JP2001151993A

JP2001151993A - 注型用難燃性エポキシ樹脂組成物およびコイル注型物

Info

Publication number: JP2001151993A
Application number: JP33742499A
Authority: JP
Inventors: Shinji Tsuchiya; 愼二土屋
Original assignee: Toshiba Chemical Corp
Current assignee: Kyocera Chemical Corp
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 1999-11-29
Publication date: 2001-06-05

Abstract

(57)【要約】【課題】コイル注型等に好適であって、耐湿性に優
れ、耐クラック性に優れたハロゲン化物難燃剤を含有し
ない注型用エポキシ樹脂組成物およびコイル注型物を提
供する。【解決手段】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ用
硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤および（Ｄ）シリカ粉末
（Ｅ）水酸化アルミニウムを必須成分とし、（Ｄ）成分
と（Ｅ）成分の合計量が、（Ａ）成分１００重量部に対
して１８０〜２８０重量部の割合に含有し、かつ重量比
（Ｄ）／（Ｅ）が、０．２５以上０．７以下であり、
（Ｂ）成分と（Ｃ）成分の合計量が（Ａ）成分１００重
量部に対して３〜３０重量部の割合に含有してなる注型
用難燃性エポキシ樹脂組成物である。また、このエポキ
シ樹脂組成物を用いコイルを注型してなるコイル注型物
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐湿性、耐クラッ
ク性に優れるとともにハロゲン化物難燃剤を含有しない
コイル注型、封止等に好適な難燃性エポキシ樹脂組成物
およびコイル注型物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コイル等の電気・電子部品は、外
部雰囲気や機械的衝撃から保護するため、エポキシ樹脂
で注型・封止したり、含浸・塗布して硬化することが行
われてきた。

【０００３】近年、テレビ用フライバックトランスや自
動車用イグニッションコイルの注型に用いられるエポキ
シ樹脂に代表されるように、注型用エポキシ樹脂には従
来からの耐湿性、耐クラック性などの信頼性の他に、一
層高い耐熱性が求められ、また注型用樹脂組成物中にハ
ロゲン化物を含まない、環境に配慮したエポキシ樹脂組
成物が求められている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、難燃性
のために水酸化アルミニウム等の無機系難燃剤を過剰に
使用することは、耐湿性、耐クラツク性のみならず、耐
熱性を低下させ、ハロゲン化物難燃剤成分を含まない注
型用樹脂組成物の提供は困難とされていた。

【０００５】本発明の目的は、上記の事情に鑑みてなさ
れたもので、コイル注型等に好適であって、耐湿性に優
れ、耐クラック性に優れるとともにハロゲン化物難燃剤
成分を含まない注型用エポキシ樹脂組成物およびコイル
注型物を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成しようと鋭意研究を進めた結果、特定の無機充填剤
を特定の配合量で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。

【０００７】即ち、本発明は、（Ａ）エポキシ樹脂、
（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）シリカ粉末お
よび（Ｅ）水酸化アルミニウムを必須成分とし、（Ｄ）
シリカ粉末と（Ｅ）水酸化アルミニウムの合計量（Ｄ）
＋（Ｅ）が、（Ａ）エポキシ樹脂１００重量部に対して
１８０〜２８０重量部の割合に含有し、かつ重量比
（Ｄ）／（Ｅ）が、０．２５以上０．７以下であり、ま
た（Ｂ）硬化剤と（Ｃ）硬化促進剤の合計量が、（Ａ）
エポキシ樹脂１００重量部に対して３〜３０重量部の割
合に含有してなることを特徴とする注型用難燃性エポキ
シ樹脂組成物である。また、このエポキシ樹脂組成物を
用いコイルを注型してなることを特徴とするコイル注型
物である。

【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。

【０００９】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
ある限り、分子構造、分子量等に制限されることなく汎
用のものを広く使用することができる。例えば、エポキ
シノボラック型、ビフェニル型等の芳香族系、シクロヘ
キサン誘導体等の脂環族系、さらに次の一般式で示され
るビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂が挙げられる。

【００１０】

【化１】（但し、式中、ｎは０又は１以上の整数を表す）これらは単独又は２種以上混合して使用することができ
る。

【００１１】本発明に用いる（Ｂ）エポキシ用硬化剤と
しては、その分子中に水酸基、酸無水物基、アミノ基等
のエポキシ樹脂中のエポキシ基と反応する官能基を有す
るものであれば特に制限されるものではなく、例えば、
フェノールノボラック樹脂等のフェノール樹脂硬化剤、
ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロメチル無水フ
タル酸等の環状脂肪族酸無水物、ジエチレントリアミ
ン、トリエチレンテトラミン等の脂肪族ポリアミンやジ
アミノジフェニルメタン等の芳香族ポリアミン等が挙げ
られる。なかでも、耐湿性等の信頼性の観点とコスト等
の観点からフェノール樹脂硬化剤や環状脂肪族酸無水物
が最適である。

【００１２】本発明に用いる（Ｃ）硬化促進剤として
は、エポキシ樹脂同士、またはエポキシ樹脂とエポキシ
用硬化剤との反応を促進するために用いられるものであ
れば、いかなるものであってもよい。具体的には例え
ば、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニ
ルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾー
ルなどのイミダゾール類、２−（ジメチルアミノメチ
ル）フェノール、１，８−ジアザ−ビシクロ［５，４，
０］ウンデセン−７、ベンジルジメチルアミン等の３級
アミン類、トリエチルホスフィン、ジフェニルホスフィ
ン、トリフェニルホスフィン等が挙げられる。これらは
単独又は２種以上混合して使用することができる。

【００１３】本発明において、（Ｂ）硬化剤と（Ｃ）硬
化促進剤は、（Ａ）エポキシ樹脂と無機充填剤である
（Ｄ）および（Ｅ）成分を混合した後に混合するが、そ
れらの配合は、（Ｂ）＋（Ｃ）成分が（Ａ）エポキシ樹
脂１００重量部に対して３重量部〜３０重量部の割合と
する。

【００１４】本発明に用いる（Ｄ）シリカ粉末および
（Ｅ）水酸化アルミニウムは、通常注型用途に用いられ
るものが使用でき、それらの配合は、（Ｄ）＋（Ｅ）成
分が（Ａ）エポキシ樹脂１００重量部に対して１８０重
量部〜２８０重量部の割合とする。その割合が、１８０
重量部未満であると耐湿性に劣り、２８０重量部を超え
ると極端に流動性が低下するため、注入作業性に劣るた
め好ましくない。

【００１５】また、本発明において（Ｄ）シリカ粉末お
よび（Ｅ）水酸化アルミニウムは混合して無機充填剤と
して用いるが、両成分のの重量比率は、（Ｄ）シリカ粉
末／（Ｅ）水酸化アルミニウムの重量比率が０．２５〜
０．７、さらに好ましくは０．３〜０．６であることが
必要である。その比率（Ｄ）／（Ｅ）が０．２５未満で
は電気特性が著しく低下して、耐湿性に劣り、０．７を
超えると難燃性になんら効果がない。

【００１６】さらに上記無機充填剤の平均粒径は、５〜
２０μｍであることが必要である。また、その粒子の分
布は、３μｍ以下の粒子のものを２５重量％以下、４８
μｍ以上の粒子のものを１５重量％以下とすることがよ
い。

【００１７】また、本発明に反しない限度において、必
要に応じて一般的に使用されている無機質充填剤、例え
ば、珪砂、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、チタン
ホワイト、クレー、ベンガラ、ガラス繊維、炭素繊維等
と併用して用いることができる。

【００１８】本発明の注型用エポキシ樹脂組成物は、上
述したエポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤および特定量
に限定されたシリカ粉末、水酸化アルミニウムを必須の
成分とするが、本発明の目的に反しない範囲において、
また必要に応じて、例えば脂環式エポキシ等の反応性希
釈剤、シランカップリング剤、種々の沈降防止剤、カー
ボンブラック等の着色剤等を適宜添加配合することがで
きる。

【００１９】本発明のエポキシ樹脂組成物を注型材料と
して調製する場合の一般的方法は、（Ａ）エポキシ樹脂
に、（Ｄ）シリカ粉末および（Ｅ）水酸化アルミニウム
と、所望により、珪砂、アルミナ、タルク、炭酸カルシ
ウム、チタンホワイト、クレー、ベンガラ、ガラス繊
維、炭素繊維等、希釈剤、着色剤、沈降防止剤を配合し
てなるエポキシ樹脂配合成分と、硬化剤と硬化促進剤と
からなる硬化剤配合成分を、それぞれ加熱・混練するこ
とにより注型材料とすることができる。

【００２０】注型の一般的な方法としては、真空注型が
あるが、予め十分均一に加熱混合した上記の注型材料
を、ミキサー等によって混合し、コイルを納めた型内に
真空注型して加熱硬化させ、コイル注型物が得られる。
また、本発明の注型材料は、コイル注型をはじめとする
電気部品あるいは電子部品の封止、被覆、絶縁等に適用
すれば、優れた特性と信頼性を付与することができる。

【００２１】

【作用】本発明の注型用樹脂組成物は、シリカ粉末と水
酸化アルミニウムの総量と、シリカ粉末と水酸化アルミ
ニウムの重量比率を一定の範囲に限定し、さらに、シリ
カ粉末と水酸化アルミニウムの混合物で形成される無機
充填剤の平均粒径、粒度分布を限定することにより、高
充填化が達成でき、耐湿性、耐クラック性に優れ、しか
もハロゲン化物を含有しない樹脂組成物とすることがで
きたものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、本発明を実施例によって具
体的に説明する。本発明は、これらの実施例によって限
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。

【００２３】実施例１ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量１９
０）１００部、（Ｄ）結晶シリカ７８部、（Ｅ）水酸化
アルミニウム１８２部、アクリル系消泡剤０．１部およ
びシランカップリング剤０．５部をミキサーに投入し、
７０℃で加熱混合してエポキシ樹脂配合成分とした。別
に、メチルテトラヒドロ無水フタル酸８４部、および２
−エチル−４−メチルイミダゾール１．０部をミキサー
に投入し、７０℃で加熱混合して硬化剤配合成分とし
た。上記のエポキシ樹脂配合成分と硬化剤配合成分とを
混合し、実施例１のエポキシ樹脂組成物とした。

【００２４】実施例２〜４表１に示した組成のエポキシ樹脂配合成分と硬化剤配合
成分を実施例１と同様に混合して実施例２〜４のエポキ
シ樹脂組成物を得た。

【００２５】比較例１〜３表２に示した組成のエポキシ樹脂配合成分とエポキシ樹
脂配合成分を実施例１と同様に混合し、比較例１〜３の
エポキシ樹脂組成物を得た。

【００２６】実施例１〜４および比較例１〜３によって
製造した、注型用エポキシ樹脂組成物を真空下、７０℃
の条件下でコイル注入し、ついで、７５℃で２．５Ｈ、
さらに１０５℃で２．５Ｈ後硬化させた。これらのエポ
キシ樹脂組成物について諸試験を行ったのでその結果を
表３に示したが、本発明の顕著な効果を確認することが
できた。

【００２７】

【表１】

【表２】

【表３】＊１：ＰＣＴ（プレッシャークッカーテスト）［１２５
℃／２，３ａｔｍ］＊２：ブリキ製シャーレ（直径５ｃｍ×高さ１．５ｃ
ｍ）にボルトナットワッシャーをインサートして注型
し、高温（１３０℃）、低温（−６０℃）各３０分の冷
熱サイクル２００回与え、各試験物に発生したクラック
の長さを測定した。

【００２８】＊３：ＵＬ−９４難燃性試験に準じて測定
した。○印…合格、×印…不合格。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明おび表３の結果から明らかな
ように、本発明の注型用エポキシ樹脂組成物は、耐湿性
に優れ、耐クラック性に優れたハロゲン化物難燃剤を含
有しないエポキシ樹脂組成物であり、本発明のコイル注
型物はじめ、電気・電子部品の封止物等は生産性に優れ
る等、産業的意味は大である。

フロントページの続きＦターム(参考） 4J002 CC03X CD00W CD05W CD06W DE148 DJ018 EF126 EN017 EN057 EN076 EN086 EU117 EW137 FD018 FD138 FD14X FD146 FD157 GQ00 4J036 AD08 AF06 AG07 AJ08 DB15 DB17 DC05 DC06 DC10 DC40 FA05 FA06 FB07 JA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、
（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）シリカ粉末および（Ｅ）水酸
化アルミニウムを必須成分とし、（Ｄ）シリカ粉末と
（Ｅ）水酸化アルミニウムの合計量（Ｄ）＋（Ｅ）が、
（Ａ）エポキシ樹脂１００重量部に対して１８０〜２８
０重量部の割合に含有し、かつ重量比（Ｄ）／（Ｅ）
が、０．２５以上０．７以下であり、また（Ｂ）硬化剤
と（Ｃ）硬化促進剤の合計量が、（Ａ）エポキシ樹脂１
００重量部に対して３〜３０重量部の割合に含有してな
ることを特徴とする注型用難燃性エポキシ樹脂組成物。
【請求項２】（Ｄ）シリカ粉末と（Ｅ）水酸化アルミ
ニウムの混合物から形成される無機充填剤の平均粒径
が、５〜２０μｍであり、かつ粒径３μｍ以下の粒子を
２５重量％以下、４８μｍ以上の粒子を１５重量％以下
含む請求項１記載の注型用難燃性エポキシ樹脂組成物
【請求項３】請求項１又は２記載のエポキシ樹脂組成
物を用いコイルを注型してなることを特徴とするコイル
注型物。