JP2009013227A - 電気絶縁材料用の樹脂組成物及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】電気絶縁性および熱伝導性が良好な電気絶縁材料用の樹脂組成物及びその製造方法を提供する。
【解決手段】熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂と、マイクロ粒子サイズの第1の無機フィラーと、SiO2(シリカ)、Al2O3(アルミナ)、アルミナ水和物、TiO2(酸化チタン)、AlN(窒化アルミ)からなる群より選ばれる1種以上のナノ粒子サイズの第2の無機フィラーとを含有し、第2の無機フィラーの含有量が熱硬化性樹脂の主剤又は熱可塑性樹脂100質量部に対して4.5質量部以上である電気絶縁材料用の樹脂組成物。
【選択図】図1
【解決手段】熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂と、マイクロ粒子サイズの第1の無機フィラーと、SiO2(シリカ)、Al2O3(アルミナ)、アルミナ水和物、TiO2(酸化チタン)、AlN(窒化アルミ)からなる群より選ばれる1種以上のナノ粒子サイズの第2の無機フィラーとを含有し、第2の無機フィラーの含有量が熱硬化性樹脂の主剤又は熱可塑性樹脂100質量部に対して4.5質量部以上である電気絶縁材料用の樹脂組成物。
【選択図】図1
Description
本発明は、電気絶縁材料用の樹脂組成物及びその製造方法に関し、特に、電気絶縁性および熱伝導性が良好な電気絶縁材料用の樹脂組成物及びその製造方法に関するものである。
電気絶縁材料として使用されるエポキシ樹脂は、電気絶縁性能は良好であるが、熱伝導率が約0.2W/(m・K)と低く、冷却性能(放熱性能)が問題になる場合がある。
熱伝導性の向上を図るためには、金属等の高熱伝導体(金属系フィラー)をエポキシ樹脂に添加する方法があるが、この場合、添加物が電気絶縁性能上の欠陥となり、電気絶縁性能を損ねることとなる。
そこで、熱伝導性を向上させるために、熱伝導率が高い無機フィラーを多量に充填した複合材料の開発が進められている。
例えば、特許文献1には、層状珪酸塩が均一分散されたポリアミド樹脂にアルミナ、酸化マグネシウム、シリカ、酸化亜鉛、窒化ホウ素などの熱伝導性無機粒状フィラーを高配合してなる電気絶縁性でかつ熱伝導性に優れた成形用樹脂が開示されている。
また、ナノサイズの無機フィラーを少量添加することで、種々の性能を向上できるナノコンポジット材料の開発も行われている。当該ナノサイズの無機フィラーの均一分散には、ナノ粒子直接分散法の活用があげられる(特許文献2参照)。
特開2006−342192号公報
特開2006−249276号公報
しかし、特許文献1に記載のポリアミド樹脂の場合は措くとして、エポキシ樹脂等へ熱伝導率が高い無機フィラーを多量充填することで、熱伝導率はある程度向上できたとしても、当該無機フィラーの存在が絶縁性能上欠陥となるため、電気絶縁特性が低下する傾向にある。
従って、本発明の目的は、電気絶縁性および熱伝導性が良好な電気絶縁材料用の樹脂組成物及びその製造方法を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するため、マイクロ粒子サイズの第1の無機フィラーと、SiO2(シリカ)、Al2O3(アルミナ)、アルミナ水和物、TiO2(酸化チタン)、AlN(窒化アルミ)からなる群より選ばれる1種以上のナノ粒子サイズの第2の無機フィラーとを、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂に含有させてなることを特徴とする電気絶縁材料用の樹脂組成物を提供する。
また、本発明は、上記目的を達成するため、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂にSiO2(シリカ)、Al2O3(アルミナ)、アルミナ水和物、TiO2(酸化チタン)、AlN(窒化アルミ)からなる群より選ばれる1種以上のナノ粒子サイズの第2の無機フィラーを添加混合した後、前記熱硬化性樹脂又は前記熱可塑性樹脂中で凝集した前記第2の無機フィラーを直径10μm以下の凝集塊となるように混合分散機により混合分散する第1の工程と、前記第1の工程で得られた分散混合物を、加圧してオリフィスを通過させるオリフィス加圧通過型分散機により微粒化する第2の工程と、前記第2の工程で得られた微粒化物に、マイクロ粒子サイズの第1の無機フィラーを加え、混練機により混合する第3の工程とを有することを特徴とする電気絶縁材料用の樹脂組成物の製造方法を提供する。
本発明によれば、電気絶縁性および熱伝導性が良好な電気絶縁材料用の樹脂組成物を得ることができる。
〔電気絶縁材料用の樹脂組成物の組成〕
本発明の実施の形態に係る電気絶縁材料用の樹脂組成物は、ベース樹脂である熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂に、マイクロ粒子サイズの第1の無機フィラーと、SiO2(シリカ)、Al2O3(アルミナ)、アルミナ水和物(例えばAl2O3・H2O(ベーマイト))、TiO2(酸化チタン)、AlN(窒化アルミ)からなる群より選ばれる1種以上のナノ粒子サイズの第2の無機フィラーとを含有して構成される。
本発明の実施の形態に係る電気絶縁材料用の樹脂組成物は、ベース樹脂である熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂に、マイクロ粒子サイズの第1の無機フィラーと、SiO2(シリカ)、Al2O3(アルミナ)、アルミナ水和物(例えばAl2O3・H2O(ベーマイト))、TiO2(酸化チタン)、AlN(窒化アルミ)からなる群より選ばれる1種以上のナノ粒子サイズの第2の無機フィラーとを含有して構成される。
(ベース樹脂)
ベース樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、尿素樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂、又はポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニール樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることができ、特にエポキシ樹脂を好適に用いることができる。
ベース樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、尿素樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂、又はポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニール樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることができ、特にエポキシ樹脂を好適に用いることができる。
(マイクロ粒子サイズの第1の無機フィラー)
第1の無機フィラーは、マイクロ粒子サイズ、すなわち、一次粒子サイズが1μm以上の無機フィラーである。一次粒子サイズが1μm以上100μm以下であることが混練後のフィラー均一分散の容易さの点で好ましく、より好ましくは、10μm以上50μm以下である。
第1の無機フィラーは、マイクロ粒子サイズ、すなわち、一次粒子サイズが1μm以上の無機フィラーである。一次粒子サイズが1μm以上100μm以下であることが混練後のフィラー均一分散の容易さの点で好ましく、より好ましくは、10μm以上50μm以下である。
第1の無機フィラーは、主として熱伝導性の向上を目的に含有させるものであるため、熱伝導性がよい(熱伝導率が高い)無機フィラーであれば用いることができる。中でも、AlN(窒化アルミ)、Al2O3(アルミナ)、BN(窒化ホウ素)、SiO2(シリカ)が後述する第2の無機フィラーとの良好な組み合わせの観点から好ましく、特にAlN(窒化アルミ)を好適に用いることができる。1種に限られるものではなく、2種以上、添加混合してもよい。
第1の無機フィラーの添加混合量は、特に限定されるものではないが、ベース樹脂(ベース樹脂として熱硬化性樹脂を用いた場合は、主剤(反応性希釈剤を含む。以下、同じ。)と硬化剤からなる熱硬化性樹脂中の主剤)100質量部に対して、50〜300質量部が好ましく、150〜250質量部がより好ましい。50質量部未満にすると効果が低くなり、300質量部を越えると粘度上がりすぎて製造上、好ましくない。
(ナノ粒子サイズの第2の無機フィラー)
第2の無機フィラーは、ナノ粒子サイズ、すなわち、一次粒子サイズが100nm未満の無機フィラーである。一次粒子サイズが1nm以上90nm以下であることが電気絶縁性向上の点で好ましく、より好ましくは、1nm以上30nm以下である。
第2の無機フィラーは、ナノ粒子サイズ、すなわち、一次粒子サイズが100nm未満の無機フィラーである。一次粒子サイズが1nm以上90nm以下であることが電気絶縁性向上の点で好ましく、より好ましくは、1nm以上30nm以下である。
第2の無機フィラーは、第1の無機フィラーの存在下で、電気絶縁性を相乗的に向上させることを目的に含有させるものであり、具体的には、SiO2(シリカ)、Al2O3(アルミナ)、アルミナ水和物(例えばAl2O3・H2O(ベーマイト))、TiO2(酸化チタン)、AlN(窒化アルミ)からなる群より選ばれる1種以上の無機フィラーである。SiO2(シリカ)及び/又はAl2O3・H2O(ベーマイト)が特に好適である。
第2の無機フィラーの添加混合量は、電気絶縁性を相乗的に向上させるために、ベース樹脂(ベース樹脂として熱硬化性樹脂を用いた場合は、主剤と硬化剤からなる熱硬化性樹脂中の主剤)100質量部に対して、4.5質量部以上とすることが必要であり、5質量部以上とすることが好ましく、5.5質量部以上とすることがより好ましく、6質量部以上とすることがさらに好ましい。最も好ましくは、6.5質量部以上とすること、或いは、ベース樹脂と第1の無機フィラーと第2の無機フィラーの合計質量に対して、2質量%以上とすることである。また、14質量部を超えると凝集してしまう傾向が高いため、14質量部以下とすることが好ましく、12質量部以下とすることがより好ましく、10質量部以下とすることがさらに好ましい。
(第3のフィラー)
第1の無機フィラー及び第2の無機フィラーのほかに、第1の無機フィラーと第2の無機フィラーの中間サイズである第3の無機フィラーを添加してもよい。
第1の無機フィラー及び第2の無機フィラーのほかに、第1の無機フィラーと第2の無機フィラーの中間サイズである第3の無機フィラーを添加してもよい。
第3の無機フィラーとしては、例えば、アルミナ、シリカ、窒化アルミ、窒化ホウ素を好適に用いることができる。1種に限られるものではなく、2種以上、添加混合してもよい。
(その他の無機フィラー)
機械的特性、耐熱性、難燃性、酸化防止効果、誘電率コントロール、耐トラッキング性等に優れた機能を付加する目的で、その他の無機フィラーを1種又は2種以上、添加混合してもよい。
機械的特性、耐熱性、難燃性、酸化防止効果、誘電率コントロール、耐トラッキング性等に優れた機能を付加する目的で、その他の無機フィラーを1種又は2種以上、添加混合してもよい。
〔電気絶縁材料用の樹脂組成物の製造方法〕
図1は、本発明の実施の形態に係る電気絶縁材料用の樹脂組成物の製造フローを示す図である。
図1は、本発明の実施の形態に係る電気絶縁材料用の樹脂組成物の製造フローを示す図である。
本実施の形態に係る電気絶縁材料用の樹脂組成物は、例えば、図1に示される通り、(A)金型準備、(B)試料準備、(C)ホモミクサーによる第2の無機フィラー一次分散、(D)ナノマイザーによる第2の無機フィラー微粒化、(E)混練機による第1の無機フィラー混合、(F)注型作業、(G)離型作業の各工程を行うことにより製造することができる。
ベース樹脂としてエポキシ樹脂、第1の無機フィラー(マイクロ粒子サイズ)として窒化アルミ、第2の無機フィラー(ナノ粒子サイズ)としてアルミナを使用した場合を例に以下に各工程を説明する。
((A)金型準備工程)
(A)金型準備工程では、以下の処理を行う。
(a)金型表面の汚れを取る。
(b)離型剤を金型に薄く塗布する。
(c)型を合わせてボルトで固定する。
(d)金型を一次硬化温度(例えば、80℃)に設定した恒温槽で予熱する。
(A)金型準備工程では、以下の処理を行う。
(a)金型表面の汚れを取る。
(b)離型剤を金型に薄く塗布する。
(c)型を合わせてボルトで固定する。
(d)金型を一次硬化温度(例えば、80℃)に設定した恒温槽で予熱する。
((B)試料準備工程)
(B)試料準備工程では、以下の処理を行う。
(a)エポキシ樹脂の主剤を低粘度化するために、エポキシ樹脂の主剤に反応性希釈剤(例えば、商品名:カージュラE10)を添加し、混合攪拌する。あるいは、反応性希釈剤が予め混合されて低粘度化されたエポキシ樹脂の主剤を用いてもよい。また、シランカップリング剤や消泡剤を添加することが好ましい。
(b)その後、低粘度化されたエポキシ樹脂の主剤に第2の無機フィラーであるアルミナ(ナノ粒子サイズ)を極少量ずつ添加しながら手動攪拌する。
(c)その後、真空脱泡を行う。
(B)試料準備工程では、以下の処理を行う。
(a)エポキシ樹脂の主剤を低粘度化するために、エポキシ樹脂の主剤に反応性希釈剤(例えば、商品名:カージュラE10)を添加し、混合攪拌する。あるいは、反応性希釈剤が予め混合されて低粘度化されたエポキシ樹脂の主剤を用いてもよい。また、シランカップリング剤や消泡剤を添加することが好ましい。
(b)その後、低粘度化されたエポキシ樹脂の主剤に第2の無機フィラーであるアルミナ(ナノ粒子サイズ)を極少量ずつ添加しながら手動攪拌する。
(c)その後、真空脱泡を行う。
(B)試料準備工程において、エポキシ樹脂の主剤は低粘度化されることが重要である。エポキシ樹脂の主剤への反応性希釈剤の添加、及び/又はエポキシ樹脂の主剤の加熱により、その粘度を30Poise以下とする。好ましくは、8〜11Poiseとする。希釈剤の添加量は、材料によっても異なるが、エポキシ樹脂の主剤に対し、5〜25質量%程度添加することにより粘度調整を行う。また、加熱温度は、70〜90℃程度にて加熱することにより粘度調整を行う。なお、30Poise以下の低粘度ポリマーをベース樹脂として使用する場合には、低粘度化する処理は特に必要ではない。
((C)ホモミクサーによる第2の無機フィラー一次分散工程)
(C)ホモミクサーによる第2の無機フィラー一次分散工程では、(D)ナノマイザーによる微粒化工程の前処理として、エポキシ樹脂の主剤中のアルミナ・ナノ粒子を分散させるべく、以下の処理を行う。
(a)(B)試料準備工程で得た試料をホモミクサーの所定の位置に配置し、電源を入れて攪拌する(例えば、7,000rpmで連続5時間)。
(b)その後、(D)ナノマイザーによる第2の無機フィラー微粒化工程に備えて、真空脱泡を行う。
(C)ホモミクサーによる第2の無機フィラー一次分散工程では、(D)ナノマイザーによる微粒化工程の前処理として、エポキシ樹脂の主剤中のアルミナ・ナノ粒子を分散させるべく、以下の処理を行う。
(a)(B)試料準備工程で得た試料をホモミクサーの所定の位置に配置し、電源を入れて攪拌する(例えば、7,000rpmで連続5時間)。
(b)その後、(D)ナノマイザーによる第2の無機フィラー微粒化工程に備えて、真空脱泡を行う。
ここで、ホモミクサーとは、羽根回転型攪拌機であり、回転羽根の攪拌により、ナノサイズの凝集フィラーを分散させるものである。ナノサイズの凝集フィラーを分散させることができれば羽根回転型攪拌機に限らず、種々の混合分散機を用いることができる。
ホモミクサーによる処理条件は、材料によっても異なるが、1,000〜12,000rpmで0.5〜24時間程度が好ましく、5,000〜10,000rpmで1〜12時間程度がより好ましい。攪拌処理中の主材の温度が25〜120℃の範囲内、好ましくは60〜100℃の範囲内となるように処理条件を調節する。主剤の温度が120℃を超えないように適宜、水浴などを利用してもよい。
この(C)一次分散工程において、(D)ナノマイザーによる第2の無機フィラー微粒化工程処理前の試料中に存在するフィラー凝集体の直径が10μm以下とされていることが重要である。好ましくは、5μm以下とする。斯かる直径となるように、ホモミクサーによる処理条件(回転数、時間)を上記の範囲内で適宜調整する。例えば、回転数6,000〜8,000rpm、1.5〜5時間程度が好適な条件として挙げられる。
((D)ナノマイザーによる第2の無機フィラー微粒化工程)
(D)ナノマイザーによる第2の無機フィラー微粒化工程では、以下の処理を行う。
(a)一次分散((C)工程)した試料を予熱しておき(例えば、80℃前後)、ナノマイザーの試料注入口に泡を巻き込まないようにゆっくりと流し込む。
(b)ナノマイザーを起動し、アルミナ・ナノ粒子の微粒化を行う。処理圧力は、例えば、150MPaにて行う。120〜180MPaの範囲内で好適に行うことができる。
(c)ナノマイザーから試料が吐き出された後、次のパスに備えて真空脱泡を行う。
(d)上記のa〜cの工程を1パス(pass)として、2〜20パス、好ましくは5〜15パス繰り返す。1パスであってもよい。
(D)ナノマイザーによる第2の無機フィラー微粒化工程では、以下の処理を行う。
(a)一次分散((C)工程)した試料を予熱しておき(例えば、80℃前後)、ナノマイザーの試料注入口に泡を巻き込まないようにゆっくりと流し込む。
(b)ナノマイザーを起動し、アルミナ・ナノ粒子の微粒化を行う。処理圧力は、例えば、150MPaにて行う。120〜180MPaの範囲内で好適に行うことができる。
(c)ナノマイザーから試料が吐き出された後、次のパスに備えて真空脱泡を行う。
(d)上記のa〜cの工程を1パス(pass)として、2〜20パス、好ましくは5〜15パス繰り返す。1パスであってもよい。
ここで、ナノマイザーとは、オリフィス加圧通過型分散機であり、加圧してオリフィス内を通過させることで、せん断力等により、試料を微粒化、均一分散化させるものである。
((E)混練機による第1の無機フィラー混合工程)
(E)混練機による第1の無機フィラー混合工程では、以下の処理を行う。
(a)ナノマイザーにより微粒化処理された試料に硬化剤(例えば、商品名:エピキュア113)を化学当量に基づき適量(例えば、エピキュア113であれば主剤に対して30質量%)加える。
(b)第1の無機フィラーである窒化アルミ(マイクロ粒子サイズ)を必要量加える。
(c)混練機(自転・公転式高速回転混練機)を用いて、例えば公転速度1,000〜3,000rpm、自転速度100〜300rpm(本機器における公転速度と自転速度の比は8:1で一定)にて、約10〜20分間混合する。処理温度は、50〜90℃の範囲内に調整することが混合物の粘性低下の点から望ましい。
(E)混練機による第1の無機フィラー混合工程では、以下の処理を行う。
(a)ナノマイザーにより微粒化処理された試料に硬化剤(例えば、商品名:エピキュア113)を化学当量に基づき適量(例えば、エピキュア113であれば主剤に対して30質量%)加える。
(b)第1の無機フィラーである窒化アルミ(マイクロ粒子サイズ)を必要量加える。
(c)混練機(自転・公転式高速回転混練機)を用いて、例えば公転速度1,000〜3,000rpm、自転速度100〜300rpm(本機器における公転速度と自転速度の比は8:1で一定)にて、約10〜20分間混合する。処理温度は、50〜90℃の範囲内に調整することが混合物の粘性低下の点から望ましい。
((F)注型作業工程)
(F)注型作業工程では、以下の処理を行う。
(a)真空脱泡装置を用いて真空脱泡を十分に行う。
(b)真空脱泡した試料を金型に注ぐ。
(c)金型ごと真空脱泡を十分に行う。
(d)一次硬化を行う(例えば、70℃で3時間)。一次硬化温度は、70〜90℃程度が好適である。
(F)注型作業工程では、以下の処理を行う。
(a)真空脱泡装置を用いて真空脱泡を十分に行う。
(b)真空脱泡した試料を金型に注ぐ。
(c)金型ごと真空脱泡を十分に行う。
(d)一次硬化を行う(例えば、70℃で3時間)。一次硬化温度は、70〜90℃程度が好適である。
((G)離型作業工程)
(G)離型作業工程では、以下の処理を行う。
(a)一次硬化終了後、試料を金型から取り出す。
(b)試料を平らな金属板の上に乗せる。
(c)二次硬化を行う(例えば、120℃で3時間)。二次硬化温度は、110〜130℃程度が好適である。
(d)自然徐熱(ヒーターの電源を切り、室温までゆっくりと温度を下げる)を行う。
(G)離型作業工程では、以下の処理を行う。
(a)一次硬化終了後、試料を金型から取り出す。
(b)試料を平らな金属板の上に乗せる。
(c)二次硬化を行う(例えば、120℃で3時間)。二次硬化温度は、110〜130℃程度が好適である。
(d)自然徐熱(ヒーターの電源を切り、室温までゆっくりと温度を下げる)を行う。
以上の処理工程(A)〜(G)により、試料する金型によって所望の形状の試料が得られる。
〔本発明の実施の形態の効果〕
本発明の実施の形態によれば、多量充填されたマイクロ粒子サイズの第1の無機フィラーの隙間を少量添加されたナノ粒子サイズの第2の無機フィラーで埋める構造にすることにより、第1の無機フィラー及び第2の無機フィラーの双方の機能を同時に効果的に発揮させるように混合できるため、電気絶縁性および熱伝導性が良好な電気絶縁材料用の樹脂組成物を得ることができる。
本発明の実施の形態によれば、多量充填されたマイクロ粒子サイズの第1の無機フィラーの隙間を少量添加されたナノ粒子サイズの第2の無機フィラーで埋める構造にすることにより、第1の無機フィラー及び第2の無機フィラーの双方の機能を同時に効果的に発揮させるように混合できるため、電気絶縁性および熱伝導性が良好な電気絶縁材料用の樹脂組成物を得ることができる。
以下に本発明の実施例について説明するが、本発明はそれらによって限定されるものではない。
〔実施例1,2、参考例1,2及び比較例1〜4〕
(試料の作成)
下記の表1に示す添加量にて、上記図1に示す本実施の形態に係る製造方法にしたがい、実施例1,2、参考例1,2の試料を作製した。また、下記の表1に示す添加量にて、比較例1としてベース樹脂に無機フィラー無添加のもの、比較例2及び3としてベース樹脂に第1の無機フィラーを添加したもの(第2の無機フィラー無添加)、比較例4としてベース樹脂に第2の無機フィラーを添加したもの(第1の無機フィラー無添加)を作製した。比較例2〜4における無機フィラーの添加混合処理は、上記図1に示す本実施の形態に係る製造方法の相当する工程にしたがい行った。
(試料の作成)
下記の表1に示す添加量にて、上記図1に示す本実施の形態に係る製造方法にしたがい、実施例1,2、参考例1,2の試料を作製した。また、下記の表1に示す添加量にて、比較例1としてベース樹脂に無機フィラー無添加のもの、比較例2及び3としてベース樹脂に第1の無機フィラーを添加したもの(第2の無機フィラー無添加)、比較例4としてベース樹脂に第2の無機フィラーを添加したもの(第1の無機フィラー無添加)を作製した。比較例2〜4における無機フィラーの添加混合処理は、上記図1に示す本実施の形態に係る製造方法の相当する工程にしたがい行った。
ベース樹脂の主剤としては、予め反応性希釈剤(商品名:カージュラE10)が主剤に対して約20質量%添加されているビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名:エピコート816B、ジャパンエポキシレジン(JER)株式会社製)を用いた。また、硬化剤としては、アミン系の硬化剤(商品名:エピキュア113、ジャパンエポキシレジン(JER)株式会社製)を用いた。また、シランカップリング剤として、エポキシシラン(信越化学株式会社製、商品名:KBM403)を約1質量部添加し、および消泡剤(ハンツマン・ジャパン株式会社製、商品名:QZ−31)を0.1質量部添加した。
第1の無機フィラー及び第2の無機フィラーとしては、下記の表2に示すフィラーを用いた。
(C)ホモミクサーによる第2の無機フィラー一次分散工程、(D)ナノマイザーによる第2の無機フィラー微粒化工程、および(E)混練機による第1の無機フィラー混合工程における条件は、以下の通りである。
(1)ホモミクサー(特殊機化工業株式会社製、商品名「T.K.ホモミクサーMARK II f-model」、モータ出力200W、最高12,000rpm)により、7,000rpm、2時間
(2)ナノマイザー(吉田機械興業株式会社製、商品名「YSNM-1500-0005」、最大150MPa)により、140MPa、5パス
(3)混練機(自転・公転式高速回転混練機、商品名「あわとり練太郎 ARE−250」)により、公転速度2,000rpm、自転速度250rpm、約10分間
(1)ホモミクサー(特殊機化工業株式会社製、商品名「T.K.ホモミクサーMARK II f-model」、モータ出力200W、最高12,000rpm)により、7,000rpm、2時間
(2)ナノマイザー(吉田機械興業株式会社製、商品名「YSNM-1500-0005」、最大150MPa)により、140MPa、5パス
(3)混練機(自転・公転式高速回転混練機、商品名「あわとり練太郎 ARE−250」)により、公転速度2,000rpm、自転速度250rpm、約10分間
(F)注型作業工程および(G)離型作業工程における加熱硬化条件は、1次:70℃−3時間、2次:120℃−3時間で行い、脱泡過程では、高温真空脱泡機により加熱する、あるいは金型の温度を約70℃にして樹脂の粘性を下げて行った。
(試験方法)
実施例1,2、参考例1,2及び比較例1〜4の各試料について、熱伝導率の測定及び電気トリー破壊試験を以下の方法により行った。試験結果を表3に示す。
実施例1,2、参考例1,2及び比較例1〜4の各試料について、熱伝導率の測定及び電気トリー破壊試験を以下の方法により行った。試験結果を表3に示す。
1.熱伝導率の測定
熱伝導率の測定値は、比重(かさ密度)、比熱容量、熱拡散率の3つをそれぞれ測定し、その3つを掛け合わせることで得られる。
(1)比重(かさ密度):実測値(アルキメデス法)
(2)比熱:実測値(DSC:アグネ技術センター、パーキン・エルマーDSC−7)
(3)熱拡散率:実測値(レーザーフラッシュ法:アグネ技術センター、真空理工TC−3000、常温測定)
(4)熱伝導率=比重×比熱×熱拡散率
(5)測定試料厚み:約1.0mm(金属金型で常圧成型)、サイズ:1cm×1cm
熱伝導率の測定値は、比重(かさ密度)、比熱容量、熱拡散率の3つをそれぞれ測定し、その3つを掛け合わせることで得られる。
(1)比重(かさ密度):実測値(アルキメデス法)
(2)比熱:実測値(DSC:アグネ技術センター、パーキン・エルマーDSC−7)
(3)熱拡散率:実測値(レーザーフラッシュ法:アグネ技術センター、真空理工TC−3000、常温測定)
(4)熱伝導率=比重×比熱×熱拡散率
(5)測定試料厚み:約1.0mm(金属金型で常圧成型)、サイズ:1cm×1cm
2.電気トリー破壊試験
図2は、電気トリーイング絶縁破壊の試験回路を示す図である。図2に示すトリーイング用試験電極(トリー電極)を作製し、試料の絶縁破壊特性の評価を行った。
図2は、電気トリーイング絶縁破壊の試験回路を示す図である。図2に示すトリーイング用試験電極(トリー電極)を作製し、試料の絶縁破壊特性の評価を行った。
(1)トリーイング用試験電極(トリー電極4)の作製
針電極2として長さ60mm、直径1mm、針先端角度30度、針先端曲率半径5μmの鉄製の針を用い、針−平板電極間距離3mmとなるように針電極2の周辺を試料1(実施例1,2、参考例1,2及び比較例1〜4の各試料)でモールドして、ブロック状の試料1の底面に平板電極3として50mm×50mmの銅板を導電性接着剤で固定して、針−平板電極系のトリー電極4を作製した。
針電極2として長さ60mm、直径1mm、針先端角度30度、針先端曲率半径5μmの鉄製の針を用い、針−平板電極間距離3mmとなるように針電極2の周辺を試料1(実施例1,2、参考例1,2及び比較例1〜4の各試料)でモールドして、ブロック状の試料1の底面に平板電極3として50mm×50mmの銅板を導電性接着剤で固定して、針−平板電極系のトリー電極4を作製した。
(2)試験方法
作製したトリー電極4をアクリル容器5中のシリコン油6に浸し、針−平板電極間に20kVrmsの交流電圧(60Hz)を印加し、絶縁破壊するまでの時間を計測した。参考例1,2及び比較例1〜4の試料については、それぞれ10個ずつ計測し、実施例1,2については8個計測した。破壊時間をワイブル分布で表し、累積破壊確率63.2%時の時間(尺度パラメータ)で比較評価を行った。
作製したトリー電極4をアクリル容器5中のシリコン油6に浸し、針−平板電極間に20kVrmsの交流電圧(60Hz)を印加し、絶縁破壊するまでの時間を計測した。参考例1,2及び比較例1〜4の試料については、それぞれ10個ずつ計測し、実施例1,2については8個計測した。破壊時間をワイブル分布で表し、累積破壊確率63.2%時の時間(尺度パラメータ)で比較評価を行った。
表3から明らかな通り、本発明に係る実施例1,2では、熱伝導性が良好であり、かつ、参考例1,2及び比較例1〜4の試料に比べて、電気絶縁性がとても良好な電気絶縁材料用の樹脂組成物が得られていることが分かる。
1 試料
2 針電極
3 平板電極
4 トリー電極
5 アクリル容器
6 シリコン油
2 針電極
3 平板電極
4 トリー電極
5 アクリル容器
6 シリコン油
Claims (7)
- 熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂と、マイクロ粒子サイズの第1の無機フィラーと、SiO2(シリカ)、Al2O3(アルミナ)、アルミナ水和物、TiO2(酸化チタン)、AlN(窒化アルミ)からなる群より選ばれる1種以上のナノ粒子サイズの第2の無機フィラーとを含有し、
前記第2の無機フィラーの含有量が前記熱硬化性樹脂の主剤又は前記熱可塑性樹脂100質量部に対して4.5質量部以上であることを特徴とする電気絶縁材料用の樹脂組成物。 - 前記第1の無機フィラーは、AlN(窒化アルミ)、Al2O3(アルミナ)、BN(窒化ホウ素)、SiO2(シリカ)からなる群より選ばれる1種以上の無機フィラーであることを特徴とする請求項1記載の電気絶縁材料用の樹脂組成物。
- 前記アルミナ水和物は、Al2O3・H2O(ベーマイト)であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電気絶縁材料用の樹脂組成物。
- 前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の電気絶縁材料用の樹脂組成物。
- 前記熱硬化性樹脂の主剤又は前記熱可塑性樹脂100質量部に対して、前記第1の無機フィラーを50〜300質量部含有していることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の電気絶縁材料用の樹脂組成物。
- 前記第1の無機フィラーと前記第2の無機フィラーの中間サイズである第3の無機フィラーを更に含有していることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の電気絶縁材料用の樹脂組成物。
- 熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂にSiO2(シリカ)、Al2O3(アルミナ)、アルミナ水和物、TiO2(酸化チタン)、AlN(窒化アルミ)からなる群より選ばれる1種以上のナノ粒子サイズの第2の無機フィラーを添加混合した後、前記熱硬化性樹脂又は前記熱可塑性樹脂中で凝集した前記第2の無機フィラーを直径10μm以下の凝集塊となるように混合分散機により混合分散する第1の工程と、
前記第1の工程で得られた分散混合物を、加圧してオリフィスを通過させるオリフィス加圧通過型分散機により微粒化する第2の工程と、
前記第2の工程で得られた微粒化物に、マイクロ粒子サイズの第1の無機フィラーを加え、混練機により混合する第3の工程とを有することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の電気絶縁材料用の樹脂組成物の製造方法。
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Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009191250A (ja) * | 2008-01-18 | 2009-08-27 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 熱伝導性樹脂組成物の前駆体、熱伝導性樹脂組成物および熱伝導性樹脂組成物の製造方法 |
WO2012043751A1 (ja) * | 2010-10-01 | 2012-04-05 | 富士電機株式会社 | 樹脂組成物 |
US20120297926A1 (en) * | 2010-01-27 | 2012-11-29 | Bumatech (Pty) Limited | Agglomerated alumina containing product |
WO2015098620A1 (ja) * | 2013-12-26 | 2015-07-02 | 日本ゼオン株式会社 | 重合性組成物の製造方法 |
JP2017132662A (ja) * | 2016-01-28 | 2017-08-03 | 積水化学工業株式会社 | 窒化ホウ素ナノチューブ材料及び熱硬化性材料 |
KR101780536B1 (ko) | 2011-11-02 | 2017-09-21 | 히타치가세이가부시끼가이샤 | 수지 조성물, 및 그것을 이용한 수지 시트, 프리프레그, 적층판, 금속 기판 및 프린트 배선판 |
WO2018025538A1 (ja) | 2016-08-01 | 2018-02-08 | 三菱マテリアル株式会社 | 絶縁膜 |
CN109705532A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-03 | 广东生益科技股份有限公司 | 一种无卤无磷无氮的阻燃树脂组合物、包含其的半固化片和覆金属箔层压板 |
CN110016205A (zh) * | 2019-03-07 | 2019-07-16 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种环氧树脂导热绝缘材料及其制备方法 |
WO2019151488A1 (ja) | 2018-02-05 | 2019-08-08 | 三菱マテリアル株式会社 | 絶縁膜、絶縁導体、金属ベース基板 |
KR20200117985A (ko) | 2018-02-05 | 2020-10-14 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | 절연막, 절연 도체, 금속 베이스 기판 |
US11124673B2 (en) | 2016-08-01 | 2021-09-21 | Mitsubishi Materials Corporation | Insulating film |
JP2022041198A (ja) * | 2020-08-31 | 2022-03-11 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | レジン製造方法及び絶縁構造製造方法 |
CN114316518A (zh) * | 2021-08-05 | 2022-04-12 | 台湾塑胶工业股份有限公司 | 制造树脂组成物的方法 |
CN114634685A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-06-17 | 中复神鹰碳纤维股份有限公司 | 微纳米粒子增韧的预浸料用环氧树脂及其制备方法 |
WO2022181291A1 (ja) | 2021-02-25 | 2022-09-01 | 三菱マテリアル株式会社 | ポリイミド樹脂組成物及び金属ベース基板 |
-
2007
- 2007-07-02 JP JP2007174360A patent/JP2009013227A/ja active Pending
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009191250A (ja) * | 2008-01-18 | 2009-08-27 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 熱伝導性樹脂組成物の前駆体、熱伝導性樹脂組成物および熱伝導性樹脂組成物の製造方法 |
US20120297926A1 (en) * | 2010-01-27 | 2012-11-29 | Bumatech (Pty) Limited | Agglomerated alumina containing product |
US9051187B2 (en) * | 2010-01-27 | 2015-06-09 | Bumatech (Pty) Limited | Agglomerated alumina containing product |
WO2012043751A1 (ja) * | 2010-10-01 | 2012-04-05 | 富士電機株式会社 | 樹脂組成物 |
CN102985486A (zh) * | 2010-10-01 | 2013-03-20 | 富士电机株式会社 | 树脂组合物 |
JP5605724B2 (ja) * | 2010-10-01 | 2014-10-15 | 富士電機株式会社 | 樹脂組成物 |
US9051450B2 (en) | 2010-10-01 | 2015-06-09 | Fuji Electric Co., Ltd. | Resin composition |
KR101780536B1 (ko) | 2011-11-02 | 2017-09-21 | 히타치가세이가부시끼가이샤 | 수지 조성물, 및 그것을 이용한 수지 시트, 프리프레그, 적층판, 금속 기판 및 프린트 배선판 |
WO2015098620A1 (ja) * | 2013-12-26 | 2015-07-02 | 日本ゼオン株式会社 | 重合性組成物の製造方法 |
JP2017132662A (ja) * | 2016-01-28 | 2017-08-03 | 積水化学工業株式会社 | 窒化ホウ素ナノチューブ材料及び熱硬化性材料 |
WO2018025538A1 (ja) | 2016-08-01 | 2018-02-08 | 三菱マテリアル株式会社 | 絶縁膜 |
KR20190035693A (ko) | 2016-08-01 | 2019-04-03 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | 절연막 |
US11124673B2 (en) | 2016-08-01 | 2021-09-21 | Mitsubishi Materials Corporation | Insulating film |
WO2019151488A1 (ja) | 2018-02-05 | 2019-08-08 | 三菱マテリアル株式会社 | 絶縁膜、絶縁導体、金属ベース基板 |
KR20200117985A (ko) | 2018-02-05 | 2020-10-14 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | 절연막, 절연 도체, 금속 베이스 기판 |
CN109705532A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-03 | 广东生益科技股份有限公司 | 一种无卤无磷无氮的阻燃树脂组合物、包含其的半固化片和覆金属箔层压板 |
CN110016205A (zh) * | 2019-03-07 | 2019-07-16 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种环氧树脂导热绝缘材料及其制备方法 |
CN110016205B (zh) * | 2019-03-07 | 2021-10-15 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种环氧树脂导热绝缘材料及其制备方法 |
JP2022041198A (ja) * | 2020-08-31 | 2022-03-11 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | レジン製造方法及び絶縁構造製造方法 |
JP7308799B2 (ja) | 2020-08-31 | 2023-07-14 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | レジン製造方法及び絶縁構造製造方法 |
WO2022181291A1 (ja) | 2021-02-25 | 2022-09-01 | 三菱マテリアル株式会社 | ポリイミド樹脂組成物及び金属ベース基板 |
CN114316518A (zh) * | 2021-08-05 | 2022-04-12 | 台湾塑胶工业股份有限公司 | 制造树脂组成物的方法 |
CN114634685A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-06-17 | 中复神鹰碳纤维股份有限公司 | 微纳米粒子增韧的预浸料用环氧树脂及其制备方法 |
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