体。然而，用于制备此类产品的异氰酸酯可能造成安全隐患，并且避免在固化异氰酸酯时形成气泡具有挑战性。气泡的存在不利于热间隙填料所需的导热性能。可用于提供导热组合物的多种其他类别的材料在2015年7月29日公布的CN104802479(Misra)中以名称列出，但仅例示了有机硅材料。

发明内容

根据本公开的组合物和方法包含多硫醇、聚环氧化物、胺催化剂和传导填料。我们已发现，包含多硫醇和聚环氧化物的本公开的组合物可以容纳出乎意料地高装填水平的传导填料，同时在固化后保持可用的粘度和可用的材料特性，包括出乎意料地高伸长率。

在一个方面，本公开提供了一种组合物，该组合物包含具有多于一个硫醇基团的多硫醇、具有多于一个环氧化物基团的聚环氧化物、胺催化剂和传导填料。传导填料为导热的、导电的、或既导热又导电的。传导填料以提供具有至少0.95W/m·K的热导率的组合物的量存在，或者传导填料以基于该组合物的总重量计大于80重量％的量存在，或者传导填料以基于该组合物的总重量计大于80重量％的量存在，以提供具有至少0.95W/m·K的热导率的组合物。虽然有可能传导填料既以提供具有至少0.95W/m·K的热导率的组合物的量存在又以基于该组合物的总重量计大于80重量％的量存在，但这不是必需的。

在另一方面，本公开提供了一种能够由上述组合物制备的聚合物网络，其中硫醇基团和环氧化物基团中的至少一些已反应以形成硫醚基团和羟基基团。

在另一方面，本公开提供了一种导热间隙填料、密封剂或粘合剂，其包括此类聚合物网络。

在另一方面，本公开提供了一种电池模块，该电池模块包括通过热间隙填料连接到基板的至少一个电池单元。热间隙填料包括上述聚合物网络。

在另一方面，本公开提供了一种电池子单元，该电池子单元包括通过第二导热间隙填料连接到第二基板的多个电池模块。每个电池模块均包括通过第一导热间隙填料连接到第一基板的多个电池单元。第一导热间隙填料或第二导热间隙填料中的至少一者包括上述聚合物网络。

在另一方面，本公开提供了一种制造聚合物网络的方法。该方法包括将前述组合物施加到表面，并使该组合物在室温下在表面上固化以提供聚合物网络。表面可以是用于电池模块的电池单元或基板。