JP2005272600A

JP2005272600A - 難燃性エポキシ樹脂組成物、及びこれを用いて絶縁処理された電気電子部品とその製造法

Info

Publication number: JP2005272600A
Application number: JP2004087068A
Authority: JP
Inventors: Naoki Hara; 直樹原
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2004-03-24
Filing date: 2004-03-24
Publication date: 2005-10-06

Abstract

【課題】ハロゲン系難燃剤を用いず、有害ガスの発生が少なく、難燃性に優れ、しかも低粘度で作業性に優れた難燃性エポキシ樹脂組成物及びこの難燃性エポキシ樹脂組成物を用いて絶縁処理された電気電子部品とその製造法を提供する。
【解決手段】（ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）酸無水物、（ｃ）水和アルミナ、および（ｄ）シラン系化合物を含有してなる難燃性エポキシ樹脂組成物。（ｄ）シラン系化合物を（ａ）エポキシ樹脂に対して１重量％以上含む前記の難燃性エポキシ樹脂組成物及びこれを用いて絶縁処理された電気電子部品とその製造法。
【選択図】なし

Description

本発明は、エポキシ樹脂組成物、なかでも電気電子部品の絶縁処理に好適な難燃性エポキシ樹脂組成物、およびこれらを用いた電気電子部品とその製造法に関する。

従来、エポキシ樹脂組成物は、優れた電気特性、機械特性、耐クラック性及び絶縁性を有するとともに、各種材料との接着性に優れているため、電気絶縁用、特に絶縁保護、高電圧特性（耐アーク性、耐トラッキング性）、耐クラック性等の向上を目的として、例えば、酸無水物硬化型エポキシ樹脂に多量の充填剤および難燃剤を含んだ難燃性エポキシ樹脂組成物が用いられている。

難燃性エポキシ樹脂組成物には、一般にハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、無機系充填剤等が添加されて難燃性が付与されている。しかしながら、これらの材料が燃焼すると、一酸化炭素、シアン化水素、亜硫酸ガス、ハロゲン化水素など有毒ガスが生成する。ハロゲン系難燃剤を含まない難燃性エポキシ樹脂組成物としては、従来よりリン系難燃剤が用いられている。

前記の難燃剤、なかでもハロゲン系難燃剤を用いた場合には、ハロゲン化ベンゾダイオキシン、ジベンゾフランなどの有害物質の生成が懸念されている。一方、リン系難燃剤は、耐湿性、耐熱性に劣るという問題があった。また無機系難燃剤を用いる場合には充分な難燃性が得られず、これを増量配合すると粘度が著しく上昇し、作業性が低下する問題があった。

本発明は、このような従来技術の問題を解決し、ハロゲン系難燃剤を用いず、有害ガスの発生が少なく、難燃性に優れ、しかも低粘度で作業性に優れた難燃性エポキシ樹脂組成物及びこの難燃性性エポキシ樹脂組成物を用いて絶縁処理された電気電子部品とその製造法を提供することを目的とする。

本発明者らは、充填剤を多量に含有するエポキシ樹脂組成物に特定の湿潤分散剤を配合することにより、前記の問題点が解決されることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、（ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）酸無水物、（ｃ）水和アルミナ、および（ｄ）シラン系化合物を含有してなる難燃性エポキシ樹脂組成物に関する。
また、本発明は、（ｄ）シラン系化合物を（ａ）エポキシ樹脂に対して１重量％以上含む前記の難燃性エポキシ樹脂組成物に関する。
また、本発明は、前記の難燃性エポキシ樹脂組成物を用いて絶縁処理された電気電子部品に関する。
また、本発明は、前記の難燃性エポキシ樹脂組成物を用いて絶縁処理された電気電子部品の製造法に関する。

本発明の難燃性エポキシ樹脂組成物は、液状物が低粘度で作業性に優れ、難燃性に優れた硬化物を生成することができ、これによって高い信頼性の絶縁処理された電気電子部品とその製造法を提供することができる。
本発明の難燃性エポキシ樹脂組成物は、ハロゲン系難燃剤を用いていないため、有害ガスの発生が少なく、難燃性に優れ、しかも低粘度で作業性に優れるものである。
本発明の難燃性エポキシ樹脂組成物は、フライバックトランス、高圧トランス、イグニッションコイル、電源トランス、スイッチングトランス、ソレノイドコイルなどの電気部品の含浸、注型用として広く用いることができる。

本発明の難燃性エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂としては、１分子中に少なくとも２個のエポキシ基を有する化合物が望ましく、エポキシ当量が１００〜４０００であり、エポキシ当量が１５０〜１０００のものが好ましく、エポキシ当量が１７０〜５００のものがより好ましい。

エポキシ樹脂としては、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、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリメチロールプロパン等の多価アルコールのポリグリシジルエーテル、フタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、セバチン酸、ドデカンニ酸等のポリカルボン酸のポリグリシジルエステル、ポリブタジエンのポリエポキシ化物などが用いられる。これらの樹脂としては、特に制限はないが、常温で液状のものが好ましく、市販品としてはエピコート８２８（油化シェルエポキシ（株）製、商品名）、ＧＹ−２６０（チバガイギー社製、商品名）、ＤＥＲ−３３１（ダウケミカル日本（株）製、商品名）などが挙げられる。これらは併用して用いることができる。

また、エポキシ樹脂としては、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールグリシジルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテル等の反応性希釈剤となる低分子量エポキシ樹脂はより高分子量のものと併用することが好ましい。
また、本発明に用いるエポキシ樹脂としては、１分子中にエポキシ基を１個だけ有するエポキシ化合物を含んでいてもよい。このようなエポキシ化合物は、エポキシ樹脂全量に対して０〜４０重量％の範囲で使用することが好ましく、０〜２０重量％の範囲で使用することが好ましい。このようなエポキシ化合物としては、ｎ−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、ジブロモフェニルグリシジルエーテル、ジブロモクレジルグリシジルエーテル等がある。また、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）カルボキシレート等の脂環式エポキシ化合物を使用することもできる。

本発明に用いられる酸無水物としては、例えばメチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサビドロ無水フタル酸、無水ワタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フクル酸、ドデセニル無水コハク酸、オクテニル無水コハク酸、ポリアゼライン酸ポリ無水物などが挙げられる。

酸無水物の使用量は、エポキシ樹脂に含まれるエポキシ基１当量当たり０．３〜３．０とされ、０．５〜２．０が好ましく０．６〜１．３当量の範囲が更に好ましい。

また、本発明に用いられる難燃性エポキシ樹脂組成物には、主に水和アルミナが充填剤として用いられるが、その他の充填剤を併用することができる。他の充填材としては、溶融シリカ、結晶シリカ、タルク、炭酸カルシウム、クレー等が挙げられる。

水和アルミナの使用量は、エポキシ樹脂１００重量部に対して１２０〜１７０重量部とされ、１３０〜１６５重量部が好ましく、１５０〜１６０重量部がより好ましい。他の充填材と併用して用いる場合には、全充填剤量の６０％以上とされ、７０％以上が好ましく、８０％以上がより好ましい。水和アルミナの量がエポキシ樹脂１００重量部に対して１２０重量部未満であると、樹脂組成物の難燃性が低下し易くなる。また、全充填材量がエポキシ樹脂１００重量部に対して２１０重量部を越えると粘度が高くなり作業性が劣る。

本発明に用いられる湿潤分散剤としては、シラン系化合物が用いられる。このシラン系化合物は、難燃性エポキシ樹脂組成物を低粘度化する役割を有する。本発明に用いられるシラン化合物としては、例えば、γ-メルカプトプロピル・トリメトキシシランが挙げられる。これらの市販品としては、日本ユニカー（株）製、商品名：A-189挙げられる。

本発明の難燃性エポキシ樹脂組成物においては、（ｄ）シラン系化合物を（ａ）エポキシ樹脂に対して１重量％以上含むことが好ましい。

本発明の難燃性エポキシ樹脂組成物は、さらに硬化促進剤を含有することが好ましい。硬化促進剤としては、例えば２−エチルー４−メチルイミダゾール、１−シアノエチルー４−メチルイミダゾール、１−ベンジルー２−エチルイミダゾール等のイミダゾール及びその誘導体、トリスジメチルアミノメチルフェノール等の第３級アミン類などが挙げられる。硬化促進剤の使用量は、酸無水物１００重量部当たり０．１〜５．０重量部とされ、０．５〜３．０重量部が好ましく、１．０〜２．０重量部がより好ましい。

本発明の難燃性エポキシ樹脂組成物には、必要に応じてさらに、ベンガラ、酸化第２鉄、カーボン、チタンホワイト等の着色剤、シラン系あるいはチタン系カップリング剤、シリコーン系消泡剤、モノグリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル等のエポキシ反応性希釈剤などを配合することができる。

次に、実施例により本発明をさらに詳述するが、本発明はこれによって制限されるものではない。
実施例１〜２及び比較例１〜２

表１に示す配合組成及び配合量で難燃性エポキシ樹脂組成物を作成した。硬化物の特性を下記の方法で測定し、結果を表１に示す。
（１）粘度
Ｂ型粘度計を用い、温度２５℃で測定した。
（２）難燃性
ＵＬ９４に従って試験片厚み６．３５ｍｍ（１／４インチ）の試料を作製して評価した。

表１から明らかな通り、湿潤分散剤を０．５〜２重量部加えた組成物（実施例１，２）は、湿潤分散剤を加えない組成物（比較例１）と異なり、低粘度で作業性に優れている。
また、湿潤分散剤を添加せずに、水和アルミの添加量を減らした組成物（比較例２）は、低粘度で作業性は向上するが、難燃性はＶ−１に低下する。

Claims

（ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）酸無水物、（ｃ）水和アルミナ、および（ｄ）シラン系化合物を含有してなる難燃性エポキシ樹脂組成物。
（ｄ）シラン系化合物を（ａ）エポキシ樹脂に対して１重量％以上含む請求項１記載の難燃性エポキシ樹脂組成物。
請求項１〜２記載の難燃性エポキシ樹脂組成物を用いて絶縁処理された電気電子部品。
請求項１〜２記載の難燃性エポキシ樹脂組成物を用いて絶縁処理された電気電子部品の製造法。