JP3399095B2 - 液状エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

液状エポキシ樹脂組成物

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液状エポキシ樹脂組成
物に関する。この液状エポキシ樹脂組成物は、低粘度で
含浸性が良好であり、当該樹脂組成物から得られる硬化
物は、耐熱性、耐湿性、電気絶縁性に優れ、コイル、フ
ィルムコンデンサ等の電気、電子部品の含浸剤として好
適である。
【0002】
【従来の技術】エポキシ樹脂は、優れた電気絶縁性、機
械強度、耐熱性、耐湿性、接着性等の材料特性を有して
いることから電気、電子部品の電気絶縁用材料として用
いられている。
【0003】かかる用途に使用されるエポキシ樹脂組成
物は、優れた耐電圧性、電気絶縁性を必要とされる結
果、通常、無溶剤型の組成物が使用されており、更に含
浸性を向上させるためには低粘度で、且つ高耐熱性であ
ることが望まれる。
【0004】従来、エポキシ樹脂組成物の粘度を低下さ
せる目的で、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリ
シジルエーテル等のモノグリシジルエーテル、1,6−
ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオデカン酸
グリシジルエステル等、各種のエポキシ樹脂希釈剤が提
案されており、かかるエポキシ樹脂希釈剤を配合してな
るエポキシ樹脂組成物の粘度(25℃)は350〜40
0cps程度であり、又、ガラス転移温度(Tg)は1
00〜105℃程度である。
【0005】しかしながら、上記エポキシ樹脂希釈剤
は、エポキシ樹脂組成物の粘度を低減することに対して
は一定の効果を示すものの、当該エポキシ樹脂組成物の
硬化物は、耐熱性が著しく低下したり、耐湿性、機械強
度、電気特性等が十分でない等の問題があった。
【0006】従って、コンデンサの長期使用の信頼性を
改良するためには、優れた耐熱性(高Tg)を維持しつ
つ、従来以上にエポキシ樹脂組成物の低粘度化を図るこ
とが強く要求されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、低粘度で、
使用時に各種部品に良好な含浸性を有し、しかも硬化性
を低下することなく、優れた耐熱性、耐電圧性、電気絶
縁性、耐湿性、機械強度、接着性を具備する液状エポキ
シ樹脂組成物を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、特定のエポキシ系化合
物をエポキシ樹脂希釈剤として所定量適用することによ
り、所期の目的が達成されることを見いだし、かかる知
見に基づいて本発明を完成するに至った。
【0009】 即ち、本発明に係る液状エポキシ樹脂組
成物は、エポキシ樹脂100重量部に対し、1,4−シ
クロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル50〜
150重量部、酸無水物系硬化剤をエポキシ基の合計当
量に対し0.8〜1.1倍当量及び硬化促進剤0.1〜
5重量部含有することを特徴とする。
【0010】 本発明に係るエポキシ樹脂としては、液
状ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF
型エポキシ樹脂等が例示され、必要に応じてフェノール
ノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキ
シ樹脂等のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシ
ジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポ
キシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂等を混合して使用す
ることができる。特に液状ビスフェノールA型グリシジ
ルエーテル、ビスフェノールF型グリシジルエーテル等
が推奨される。
【0011】本発明において、エポキシ樹脂希釈剤とし
て適用される1,4−シクロヘキサンジメタノールジグ
リシジルエーテルは、1,4−シクロヘキサンジメタノ
ールとエピクロルヒドリンとを50〜150℃程度の加
熱下に脱塩酸して調製されるエポキシ系化合物である。
【0012】 1,4−シクロヘキサンジメタノールジ
グリシジルエーテルの配合量としては、エポキシ樹脂1
00重量部に対して50〜150重量部、より好ましく
は80〜110重量部が推奨される。50重量部未満で
は含浸性を改良できる程の粘度低下が得られにくく、1
50重量部を越えて配合した場合にはエポキシ樹脂硬化
の耐熱性が低下して目的とする硬化物の特性が得られ
にくい。
【0013】本発明に使用される酸無水物系硬化剤とし
ては、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ
無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ヘキ
サヒドロ無水フタル酸、メチルナジック酸無水物等の酸
無水物硬化剤が推奨され、それぞれ単独で又は2種以上
を適宜組み合わせて適用される。
【0014】当核酸無水物系硬化剤の配合量としては、
エポキシ樹脂及び1,4−シクロヘキサンジメタノール
ジグリシジルエーテルに起因するエポキシ基の合計当量
に対して0.8〜1.1倍当量が推奨される。0.8当
量未満又は1.1当量を越えて配合した場合には耐湿
性、耐熱性、機械強度等の特性が低下し、いずれの場合
も好ましくない。
【0015】又、硬化促進剤としては、従来から使用さ
れている各種の硬化促進剤を使用することができ、より
具体的には、ベンジルジメチルアミン、トリス(ジメチ
ルアミノメチル)フェノール、ジメチルシクロヘキシル
アミン等の第3級アミン類、2−エチル−4−メチルイ
ミダゾール、2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−
2−エチルイミダゾール等のイミダゾール類、1,8−
ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7等のジア
ザビシクロアルケン類及びそれらの2−エチルヘキサン
酸塩等の塩類、オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、アルミ
ニウムエチルアセトン錯体等の有機金属化合物、第4級
アンモニウム化合物、トリフェニルフォスフィン等の有
機フォスフィン化合物が例示される。
【0016】硬化促進剤の添加量としては、エポキシ樹
脂100重量部に対して0.1〜5重量部、好ましくは
0.5〜2重量部が推奨される。0.1重量部未満では
硬化に長時間を要し、作業性が低下し実用的でない。一
方、5重量部を越えて配合した場合には硬化時の発熱が
大きく硬化物の特性低下につながる。
【0017】本発明に係る液状エポキシ樹脂組成物を調
製する方法としては、公知の方法で行うことができる。
例えば、所定量のエポキシ樹脂、エポキシ樹脂希釈剤、
酸無水物系硬化剤、硬化促進剤及び必要に応じて難燃
剤、顔料、染料、カップリング剤、表面改質剤等を適宜
配合し、一般的な攪拌機を用いて均一混合する方法が挙
げられる。
【0018】かくして得られる液状エポキシ樹脂組成物
が含浸剤として適用される電子部品としては、ソレノイ
ドコイル、モーターのステーター、計測器用コイル
(P.T、C.T)等のコイル、ガラスクロス、プラス
チック不織布等の絶縁基材及びDC用又はAC用のフィ
ルムコンデンサ等が例示され、中でもフィルムコンデン
サが推奨される。
【0019】本発明に係る液状エポキシ樹脂組成物のフ
ィルムコンデンサに対する含浸方法としては、常温で減
圧下(例えば、10〜30mmHg程度)に含浸する方法や
予めコンデンサを100〜130℃に加熱し、次いで2
0〜50℃程度の液状エポキシ樹脂組成物中に浸漬して
含浸する方法等が挙げられる。
【0020】
【実施例】以下に実施例を揚げ、本発明を詳しく説明す
る。尚、各例におけるエポキシ樹脂組成物の物理的特性
(粘度とガラス転移温度との相関)及びコンデンサ特性
(静電容量変化率、誘電正接、絶縁抵抗)は以下の方法
により測定し、評価した。
【0021】エポキシ樹脂組成物の物理的特性 エポキシ樹脂組成物の粘度とガラス転移温度とは、一般
に正の相関を有する(即ち、希釈剤の作用により樹脂組
成物の粘度が低下するに従って、ガラス転移温度が低下
する。)。今般の物理的特性の評価においては、実用的
なガラス転移温度(100℃又は110℃)に相当する
粘度をそれらの相関図より求め、そのときの粘度の大小
でもって当該樹脂組成物の含浸性を評価した(即ち、低
粘度であるほど含浸性に優れる)。尚、粘度(cps)
は、B型粘度計を用いて、25℃で測定する。又、ガラ
ス転移温度(Tg、℃)は、120℃×5時間の硬化条
件下で得た硬化物のTgをDSC法に基づいて測定す
る。
【0022】静電容量変化率(ΔCap、%) メタライズドポリエステルフィルムコンデンサ(0.4
μF×250V,0.047μF×250V)を予め
120℃に加熱し、次いで常温の液状エポキシ樹脂組成
物中に10秒間浸漬して含浸し、次いで流動浸漬法によ
りエポキシ粉体塗料を当該含浸物に外装して試料を調製
し、当該資料を85℃、85%RHの条件下で500時
間放置する(耐湿テスト)。上記試験前後の静電容量を
キャパシタンスプリッジを用いて25℃、1kHzで測
定し、その変化率を算定する。
【0023】誘電正接(tanδ) 静電容量変化率と同様にして評価する。
【0024】絶縁抵抗 市販の抵抗測定装置による。
【0025】 実施例1 ビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名「エピコート
828」、油化シェルエポキシ社製、エポキシ当量19
0)50重量部、1,4−シクロヘキサンジメタノール
ジグリシジルエーテル(商品名「リカレジンDME−1
00」、新日本理化社製、エポキシ当量155)50重
量部、メチルテトラヒドロ無水フタル酸(商品名「リカ
シッドMT−500」、新日本理化社製)93重量部
(当該樹脂組成物中のエポキシ基の合計当量に対して
0.95倍当量に相当)及び2−エチル−4−メチルイ
ミダゾール(商品名「キュアゾール2E4MZ」、四国
化成工業社製)1重量部からなる液状エポキシ樹脂組成
物を調製し、その物理的特性を測定した。その結果、1
00℃のガラス転移温度を有する樹脂組成物の粘度は1
60cpsであった。
【0026】 比較例1 「エピコート828」100重量部、1,6−ヘキサン
ジオールジグリシジルエーテル(エポキシ当量150)
30重量部、「リカシッドMT−500」87重量部
(当該樹脂組成物中のエポキシ基の合計当量に対して
0.95倍当量に相当)及び「キュアゾール2E4M
Z」1重量部からなる液状エポキシ樹脂組成物を調製
し、その物理的特性を測定した。その結果、100℃の
ガラス転移温度を有する樹脂組成物の粘度は270cp
sであった。
【0027】 比較例2 「エピコート828」100重量部、ネオデカン酸グリ
シジルエステル(商品名「カージュラE」、油化シェル
エポキシ社製、エポキシ当量250)23重量部、「リ
カシッドMT−500」79重量部(当該樹脂組成物中
のエポキシ基の合計当量に対して0.95倍当量に相
当)及び「キュアゾール2E4MZ」1重量部からなる
液状エポキシ樹脂組成物を調製し、その物理的特性を測
定した。その結果、100℃のガラス転移温度を有する
樹脂組成物の粘度は340cpsであった。
【0028】比較例3 「エピコート828」100重量部、ラウリルグリシジ
ルエーテル(エポキシ当量280)17重量部、「リカ
シッドMT−500」81重量部(当該樹脂組成物中の
エポキシ基の合計当量に対して0.95倍当量に相当)
及び「キュアゾール2E4MZ」1重量部からなる液状
エポキシ樹脂組成物を調製し、その物理的特性を測定し
た。その結果、100℃のガラス転移温度を有する樹脂
組成物の粘度は340cpsであった。
【0029】実施例2 「エピコート828」50重量部、「リカレジンDME
−100」50重量部、メチルヘキサヒドロ無水フタル
酸(商品名「リカシッドMH−700」、新日本理化社
製)91重量部(当該樹脂組成物中のエポキシ基の合計
当量に対して0.95倍当量に相当)及び「キュアゾー
ル2E4MZ」1重量部からなる液状エポキシ樹脂組成
物を調製し、その物理的特性を測定した。その結果、1
10℃のガラス転移温度を有する樹脂組成物の粘度は2
80cpsであった。
【0030】又、当該液状エポキシ樹脂組成物の各種コ
ンデンサ特性を評価したところ、定格0.047μF
(250V)のフィルムコンデンサにおいて、ΔCap
は+2.5%であり、試験前0.39%のtanδは試
験後0.40%とほとんど変わらず、更に試験前50×
104MΩの抵抗値は試験後48×104MΩと極めて少
ない低下に留まった。一方、定格0.47μF(250
V)のフィルムコンデンサにおいても、ΔCapは+
2.2%であり、試験前0.39%のtanδは試験後
0.40%とほとんど変わらず、更に試験前83×10
3MΩの抵抗値は試験後79×103MΩと極めて少ない
低下に留まった。
【0031】比較例4 「エピコート828」100重量部、「カージュラE」
30重量部、「リカシッドMH−700」86重量部
(当該樹脂組成物中のエポキシ基の合計当量に対して
0.95倍当量に相当)及び「キュアゾール2E4M
Z」1重量部からなる液状エポキシ樹脂組成物を調製
し、その物理的特性を測定した。その結果、110℃の
ガラス転移温度を有する樹脂組成物の粘度は600cp
sであった。
【0032】又、当該液状エポキシ樹脂組成物の各種コ
ンデンサ特性を評価したところ、定格0.047μF
(250V)のフィルムコンデンサにおいて、ΔCap
は+4.5%であり、試験前0.39%のtanδは試
験後0.45%と増加し、更に試験前50×104MΩ
の抵抗値は試験後42×104MΩと大きく低下した。
一方、定格0.47μF(250V)のフィルムコンデ
ンサにおいても、ΔCapは+3.1%と大きく、試験
前0.40%のtanδは試験後0.44%と増加し、
更に試験前74×103MΩの抵抗値は試験後62×1
3MΩと大きく低下した。
【0033】
【発明の効果】本発明に係る所定の組成からなる液状エ
ポキシ樹脂組成物は、低粘度で、使用時に各種部品に良
好な含浸性を有し、硬化性を低下することなく、優れた
耐熱性、耐電圧性、電気絶縁性、耐湿性、機械強度、接
着性を具備する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−48416(JP,A) 特開 平6−5464(JP,A) 特開 平6−120016(JP,A) 特開 平6−136092(JP,A) 特開 平6−207152(JP,A) 特開 平6−1907(JP,A) 特開 昭58−219173(JP,A) 特開 平7−196905(JP,A) 特開 平6−248053(JP,A) 特開 平7−90050(JP,A) 欧州特許出願公開590975(EP,A 1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 59/20 - 59/32 C08G 59/42 H01B 3/40 H01G 4/18

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エポキシ樹脂100重量部に対し、1,
    4−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル
    50〜150重量部、酸無水物系硬化剤をエポキシ基の
    合計当量に対し0.8〜1.1倍当量及び硬化促進剤
    0.1〜5重量部含有することを特徴とする液状エポキ
    シ樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の液状エポキシ樹脂組成
    物を含浸してなる電子部品。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の液状エポキシ樹脂組成
    物を含浸してなるフィルムコンデンサ。
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