热界面材料的制作方法

本发明涉及双组分热界面材料的领域。

背景技术：

1、近几十年来，汽车工业已经出现了减轻车辆重量的趋势。该趋势主要由减少车队的co2排放的法规推动。近年来，电驱动车辆数量的增加已经进一步推动了轻量化构造策略。日益增长的汽车市场和日益增长的电驱动车辆市场份额的组合导致电驱动车辆数量的强劲增长。为了为电动车辆提供长续驶里程，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。

2、为了将电池单元(cell)或模块热连接至冷却单元，需要热界面材料。电池单元在充电和放电操作期间产生热量。这些单元需要保持在合适的操作温度(优选25℃-40℃)下以免损失效率。此外，过热可能引发危险的热失控反应。出于该原因，通常使用主动式冷却。在这样的系统中，冷却的水乙二醇混合物被泵送通过冷却其上放置电池单元/模块的金属底板的通道。为了在这些单元与冷却板之间不具有隔热空气膜，采用了热界面材料。热界面材料(tim)需要将模块与冷却板热连接，这意味着它们必须具有>2w/mk的高热导率。这样的高热导率可以通过用大量(典型地>50wt％)的导热填料如氢氧化铝、氧化铝配制聚合物基质如环氧树脂来实现，如wo 2014047932a1中所披露的。

3、据报道，使用多峰三氢氧化铝(ath)或氧化铝达到了高热导率。

4、在tim的大多数电池应用中，tim起到双重作用：提供了用于冷却的导热性以及还有对电池模块的机械固定，以保护它们并使它们保持在适当的位置。对于某些电池设计和oem要求，需要高搭接剪切强度和内聚破坏模式，以便通过长期疲劳测试。这使得电池系统即使在广泛的动态振动暴露之后也是稳健的。

5、大多数双组分的基于聚氨酯的tim缺乏足够的高搭接剪切强度和对基板的良好粘附性。

6、需要具有良好导热性以及良好的粘合特性和疲劳性能的tim。

技术实现思路

1、在第一方面，本发明提供了一种用于双组分导热粘合剂配制品的试剂盒，所述试剂盒包括：

2、(a)第一部分，所述第一部分包含：

3、(a1)作为多异氰酸酯与酚的反应产物的封端的聚氨酯预聚物；

4、(a2)芳香族环氧树脂；

5、(a3)环氧硅烷；

6、(b)第二部分，所述第二部分包含：

7、(b1)能够与所述封端的聚氨酯预聚物(a1)和所述芳香族环氧树脂(a2)反应的亲核交联剂；

8、(b2)能够促进亲核试剂(b1)与所述封端的聚氨酯预聚物(a1)和所述芳香族环氧树脂(a2)的反应的催化剂；

9、其中部分(a)和/或部分(b)进一步包含导热填料，并且部分(a)和部分(b)被设计成在使用前共混在一起。

10、在第二方面，本发明提供了一种固化的导热粘合剂，其由混合部分(a)和部分(b)并允许固化发生而产生。

11、在第三方面，本发明提供了一种电池组件，其包括电池模块，所述电池模块通过由混合部分(a)和部分(b)产生的固化的粘合剂组合物和/或机械紧固装置固定在所述组件中的适当位置，使得所述粘合剂组合物在所述电池模块与冷却基板之间提供导热性。

12、在第四方面，本发明提供了一种用于组装电池组件的方法，所述方法包括以下步骤：

13、(1)使部分(a)和部分(b)共混，以产生共混的粘合剂；以及

14、(2)施加所述共混的粘合剂，以将电池模块固定在适当的位置并提供导热性。

1.一种用于双组分导热粘合剂配制品的试剂盒，所述试剂盒包括：

2.如权利要求1所述的试剂盒，其中，所述封端的聚氨酯预聚物(a1)通过使芳香族二异氰酸酯与聚醚多元醇反应并用酚封端制成。

3.如权利要求1或2所述的试剂盒，其中，所述封端的聚氨酯预聚物(a1)通过使tdi与聚(环氧丙烷)二醇反应并用腰果酚封端制成。

4.如权利要求1、2或3所述的试剂盒，其中，所述封端的聚氨酯预聚物(a1)以基于部分(a)的总重量1至3wt％存在。

5.如任一前述权利要求所述的试剂盒，其中，所述芳香族环氧树脂(a2)是二酚与环氧氯丙烷的反应产物。

6.如任一前述权利要求所述的试剂盒，其中，所述芳香族环氧树脂(a2)是双酚a与环氧氯丙烷的反应产物。

7.如任一前述权利要求所述的试剂盒，其中，所述芳香族环氧树脂(a2)以基于部分(a)的总重量0.6至1.5wt％存在。

8.如任一前述权利要求所述的试剂盒，其中，所述环氧硅烷(a3)具有下式：

9.如任一前述权利要求所述的试剂盒，其中，所述环氧硅烷(a3)是γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷。

10.如任一前述权利要求所述的试剂盒，其中，所述环氧硅烷(a3)以基于部分a的总重量0.25至0.6wt％存在。

11.如任一前述权利要求所述的试剂盒，其中，所述亲核交联剂(b1)选自二胺、三胺以及这些的混合物。

12.如任一前述权利要求所述的试剂盒，其中，所述亲核交联剂(b1)是具有基于c2-c6-亚烷基聚(环氧烷)二醇的主链的二胺。

13.如任一前述权利要求所述的试剂盒，其中，所述亲核交联剂(b1)是分子量大约为3000da并且具有基于聚(环氧丙烷)二醇的主链的三胺。

14.如任一前述权利要求所述的试剂盒，其中，所述亲核交联剂(b1)以基于部分(b)的总重量1.5至3.3wt％存在。

15.如任一前述权利要求所述的试剂盒，其中，所述催化剂(b2)选自叔胺，包括二氮杂双环[2.2.2]辛烷、2,4,6-三((二甲基氨基)甲基)苯酚、三乙醇胺、dmdee(2，2′-二吗啉基二乙基醚)、聚乙烯亚胺以及咪唑(如4-甲基咪唑)。

16.如任一前述权利要求所述的试剂盒，其中，所述催化剂(b2)是二氮杂双环[2.2.2]辛烷。

17.如任一前述权利要求所述的试剂盒，其中，所述催化剂(b2)以基于部分(b)的总重量0.075至0.15wt％存在。

18.如任一前述权利要求所述的试剂盒，其中，所述导热填料选自矾土、氧化铝、三水合氧化铝或三氢氧化铝、碳化硅、氮化硼、金刚石、和石墨、或其混合物。

19.如任一前述权利要求所述的试剂盒，其中，所述导热填料具有特征为3或约3或更大的d90/d50的比率的双峰粒度分布。

20.如任一前述权利要求所述的试剂盒，其中，所述导热填料是ath。

21.如任一前述权利要求所述的试剂盒，其中，所述导热填料以60至90wt％存在于由混合部分(a)和部分(b)产生的混合物中。

22.一种固化的导热粘合剂，其由混合如通过任一前述权利要求所定义的部分(a)和部分(b)并允许混合物固化而产生。

23.如权利要求22所述的固化的导热粘合剂，其中，成分处于以下浓度下：

24.一种电池组件，其包括电池模块，所述电池模块通过由混合根据权利要求1至21中任一项所述的部分(a)和部分(b)产生的固化的粘合剂组合物和/或机械紧固装置固定在所述组件中的适当位置，使得所述粘合剂组合物在所述电池模块与冷却基板之间提供导热性。

25.一种用于组装电池组件的方法，所述方法包括以下步骤：