JPH01225621A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は熱変形温度が高く、かつ耐クラツク性にすぐれ
たエポキシ樹脂組成物に関する。

（従来の技術） エポキシ樹脂は優れた絶縁特性１機械特性を有し、各種
電気絶縁材料として幅広く応・用されている。

近年、電気機器は小型軽量化、動作温度の上昇化の傾向
にあ１、これに併ない使用されるエポキシ樹脂絶縁材料
としては熱変形温度が高く、かつ耐クラツク性にも優れ
たものが要求されている。

ところが、一般にエポキシ樹脂は耐熱性（熱変形温度を
尺度とする）を向上させると１弾性率が上昇し、硬くて
跪くなシ、耐クラック性が低下する性質がある。

エポキシ樹脂組成物の耐クラツク性を向上嘔せるために
は、従来水のような方法が行なわれている。

第１はエポキシ樹脂に可とう性付与剤を加えて架橋密度
を下げ、内部応力を小さくする方法である。しかし、こ
の方法では耐クラツク性は向上するが、熱変形温度が大
幅に低下するという欠点がある。

第２はエポキシ樹脂成分より熱膨張係数の小さい無機充
填材を配合しエポキシ樹脂組成物の熱膨張係数を小さく
して耐クラック性を向上させる方法である。

この方法はエポキシ樹脂成分の熱変形温度が低下せず有
用な方法であるが、一般に無機充填材を６０〜９０容量
チの範囲で配合しなければならないため流動性が失なわ
れ９作業性が著しく低下する欠点がある。

マタ、エポキシ樹脂に液状ゴムなどのエラストマー粒子
を混入する方法も知られているが、この方法も耐クラツ
ク性を向上させることができるが。

通常のニジストマー類はエポキシ樹脂と相溶性が悪く、
粘度が上昇し、また一部のニジストマー類ではエポキシ
樹脂に添加すると熱膨張係数が大きくな１、耐クラツク
性が悪くなる。という欠点を持っている。

また、低応力素材として、シリコーン変性レジンを使用
した９、官能基で変性した反応性のポリシロキサン化合
物を添加する方法〔特開昭５８−４７０１４号公報、特
開昭６０−６９１３１号公報〕等も知られているが、エ
ポキシ樹脂に対して相溶性が悪く、高価なこともあって
汎用性に欠けるという問題がある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上述した従来技術の欠点を解決し、熱変形温度
が高く、かつ耐クラツク性にすぐれたエポキシ樹脂組成
物を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は。

（ａ）１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキ
シ樹脂　１００重量部。

ｔｂｌ　　酸無水物硬化剤　５０〜１５０重量部。

（ｃ１非反応性のポリシロキサン化合物　１０〜４０重
量部。

（ｄ）　　分子内に１個以上のエポキシ基と、エポキシ
樹脂と相溶性のよい置換基１に１個以上有する反応性の
ポリシロキサン化合物　０．２〜２０重量部および （ｅ）　　無機充填材　５０〜２００重量部を含有して
なるエポキシ樹脂組成物に関する。

通常、エポキシ樹脂と非反応性のポリシロキサン化合物
は相溶しないが、上記に示した反応性のポリシロキサン
化合物を併用することによって両者の相溶性が向上し、
さらに、無機光項材′ｔ−添加し、酸無水物硬化剤で硬
化すると、均一な硬化物となる。そして、このようにし
て得られたエポキシ樹脂組成物は高い熱変形温度を持ち
、かつ耐クラツク性も良好でるる。

本発明で用いる非反応性のポリシロキサン化合物は２反
応性のポリシロキサン化合物に比べて比較的安価であり
９反応性ポリシロキサン化合物を使用した場合と比較し
て安価なエポキシ樹脂組成物を提供することができ、工
業上有利となる。

本発明に使用される１分子中に２個以上のエポキシ基を
有するエポキシ樹脂としては１例えばビスフェノールＡ
製エポキシ樹脂、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、多価アルコールのポ
リグリシジルエステル、などがめげられ９％に制限はな
いが、常温で液状のものが望ましい。これらは併用して
もよい。

また１本発明において用いられる無機質充填材としては
９例えば結晶シリカ、溶融シリカ、炭酸カルシウム、タ
ルクなどがめげられ、％に制限はなく、これらは単独で
あるいは２種以上として用いられる。無機質充填材の配
合割合はエポキシ樹脂１００重量部に対して５０〜２０
０重量部の範囲とされ、５０重量部未満であるとエポキ
シ樹脂組成物の熱膨張係数が大きくなるなどの問題が生
じ。

また２００重量部を超えると粘度があが１、作業性が低
下する問題が生じる。

本発明において用いられる非反応性のポリシロキサン化
合物は、−数式 （式中＝　Ｒｔ−Ｒｓ　Ｆｉ水素、アルキル基またはア
リル基を示し、これらは同一でも相違してもよく。

ｎは０または正の整数を意味する）で表わされる化合物
であり１例としてはジメチルポリシロキサン（日本ユニ
カー社製　Ｌ−４５，）−レ７リコ−ン社製　８Ｈ２０
０，チッソ社製　ＰＳＯ４１ｆｘト＞　、フェニルメチ
ルポリシロキサン（トーレシリコーン社製　３）（−５
１０など）等がある。

この非反応性のポリシロキサン化合物の配合割合はエポ
キシ樹脂１００重量部に対して１０〜４０重量部の範囲
とされる。添加量が１０部未満であると耐クラツク性の
向上効果がなく、また４０重量部を越えるとエポキシ樹
脂の架橋部分が少なくな１、熱変形温度の低下１機械的
特性の低下などの問題がおこる。

本発明において、非反応性のポリシロキサン化合物とエ
ポキシ樹脂の相溶性を向上させるために添加する分子内
に１個以上のエポキシ基と、エポキシ樹脂と相溶性のよ
い置換基を１個以上有する反応性のポリシロキサン化合
物は、下記の構造式（式中、　Ｒ１−Ｒｔｏは水素、ア
ルキル基、″またはアリル基を示し、これらは同一でも
相違してもよい。

またＸはエポキシ樹脂と相溶性のよい置換基を示す。ｍ
、ｎ、ｉ：は、Ｏまたは正の整数を意味する。）上式に
おいてエポキシ樹脂と相溶性のよい置換基としてはフェ
ニル基、ポリエーテル基等がある。

例えば、エポキシ・フェニル変性ポリシロキサン（日本
ユニカー社製、Ｘ−２１９−５２）、エポキシ・ポリエ
ーテル変性ポリシロキサン（トーレシリコーン社製、５
Ｆ−８４２１＞などがある。

このような反応性のポリシロキサン化合物は、エポキシ
基の極性と５ｉ−０骨格の極性を持ち、さらにフェニル
基、ポリエーテル基等のエポキシ樹脂と相溶性のよい置
換基を持ち合わせるため、エポキシ樹脂と非反応性のポ
リシロキサンの相溶性を高める効果がある。また、エポ
キシ基のみを置換基として有する反応性ポリシロキサン
化合物を。

上記の反応性ポリシロキサン化合物の代わりに添加して
も、エポキシ樹脂と非反応性のポリシロキサン化合物の
相溶性を高める効果はない。

この反応性のポリシロキサン化合物の添加量は。

１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂
１００重量部に対して０．２〜２０重量部の範囲とされ
る。０．２重量部未満であるとエポキシ樹脂と非反応性
ポリシロキサン化合物全相溶させる効果が劣シ、２０重
量部を超えるとコストアップとなる。

本発明に用いる酸無水物硬化剤としては、常温で液状の
ものが望ましく９例えばメチルテトラヒドロ無水フタル
酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルエンドメ
チレン無水フタル酸、ドデセニル無水コハク酸等がめげ
られる。

酸無水物硬化剤は、エポキシ樹脂１００重量部に対して
５０〜１５０重量部の範囲とされ、５０重量部未満であ
ると本発明の目的である耐クラツク性を向上させる効果
が小さくな１、一方、１５０重量部を超えると硬化物の
網目形成が不十分とな１、熱変形温度が著しく低下する
。

本発明になるエポキシ樹脂組成物には、さらに必要に応
じて例えばイミダゾール、３級アミンなどの硬化促進剤
、ハロゲン化合物、三酸化アンチモン、赤リン等の難燃
剤、消泡剤１着色剤などを添加することができる。

（実施例） 本発明を以−下の実施例、比較例により説明する。

第１表および第２表に示す化合物を表中に示す割合（重
量部）で配合してエポキシ樹脂組成物を調整した。この
エポキシ樹脂組成物を型に注型し。

１００℃で３時間、１２０℃で３時間硬化させ。

硬化物を得た。これらの硬化物について熱変形温度１曲
げ弾性率、線膨張係数及びクラック発生サイクル数（耐
クラック性、ＪＩＳ　　Ｃ２１０５第１表参照）の各特
性を測定した。

なお各特性の評価方法は下記の通りである。

（１）熱変形温度：１２０ＸＩＺ５Ｘ５−の試験片を作
成し、ＡＳＴ　Ｍ　Ｄ６４８に従って測定した。

（２）曲げ弾性率：１２０Ｘ１４５Ｘ５順の試験片を作
成し、Ｊｌ、Ｓ　　Ｋ　　６９１１に従って測定した。

（３）線膨張係数：５Ｘ５Ｘ２ａｎの試験片を用い。

熱物理試験機（パーキン・ニルマー社 ＴＭＳ−１型）によシ測定した。

（４）クラック発生サイクル数（耐クラツク性）二直径
６０ｍ＋ｕの金属シャーレに１／２インチの鉄製スプリ
ングワッシャをセットし。

エポキシ樹脂組成物３０９を注入、硬化して試験片とし
た。

硬化後、シャーレをはずしＪＩＳ　　Ｃ２１０５のヒー
トサイクル条件（第３表に示す）に従ってヒートサイク
ル試験を行ない、クラックの発生状況を観察した。なお
試験片は各３個とし、最後の１個にクラックがはいった
通算サイクル数で表わした。

次に９％性評価の結果について説明する。第１表の実施
例、実施例１〜６は第２表の比較例１゜２のポリシロキ
サン化合物を添加しない系と比較すると熱変形温度は変
わらないが１弾性率が低下し、耐クラツク性が向上して
いる。これは比較例１１．１２に示した反応性のポリシ
ロキサンをエポキシ樹脂に添加した系と同等の効果であ
る。

実施例５〜６に示したようにジメチルポリシロキサンの
添加ｉｉｔふやすと９弾性率は大きく低下し、耐クラツ
ク性も向上する。しかし、ジメチルポリシロキサンの添
加量は、第２表の比較例３゜４のように少なくては弾性
率低下、耐クラツク性向上に効果がなく、比較例９．１
０のように逆に多すぎると表面にジメチルポリシロキサ
ンが分離して浮上する。また比較例５〜８に示すように
。

ジメチルポリシロキサンの重加量が適当であっても９反
応性のポリシロキサン化合物の量が少ないと同様に硬化
物表面にジメチルポリシロキサンが分離浮上してしまい
、均一な硬化物が得られない。

さらに、実施例１〜４．比較例５〜８，１１゜１２は充
てん剤の種類を変えた配合であるが、充てん剤による特
性の差はない。

以下孜°白 （発明の効果） 本発明になるエポキシ樹脂組成物によって、熱変形温度
が高く、かつ耐クラツク性に優れた硬化物を得ることが
できる。また９本発明になるエポキシ樹脂組成物は比較
的低価格なため、工業用として汎用性があ１、産業上有
用である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエ
   ポキシ樹脂１００重量部 （ｂ）酸無水物硬化剤５０〜１５０重量部 （ｃ）非反応性のポリシロキサン化合物１０〜４０重量
   部 （ｄ）分子内に１個以上のエポキシ基と、エポキシ樹脂
   と相溶性のよい置換基を１個以上有する反応性のポリシ
   ロキサン化合物０．２〜２０重量部および （ｅ）無機充填材５０〜２００重量部を含有してなるエ
   ポキシ樹脂組成物。