JP2008013720A - モーター封止用エポキシ樹脂成形材料及び成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】作業環境性、生産性に優れ、長期耐熱性、熱伝導性の良好な、モーターの封止に適するエポキシ樹脂成形材料及び成形品を提供する。
【解決手段】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤（Ｄ）無機フィラーからなり、（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤の総量が、エポキシ樹脂成形材料１００質量部中５〜７０質量部を占め、かつ（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤の総量１００質量部中、２０質量部以上が室温で固体の成分からなるモーター封止用エポキシ樹脂成形材料及びそれを硬化させてなる成形品。
【選択図】なし

Description

本発明は、作業環境性、生産性に優れ、長期耐熱性、熱伝導性の良好な、モーターの封止に適するエポキシ樹脂成形材料およびそれを硬化させてなる成形材料に関するものである。

近年地球環境への配慮から、自動車の駆動にエンジンとモーターを併用するハイブリッドカーの開発が活発に進められている。ここでモーターの高出力化を図った場合、モーターの駆動割合が増すことにより燃費向上、排気ガス低減という環境適応化、高性能化が図れるものの、モーターからの発熱量も同時に大きくなる。

この自動車駆動用のモーターは制振、制音などを目的として、一般に不飽和ポリエステル樹脂と無機フィラーからなる成形材料で封止されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、この成形材料は充分満足のいく耐熱性、熱伝導性を有していないのが現状である。また不飽和ポリエステル樹脂と無機フィラーからなる成形材料は、異臭を有する重合性モノマーを含有しているため作業環境性に劣ることや、その形状が粘土状であるため射出成形時、原料供給口に付着し生産性に劣るという問題を有している。
特開２００１−２２６５７３号公報

本発明は上記の点に顧みてなされたものであり、モーターから発生する熱に充分な長期耐熱性、熱伝導性を有し、かつ作業環境性を劣悪にする重合性モノマーを含有せず、またその形状が固形状であるため、射出成形時においてもその生産性に優れるエポキシ樹脂成形材料を提供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤の総量が、エポキシ樹脂成形材料１００質量部中５〜７０質量部を占め、かつ（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤の総量１００質量部中、２０質量部以上が室温で固体の成分からなるモーター封止用エポキシ樹脂成形材料及びそれを硬化させてなる成形品は、高い耐熱性、熱伝導性を有し、かつ作業環境性が良好であり、トランスファー成形や射出成形時においてもその生産性に優れることを見出した。

本発明によれば、作業環境性、生産性に優れ、長期耐熱性、熱伝導性の良好な、モーターの封止に適するエポキシ樹脂成形材料および成形品を得ることができる。

以下、本発明のエポキシ樹脂成形材料及び成形品について詳細に説明する。

本発明のエポキシ樹脂成形材料に用いる（Ａ）エポキシ樹脂は、一分子中に２個以上のエポキシ基をもつ化合物であれば特に制限されず、単独または２種以上の混合物として用いることができる。このようなエポキシ樹脂としてはビスフェノール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、ビフェニル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、イソシアヌレートのエポキシ化物などが例示されるが、これらによって限定されるものではない。

本発明のエポキシ樹脂成形材料に用いる（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤は、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特に限定されず、単独または２種以上の混合物として用いることができる。このようなエポキシ樹脂硬化剤としてはトリエチレンテトラミン、ジアミノジフェニルメタンなどのアミン系硬化剤、メチルテトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、無水トリメリット酸などの酸無水物系硬化剤、ジシアンジアミド、フェノール樹脂などが例示されるが、これらによって限定されるものではない。

前記（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤の混合比は、通常用いられる範囲内であれば特に問題はなく、全エポキシ樹脂中のエポキシ基と全エポキシ硬化剤中のエポキシ基と反応する官能基との当量比（エポキシ基／エポキシ基と反応する官能基）は、好ましくは０．５〜２．０、より好ましくは０．７〜１．３である。上記範囲を外れると、硬化性、耐熱性等が低下し、好ましくない。

前記（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤の総量は、エポキシ樹脂成形材料１００質量部中、５〜７０質量部、より好ましくは１０〜６０質量部を占める。エポキシ樹脂成形材料１００質量部中（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤の総量が５質量部より少ないと、硬化性、成形性に劣り、７０質量部より多いと耐熱性、熱伝導率が低下し、好ましくない。

また、前記（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤は、それぞれ単独または２種以上の混合物として使用することが可能であることを上述したが、（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤の総量１００質量部中、２０質量部以上、より好ましくは３０質量部以上が、室温で固体の成分からなることが望ましい。（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤の総量１００質量部中、室温で固体の成分が２０質量部より少ないと、エポキシ樹脂成形材料が室温にて粘性を持ち、例えば射出成形時、原料供給口に成形材料が付着するなど生産性が低下し、好ましくない。

本発明のエポキシ樹脂成形材料に用いる（Ｃ）硬化促進剤は、通常エポキシ樹脂の硬化促進剤として使用されるものであれば特に限定されず、単独または２種以上の混合物として用いることができる。このような硬化促進剤としては２−メチルイミダゾ−ル、２−エチル−４−メチルイミダゾ−ル、２−フェニルイミダゾ−ルなどのイミダゾ−ル類、トリブチルアミン、２，４，６−トリス（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などのアミン類、トリフェニルホスフィンなどの有機リン系化合物などが例示されるが、これらによって限定されるものではない。この（Ｃ）硬化促進剤の使用量は、前記（Ａ）エポキシ樹脂１００質量部に対して通常０．１〜１０質量部、好ましくは０．５〜５質量部の範囲で選定される。（Ｃ）硬化促進剤の使用量が（Ａ）エポキシ樹脂１００質量部に対して０．１質量部より少ないと、充分な硬化促進効果が得られず、１０質量部より多いと、耐水性の低下など硬化物性に悪影響を及ぼし、また経済的観点からも好ましくない。

本発明のエポキシ樹脂成形材料に用いられる（Ｄ）無機フィラーとしては、シリカ、アルミナ、窒化アルミ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、マイカ、炭酸カルシウムなどを単独または２種以上の混合物として用いることができる。また無機フィラーの形状は、破砕品を用いることができるが、成形時における成形材料の流動性の観点から球状品を用いることも望ましい。

本発明のエポキシ樹脂成形材料は、さらに熱伝導率向上の観点からクラスター構造の酸化亜鉛をエポキシ樹脂成形材料１００質量部中、１〜２０質量部含有することが望ましい。エポキシ樹脂成形材料１００質量部中、クラスター構造の酸化亜鉛が１質量部より少ないと熱伝導率向上に対する効果が少なく、２０質量部より多いと経済上不利になる。

本発明のエポキシ樹脂成形材料にはこの他必要に応じ、シランカップリング剤、難燃剤、着色剤、離型剤、酸化防止剤、ガラス繊維やガラスフレーク、セラミック繊維、アルミナ繊維等の補強剤、滑剤などの各種添加剤が添加されても良い。

そして本発明の成形品は、上記のエポキシ樹脂成形材料を圧縮成形、トランスファー成形、射出成形等従来公知の方法で加温下必要箇所に封止し、ついでいわゆるアフターキュアと呼ばれる二次硬化を行うことによって得ることができるものである。

また本発明のエポキシ樹脂成形材料は、不飽和ポリエステル系成形材料に含まれるような異臭を有する重合性モノマーを含有しないため、その取り扱い時の作業環境性に優れるものである。

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。

［実施例１］
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名ＥＰＩＣＬＯＮ ８５０ 大日本インキ化学社製 液状 粘度１１０００〜１５０００ｍＰａ・Ｓ）２８．４質量部、フェノールノボラック樹脂（商品名ＰＳＭ−４２６１ 群栄化学工業社製 軟化点８０〜８２℃）１６．１質量部（エポキシ当量／水酸基当量＝１．０）、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール０．２８質量部、平均粒子径４〜５μｍのアルミナ（商品名Ａ３１ 日本軽金属社製）２０２．３質量部、ステアリン酸カルシウム０．４０質量部を、表面温度が８５℃と９５℃の２本ロールを用いて混練し、冷却後粗砕してエポキシ樹脂成形材料を得た。

［実施例２］
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名ＥＰＩＣＬＯＮ ８５０大日本インキ化学社製 液状 粘度１１０００〜１５０００ｍＰａ・Ｓ）２８．４質量部、フェノールノボラック樹脂（商品名ＰＳＭ−４２６１ 群栄化学工業社製 軟化点８０〜８２℃）１６．１質量部（エポキシ当量／水酸基当量＝１．０）、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール０．２８質量部、平均粒子径４〜５μｍのアルミナ（商品名Ａ３１ 日本軽金属社製）１９２．２質量部、クラスター構造の酸化亜鉛（商品名ＷＺ０５０１ 松下電器産業社製）１０．１質量部、ステアリン酸カルシウム０．４０質量部を、表面温度が８５℃と９５℃の２本ロールを用いて混練し、冷却後粗砕してエポキシ樹脂成形材料を得た。

［実施例３］
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（商品名ＥＯＣＮ−１０２０−６２ 日本化薬社製 固体 軟化点６２℃）２９．７質量部、メチルテトラヒドロフタル酸無水物（商品名ＥＰＩＣＬＯＮ Ｂ−５７０ 大日本インキ化学社製 液体 粘度４０ｍＰａ・ｓ）２５．１質量部（エポキシ当量／酸無水物当量＝１．０）、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール０．３０質量部、平均粒子径４〜５μｍアルミナ（商品名Ａ３１ 日本軽金属社製）２０８．４質量部、クラスター構造の酸化亜鉛（商品名ＷＺ０５０１ 松下電器産業社製）１１．０質量部、ステアリン酸カルシウム０．４４質量部を、表面温度が８５℃と９５℃の２本ロールを用いて混練し、冷却後粗砕してエポキシ樹脂成形材料を得た。

［比較例１］
ビスフェノールＡエポキシ樹脂（商品名ＥＰＩＣＬＯＮ ８５０ 大日本インキ化学社製 液状 粘度１１０００〜１５０００ｍＰａ・Ｓ）２８．４重量部、メチルテトラヒドロフタル酸無水物（商品名ＥＰＩＣＬＯＮ Ｂ−５７０ 大日本インキ化学社製 液体 粘度４０ｍＰａ・ｓ）２５．１重量部（エポキシ当量／酸無水物当量＝１．０）、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール０．２９重量部、平均粒子径４〜５μｍアルミナ（商品名Ａ３１ 日本軽金属社製）２０３．３重量部、クラスター構造の酸化亜鉛（商品名ＷＺ０５０１ 松下電器産業社製）１０．７重量部、ステアリン酸カルシウム０．４３重量部を、表面温度が８０℃と８５℃の２本ロールを用いて混練し、エポキシ樹脂成形材料を得た。

［比較例２］
不飽和ポリエステル樹脂（商品名５４１０ジャパンコンポジット社製）２００質量部、過酸化ベンゾイル２質量部、平均粒子径４〜５μｍのアルミナ（商品名Ａ３１ 日本軽金属社製）８００質量部をケンミックスミキサ−にて混練し、不飽和ポリエステル樹脂成形材料を得た。

得られた成形材料を下記の測定方法で評価した。

形状、臭気：得られた成形材料について、目視により形状を観察した。またその臭気の有無について確認した。

耐熱性：トランスファー成形機を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間１８０秒にて、幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、厚さ３ｍｍの成形物を作成した。これを恒温乾燥機中にて１８０℃５時間アフタ−キュアすることにより、テストピ−スを得た。このテストピ−スを２００℃の熱風乾燥機中で６００時間熱処理し、東洋精機社製 ストログラフＶ１０−Ｃにて曲げ強度を測定し、未熱処理の場合の曲げ強度との保持率を下記式にて算出した。
保持率（％）＝（熱処理後の曲げ強度）/（未熱処理の曲げ強度）×１００

熱伝導率：成形物についてアルバック理工社製 熱伝導率測定装置ＧＨ−１にて熱伝導率を測定した。

実施例、比較例について、評価結果を表１にまとめた。

表１から明らかなように、本発明で規定したモーター封止用エポキシ樹脂成形材料は形状が固形となり、ベタツキがなく取り扱いに容易であり、また作業環境を劣悪にする異臭もない。さらにその成形物は耐熱性、熱伝導性に優れるものである。

Claims (3)

1. （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機フィラーを必須成分として含有することを特徴とし、（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤の総量が、エポキシ樹脂成形材料１００質量部中５〜７０質量部を占め、かつ（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤の総量１００質量部中、２０質量部以上が室温で固体の成分からなることを特徴とするモーター封止用エポキシ樹脂成形材料。
2. 前記（Ｄ）無機フィラーとして、エポキシ樹脂成形材料１００質量部中、クラスター構造の酸化亜鉛を１〜２０質量部含有してなることを特徴とする、請求項１に記載のエポキシ樹脂成形材料。
3. 請求項１乃至２に記載のエポキシ樹脂成形材料を硬化させてなるモーター封止用エポキシ樹脂成形品。