JP2012001573A - 導電性エポキシ樹脂組成物及び導電性エポキシ樹脂シート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、エポキシ樹脂、酸無水物硬化剤、硬化触媒、及び、炭素繊維を含有する導電性エポキシ樹脂組成物である。エポキシ樹脂はビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、トリアジン骨格を有するエポキシ樹脂、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂のいずれか1つ以上を含む。エポキシ樹脂のエポキシ当量が200以下である。酸無水物硬化剤は分子内にエーテル結合をもち、かつ、(酸無水物当量数)/(エポキシ当量数)が0.1〜1.0である。硬化触媒はエポキシ樹脂を単独硬化可能なイミダゾール化合物、又は、次の式(1)のテトラアルキルホスホニウムカルボン酸塩のいずれかである。
【化1】
【選択図】なし
Description
特許文献1には、エポキシ樹脂をシート状にした技術があり、エポキシ樹脂の脆性改善にはエラストマー成分の添加による柔軟性及び可撓性付与が一般的な手法である。
当量は、官能基一個当たりの分子量なので、当量数は使用樹脂の重量を当量で除した値である。例えば、エポキシ樹脂100質量部、酸無水物硬化剤20質量部のとき、
エポキシ当量数は、100/185=0.541
酸無水物当量数は、20/330=0.061
となり、(酸無水物当量数)/(エポキシ当量数)は0.112である。
(酸無水物当量数)/(エポキシ当量数)の値が0.1に近いほど耐熱性や耐薬品性に優れ、(酸無水物当量数)/(エポキシ当量数)の値が1.0に近づくほど柔軟性に優れる。(酸無水物当量数)/(エポキシ当量数)の値が0.1以下となる硬化剤の添加量の場合、構造内に含まれるエーテル結合の数が少なすぎるため、エポキシ樹脂組成物は硬く、脆い性質となり、シート成形時に割れや欠けが発生する。(酸無水物当量数)/(エポキシ当量数)の値が1.0以上となる硬化剤の添加量の場合、反応しない硬化剤が残ってしまい、エポキシ樹脂組成物の性能に支障をきたす恐れがある。
シート状への形成は、剥離フィルムに塗工する方法、押出成形、射出成形、ラミネート成形がある。
本実施例に係る導電性エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂としてのビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製ep828、エポキシ当量185)100質量部と、酸無水物硬化剤(新日本理化社製リカシッドHF−08(登録商標)、酸無水物当量330)を20質量部、硬化触媒としてのイミダゾール化合物(四国化成社製2E4MZ−CN)を5質量部、炭素繊維(昭和電工社製VGCF−S(登録商標))10質量部、及び、添加剤としてのレベリング剤(ビックケミー社製BYK300(登録商標))を1質量部で作製したものである。作製にあっては、炭素繊維以外の部材を予め混合した後、炭素繊維を25℃の環境下でプラネタリーミキサーを用いて混合し、25℃の三本ロールを通過させて作製した。
実施例1におけるエポキシ当量数は、100質量部/185エポキシ当量=0.541
酸無水物当量数は、20質量部/330酸無水物当量=0.061
であり、(酸無水物当量数)/(エポキシ当量数)は0.112である。
炭素繊維は、その平均繊維長を12.5μmとし、(炭素繊維長)/(炭素繊維の直径)の値を156.3としたものである。
このエポキシ樹脂組成物を、厚さ0.05mmのPET(ポリエチレンテレフタレート)製のフィルム上に、硬化後の厚さが0.10mmになるように塗工し、150℃180分加熱乾燥させ、これにより導電性エポキシ樹脂シートを作製した。
以下に示す方法で(1)体積抵抗率(2)シートの折り曲げ性について評価した。
(1)体積抵抗率
シートの体積抵抗率は、JIS K 6911、5.13に準拠して測定した。1.0×104Ω・cm以下が好ましい。
(2)シートの折り曲げ性
幅10cm長さ20cmの帯状に切り出したシートを半径2cmの円柱に巻きつけ、シートの割れの有無を評価した。シートの割れが無いことが、折り曲げ性について合格として表1では○と記載し、シートの割れを目視で確認したとき×とした。
表1に示すように、実施例1は、体積抵抗率、シートの折り曲げ性の双方、良好であった。
比較例1は、実施例1の硬化触媒をイミダゾール化合物(四国化成社製2E4MZ−CN)5質量部とした以外は実施例1と同様なものである。比較例1は、シートの折り曲げ性に欠け、屈曲試験時にシートの割れが発生した。
比較例2は、実施例1の硬化触媒を、リン化合物(北興化学工業社製TPP)3質量部にした以外、実施例1と同様なものである。比較例2はエポキシ樹脂の反応が進まず、シート成形できなかった。
比較例3は、実施例1の炭素繊維をカーボンブラック(電気化学工業社製デンカブラック(登録商標))33質量とした以外は実施例1と同様なものである。比較例3は、粘度が著しく高く、シート成形できなかった。
比較例4は、実施例1の炭素繊維を、帝人社製Raheama(登録商標)201とし、その配合比を40質量とした以外は実施例1と同様なものである。比較例4は体積抵抗率の値が大きく、導電性が不十分だった。
比較例5は、表1には記載しなかったが、実施例1の酸無水物硬化剤の配合比を200質量部にして(酸無水物当量数)/(エポキシ当量数)を1.121にした以外、実施例1のものである。比較例5は、反応しない酸無水物硬化剤が残り、シートの折り曲げ性が悪かった。
Claims (3)
- エポキシ樹脂、酸無水物硬化剤、硬化触媒、及び、炭素繊維を含有する導電性エポキシ樹脂組成物であり、エポキシ樹脂はビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、トリアジン骨格を有するエポキシ樹脂、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂のいずれか1つ以上を含み、エポキシ樹脂のエポキシ当量が200以下であり、酸無水物硬化剤は分子内にエーテル結合をもち、かつ、(酸無水物当量数)/(エポキシ当量数)が0.1〜1.0であり、硬化触媒はエポキシ樹脂を単独硬化可能なイミダゾール化合物、又は、次の式(1)のテトラアルキルホスホニウムカルボン酸塩のいずれかである導電性エポキシ樹脂組成物。
式(1)中、R1は炭素数1〜16の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基を示し、R2は炭素数1〜10のアルキル基を示す。 - 請求項1の炭素繊維の平均繊維長が100μm以下であり、(炭素繊維長)/(炭素繊維の直径)の値が50以上である導電性エポキシ樹脂組成物。
- 請求項1又は請求項2記載の導電性エポキシ樹脂組成物をシート状に形成した導電性エポキシ樹脂シート。
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