[发明专利]两部分界面材料、包括该界面材料的系统及其方法

说明书

本文的传授内容涉及用于热界面材料的新组合物，这些组合物提供改善的热导率而不需要昂贵或研磨性的填料材料。使用增加的填料负载量、选择具有宽粒度分布的填料、以及选择非研磨性的填料的组合来实现改善的热导率。该热界面材料优选地具有约4.0或更小、约3.0或更小、约2.5或更小、或约2.4或更小的比重。该热界面材料可以是两部分组合物。为了实现最大的热导率，每个部分优选地包含液体基体材料和分散的填料。在混合后，第一和第二部分可以反应以增加粘度(例如，通过聚合和/或交联)。该第一部分优选地包含与氨基甲酸酯反应性化合物(其优选地在第二组分中)反应的含氨基甲酸酯的化合物。该第一部分优选地基本上或完全不含含有异氰酸酯的化合物，因为这些化合物可能降低组合物的储存期限稳定性。该氨基甲酸酯反应性化合物优选地是多胺，其包含两个或更多个间隔开的胺基团。该第一部分、该第二部分、或两者优选地包含用于使该含氨基甲酸酯的化合物与该氨基甲酸酯反应性化合物之间的反应加速的催化剂。

技术领域

本文的传授内容涉及通常具有高热导率的热界面材料、包括该热界面材料的部件和制品、以及相关的方法。该热界面材料优选地由两部分组合物形成，其中每个部分包括在室温下是液体的基体相和一种或多种分散在该基体相中的导热填料。第一部分的基体相优选地包括含氨基甲酸酯的化合物，并且第二部分的基体相优选地包括氨基甲酸酯-反应性化合物。

背景技术

汽车工业在过去的十年中出现了减轻车辆重量的趋势。该轻量化趋势主要由减少车队的CO₂排放的法规推动。近年来，越来越多的电驱动车辆已经进一步刺激了轻量化构造策略。日益增长的汽车市场和日益增长的电动车辆市场份额的结合导致电驱动车辆数量的强劲增长。为了提供长续航里程，需要具有高能量密度的电池。目前，几种电池策略遵循不同的详细构思，但是所有长里程耐用电池构思的共同点是需要热管理。特别地，为了将电池单元(cell)或模块热连接至冷却单元，需要基于两部分反应性组合物的热界面材料。

包括传导填料和两部分反应性组合物的各种组合物描述于PCT专利申请号WO2001/041213 A1；WO 2014/047932 A1；WO 2015/148318 A1；WO 2016/145651 A1；WO 2017/091974 A1；WO 2018/34721：以及WO 2006/016936 A1；欧洲专利申请EP 1438829 A1；日本专利申请JP 2010/0138357 A；以及美国专利申请US 2009/0250655 A1中；每篇专利通过援引以其全文并入本文。在这些先前的尝试中，组合物经历对于可负担的热界面材料的一种或多种需要，诸如组合物的热导率不足、组合物难以生产、组合物没有适当地填充间隙使得接触不足；组合物的组分在室温下不反应、组分中的一者或两者具有差的储存期限稳定性、组合物需要昂贵的材料；或者组合物需要可能损坏加工设备的研磨性填料。

对于具有高热导率和低粘度两者的热界面材料(并且特别是两部分组合物)的需要持续存在。对于具有为非研磨性的填料材料的热界面材料的需要也持续存在。对于在原材料成本和/或制造/加工成本方面更经济的热界面材料的需要也持续存在。还需要能够在室温下流动以填充间隙的具有高填料含量的两部分组合物。还需要满足以上需要中的一个或多个的材料，该材料还具有以下特征中的一个或多个：储存稳定(例如，老化之后在室温下维持流动能力)；在室温下反应以聚合、交联或两者的能力；良好的热导率；基本上或完全避免使用研磨性填料；或者是轻量的(例如，具有约3或更小、约2.8或更小、约2.6或更小、约2.5或更小、或约2.4或更小的比重)。

发明内容

使用根据本文传授内容的热界面材料可以实现以上需要中的一个或多个。

本文传授内容的第一方面涉及一种用于热界面材料的两部分组合物，该两部分组合物包含：第一部分，其包含至少一种包含两个或更多个氨基甲酸酯基团的预聚物；和第二部分，其包含至少一种或多种能够与该预聚物反应的多胺化合物。该组合物优选地包含(在第一部分、第二部分、或两者中)用于催化该预聚物与该多胺化合物之间的反应的一种或多种催化剂；和基于该两部分组合物的总重量50重量百分比或更大的一种或多种传导填料。