JP2005048100A - 注形用エポキシ樹脂組成物及び電気・電子部品装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２液性のエポキシ樹脂組成物において、主剤の保存安定性及び作業性に優れ、樹脂組成物のコイル含浸性にも優れた注形用エポキシ樹脂組成物を提供する。
【解決手段】（Ａ）エポキシ樹脂と、（Ｂ）シリカと、（Ｃ）平均粒径が５〜２０μｍの水酸化アルミニウムと、（Ｄ）不飽和ポリアミノアミドと酸性ポリエステルとの塩とを含有する主剤成分と、（Ｅ）酸無水物硬化剤と、（Ｆ）硬化促進剤とを含有する硬化剤成分とからなることを特徴とし、その樹脂組成物における主剤の作業性及び保存安定性に優れ、樹脂組成物のコイル含浸性にも優れたエポキシ樹脂組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、注形用エポキシ樹脂組成物及びそのエポキシ樹脂組成物によって注形された電気・電子部品装置に係り、特に、コイル含浸性が良好で、かつ主剤の粘度低減及び保存安定性に優れた注形用エポキシ樹脂組成物及びそのエポキシ樹脂組成物によって注形された電気・電子部品装置に関する。

従来から、コイルを用いた電気・電子部品は、エポキシ樹脂に含浸してこれを硬化させることによって、外部雰囲気や機械的衝撃から保護することで安定に動作することができるようにしていた。

このとき、エポキシ樹脂組成物としては、エポキシ樹脂と無機充填剤とを含む主剤成分と酸無水物を含む硬化剤成分からなる２液性のものが用いられているが、このようなエポキシ樹脂に用いる無機充填剤は、主剤において沈降しやすいため、保存安定性を低下させる問題があり、また、このような主剤は、粘度上昇を引き起こすため、硬化剤との混合前に無機充填剤の再分散を行う必要がある等作業性を低下させるものであった。

この問題を解決しようとするものとしては、主剤と硬化剤との配合割合を重量において略当量にして行うもの（例えば、特許文献１参照。）や微粒子の無機充填剤を沈降防止剤とするもの等が知られていた。
特開２００１−２６１９４０号公報

しかしながら、主剤と硬化剤とを略当量配合した場合には、無機充填剤の沈降した後の再分散を容易にするものの沈降自体を防止するものではなく、また、微粒子の無機充填剤を添加した場合には、沈降は有意に防止されるものの主剤の粘度が上昇してしまうため作業性を低下させ、さらに、硬化剤成分と混合して得た樹脂組成物のコイル含浸性も低下させるという問題があった。

そこで、本発明は、２液性のエポキシ樹脂組成物において、主剤の保存安定性及び作業性に優れ、かつ、樹脂組成物のコイル含浸性にも優れた注形用エポキシ樹脂組成物を提供することを目的とするものである。

本発明の注形用エポキシ樹脂組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂と、（Ｂ）シリカと、（Ｃ）平均粒径が５〜２０μｍの水酸化アルミニウムと、（Ｄ）不飽和ポリアミノアミドと酸性ポリエステルとの塩とを含有する主剤成分と、（Ｅ）酸無水物硬化剤と、（Ｆ）硬化促進剤とを含有する硬化剤成分とからなることを特徴とするものである。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明に用いる（Ａ）エポキシ樹脂組成物としては、１分子中に２個以上のエポキシ基を有するものであれば、分子量、分子構造等に制限されることなく一般的に使用されているものを用いることができ、例えば、ビスフェノール型、ノボラック型、ビフェノール型等の芳香族系エポキシ樹脂、シクロヘキサン誘導体等のエポキシ化によって得られる脂環族系エポキシ樹脂等が挙げられ、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。

本発明に用いる（Ｂ）シリカとしては、結晶シリカ、溶融シリカ等の充填剤として通常用いられているものであれば、特に制限なく用いることができ、例えば、クリスタライトＡ−１、クリスタライトＡＡ、ヒューズレックスＥ−１（以上、龍森社製、商品名）、ＦＢ４８、ＦＢ７４（以上、電気化学社製、商品名）等が挙げられ、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。

このシリカは、（Ａ）エポキシ樹脂 １００質量部に対して、３０〜１５０質量部の範囲で含有することが好ましく、３０質量部未満では強度が低下してしまい、１５０質量部を超えると、粘度が上昇し、作業性が低下してしまう。

本発明に用いる（Ｃ）水酸化アルミニウムとしては、平均粒径が５〜２０μｍの範囲であって、通常、充填剤として用いられているものであれば特に制限されずに用いることができる。水酸化アルミニウムの平均粒径が５μｍ未満であると含浸性が悪くなり、２０μｍを超えると保存安定性が損なわれてしまう。

耐湿性が要求される場合には高純度品を使用することが好ましく、本発明に用いられる水酸化アルミニウムとしては、具体的には、Ｈ３１（昭和電工社製 平均粒径１５μｍ、商品名）、Ｂ１０３（日本軽金属社製 平均粒径７．５μｍ、商品名）等が挙げられ、これらは単独又は２種以上を混合して使用することができる。

この水酸化アルミニウムは、（Ａ）エポキシ樹脂 １００質量部に対して、１１０〜１８０質量部の範囲で含有することが好ましく、１１０質量部未満では、難燃性が低下し、１８０質量部を超えると作業性の低下、強度及び耐湿性が低下してしまう。

本発明に用いる（Ｄ）不飽和ポリアミノアミドと酸性ポリエステルとの塩としては、例えば、６−ヘキサノリド、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、イソフタル酸の混合縮合物等を用いることができ、例えば、ＢＹＫ−９８０、ＢＹＫ−９６５、ＢＹＫ−９６６（以上、ビックケミー社製、商品名）等が挙げられる。

また、この不飽和ポリアミノアミドと酸性ポリエステルとの塩は、（Ａ）エポキシ樹脂 １００質量部に対して０．１〜１．５質量部であることが好ましく、０．１質量部未満では保存安定性が損なわれ、１．５質量部を超えると作業性が損なわれてしまう。

本発明に用いる（Ｅ）酸無水物硬化剤としては、分子中に酸無水物基を有するものであれば特に制限されずに用いることができ、例えば、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸等が挙げられ、これらは単独又は２種以上を混合して使用することができる。

この酸無水物硬化剤としては、（Ａ）エポキシ樹脂 １００質量部に対して、８０〜９０質量部であることが好ましい。

本発明に用いる（Ｆ）硬化促進剤としては、エポキシ樹脂と硬化剤との反応を促進する作用を有するものであれば特に制限されずに用いることができ、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等のイミダゾール化合物、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（ＤＢＵ）、ベンジルジメチルアミン（ＢＤＭＡ）等の３級アミン類等が挙げられる。

この硬化促進剤としては、（Ａ）エポキシ樹脂 １００質量部に対して、０．３〜５．０質量部であることが好ましい。

本発明に用いるエポキシ樹脂組成物には、以上に述べた成分の他に、本発明の硬化を阻害しない範囲で、カップリング剤、レベリング剤、消泡剤、顔料等を添加、配合することもでき、これらも単独又は２種以上混合して使用することができる。

本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化は、まず、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）シリカ、（Ｃ）水酸化アルミニウム、（Ｄ）不飽和ポリアミノアミドと酸性ポリエステルの塩を含む主剤成分を充分混合した後、この混合物に（Ｅ）酸無水物硬化剤、（Ｆ）硬化促進剤を含む硬化剤成分を添加し均一に混合することで容易に行うことができる。

本発明の電気・電子部品装置は、本発明の注形用エポキシ樹脂組成物によって注形されることを特徴とするものであり、この電気・電子部品装置を得るには、コイル等の電気・電子部品に対し、本発明のエポキシ樹脂組成物を２液性のエポキシ樹脂における常法に従い注形し、硬化させることにより製造すればよい。

以上のように、本発明のエポキシ樹脂組成物は、主剤成分に、不飽和ポリアミノアミドと酸性ポリエステルとの塩を配合することにより、主剤の保存安定性及び作業性に優れ、その硬化剤成分と混合して得た樹脂組成物のコイル含浸性にも優れたものである。

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

（実施例１）
ビスフェノールＡジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製、商品名：エピコート８２８） ９０質量部、モノエポキサイド １０質量部、シリカ（龍森社製、商品名：クリスタライトＡ−１） ６０質量部、平均粒径７．５μｍの水酸化アルミニウム（日本軽金属社製、商品名：Ｂ１０３） １２０質量部、消泡剤（東芝シリコーン社製、商品名：ＴＳＡ７２０） ０．１質量部、シランカップリング剤（日本ユニカー社製、商品名：Ａ−１８７） ０．５質量部、不飽和ポリアミノアミドと酸性ポリエステルとの塩（ビックケミージャパン社製、商品名：ＢＹＫ−９８０） ０．９質量部を８０℃で１時間、真空混練して主剤成分とした。
また、メチルテトラヒドロ無水フタル酸 １００質量部、硬化促進剤として２−エチル−４−メチルイミダゾール １．８質量部を混合して硬化剤成分とした。
これらの主剤成分及び硬化剤成分を均一に混合してエポキシ樹脂組成物を得た。

（実施例２）
ビスフェノールＡジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製、商品名：エピコート８２８） ９０質量部、モノエポキサイド １０質量部、シリカ（龍森社製、商品名：クリスタライトＡ−１） ６０質量部、平均粒径７．５μｍの水酸化アルミニウム（日本軽金属社製、商品名：Ｂ１０３） １２０質量部、消泡剤（東芝シリコーン社製、商品名：ＴＳＡ７２０） ０．１質量部、シランカップリング剤（日本ユニカー社製、商品名：Ａ−１８７） ０．５質量部、不飽和ポリアミノアミドと酸性ポリエステルとの塩（ビックケミージャパン社製、商品名：ＢＹＫ−９６６） ０．９質量部を８０℃で１時間、真空混練して主剤成分とした。
また、メチルテトラヒドロ無水フタル酸 １００質量部、硬化促進剤として２−エチル−４−メチルイミダゾール １．８質量部を混合して硬化剤成分とした。
これらの主剤成分及び硬化剤成分を均一に混合してエポキシ樹脂組成物を得た。

（比較例１）
ビスフェノールＡジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製、商品名：エピコート８２８） ９０質量部、モノエポキサイド １０質量部、シリカ（龍森社製、商品名：クリスタライトＡ−１） ６０質量部、平均粒径７．５μｍの水酸化アルミニウム（日本軽金属社製、商品名：Ｂ１０３） １２０質量部、消泡剤（東芝シリコーン社製、商品名：ＴＳＡ７２０） ０．１質量部、シランカップリング剤（日本ユニカー社製、商品名：Ａ−１８７） ０．５質量部を８０℃で１時間、真空混練して主剤成分とした。
また、メチルテトラヒドロ無水フタル酸 １００質量部、硬化促進剤として２−エチル−４−メチルイミダゾール １．８質量部を混合して硬化剤成分とした。
これらの主剤成分及び硬化剤成分を均一に混合してエポキシ樹脂組成物を得た。

（比較例２）
ビスフェノールＡジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製、商品名：エピコート８２８） ９０質量部、モノエポキサイド １０質量部、シリカ（龍森社製、商品名：クリスタライトＡ−１） ６０質量部、平均粒径７．５μｍの水酸化アルミニウム（日本軽金属社製、商品名：Ｂ１０３） ５０質量部、平均粒径１．０μｍの水酸化アルミニウム（昭和電工社製、商品名：Ｈ４２Ｍ） ７０質量部、消泡剤（東芝シリコーン社製、商品名：ＴＳＡ７２０） ０．１質量部、シランカップリング剤（日本ユニカー社製、商品名：Ａ−１８７） ０．５質量部を８０℃で１時間真空混練して主剤成分とした。
また、メチルテトラヒドロ無水フタル酸 １００質量部、硬化促進剤として２−エチル−４−メチルイミダゾール １．８質量部を混合して硬化剤成分とした。
これらの主剤成分及び硬化剤成分を均一に混合してエポキシ樹脂組成物を得た。

（比較例３）
ビスフェノールＡジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製、商品名：エピコート８２８） ９０質量部、モノエポキサイド １０質量部、シリカ（龍森社製、商品名：クリスタライトＡ−１） ６０質量部、平均粒径７．５μｍの水酸化アルミニウム（日本軽金属社製、商品名：Ｂ１０３） １２０質量部、消泡剤（東芝シリコーン社製、商品名：ＴＳＡ７２０） ０．１質量部、シランカップリング剤（日本ユニカー社製、商品名：Ａ−１８７） ０．５質量部、減粘剤（ビックケミー・ジャパン社製、商品名：ＢＹＫ−Ｗ９０１０） ０．５質量部を８０℃で１時間真空混練して主剤成分とした。
また、メチルテトラヒドロ無水フタル酸 １００質量部、硬化促進剤として２−エチル−４−メチルイミダゾール １．８質量部を混合して硬化剤成分とした。
これらの主剤成分及び硬化剤成分を均一に混合してエポキシ樹脂組成物を得た。

（試験例）
実施例１〜２及び比較例１〜３で得られたエポキシ樹脂組成物を加熱硬化させ、コイル含浸性、ガラス転移点、主剤の粘度、主剤の保存安定性を評価した。その結果を表１に示した。

＊１：硬化物の切断面を顕微鏡で観察して算出した。
＊２：温度を８℃／ｍｉｎで１７０℃まで昇温させて測定した。
＊３：Ｂ型粘度計（１．５ｒｐｍ）を用いて、２５℃で測定した。
＊４：１Ｌの丸缶に主剤を１．２ｋｇ入れ、１００℃で２時間放置した後、水酸化アルミニウムの沈降充填堆積の高さを測定した。測定は金尺を入れ、その侵入量により測定したものである。

この結果から、本発明のエポキシ樹脂組成物は、その樹脂組成物における主剤の作業性及び保存安定性に優れ、かつ、樹脂組成物のコイル含浸性にも優れたエポキシ樹脂組成物であることが確認できた。

Claims (3)

1. （Ａ）エポキシ樹脂と、（Ｂ）シリカと、（Ｃ）平均粒径が５〜２０μｍの水酸化アルミニウムと、（Ｄ）不飽和ポリアミノアミドと酸性ポリエステルとの塩とを含有する主剤成分と、
   （Ｅ）酸無水物硬化剤と、（Ｆ）硬化促進剤とを含有する硬化剤成分とからなることを特徴とする注形用エポキシ樹脂組成物。
2. 前記（Ａ）エポキシ樹脂 １００質量部に対して、前記（Ｂ）シリカ ３０〜１５０質量部、前記（Ｃ）水酸化アルミニウム １１０〜１８０質量部、前記（Ｄ）不飽和ポリアミノアミドと酸性ポリエステルとの塩 ０．１〜１．５質量部、前記（Ｅ）酸無水物硬化剤 ８０〜１１０質量部、前記（Ｆ）硬化促進剤 ０．３〜５．０質量部の割合で配合されていることを特徴とする請求項１記載の注形用エポキシ樹脂組成物。
3. 請求項１又は２記載の注形用エポキシ樹脂組成物によって注形されてなることを特徴とする電気・電子部品装置。