JP2002531672A - 疎水性エポキシ樹脂系 - Google Patents
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Abstract
Description
する組成物に関し、この組成物の硬化によって得られる架橋生成物、およびこの
組成物を電気絶縁材料として使用することに関するものである。
電気絶縁材料として使用される。戸外での使用において脂環式エポキシ樹脂は、
その高い耐候性のために特に適している。しかしながら、この場合、特に大気汚
染の激しい降水量の多い地域では、絶縁物の表面に導電性の汚水/水層が形成さ
れるという問題が生じ、このことは漏洩電流およびアークを発生させ、絶縁物の
損傷を全損にまで至らせる可能性がある。エポキシ樹脂を基材とする汚染の少な
い絶縁物の場合にも、時間の経過と共に表面が風化により侵され、このように汚
い層を水がより湿潤し得るときに表面導電性の上昇が起こる。
リシロキサン/ポリエーテル共重合体およびOH基を末端にもつポリシロキサン
の添加により疎水性を付与することができる。しかし、この物質の金属への接着
はすべての適用に対しては充分ではない。
物が記載されていて、この混合物は、エポキシノボラックおよびフェノール樹脂
のほかに少量の環式ジメチルシロキサンを含有している。確かに、この組成物で
は、表面への水の結合によって生じる腐蝕が著しく抑制されるが、絶縁物として
使用するのに充分な疎水作用がこの系では達成されない。
なシリコーンオリゴマーとの硬化性混合物を基材とする電気絶縁物質として適し
ている樹脂系が記載されている。加熱によりこのシリコーンオリゴマーは自ら形
成した架橋構造部分となり、シリコーンの公知の性質、たとえば疎水性および良
好な耐候性が硬化した物質に付与されることになる。商業的に入手するのに高価
なシリコーンオリゴマーを使用すること、および疎水性転移効果(Hydrophobie-T
ransfer-Effekt)の不良が欠点となる。
オロ脂肪族表面活性剤を含有する組成物は、硬化した状態で優れた疎水性転移効
果および回復効果を有する貯蔵安定エマルジョンを生じ得ることが分かった。従
って、本発明の対象は(a)エポキシ樹脂、(b)OH基を末端にもつポリシロ
キサン、(c)環状ポリシロキサン、および(d)非イオン性フルオロ脂肪族表
面活性剤を含む組成物である。
ことができる。
ないし97.99重量%、特に86.0ないし96.95重量%、成分(b)1
.0ないし10.0重量%、特に2.0ないし6.0重量%、成分(c)1.0
ないし10.0重量%、特に1.0ないし5.0重量%および成分(d)0.0
1ないし3.0重量%、特に0.05ないし3.0重量%を含有する組成物が好
ましく、ここで成分(a)、(b)、(c)および(d)の合計は100重量%
である。
またはβ−メチルグリシジル基、直鎖状アルキレンオキシド基、またはシクロア
ルキレンオキシド基を含有するすべてのタイプのエポキシドが適している。
ル性および/またはフェノール性ヒドロキシル基を含有する化合物をアルカリ性
条件の下でエピクロロヒドリンまたはβ−メチルエピクロロヒドリンと反応させ
るか、または酸性触媒の存在下で反応させ、後にアルカリ処理することによって
得られるポリグリシジル−およびポリ−(β−メチルグリシジル)エーテルであ
る。このようなグリシジル−またはβ−メチルグリシジルエーテルの製造に適し
ている原料化合物はたとえば非環式アルコール、たとえばエチレングリコール、
ジエチレングリコール、および高級ポリ(オキシエチレン)グリコール、プロパ
ン−1,2−ジオールおよびポリ(オキシプロピレン)グリコール、プロパン−
1,3−ジオール、ブタン−1,4−ジオール、ポリ(オキシテトラメチレン)
グリコール、ペンタン−1,5−ジオール、ヘキサン−1,6−ジオール、ヘキ
サン−2,4,6−トリオール、グリセリン、1,1,1−トリメチロールプロ
パン、ペンタエリトリトールまたはソルビトール、脂環式アルコール、たとえば
レゾルシノール、キニトール、ビス−(4−ヒドロキシシクロヘキシル)−メタ
ン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシシクロヘキシル)−プロパン、および1,
1−ビス−(ヒドロキシメチル)−シクロヘキセン−3、および芳香族核を有す
るアルコール、たとえばN,N−ビス−(2−ヒドロキシエチル)−アニリンお
よびp,p’−ビス−(2−ヒドロキシエチルアミノ)−ジフェニルメタンであ
る。
のジヒドロキシ化合物は、単核フェノール、たとえばレゾルシンおよびヒドロキ
ノン、多核フェノール、たとえばビス−(4−ヒドロキシフェニル)−メタン、
4,4−ジヒドロキシジフェニル、ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−スルホ
ン、1,1,2,2,−テトラキス−(4−ヒドロキシフェニル)−エタン、2
,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−プロパン(ビスフェノールA)およ
び2,2−ビス−(3,5−ジブロム−4−ヒドロキシフェニル)−プロパン、
ならびにノボラック、たとえばフェノール−およびクレゾールノボラックである
。
当たり2個、またはそれ以上のカルボン酸基を含有する化合物をアルカリの存在
下でエピクロロヒドリン、グリセリンジクロロヒドリン、またはβ−メチルエピ
クロロヒドリンと反応させることによって得られる。このようなポリグリシジル
エステルは、脂肪族ポリカルボン酸、たとえばシュウ酸、コハク酸、グルタル酸
、アジピン酸、ピメリン酸、コルク酸、アゼライン酸、セバシン酸、または2量
体化または3量体化されたリノール酸、脂環式ポリカルボン酸、たとえばテトラ
ヒドロフタル酸、4−メチルテトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、お
よび4−メチルヘキサヒドロフタル酸;そして芳香族ポリカルボン酸、たとえば
フタル酸、イソフタル酸、およびテレフタル酸から誘導することができる。
)−化合物、たとえばエピクロロヒドリンと少なくとも2個のアミノ水素原子を
含有するアミン、たとえばアニリン、n−ブチルアミン、ビス−(4−アミノフ
ェニル)−メタンおよびビス−(4−メチルアミノフェニル)−メタンとの反応
生成物の脱塩化水素化によって得られる生成物である。さらに、トリグリシジル
イソシアヌレート、ならびに環式アルキレン尿素、たとえばエチレン尿素、およ
び1,3−プロピレン尿素およびヒダントイン、たとえば5,5−ジメチルヒダ
ントインのN,N’−ジグリシジル誘導体が挙げられる。ポリ−(S−グリシジ
ル)−化合物、たとえばジチオール、たとえばエタン−1,2−ジチオールおよ
びビス−(4−メルカプトメチルフェニル)−エーテルのジ−S−グリシジル誘
導体も同様に適している。 好ましくは、組成物は、成分(a)として脂環式エポキシ樹脂、または天然不
飽和油またはその誘導体のエポキシ化生成物を含有している。
位を有するすべてのエポキシ樹脂を意味し、すなわち脂環式グリシジル化合物お
よびβ−メチルグリシジル化合物、ならびにシクロアルキレンオキサイドを基材
とするエポキシ樹脂を包含する。
脂環式ポリカルボン酸、たとえばテトラヒドロフタル酸、4−メチルテトラヒド
ロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、3−メチルヘキサヒドロフタル酸、および
4−メチルヘキサヒドロフタル酸のグリシジルエステル、およびβ−メチルグリ
シジルエステルである。
2−ジヒドロキシシクロヘキサン、1,3−ジヒドロキシシクロヘキサン及び1
,4−ジヒドロキシシクロヘキサン、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1
,1−ビス−(ヒドロキシメチル)シクロヘキサ−3−エン、ビス(4−ヒドロ
キシシクロヘキシル)メタン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシシクロヘキシル
)プロパンおよびビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)スルホンのジグリシジ
ルエーテルおよびβ−メチルグリシジルエーテルである。
エポキシシクロペンチル)エーテル、2,3−エポキシシクロペンチルグリシジ
ルエーテル、1,2−ビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エタン、ビニル
シクロヘキセンジオキシド、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4
’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、3,4−エポキシ−6−メチル
シクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシ−6’−メチルシクロヘキサンカ
ルボキシレート、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、
およびビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート
である。
ンジグリシジルエーテル、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロ
パンジグリシジルエーテル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、4−
メチルテトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、4−メチルヘキサヒドロフ
タル酸ジグリシジルエステル、そして特にヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエ
ステルおよび3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシ
クロヘキサンカルボキシレートである。
キシ化生成物を使用することができる。炭素原子12個ないし22個を有し、3
0ないし400のヨウ素価を持つ1価および多価脂肪酸、たとえばラウロレイン
酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、ガドレイン酸、エルカ
酸、リシノール酸、リノール酸、リノレン酸、エライジン酸、リカン酸、アラキ
ドン酸、およびクルパノドン酸から誘導されるエポキシド含有化合物を使用する
のが好ましい。たとえば大豆油、アマニ油、エノ油、キリ油、オイチシカ(Oiti
cia)油、ベニバナ油、ケシ油、麻実油、綿実油、ヒマワリ油、菜種油、多価不
飽和トリグリセリド、タカトウダイ科作物のトリグリセリド、落花生油、オリー
ブ油、オリーブ核油、扁桃油、カポック油、ハシバミ油、杏仁油、ブナ実油、ハ
ウチワマメ油、トウモロコシ油、胡麻油、ブドウ種油、ラレマンチア(Lalleman
tia)油、ヒマシ油、ニシン油、イワシ油、メンヘーズン油、鯨油、トール油、
およびそれらからの誘導体のエポキシ化生成物が適している。 さらに、これらの油の後の脱水素化反応によって得ることのできる高級不飽和
誘導体も適している。
とえば過酸化水素、場合により触媒の存在下で、アルキルハイドロペルオキシド
または過酸、たとえば過ギ酸、または過酢酸との反応によりエポキシ化すること
ができる。
二重結合を含有している部分的にエポキシ化された誘導体を成分(a)として使
用することができる。エポキシ化された大豆油、およびエポキシ化されたアマニ
油が成分(a)として特に好ましい。
たとえば相当する有機クロロシランを加水分解し、そして次にシラノールを重縮
合することによって生成することができる。ここで一般に分子量1,000ない
し150,000g/molのポリシロキサン混合物が生成する。一連のこのよ
うなOH基を末端にもつポリシロキサンは商業的に入手できる。 本発明の組成物において好ましくは液体ポリシロキサンが使用される。 式(I)
ール基、またはC6〜C24アラルキル基であり、nは3ないし60、特に4ない
し20の平均値である)で表されるポリシロキサンを使用するのが好ましい。
、n−ブチル基、イソブチル基、第二ブチル基、第三ブチル基、および種々の異
性体ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、
ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、
ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基およびエイコ
シル基である。 R1またはR2としてのアリール基は、好ましくは6個ないし14個の炭素原子
を含有している。ここで、たとえばフェニル基、トリル基、ペンタリニル基、イ
ンデニル基、ナフチル基、アズリニル基、およびアントリル基が挙げられる。R 1 またはR2としてのアラルキル基は、好ましくは7個ないし12個の炭素原子、
そして特に好ましくは7個ないし10個の炭素原子を含有している。たとえば、
ベンジル基、フェニルエチル基、3−フェニルプロピル基、α−メチルベンジル
基、4−フェニルブチル基、またはα,α−ジメチルベンジル基が挙げられる。 式中、R1およびR2は、互いに独立してメチル基、エチル基、またはフェニル
基である、式(I)で表されるポリシロキサンが特に好ましい。 式中、R1およびR2は、メチル基でありおよびn=4ないし20である、成分
(b)として特に好ましいのは式(I)で表されるポリシロキサンである。
公知の方法によって生成することができる。 式(II)
ール基、またはC6〜C24アラルキル基であり、mは3ないし12の整数である
)で表される環状ポリシロキサンを成分(c)として使用するのが好ましい。式
(II)におけるアルキル基、アリール基、およびアラルキル基は式(I)によ
る対応する基と同じ意味を持つ。 式中、R1およびR2は、互いに独立してメチル基、エチル基、またはフェニル
基であり、mは3ないし8の整数である、式(II)で表される環状ポリシロキ
サンが成分(c)として好ましい。
しい。J.Am.Chem.Soc.68,358(1946)に記載されているように、このような環状ポ
リシロキサンは、対応するジアルキル−,ジアリール−またはジアラルキルジク
ロロシランの加水分解の際に、生成する生成混合物から単離することができる。
成分(c)として特に好ましいのは、商業的に入手できる化合物オクタメチルシ
クロテトラシロキサン(m=4)、デカメチルシクロペンタシロキサン(m=5
)および特にドデカメチルシクロヘキサシロキサン(m=6)、そしてまたジメ
チルジクロロシランの加水分解物、特に未蒸留加水分解物である。なぜならば、
この加水分解物は、好ましい環の大きさm=6ないし8の環状ポリシロキサン、
すなわちドデカメチルシクロヘキサシロキサンのほかにテトラデカメチルシクロ
ヘプタシロキサン(m=7)およびヘキサデカメチルシクロオクタシロキサン(
m=8)を多くの割合で含むからである。
フルオロ化ポリアルキレンの誘導体、たとえばペルフルオロ化ポリアルキレンが
適している。ペルフルオロ化脂肪族アルキル単位Rfと炭化水素単位Rとの組み
合わせられた化合物が好ましく、ここで炭化水素単位は、少なくとも1個の好ま
しくは酸素含有1価または2価極性官能基、たとえば−OH、−COOH、−C
OOR、−COO−、−CO−、−O−を含有している。
、たとえば次式
22個を有する直鎖状または枝分かれ状ペルフルオロ化アルキル基であり、R=
H、C1〜C6アルキル基またはRfである) で表される化合物である。 これらの式において理論実験式に対応する分子量は、わずかに200ないし1
0,000、特に300ないし8,000である、式(III)または(IV)で
表される化合物を使用するのが好ましい。
,1,2,2−テトラヒドロペルフルオロオクタノール(式(IV)において、
Rf=ペルフルオロ化n−ヘキシル基、m=1およびR=Hであるものに相当)
またはRf−COO−(CH2CH2O)m−R(式中、Rfは炭素原子16個ない
し18個の直鎖状ペルフルオロ化アルキル基であり、m=110ないし130で
あり、R=Hである)である。
ルオロケミカル・インタメディエイト(Du Pont)、たとえばZONYL TM BA−LおよびBAフルオロアルコール、またはFLUORADTMフルオロ
表面活性剤(3M)、たとえばFLUORADTM FC−431として商業的に
入手できる。本発明によって使用することのできるその他の表面活性化合物は、
前記メーカーの技術報告書、たとえばZONYLTMフルオロケミカル・インタメ
ディエイト(Du Pont)に関する「Technical Informa
tion」233592B(1/94)から知ることができる。 しかしながら、成分(a)ないし(d)の1つ、またはそれ以上の化合物を、
本発明の組成物に使用することができる。
ポキシ樹脂系のカチオン重合により原理的に硬化することができる。しかしなが
ら、無水物硬化剤が用いられることが好ましい。 従って、本発明の他の対象は、上記成分(a)ないし(d)および成分(e)
としてポリカルボン酸無水物を含有する組成物である。
またはポリアゼライン酸ポリ無水物、または環式カルボン酸無水物が挙げられる
。環式カルボン酸無水物が特に好ましい。 環式カルボン酸無水物の例は、コハク酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコ
ン酸無水物、アルケニル置換コハク酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物、マレ
イン酸無水物およびトリカルバリル酸無水物;シクロペンタジエンまたはメチル
シクロペンタジエンとのマレイン酸無水物付加物、マレイン酸無水物とのリノー
ル酸付加物、アルキル化エンドアルキレンテトラヒドロフタル酸無水物、メチル
テトラヒドロフタル酸無水物、およびテトラヒドロフタル酸無水物であり、ここ
で最後に挙げた2つのものの異性体混合物が特に適している。特にヘキサヒドロ
フタル酸無水物とメチルヘキサヒドロフタル酸無水物が好ましい。
物、トリメリット酸無水物、およびフタル酸無水物である。 塩素化または臭素化された無水物、たとえばテトラクロロフタル酸無水物、テト
ラブロムフタル酸無水物、ジクロロマレイン酸無水物、およびクロレンド酸無水
物も使用することができる。
きる。適している促進剤は当業者にとって公知である。たとえばアミン、特に第
三級アミンと三塩化ホウ素または三フッ化ホウ素との錯体;第三級アミン、たと
えばベンジルジメチルアミン;尿素誘導体、たとえばN−4−クロロフェニル−
N’,N’−ジメチル尿素(モヌロン(Monuron));場合により置換されたイミダ
ゾール、たとえばイミダゾール、または2−フェニルイミダゾールが挙げられる
。 好ましい促進剤は、第三級アミン、特にベンジルジメチルアミン、およびエポ
キシ化油を含有している前記組成物に対してイミダゾール(たとえば1−メチル
イミダゾール)である。
に充分な量で使用される。成分(a)および(e)そして場合により(f)の割
合は、使用する化合物の種類、必要な硬化速度、および最終生成物に望まれる性
質に依存するものであり、当業者によって容易に知ることができる。一般に、1
エポキシ当量当たり0.4ないし1.6、好ましくは0.8ないし1.2当量の
無水物基が使用される。
剤成分(e)は、一般に別個に貯蔵され、適用前に始めて混合される。樹脂混合
物(a)ないし(d)を硬化前に中間貯蔵しなければならないときは、エマルジ
ョン形成性混合物を貯蔵可能に維持できるようにするために、樹脂混合物(a)
ないし(d)は任意成分(g)として追加助剤が必要である。このような安定化
助剤としては、乳化剤(表面活性、および界面活性化合物)および増粘剤(たと
えばケイ酸、ベントナイト、ジベンジリデンソルビットなど)を使用することが
できる。これらの化合物、およびその使用は当業者にとって周知である。
未処理ケイ酸が特に適している。これは、商業的にたとえばAerosilTMと
して入手できる。ケイ酸の有効量は、成分(a)から(d)の合計に対して0.
01、ないし3.5重量%、好ましくは0.05ないし3.0重量%の範囲内で
あり、一次粒子の平均粒径は好ましくは約12nmである。
加することにより得られる貯蔵安定性組成物である。場合により促進剤(f)と
一緒にする硬化成分(e)の代わりに樹脂混合物(a)ないし(d)は、エポキ
シ樹脂のカチオン重合用開始剤系を成分(e)として含有することができる。
始剤、たとえば求核性アニオンを含有していない熱活性化可能なオニウム塩、オ
キソニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、または第四
アンモニウム塩を使用することができる。このような開始剤およびその使用は公
知である。たとえば米国特許第4,336,363号、ヨーロッパ特許第0,3
79,464号公開公報およびヨーロッパ特許第0,580,552号公開公報
にエポキシ樹脂用硬化剤として特別なスルホニウム塩が開示されている。米国特
許第4,058,401号には、特定のスルホニウム塩のほかに、テルルおよび
セレンの対応する塩が記載されている。
66,543号公開公報およびヨーロッパ特許第0,673,104号公開公報
に開示されている。ここで非求核性の、たとえば錯体ハロゲン化アニオン、たと
えばBF4 -、PF6 -、SbF6 -、SbF5(OH)-およびAsF6 -を有する芳香
族ヘテロ環式窒素塩基が重要である。
ネートを使用するのが特に好ましい。 第四アンモニウム塩の使用に際しては、熱によるラジカル形成剤、たとえばピ
ナコールおよびそのエーテル、エステル、またはシリル誘導体を使用するのが特
に好ましい。これらの化合物は公知であり、公知の方法によって生成することが
できる。
,1,2,2−テトラフェニル−1,2−エタンジオール(ベンズピナコール)
などのピナコールを使用するのが好ましい。 特に熱活性が可能な開始剤としては、N−ベンジルキノリニウムヘキサフルオ
ロアンチモネートを1,1,2,2−テトラフェニル−1,2−エタンジオール
と一緒に、好ましくは約1:1のモル比で使用される。
し180℃、特に90℃ないし150℃の範囲内にある。 カチオン硬化性エポキシ樹脂中に含有されているカチオン性開始剤の量は、カ
チオン重合性エポキシ樹脂の量に対して一般に0.05ないし30重量%、好ま
しくは0.5ないし15重量%である。
コア/シェル(Core/Shell)ポリマーまたは当業者にとって「ゴム系強化剤」とし
て公知のエラストマー、またはエラストマー含有グラフトポリマーを含有するこ
とができる。 適している強化剤は、たとえばヨーロッパ特許第0,449,776号公開公
報に記載されている。この強化剤は、組成物中の全エポキシ樹脂に対して1重量
%ないし20重量%の量で使用するのが好ましい。
ばSiO2(ケイ砂、ケイ砂粉、シラン化したケイ砂粉、石英粉、シラン化した
石英粉)、酸化アルミニウム、酸化チタン、および酸化ジルコニウム;金属水酸
化物、たとえばMg(OH)2、Al(OH)3、シラン化されたAl(OH)3
およびAlO(OH);半金属−および金属窒化物、たとえば窒化ケイ素、窒化
ホウ素および窒化アルミニウム;半金属−および金属炭化物(SiCおよび炭化
ホウ素);金属炭酸塩(ドロマイト、チョーク、CaCO3);金属硫酸塩(バ
ライト、石膏);岩石粉、たとえばハイドロマグネサイトおよびフンタイト(Hun
tit)の粉末;および主としてケイ酸塩系の天然、または合成鉱物、たとえばゼオ
ライト(特に分子ふるい)、タルク、雲母、カオリン、ウオラストナイトなどが
挙げられる。好ましい充填剤は、石英粉、シラン化した石英粉、水酸化アルミニ
ウムまたは酸化アルミニウムである。
光防止剤、防炎加工剤、結晶水含有充填剤、軟化剤、染料、顔料、殺菌剤、チキ
ソトロピー剤、粘度改良剤、消泡剤、帯電防止剤、滑剤、沈降防止剤、湿潤剤、
および離型剤を含有することができる。本発明の組成物は、公知の方法に従い、
公知の混合装置、たとえば撹拌機(特に高い剪断勾配の分散機およびSupra
tonTM)、ニーダー、ロール、またはドライミキサーによって製造することが
できる。固体エポキシ樹脂の場合には融解物中で分散させることもできる。
きる。硬化は一般に60℃から200℃、特に80℃から180℃の温度に混合
物を加熱することによって行われる。
された生成物である。 驚くべきことに、本発明の組成物に2種の化学的に異なるシロキサン成分およ
び表面活性剤を添加すると、対応する未変性系(比較例1)と比較して、実際上
これから得られる生成物の機械的および電気的性質の劣化がないか、またはほん
のわずかしか劣化しないことが分かった。一般に、シリコーンの添加は接着性の
劣化をもたらすものである。しかしながら本発明の組成物は、予期しないことで
あるが、金属への良好な接着を示し、これは不変的に良好な折り曲げ力値(Umbr
uchkraft-Wert)および引裂き力値(Ausreisskraft-Wert)を示すものである。同様
に驚くべきことに、本発明の系によって封入された成形体の顕著に良好な温度変
化挙動が認められる。
な量が硬化物質上に存在する汚染物に移行できるという利益をもたらす。このこ
とにより最初親水性であった汚染層は、疎水性になる(疎水性転移)。こうして
水は汚染から容易に球状になって落下し、未変性系の場合とは異なり、関連する
導電性、従って有害な汚染/水層が形成されない。この効果は、全く驚くべきこ
とであるが、非常に顕著なものである。水は本質的により良好に、かつより速や
かに回転して落ちる。驚くべきことに、この作用の持続性は非常に良好である。
すなわち、汚染層が何回も除去され、そして再形成される際にも優れた疎水性転
移作用が維持される。 わずかに汚染されたエポキシ樹脂基材絶縁体の場合においても、最初の疎水性
の喪失、そしてそれによる表面導電性の増大を来す。たとえば、絶縁物表面上の
個々の試薬滴によって生じるマイクロ放電が理由となる場合がある。
本発明の系により疎水性の再付与がこのような強制的疎水性の損失の後にも生じ
るということにある。これは、最初の疎水性が数時間ないし、2日から3日以内
に再び得られることを意味する(「回復」効果)。 従って、非常に良好な回復効果、および良好な温度変化特性と組み合わせた、
極めて良好でかつ同時に持久性のある疎水性転移効果の形の優れた疎水性特性を
有する本発明の系は、気候的に厳しい使用分野で適用するための絶縁体材料とし
て使用することが考えられる。
積層樹脂、プレス材(「エポキシ成形コンパウンド」)、被覆材そして特に電気
絶縁材として適している。本発明の組成物の電気絶縁体としての使用も本発明の
対象である。
含量:5.6val/kgないし6.2val/kg(“CY184”、Cib
a Spezialitaten Chemie) ESO:エポキシ化された大豆油;エポキシ含量4.10val/kgないし
4.20val/kg;(“Reoplast”、Witco) ELO:エポキシ化されたアマニ油;エポキシ含量:5.50val/kgな
いし5.65val/kg(“Merginat”、Harburger Ch
emie) 硬化剤1:ヘキサヒドロフタル酸無水物70重量部およびメチルヘキサヒドロ
フタル酸無水物30重量部からなる硬化剤混合物 W12:未処理ケイ砂粉(Quarzwerke Frechen) W12EST:エポキシシランで前処理した石英粉(Quarzwerke
Frechen) ポリシロキサン1:粘度5Pa・sのOH基を末端にもつポリジメチルシロキ
サン(“NG200ないし5,000”。Wacker) ポリシロキサン2:OH基を末端にもつ直鎖状ポリジメチルシロキサン(≦4
0%)および環状ジメチルシロキサン(≧60%)からなる粘度5Pa・sない
し20Pa・sの混合物(“Dimethylemethanolysat”、
GE−Bayer AG) Fluorad:非イオン性ペルフルオロ化脂肪族ポリマーエステル(エトキ
シル化されたペルフルオロ化脂肪酸)(“Fluorad FC431”、3M
) BDMA:ベンズジメチルアミン 1−Ml:1−メチルイミダゾール エアロジル:疎水性高分散ケイ酸(“Aerosil200”Degussa
)
900g、BDMAを5.0gおよび石英粉W12ESTを2,700g、翼型
撹拌機付き混合機により60℃で30分間混合し、次に約10mbarで短時間
脱気する。次いでこの組成物を80℃で6時間および140℃で10時間硬化す
る。硬化生成物の性質を表1にまとめる。
キサン1を200g、ポリシロキサン2を500g、Fluoradを100g
、室温で10分間3,750r.p.mで混合する。続いてエアロジル150g
を混合物に添加し、室温で1時間3,750r.p.m.で混合する。こうして
白色の貯蔵安定エマルジョンが生成する。こうして生成した樹脂予備混合物1,
000gと、硬化剤1の814.5g、BDMAの4.5gおよび石英粉W12
ESTの2,578.1gとを、60℃で30分間翼型撹拌機付き混合機を用い
て混合し、次に約10mbarで短時間脱気する。この組成物を次に80℃で6
時間および140℃で10時間硬化する。硬化生成物の性質を表1に要約する。
キサン1を200g、ポリシロキサン2を500g、Fluoradを10g、
ESOを1,143gおよびELOを1,143g、室温で10分間3,750
r.p.mで混合する。続いてこの混合物にエアロジルを150g添加し、室温
で1時間3,750r.p.m.で混合する。こうして白色の貯蔵安定エマルジ
ョンが生成される。こうして生成した樹脂予備混合物1,000gと、硬化剤1
の806.6g、BDMAの2.3g、1−Mlの4.5gおよびケイ砂粉W1
2ESTの2,567.1gを60℃で30分間翼型撹拌機付き混合機を用いて
混合し、次に約10mbarで短時間脱気する。この組成物を次に80℃で6時
間および140℃で10時間硬化する。硬化生成物の性質を表1にまとめる。
をエポキシ樹脂1の9,100gに、最高110℃で溶解し、この混合物を続い
て室温にまで冷却する。ポリシロキサン1の200g、ポリシロキサン2の50
0g、およびFluoradの100gを添加し、この混合物を室温で15分間
1,500r.p.mで撹拌する。続いてこの混合物にエアロジル50gを添加
し、全体の混合物を室温で再度1時間1,500r.p.m.で撹拌する。こう
して白色の貯蔵安定エマルジョンが生成される。 こうして生成した樹脂予備混合物1,000gを硬化剤1の820g、BDM
A4.5g、および石英粉W12ESTの3,542gと60℃で30分間翼型
撹拌機付き混合機を用いて混合し、続いて約10mbarで短時間脱気する。
施例1および比較例1と同様にして、ただし充填度は66重量%として、生成し
た未硬化混合物を140℃に加熱し、離型剤で処理した金型に射出する。ゲル化
後(約20分後)に注形部材を型から取りだし、140℃で10時間後硬化する
。本発明の組成物から製造された絶縁体は、驚くべきことに、同様の組成物から
シリコーン添加剤なしで製造された絶縁体と同様に高い折り曲げ力を示し、一方
、引裂き力の比較は本発明の材料がインサート(Insert)で非常に良く接着してい
ることを実証している。
り良い疎水性特性を示すことが以下の試験によってわかる。
る。そのために本発明の実施例1ないし3および比較例1の生成物によってそれ
ぞれ製造した材料の4枚の板(シリコーン含有離型剤を使用せず離型後にアセト
ンで洗浄)の上に人工的な汚染を施す。さらに石英粉W12を、続いて定規など
による平滑塗りによって0.5mmの異質層(Fremdschicht)厚が得られるような
単位面積当たりの量で振動器から板の上に塗布する。さて、この材料が本来的に
親水性の石英粉層に疎水性を与えるかどうか、ということを調べるために、ピペ
ットから一定の時間間隔で水滴30μlを異質層に適用し、その挙動を観察して
次の表に区分する。
ズマを適用することにより親水性の状態を強制的に与える(2B2参照)。疎水
性の喪失を生じさせるプラズマ処理の後に、種々の時間間隔(直後、1時間後お
よび1日後)に表面の状態を再び検査する。回復効果は、試料が親水性状態(お
およそクラス5ないし7)から疎水性状態(おおよそクラス1ないし4)に転移
すること、すなわちプラズマ処理前の状態が再び作られたときに示される。その
結果が表1でわかる。
ある約100cm2大の試料表面に約25±10cmの距離から噴霧ビンにより
水を20回噴霧(1回/秒)する。さらに10秒後に試料を観察し、表面状態を
次の表にしたがって分類する。
る。そのために10×10×0.4cm3大の試験板をタイプ440(Technics P
lasma GmbH社)のプラズマ室に入れ、次の条件に曝す。プラズマ処理時間:2分
間、圧力:2mbarないし3mbar、ガス:酸素、出力:200ワット。こ
の処理で疎水性が失われる(表1参照)。
び表面活性剤を使用する実施例1とは異なり、それぞれ1種の添加剤を使用する
。各組成物および硬化生成物の性質を表1にまとめる。
マ処理による)後も、表面疎水性は回復しない。 2)変性した本発明の組成物の性質 実施例1は、2回目の異質層適用後でも迅速に良好な疎水性転移を示す。この
材料は、最初の状態では正に親水性であり、プラズマ処理による強制的喪失後に
非常に迅速に疎水性を再び回復し、従って優れた回復効果を示す。 実施例2は、実施例1と同様に疎水性転移効果を実際に示すが、やや劣った良
好性の表面疎水性である。疎水性の喪失(プラズマ処理による)後に表面疎水性
は、実施例1よりもやや劣った速さであるが、回復する。実施例3は非常に良好
、かつ迅速に形成される疎水性転移効果を示す。 3)その他の比較例は、個々の添加剤のみでは、回復効果に影響を与えることが
できないことを示している。いずれの場合にも、強制的喪失後に疎水性は回復さ
れない。
型用樹脂系で封入し、樹脂を硬化する。所定の時間単位で決められ、常に上昇す
る温度間隔のサイクルに成型品を置き、各間隔ごとに生じる亀裂発生を検査する
。
を900g、BDMAを5.0g、および石英粉W12ESTを3,780g、
60℃で30分間で翼型撹拌機付き混合機を用いて混合し、続いて約10mba
rで短時間脱気する。成型品を以下に述べる亀裂試験にかける。
)を適用することにより、比較注型用樹脂系の鋼製試験体20個を製造する。こ
の方法において液状樹脂混合物は40℃ないし60℃に加熱され、真空下で撹拌
される。この樹脂混合物を2barないし5barの低圧下で140℃ないし1
50℃に加熱した注型に射出する。圧力を保持しながら注型内の樹脂系を数分間
ゲル化させる。各試験体は封入された銅成形体で作られている。ゲル化後に試験
体を型から取り出し、140℃で10時間硬化する。試験体を一定の温度条件に
置く。この温度条件は、上限温度25℃の一連のサイクルからなり、その際にそ
れぞれ現れる亀裂の生成の検査を行う。これに対して温度下限は、各サイクルに
ついてより低い値である。各サイクルにおいて試験体はそれぞれの温度−各々−
上昇に迅速に曝され、各限界温度に数時間保たれる。試験体が第1の亀裂を示す
サイクルを記録する。樹脂系の平均亀裂温度は1サイクル当たりの亀裂生成の頻
度分布から分かる。
本発明の系では、−66℃である。従って、驚くべきことに本発明の系は未変性
系と比較すると、その疎水性挙動に加えて、明らかに一層良好な温度変化挙動を
示す。
Claims (22)
- 【請求項1】 (a)エポキシ樹脂、(b)OH基を末端にもつポリシロキ
サン、(c)環状ポリシロキサン、および(d)非イオン性フルオロ脂肪族表面
活性剤を含む組成物。 - 【請求項2】 (a)、(b)、(c)および(d)の全組成に対して成分
(a)77.0ないし97.99重量%、成分(b)1.0ないし10.0重量
%、成分(c)1.0ないし10.0重量%、および成分(d)0.01ないし
3.0重量%を含有し、成分(a)、(b)、(c)、および(d)の合計は、
100重量%である請求項1に記載の組成物。 - 【請求項3】 前記成分(a)として脂環式エポキシ樹脂または天然不飽和
油のエポキシ化生成物、またはそれらの誘導体を含む請求項1に記載の組成物。 - 【請求項4】 前記成分(a)としてヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエ
ステルおよび3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシ
クロヘキサンカルボキシレートならびにエポキシ化大豆油またはエポキシ化アマ
ニ油を含有する請求項1に記載の組成物。 - 【請求項5】 前記成分(b)として式(I) 【化1】 (式中、R1およびR2は、互いに独立してC1〜C18アルキル基、C5〜C14アリ
ール基、またはC6〜C24アラルキル基であり、nは3ないし60の平均値であ
る)で表されるポリシロキサンを含有する請求項1に記載の組成物。 - 【請求項6】 前記成分(b)として、式中、R1およびR2は互いに独立し
てメチル基、エチル基またはフェニル基である、式(I)で表されるポリシロキ
サンを含有する請求項5に記載の組成物。 - 【請求項7】 前記成分(b)として、式中、R1およびR2はメチル基であ
る式(I)で表されるポリシロキサンを含有する請求項5に記載の組成物。 - 【請求項8】 前記成分(c)として式(II) 【化2】 (式中、R1およびR2は、互いに独立してC1〜C18アルキル基、C5〜C14アリ
ール基、またはC6〜C24アラルキル基であり、mは3ないし12の整数である
)で表される環状ポリシロキサンを含有する請求項1に記載の組成物。 - 【請求項9】 前記成分(c)として、式中、R1およびR2は互いに独立し
てメチル基、エチル基、またはフェニル基であり、mは3ないし8の整数である
式(II)で表される環状ポリシロキサンを含有する請求項8に記載の組成物。 - 【請求項10】 前記成分(c)としてオクタメチルシクロテトラシロキサ
ン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン
、またはジメチルジクロロシランの加水分解生成物を含む請求項8に記載の組成
物。 - 【請求項11】 前記成分(d)として式(III) 【化3】 または式(IV) 【化4】 (上記二つの式において、m=1ないし200であり、Rfは炭素原子2個ない
し22個を有する直鎖状または枝分かれ状ペルフルオロ化アルキル基であり、R
=H、C1〜C6アルキル基またはRfである) で表される非イオン性フルオロ脂肪族表面活性剤を含有する請求項11に記載の
組成物。 - 【請求項12】 前記成分(d)として式(III)または(IV)で表さ
れる化合物(ここでその分子量は理論実験式に応じて300ないし8,000で
ある)を含有する請求項11に記載の組成物。 - 【請求項13】 前記成分(d)として、1,1,2,2−テトラヒドロペ
ルフルオロオクタノールまたは式Rf−COO−(CH2CH2O)m−R(ここで
Rfは炭素原子16個ないし18個を有する直鎖状ペルフルオロ化アルキル基で
あり、m=110ないし130であり、R=Hである)で表される化合物を含有
する請求項12に記載の組成物。 - 【請求項14】 さらなる成分(g)として乳化剤または増粘剤をさらに含
有する請求項1に記載の組成物。 - 【請求項15】 前記成分(a)ないし(d)の合計に対して、前記成分(
g)として高分散性親水性で未処理のケイ酸0.01ないし3.5重量%を含有
する請求項14に記載の組成物。 - 【請求項16】 追加的に硬化剤を含有する請求項1または14または15
のいずれか1項に記載の組成物。 - 【請求項17】 前記硬化剤がポリカルボン酸無水物(e)、あるいはポリ
カルボン酸無水物(e)と促進剤(f)、から選択される請求項16に記載の組
成物。 - 【請求項18】 前記硬化剤がカチオン重合用開始剤系である請求項16に
記載の組成物。 - 【請求項19】 充填剤を含有する請求項1または14ないし18のいずれ
か1項に記載の組成物。 - 【請求項20】 前記充填剤として石英粉、シラン化した石英粉、水酸化ア
ルミニウムまたは酸化アルミニウムを含有する請求項19に記載の組成物。 - 【請求項21】 請求項1ないし20のいずれか1項に記載の組成物を硬化
させることによって得られる架橋生成物。 - 【請求項22】 請求項21に記載の電気絶縁材料。
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