JP2004511641A - シリコーン変性された１成分系シールコンパウンド - Google Patents

Abstract

化学反応によって硬化する樹脂をベースとする、エポキシ樹脂成分（Ａ）、シリコーン含有成分（Ｂ）、充填剤（Ｃ）及び開始剤（Ｄ）を有しかつ１成分系として加工されている、特に電気部品の絶縁のためのシールコンパウンド。該シールコンパウンドは１成分系として加工可能である。

Description

【０００１】
本発明は請求項１記載のシールコンパウンド及びその使用並びに成形部材の製造のための方法に関する。
【０００２】
化学反応によって硬化する樹脂をベースとするシールコンパウンドは工業的部材及び部品の製造において大きな役割を担う。これらの樹脂は更にとりわけ電気部品又は電子部品における絶縁目的のために使用される。通常はそのようなシールコンパウンドは２成分系として仕上げられ、その際、１成分が硬化剤であり、該成分は反応性樹脂、充填剤等を含有するもう一方の成分と混合され、直ちに加工される。このことは、シールコンパウンドの調製を加工プロセスに組み込まねばならず、そして作業条件下に室温で例えば３〜１２ヶ月間の貯蔵が不可能であるので不利である。他の欠点は、大工業的消費でのみ保証されるべき硬化される成分の取扱いにおける作業安全性にある。それというのも硬化剤としてしばしば健康を害する化合物又は刺激化合物、例えばカルボン酸無水物又はアミンが使用されるからである。前記の理由から１成分系が開発された。
【０００３】
このようにＤＥ１９６３８６３０号Ａ１から環境の影響及びデバイスのハンダ付けの安定性に対して保護するのに役立つ電子及び電気的な構成素子の充填のために前記のシーリング材料は知られている。そこに記載される１成分系の硬化は熱により及び／又はＵＶ線の作用により行われる。
【０００４】
本発明の課題は、１成分系として貯蔵可能及び加工可能であり、高い熱伝導率及び亀裂抵抗を有し、電気的に絶縁された作用を有し、かつ激しい媒体、例えば燃料に対して高い温度でも耐性であるシールコンパウンドを提供することである。
【０００５】
本発明の利点
前記課題は、シリコーン含有成分を含有する１成分系として加工可能なシールコンパウンドを調製することによって解決される。このシールコンパウンドは低い粘度及び加工の間の良好な毛管作用を有し、これらのコンパウンドは高い熱伝導率及び亀裂抵抗に優れ、かつ種々の材料上に付着する。更に前記のコンパウンドは熱的に高く負荷可能であり、かつ高い温度においても燃料の作用に対して耐性である。
【０００６】
従属請求項に示される措置で本発明によるシールコンパウンドの有利な開発が可能である。
【０００７】
このように該シールコンパウンドは短い硬化時間及び良好な反応プロフィールを有し、かつ従って良好に加工できる。このことは、カチオン性架橋剤及び助触媒を含有する適当な開始剤の選択によってもたらされる。
【０００８】
特に有利な態様において、該シールコンパウンドは、シリコーンとしてシリコーンエラストマー粒子を含有するシリコーン含有成分９０質量％以下の割合を有する。このことは、硬化される状態で高い機械的負荷可能性を、加工の際にシールコンパウンドの粘度を不所望に高めないで保証する。
【０００９】
実施例
本発明によるシールコンパウンドは４種の基本成分、すなわちエポキシ樹脂成分Ａ、シリコーン含有成分Ｂ、充填剤Ｃ及び開始剤Ｄを含有する。更に通常の種類のシールコンパウンドにおいて使用される他の成分、例えば消泡剤、沈殿抑制剤及び付着促進剤が予定され、その使用は当業者に一般に知られている。
【００１０】
一般に、シールコンパウンドは加工の前及び間に安定な系を形成して、成分の分離を回避せねばならないことを顧慮するべきである。従って充填剤粒子はエポキシ樹脂成分と安定な分散液を形成し、かつエポキシ樹脂成分は他方で安定なエマルジョンを互いに形成する。この安定性は加工の間にもシールコンパウンドの硬化の際にも保証されねばならない。
【００１１】
エポキシ樹脂成分Ａとしては基本的に多くのモノマー、エポキシ官能を有する化合物を単独又はエポキシ官能を有するか又は有さない別の化合物との混合物で使用できる。しかしながら特に有利にはジエポキシド及び／又はトリエポキシドの使用であり、その際、以下に示される市販されている化合物を例として示している：
【００１２】
【化１】

【００１３】
エポキシ樹脂成分Ａは１つ以上の化合物（Ｉ）乃至（ＶＩ）並びに他の成分を含有してよい。エポキシ環化された脂環式ジエポキシド、例えば（Ｉ）及び（ＶＩ）が特に適当であると見なされる。エポキシ樹脂成分Ａはシールコンパウンド中に５〜９０質量％、有利には１０〜６０質量％まで含まれている。
【００１４】
シールコンパウンド中に更に含まれるシリコーン含有成分Ｂは１つ以上のシリコーンのエポキシ樹脂中の分散液である。シリコーンとしては、シリコーンブロックコポリマーもシリコーン粒子も該当する。有利に使用されるシリコーン粒子はシリコーン樹脂粒子又はシリコーンエラストマー粒子であってよいが、これらが粒径１０ｎｍ〜１００μｍを有する場合には有利である。シリコーン粒子は基本的に化学的に変性された表面を伴って、すなわちコア−シェル粒子として使用でき；しかしながら、未処理もしくは表面変性された、例えばＰＭＭＡで処理されたシリコーン粒子を本願のためにはより良好であることが示されている。エポキシ樹脂としては、基本的に全てのモノマー、エポキシ官能を有する化合物を単独又はエポキシ官能を有するか又は有さない別の化合物との混合物で使用してよい。しかしながら１つ以上の前記のジエポキシド（Ｉ）乃至（ＶＩ）の使用が特に有利である。シリコーン含有成分Ｂは１０〜８０質量％のシリコーンを有し、４０質量％の割合が有利である。シールコンパウンドは９０質量％までのシリコーン含有成分Ｂを含有する。
【００１５】
シールコンパウンドは更に、適切な選択によって加工の間のシールコンパウンドの減損を抑えることができ、かつシールコンパウンドの熱伝導率を硬化される状態において調節できる１つ以上の充填物質Ｃを含有する。こうして、例えば石英粉末、酸化アルミニウム、白亜、石英物又はタルクが、場合により炭化ケイ素との混合物において充填剤Ｃとして適当である。シラン化された石英粉末が特に適当であると見なされ、その際、シラン化はその場でシランの添加によって又は既に前域における石英粉末のシラン化によって実施できる。充填剤Ｃはシールコンパウンド中に５〜７５質量％、有利には４０〜６０質量％の割合で含まれている。
【００１６】
第４の成分Ｄとしては、シールコンパウンドは高温で十分に高い温度において十分に迅速な反応を可能にする開始剤を含有する。開始剤としては、熱的開始剤と同様に光開始剤も該当する。
【００１７】
シールコンパウンドを１成分系として加工できることを保証するために、開始剤としてカチオン性架橋剤が選択された。これは、例えばキノリニウム化合物、スルホニウム化合物、ヨードニウム化合物又はホウ素−ヨードニウム化合物であってよい。これらはエポキシ樹脂のカチオン性重合をもたらすことがある。
【００１８】
該開始剤は更に、とりわけ反応の開始温度の低下に役立つ助触媒を含有してよい。これはラジカル形成剤、例えばベンゾピナコールであってよい。開始剤の選択は実質的に硬化の反応進行を規定する。カチオン性架橋剤と助触媒との組合せは、狭く限定された最適な反応温度を特徴とする適当な反応速度プロフィールをもたらし、この場合に該反応は、例えば室温のような低い温度において既に緩慢な反応を使用することなく迅速に進行する。このことは更に室温での１成分系の貯蔵可能性に関する必要条件である。
【００１９】
シールコンパウンドを成形部材に加工することはより高い温度で行われる。該シールコンパウンドは相応の加熱において、不利な形態、例えば注型の際に＜２００μｍの直径を有する型間隙にも流し込むことができるほど低い粘度及び高い毛管作用を有する。このことは同時に非常に短いタクトタイムを可能にする。注型されたシールコンパウンドは６０〜１１０℃の温度に３０〜３００分間晒されるか、又は１２０℃の温度に１０〜１１０分間晒されて、シールコンパウンドのゲル化が達成される。次いで該コンパウンドは１４０〜２２０℃の温度に１０〜９０分間成形部材の硬化のために晒される。加工時間は従って、通常の２成分系コンパウンドの注型において晒される時間の５０％よりも明らかに短い。
【００２０】
またゲル化及び硬化のプロセス工程を１つの方法工程にまとめ、そこでシールコンパウンドをゲル化の後に直ちに１４０〜２２０℃の温度に晒すこともできる。
【００２１】
例として、以下にシールコンパウンドもしくはその組成物の実施例及び硬化された状態での得られた特性を示す。
【００２２】
組成：
【００２３】
【表１】

【００２４】
これらの組成物は質量部で示されており、開始剤をそれぞれ０．１〜５質量％の非常に低い濃度で添加する。前記の組成物は以下の特性プロフィールを生じる：

該シールコンパウンドは、例えば電気的絶縁、機械的固定のため、及び電磁アクチュエーターの電気コイルの激しい媒体に対する保護として適当である。かかるアクチュエーターは、例えば電磁弁において、特にディーゼル電磁弁又はガソリン電磁弁中に組み込まれてよい。
【００２５】
本発明は記載される実施例に制限されず、記載される使用分野の他にも、特に車両の機関室のためのセンサ及び特に車両の伝動装置及び燃料容器の製造における該シールコンパウンドの使用も考えられる。

Claims (25)

1. 化学反応によって硬化する樹脂をベースとする、エポキシ樹脂成分（Ａ）、シリコーン含有成分（Ｂ）、充填剤（Ｃ）及び開始剤（Ｄ）を有しかつ１成分系として加工されている、特に電気部品の絶縁のためのシールコンパウンド。
2. エポキシ樹脂成分（Ａ）がジエポキシド又はトリエポキシドをベースとするエポキシ樹脂である、請求項１記載のシールコンパウンド。
3. エポキシ樹脂成分（Ａ）が脂環式ジエポキシドをベースとするエポキシ樹脂である、請求項１又は２記載のシールコンパウンド。
4. エポキシ樹脂成分（Ａ）がシールコンパウンド中に５〜９０質量％まで含まれている、請求項１から３までのいずれか１項記載のシールコンパウンド。
5. シリコーン含有成分（Ｂ）がジエポキシドをベースとするエポキシ樹脂中のシリコーンの分散液である、請求項１から４までのいずれか１項記載のシールコンパウンド。
6. シールコンパウンドが９０質量％までのシリコーン含有成分（Ｂ）を含有する、請求項１から５までのいずれか１項記載のシールコンパウンド。
7. シリコーン含有成分（Ｂ）が１０〜８０質量％のシリコーンを含有する、請求項５又は６記載のシールコンパウンド。
8. シリコーン含有成分（Ｂ）がシリコーンとしてシリコーンエラストマー粒子を含有する、請求項５から７までのいずれか１項記載のシールコンパウンド。
9. シリコーンエラストマー粒子が１０ｎｍ〜１００μｍの粒径を有する、請求項８記載のシールコンパウンド。
10. 充填剤（Ｃ）が石英粉末、特にシラン化された石英粉末、酸化アルミニウム及び／又はタルクである、請求項１から９までのいずれか１項記載のシールコンパウンド。
11. シールコンパウンドが５〜７５質量％、有利には４０〜６０質量％までの充填剤を含有する、請求項１から１０までのいずれか１項記載のシールコンパウンド。
12. 開始剤がカチオン性架橋剤を包含する、請求項１から１１までのいずれか１項記載のシールコンパウンド。
13. カチオン性架橋剤がホウ素−ヨードニウム及び／又はキノリニウム化合物である、請求項１２記載のシールコンパウンド。
14. 開始剤が助触媒を包含する、請求項１から１３までのいずれか１項記載のシールコンパウンド。
15. 助触媒がラジカル形成剤である、請求項１４記載のシールコンパウンド。
16. 助触媒がベンゾピナコールである、請求項１４記載のシールコンパウンド。
17. シールコンパウンドが無水物不含である、請求項１から１６までのいずれか１項記載のシールコンパウンド。
18. 特に電気部品の絶縁のための成形部材を請求項１から１７までのいずれか１項記載のシールコンパウンドを用いて製造するための方法において、シールコンパウンドを１成分系として第一の作業工程で注型に導入、第二の作業工程でゲルの形成のために第一の高められた温度に晒し、かつ第三の作業工程で成形部材の硬化のために第二の高められた温度に晒すことを特徴とする方法。
19. シールコンパウンドをゲルの形成のための第二の作業工程で６０〜１１０℃の温度に３０〜３００分間晒すか、もしくは１００〜１４０℃の温度に１０〜１００分間晒す、請求項１８記載の方法。
20. シールコンパウンドを成形部材の硬化のための第三の作業工程で１４０〜２２０℃の温度に１０〜９０分間晒す、請求項１８又は１９記載の方法。
21. 電磁アクチュエーターの製造のための、請求項１から１７までのいずれか１項記載のシールコンパウンドの使用。
22. 電磁弁、特にディーゼル電磁弁及びガソリン電磁弁の製造のための、請求項１から１７までのいずれか１項記載のシールコンパウンドの使用。
23. 特に車両の機関室のためのセンサの製造のための、請求項１から１７までのいずれか１項記載のシールコンパウンドの使用。
24. 特に車両のための伝動装置の製造のための、請求項１から１７までのいずれか１項記載のシールコンパウンドの使用。
25. 特に車両のための燃料容器の製造のための、請求項１から１７までのいずれか１項記載のシールコンパウンドの使用。