JP3647514B2 - 注形用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、耐クラック性、接着性、電気特性に優れた、各種電子機器の高圧コイル等の絶縁処理に好適な注形用エポキシ樹脂組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、注形用樹脂組成物は、自動車やテレビの電子部品として高圧トランス等の絶縁処理に使用されている。そして、電子機器用トランス類のうち、テレビ用フライバックトランスの可変抵抗器等は、エポキシ樹脂組成物等で絶縁処理して製造されている。これらの用途の樹脂組成物は、耐クラック性、可とう性、難燃性、高温時の高体積抵抗率、高接着力が要求されている。特に最近では、これらの特性に加えて耐湿特性条件下及びヒートサイクル下のセラミック基板との接着性が一段と厳しく要求されている。エポキシ樹脂組成物の耐クラック性および可とう性等を付与するものとして、ドデシニル無水コハク酸やポリアゼライン酸無水物と、末端に反応性のよい化合物が反応性硬化剤として使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この反応性硬化剤を使用すると可とう性は改良されるものの、耐クラック性が十分でなく、作業性も悪い欠点がある。また、ヒートサイクル試験および耐湿特性試験において、セラミック基板との接着性、電気特性が著しく低下する欠点があった。
【０００４】
本発明は、上記の欠点を解消するためになされたもので、耐クラック性、可とう性、接着性、難燃性および電気的特性に優れた注形用エポキシ樹脂組成物を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成しようと鋭意研究を進めた結果、後述の樹脂組成物を用いることによって、上記目的を達成できることを見いだし、本発明を完成したものである。
【０００６】
即ち、本発明は、
（Ａ）エポキシ樹脂、
（Ｂ）可とう性付与剤の（ａ）ダイマー酸変性エポキシ樹脂および（ｂ）末端にエポキシ基を有するポリブタジエン、
（Ｃ）難燃剤の（ａ）ジブロモクレジルグリシジルエーテルおよび（ｂ）三酸化アンチモン、
（Ｄ）無機質充填剤、
（Ｅ）硬化剤の（ａ）メチルテトラヒドロ無水フタル酸および（ｂ）反応性ポリブタジエンアクリロニトリルゴム並びに
（Ｆ）硬化促進剤
を必須成分としてなることを特徴とする注形用エポキシ樹脂組成物である。
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００８】
本発明に用いる（Ａ）エポキシ樹脂としては、1 分子中に 2個以上のエポキシ基を有する化合物であればよく、汎用エポキシ樹脂、固形エポキシ樹脂等特に制限はなく広く使用することができる。例えば、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、ポリカルボン酸のグリシジルエーテル、シクロヘキサン誘導体のエポキシ化によって得られるエポキシ樹脂等が挙げられ、これらは単独または 2種以上混合して使用することができる。また、これらの他に必要に応じて液状のモノエポキシ樹脂等を使用することができる。
【０００９】
本発明に用いる（Ｂ）可とう性付与剤としては（ａ）ダイマー酸変性エポキシ樹脂および（ｂ）末端にエポキシ基を有するポリブタジエンを使用する。これらは、通常可とう性付与剤として使用されるものであれば特に制限はなく、広く使用することができる。ダイマー酸変性エポキシ樹脂は、グリシジルエステル型のエポキシ樹脂であって、例えばエピコート＃８７１，＃８７２（油化シェルエポキシ社製、商品名）、ＹＤ−１７１，ＹＤ−１７２（東都化成社製、商品名）などが挙げられ、また末端にエポキシ基を有するポリブタジエンとしては、例えばＥ−１８００−６．５，Ｅ−１０００−３．５（日本石油化学社製、商品名）などが挙げられる。可とう性付与剤の配合割合は、上述のエポキシ樹脂100 重量部に対して20〜50重量部配合することが望ましい。その配合量が20重量部未満では可とう性が不十分であり、また、50重量部を超えると電気特性が著しく低下して好ましくない。上述した2 成分は予め混合して可とう性付与剤としたものを配合してもよく、また、各成分を所定量配合してもよい。この可とう性付与剤は、（ａ）ダイマー酸変性エポキシ樹脂および（ｂ）末端にエポキシ基を有するポリブタジエンを併用することが重要なことである。
【００１０】
本発明に用いる（Ｃ）難燃剤としては、（ａ）ジブロモクレジルグリシジルエーテルおよび（ｂ）三酸化アンチモンを使用する。これらは通常難燃剤として使用されるものであれば特に制限はなく、広く使用することができる。この難燃剤は組成物に難燃性を付与させるもので、ジブロモクレジルグリシジルエーテルと三酸化アンチモンとの相乗効果を発揮させるものである。ジブロモクレジルグリシジルエーテルは、例えばＢＲＯＣ（日本火薬社製、商品名）などがあり、その配合割合は、上述のエポキシ樹脂100 重量部に対して、15〜25重量部配合することが望ましい。その配合量が15重量部未満では難燃性に効果なく、また、25重量部を超えると硬化特性上好ましくない。また、相乗効果を示す三酸化アンチモンの配合割合は、ジブロモクレジルグリシジルエーテル15〜25重量部に対して、7 〜12重量部配合することが望ましい。その配合量が7 重量部未満では難燃性に効果なく、また、12重量部を超えるとジブロモクレジルグリシジルエーテルとの相乗効果がなく、かつコスト高となり好ましくない。上述した2 成分は予め混合して難燃剤としたものを配合してもよく、また、各成分を所定量配合してもよい。本発明の難燃剤として、（ａ）ジブロモクレジルグリシジルエーテルと（ｂ）三酸化アンチモンを併用することが重要である。
【００１１】
本発明に用いる（Ｄ）無機質充填剤としては、通常充填剤として使用されるものであれば特に制限されるものでなく、広く使用することができる。具体的なものとして、シリカ粉末、タルク、水和アルミナ、炭酸カルシウム等が挙げられ、これらは単独または 2種以上混合して使用することができる。無機質充填剤の配合割合は、樹脂分100 重量部に対して、100 〜250 重量部配合することが望ましい。その配合量が100 重量部未満では耐クラック性、熱放散性が悪く、樹脂分が多くなるためコスト高となり好ましくない。また、250 重量部を超えると組成物の粘度が増加し、作業性に劣り好ましくない。
【００１２】
本発明に用いる（Ｅ）硬化剤としては、（ａ）メチルテトラヒドロ無水フタル酸及び（ｂ）反応性ポリブタジエンアクリロニトリルゴムを使用する。メチルテトラヒドロ無水フタル酸としては、通常エポキシ樹脂の硬化剤として使用されるものであればよく、特に制限されるものではない。反応性ポリブタジエンアクリロニトリルゴムとしては、例えば、ＣＴＢＮ１３００×１３、１３００×８（宇部興産社製、商品名）等が挙げられ、これらは単独または 2種以上混合して使用することができる。反応性ポリブタジエンアクリロニトリルゴムの配合割合は、メチルテトラヒドロ無水フタル酸100 重量部に対して15〜25重量部配合することが望ましい。その配合量が15重量部未満では耐クラック性、アルミナ基板との密着性が悪く、また、25重量部を超えると組成物の粘度が増加し、作業性、電気特性が悪く、コスト高となり、好ましくない。
【００１３】
本発明に用いる（Ｆ）硬化促進剤としては、イミダゾール系や３級アミン系等通常エポキシ樹脂の硬化促進剤として使用されるものを用いることができ、特に制限されるものではない。
【００１４】
本発明に用いる注形用エポキシ樹脂組成物は、上述したエポキシ樹脂、可とう性付与剤、難燃剤、無機質充填剤、硬化剤および硬化促進剤を必須の成分とするが、本発明の目的に反しない範囲においてその他の無機質充填剤、カップリング剤、消泡剤、顔料その他の成分を添加配合することができる。
【００１５】
これらの各成分すなわち、エポキシ樹脂、可とう性付与剤、難燃剤、無機質充填剤、硬化剤および硬化促進剤等を混合し、十分攪拌して注形用エポキシ樹脂組成物を製造することができる。こうして得られた注形用エポキシ樹脂組成物は高圧トランスや電子機器等の注形用または含浸用として使用される。
【００１６】
【作用】
本発明の注形用エポキシ樹脂組成物は、可とう性付与剤としてダイマー酸エポキシ樹脂および末端にエポキシ基を有するポリブタジエンを用いることによって、可とう性、耐クラック性を向上させ、また、硬化剤としてメチルテトラヒドロ無水フタル酸および反応性ポリブタジエンアクリロニトリルゴムを使用することによって、ヒートサイクル中及び耐湿下におけるセラミック基板との接着性、電気特性を低下させることなく、保持することが可能となった。
【００１７】
【実施例】
次に本発明を実施例によって説明する。本発明はこれらの実施例よって限定されるものではない。以下の実施例および比較例において「部」とは「重量部」を意味する。
【００１８】
実施例１
ビスフェノールＡグリシジルエーテル25部、ダイマー酸変性エポキシ樹脂の＃８７１（油化シェルエポキシ社製、商品名）45部、末端にエポキシ基を有するポリブタジエンのＥ１８００−６．５（日本石油化学社製、商品名）5 部、ジブロモクレジルグリシジルエーテルのＢＲＯＣ−Ｃ（日本化薬社製、商品名）25部、水酸化アルミニウムＨ４２Ｍ（昭和電工社製、商品名）30部、水酸化アルミニウムＨ３１（昭和電工社製、商品名）80部、シリカのＡ−１（龍森社製、商品名）90部、消泡剤ＴＳＡ７２０（東芝シリコーン社製、商品名） 0.1部、シランカップリング剤 0.5部、三酸化アンチモン12部を混合して、次いで硬化剤としてメチルテトラヒドロ無水フタル酸49.2部、及び反応性ポリブタジエンアクリロニトリルゴムのＣＴＢＮ１３００×１３（宇部興産社製、商品名）12.3部、硬化促進剤としてベンジルジエチルアミン1.0 部を加えて十分混合して注形用エポキシ樹脂組成物を製造した。
【００１９】
実施例２
ビスフェノールＡグリシジルエーテル30部、ダイマー酸変性エポキシ樹脂の＃８７１（油化シェルエポキシ社製、商品名）40部、末端にエポキシ基を有するポリブタジエンのＥ１８００−６．５（日本石油化学社製、商品名）5 部、ジブロモクレジルグリシジルエーテルのＢＲＯＣ−Ｃ（日本化薬社製、商品名）25部、水酸化アルミニウムＨ４２Ｍ（昭和電工社製、商品名）30部、水酸化アルミニウムＨ３１（昭和電工社製、商品名）80部、シリカのＡ−１（龍森社製、商品名）90部、消泡剤ＴＳＡ７２０（東芝シリコーン社製、商品名） 0.1部、シランカップリング剤 0.5部、三酸化アンチモン12部を混合して、次いで硬化剤としてメチルテトラヒドロ無水フタル酸51.2部及び反応性ポリブタジエンアクリロニトリルゴムのＣＴＢＮ１３００×８（宇部興産社製、商品名）10.2部、硬化促進剤としてアンカミン１１１０1.0 部を加えて十分混合して注形用エポキシ樹脂組成物を製造した。
【００２０】
比較例１
ビスフェノールＡグリシジルエーテル55部、モノエポキサイド20部、ジブロモクレジルグリシジルエーテルのＢＲＯＣ−Ｃ（日本化薬社製、商品名）25部、水酸化アルミニウムＨ４２Ｍ（昭和電工社製、商品名）20部、水酸化アルミニウムＨ３１（昭和電工社製、商品名）50部、シリカのＡ−１（龍森社製、商品名）40部、消泡剤ＴＳＡ７２０（東芝シリコーン社製、商品名） 0.1部、シランカップリング剤 0.5部、三酸化アンチモン10部を混合して、次いで硬化剤としてドデセニル無水コハク酸100 部及びポリブタジエン（末端ヒドロキシ基含有）40部、硬化促進剤としてベンジルジエチルアミン2 部を加えて十分混合して注形用エポキシ樹脂組成物を製造した。
【００２１】
比較例２
ビスフェノールＡグリシジルエーテル55部、モノエポキサイド25部、ジブロモクレジルグリシジルエーテルのＢＲＯＣ−Ｃ（日本化薬社製、商品名）20部、水酸化アルミニウムＨ４２Ｍ（昭和電工社製、商品名）30部、水酸化アルミニウムＨ３１（昭和電工社製、商品名）50部、シリカのＡ−１（龍森社製、商品名）80部、消泡剤ＴＳＡ７２０（東芝シリコーン社製、商品名） 0.1部、シランカップリング剤 0.5部、三酸化アンチモン10部を混合して、次いで硬化剤としてドデセニル無水コハク酸100 部及びポリブタジエン（末端ヒドロキシ基含有）40部、硬化促進剤としてアンカミン１１１０ 2部を加えて十分混合して注形用エポキシ樹脂組成物を製造した。
【００２２】
実施例１〜２及び比較例１〜２によって製造した注形用エポキシ樹脂組成物を用いて加熱硬化させた。これらの硬化物について、ガラス転移点、体積抵抗率、接着性、絶縁破壊の強さを試験したので、その結果を表１に示した。本発明の効果を確認することができた。
【００２３】
【表１】

【００２４】
【発明の効果】
以上の説明および表１から明らかなように、本発明の注形用エポキシ樹脂組成物は、ヒートサイクル試験中及び耐湿下において、セラミック基板との優れた接着性、電気的特性を有し、可とう性、耐クラック性に優れ、しかも作業性のよいもので電子機器の高圧コイル等の絶縁処理用として好適なものである。

Claims (1)

1. （Ａ）エポキシ樹脂、
   （Ｂ）可とう性付与剤の（ａ）ダイマー酸変性エポキシ樹脂および（ｂ）末端にエポキシ基を有するポリブタジエン、
   （Ｃ）難燃剤の（ａ）ジブロモクレジルグリシジルエーテルおよび（ｂ）三酸化アンチモン、
   （Ｄ）無機質充填剤、
   （Ｅ）硬化剤の（ａ）メチルテトラヒドロ無水フタル酸および（ｂ）反応性ポリブタジエンアクリロニトリルゴム並びに
   （Ｆ）硬化促進剤
   を必須成分としてなることを特徴とする注形用エポキシ樹脂組成物。