JP4097798B2 - 一液型液状エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型継電器（以下、リレーという）の気密封止を行うための樹脂組成物に関するものであり、さらに詳しくは、電話機や通信機或いは自動車等の電源周辺に利用されるリレーに於いて、リレーの接点汚染が少なく、液晶ポリマー（以下、ＬＣＰという）との接着性に優れる一液型エポキシ樹脂組成物に関するものである。 本発明は、低温時の硬化性および貯蔵安定性に優れ、且つ生産性、作業性、取り扱い性の良好な新規一液型エポキシ樹脂に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
リレーはエレクトロニクス産業の発展とともに、その生産量も順調に伸びてきており、通信機器、ＯＡ機器、家電機器、自販機等と使用される分野も多岐にわたっている。特にプリント配線基板に搭載されるマイクロリレーが増加しつつある。
その必要特性として、半田フラックスの侵入防止、部品の丸洗いが可能な事、或いは動作音の低減、海岸地方でのリレー端子間絶縁の保持、半田リフロー後の気密性保持等があるが、何れも樹脂組成物による完全気密封止の要求高まり、かつその信頼性要求も益々厳しくなって来ている。
さらに、電子部品の軽薄短小化の流れに伴い、リレーの小型化が進み、ケース材料およびボディ材料で使用されているポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）から、成形面でバリの発生が少なく、寸法精度の優れ、さらに、半田リフローに対応可能な耐熱性に優れたＬＣＰが使用されている。
【０００３】
この様に、リレーはその気密性、具体的にはＬＣＰ及び金属端子との密着性が強く要求され、かつ、リード界面およびケース間隔の絶縁封止のため優れた封止材料が必要になってきている。この様な目的のための封止樹脂としては、エポキシ樹脂組成物が従来から用いられてきたエポキシ樹脂組成物では、半田リフロー処理時の耐熱性が低く、気密性が保てなかった。
【０００４】
従来の液状エポキシ樹脂組成物は、ポリアミドアミン、酸無水物等の硬化剤とエポキシ樹脂とを使用直前に混合して使う謂わゆる二液型エポキシ樹脂組成物と、潜在性硬化剤として、ジシアンジアミドやヒドラジット化合物等を予めエポキシ樹脂組成物と混合する謂わゆる一液型エポキシ樹脂組成物がある。
一般に、二液型エポキシ樹脂組成物の欠点として、配合時の計量ミスによる硬化不良や配合後のポットライフが短く、混合物の材料ミスが多い等が挙げられる。硬化剤がポリアミドアミンの場合、得られる硬化物の耐熱性が低く、その為に封止後の半田耐熱性が劣り、酸無水物の場合は硬化温度を高くしなければならない欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、最近では生産性が向上し材料ロスの少ない一液型エポキシ樹脂組成物に移行している。リレーの構成部材は、端子材料、コイル、磁石等以外は、プラスチック材料が主体であるため、硬化温度は１２０℃以下が望まれている。
一液型エポキシ樹脂組成物の潜在性硬化剤として、多くはジシアンジアミドが使用される。しかし、ジシアンジアミドは高融点の化合物であり、前記硬化条件では未反応物が残る場合があり、かつ、得られる硬化物の耐熱性が充分でなかった。
以上の点から、本発明は、ＬＣＰからなるリレーにおいて、気密性、特に半田リフロー処理における高温下でもＬＣＰおよび金属端子との密着性に優れた一液型液状エポキシ樹脂組成物を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、リレー用一液型エポキシ樹脂組成物であって、エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）及び充填剤（Ｃ）を必須成分とする一液型液状エポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂としてグリシジルアミン型エポキシ樹脂（Ｄ）を含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物であり、好ましくは、ＬＣＰおよび金属端子との密着性に優れていることから、下記構造式（１）、（２）あるいは（３）で示されるグリシジルアミン型エポキシ樹脂（Ｄ）を少なくとも１種以上含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物である。
【化１】

【０００７】
本発明に於いて用いられる硬化剤としては、潜在性硬化剤として市販されているアダクト系化合物が優れている。例えば、味の素社製アミキュアＰＮ−２３、ＭＹ−２４や富士化成工業社製フジキュアＦＸ−１０００など代表的硬化剤である。また、特開平１−７０５２３号公報に開示されている一液性エポキシ樹脂用マスターバッチ型硬化剤や特開平６−７３１５６号公報に開示されている潜在性硬化剤でもよく、これらの硬化剤が適宜使用される。
ここで用いられる硬化剤の使用量は、グリシジルアミン型エポキシ樹脂（Ｄ）を含む全エポキシ樹脂（Ａ）１００重量部に対し、硬化剤（Ｂ）が５〜３０重量部、好ましくは１０〜２０重量部である。５重量部未満の場合は、硬化が不十分となる。また、３０重量部を越えると保存性が著しく悪化する。
【０００８】
本発明において用いられる無機充填剤は、例えば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムである。かかる無機充填剤の使用量は、グリシジルアミン型エポキシ樹脂（Ｄ）を含む全エポキシ樹脂１００重量部に対し、１０〜２００重量部の割合であることが望ましい。１０〜２００重量部ではエポキシ樹脂組成物としての樹脂特性、具体的には粘度などの作業性が良好であり、かつ硬化物特性、具体的には、電気的特性、機械的特性、耐熱性、耐薬品性が向上する。しかし、１０重量部未満では硬化物特性が満足できない。一方、２００重量部を超えると粘度が高すぎるので好ましくない。
【０００９】
本発明に用いられるグリシジルアミン型エポキシ樹脂（Ｄ）は、好ましくは、上記構造式（１）、（２）あるいは（３）である。グリシジルアミン型エポキシ樹脂（Ｄ）の使用量は、通常、グリシジルアミン型エポキシ樹脂（Ｄ）を含む全エポキシ樹脂１００重量部のうち、グリシジルアミン型エポキシ樹脂（Ｄ）が３重量部以上である。３重量部未満では、耐熱性が充分でない。好ましくは、４〜５０重量部である。この範囲においては、特にリフロー処理における高温下において、ＬＣＰおよび金属端子との密着性に優れている。
【００１０】
本発明の一液型エポキシ樹脂組成物には以上の成分の他に、必要により通常のエポキシ樹脂組成物に添加される成分を加えてもよい。即ち、反応性希釈剤、非反応性希釈剤、可塑剤、染料、顔料、カップリング剤、湿潤材、レベリング剤、チキソトロピック性付与剤、消泡剤等である。
【００１１】
本発明の一液型エポキシ樹脂組成物の製造方法は、通常のエポキシ樹脂組成物の製造方法と同様な一般的な撹拌混合設備と加工条件が適用される。使用される設備としては、ミキシングロール、ディゾルバ、プラネタリミキサ、ニーダ、押し出し機等である。加工条件としてはエポキシ樹脂等を溶解および／または低粘度化し撹拌混合効率を向上させるために加熱してもよい。また、摩擦発熱、反応発熱等を除去するために冷却してもよい。撹拌混合の時間は必要により定めればよく、特に制約されることはない。
【００１２】
【実施例】
次に本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。
（実施例１）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量：１９０[g/eq]）９５重量部、ｐ−アミノフェノール型エポキシ樹脂（エポキシ当量：９７[g/eq]）５重量部、硬化剤として２−エチル−４−メチルイミダゾールのエポキシ樹脂アダクト硬化剤２０重量部、チキソ付与剤１重量部、炭酸カルシウム４０重量部、着色剤３重量部を表１に示す割合で混合した後、ミキシングロールを使って混練し、一液型樹脂組成物を調製した。この一液型樹脂組成物を１２０℃で６０分硬化させ、試験片を作製した。
【００１３】
こうして得られた試験片の引張剪断接着強さをＪＩＳ Ｋ ６８５０に従って測定した。
また、リレーを用いた気密性評価試験は、赤外線リフロー処理（ＩＲＳ法）は、予備加熱を１５０℃で９０〜１２０秒で加熱し、２００℃３０秒以内かつ最高温度が２４０℃以下で加熱する条件にて処理を行った。その後、フロリナートに浸漬させ気密性を確認した。
浸漬時に気泡が発生しない場合：○、気泡が発生した場合：×
【００１４】
（実施例２〜６、比較例１〜２）
表１に示す割合で各材料を混合した後、実施例１と同様にして各種物性を測定した。測定結果を表２に示す。
【００１５】
【表１】

エポキシ樹脂Ａ：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量約190）
エポキシ樹脂Ｂ：ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（エポキシ当量約170）
エポキシ樹脂Ｃ：ｐ−アミノフェノール型エポキシ樹脂（エポキシ当量約97）
（化学式（１）の化合物、Ｒ＝Ｈ）
エポキシ樹脂Ｄ：ｍ−アミノフェノール型エポキシ樹脂（エポキシ当量約97）
（化学式（２）の化合物、Ｒ＝Ｈ）
エポキシ樹脂Ｅ：テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン（エポキシ当量約120）
（化学式（３）の化合物、Ｒ＝Ｈ）
アダクト硬化剤：２−エチル−４−メチルイミダゾールのエポキシ樹脂アダクト硬化剤
【００１６】
【表２】

【００１７】
【発明の効果】
本発明は、ＬＣＰからなるリレーにおいて、気密性とくにリフロー処理における高温下でもＬＣＰおよび金属端子との密着性に優れた一液型液状エポキシ樹脂組成物を提供するものである。

Claims (1)

1. 小型継電器を封止するためのエポキシ樹脂組成物であって、エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）及び充填剤（Ｃ）を必須成分とし、エポキシ樹脂としてグリシジルアミン型エポキシ樹脂（Ｄ）を含有する一液型液状エポキシ樹脂組成物であって、前記グリシジルアミン型エポキシ樹脂（Ｄ）が、下記構造式（１），（２）あるいは（３）で示されるグリシジルアミン型エポキシ樹脂の１種以上含むことを特徴とする一液型液状エポキシ樹脂組成物。