JPH05287219A - エポキシ樹脂系粉体塗料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】耐ヒートサイクル性、耐湿性、塗膜外観を同時
に満足させる高充填エポキシ樹脂系粉体塗料を開発す
る。 【構成】融点９０℃以上の結晶性エポキシ樹脂５〜２５
重量％、ビスフェノール型エポキシ樹脂５〜３０重量
％、ハロゲン化エポキシ樹脂５〜１２重量％及び無機充
填剤６０〜７５重量％を含有してなるエポキシ樹脂系粉
体塗料

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエポキシ樹脂系粉体塗料
に関し、更に詳しくは耐湿性、耐熱性、耐薬品性、耐ヒ
ートサイクル性、塗膜外観に優れた電気・電子部品外装
用高充填エポキシ樹脂系粉体塗料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、セラミックコンデンサ、フィルム
コンデンサ、抵抗ネットワーク、インダクタなどのコイ
ル製品、ハイブリッドＩＣ等の電気・電子部品の電気絶
縁材料に用いる粉体塗料として、例えば、特開昭６１−
８９２７１号に示される様に、 （Ａ）融点５０〜１５０℃のエポキシ樹脂 （Ｂ）無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水
ベンゾフェノンテトラカルボン酸の中から選ばれた１種
以上の酸無水物系硬化剤 （Ｃ）トリフェニルフォスフィン （Ｄ）無機充填剤 を必須成分として含有したものが知られている。

【０００３】電子・電気部品は、上記の様な粉体塗料を
用いて流動浸漬法、静電流動浸漬法等の塗装方法により
塗装され、生産性、経済性の面から有利な外装方法とし
て広範囲に用いられて来た。しかし、近年、電子・電気
部品の高信頼化の動きに伴い絶縁被覆に用いられる粉体
塗料は、プレッシャークッカー試験、ヒートサイクル試
験で電気的、機械的特性の面で劣化や損傷を受けない耐
湿性、耐熱性、耐ヒートサイクル性に優れたものが要求
されており、上記組成を有する粉体塗料ではこれらの要
求に対応することは極めて困難になって来ている。

【０００４】これらの要求に応えるために、線状脂肪族
エポキシ樹脂、脂肪族酸無水物系硬化剤を用いて可撓性
を出すことが試みられているが、このような粉体塗料の
場合、耐ヒートサイクル性は良好なものの、耐湿性や耐
熱性に劣るという欠点を有している。一方、耐熱性、耐
湿性を維持して耐ヒートサイクル性を出すには線膨張率
を下げることが望ましい。この目的で、フィラーの充填
量を高めて性能を出すことも検討されている。しかしな
がら、従来の粉体塗料に用いられるエポキシ樹脂は一般
にある程度大きな分子量を有しているため溶融粘度が高
く、フィラーの高（濃度）充填化を計った場合には塗膜
外観、被塗物との濡れ性、薄膜塗装性に劣るため商品価
値がなくなってしまう。この欠点を改良するためにはフ
ィラーの量を粉体塗料の５５重量％以下にしなければな
らない。そこで、これらの溶融粘度を下げるために、エ
ポキシ樹脂のエポキシ当量を小さくすることが考えられ
るが、粉体塗料で一般に用いるエポキシ樹脂はエポキシ
当量を小さくすると軟化点が低下し粉体塗料化が困難に
なるという問題点が出て来る。又、液状のエポキシ樹脂
を用いることも考えられるが、この場合には粉体化のた
めに半硬化させる必要があり、そのため、かえって分子
量が増大して溶融粘度が高くなるという問題点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】耐ヒートサイクル性、
耐熱性、耐湿性、塗膜外観を同時に満足させる高充填粉
体塗料が望まれている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記したよ
うな課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、エポキシ
樹脂として結晶性エポキシ樹脂を使用した場合に低い溶
融粘度を有し、フィラー含有量を粉体塗料の６０％以上
添加しても良好な塗膜外観を有し、且つ、上記の性能を
満足する粉体塗料が得られることを見いだしたものであ
る。即ち、本発明は、融点９０℃以上の結晶性エポキシ
樹脂５〜２５重量％、ビスフェノール型エポキシ樹脂５
〜３０重量％、ハロゲン化エポキシ樹脂５〜１２重量％
及び無機充填剤６０〜７５重量％を含有してなるエポキ
シ樹脂系粉体塗料を提供する。

【０００７】本発明のエポキシ樹脂系粉体塗料につき詳
細に説明する。本発明で用いられる結晶性エポキシ樹脂
は、融点が９０〜１５０℃の常温で固体の結晶性エポキ
シ樹脂であり、従来エポキシ樹脂組成物の分野で使用さ
れてきたいわゆる結晶性エポキシ樹脂が使用できる。
尚、ここでいう結晶性エポキシ樹脂とは、Ｘ線回折によ
り多数の結晶のピークが現れる固形エポキシ樹脂であっ
て、物理的にはシャープな融点を示し、且つ、溶融時に
は分子間相互作用が殆ど無くなるため極端に粘度が低下
する性質を有するものである。その具体例としては、例
えば、４，４’−ビス（２’’，３’’−エポキシプロ
ポキシ）−３，３’，５，５’−テトラメチルビフェニ
ル（融点：１０５℃）、ジグリシジルテレフタレート
（融点：１００〜１０５℃）、ジグリシジルハイドロキ
ノン（融点：９０〜９５℃）、トリスグリシジルイソシ
アヌレート、式（１）のヒダントイン誘導体（融点：９
０℃）、式（２）のイミダゾリドン誘導体（融点：９２
〜９５℃）が挙げられるが、１５０℃での溶融粘度が５
ｃｐｓと低いことから、特に４，４’−ビス（２’’，
３’’−エポキシプロポキシ）−３，３’，５，５’−
テトラメチルビフェニル、ジグリシジルテレフタレー
ト、ジグリシジルハイドロキノンが好ましい。

【０００８】

【化１】

【０００９】

【００１０】本発明で用いられるビスフェノール型エポ
キシ樹脂としては、Ａ型及びＦ型のものが使用され、特
にＡ型のものの使用が好ましい。その使用量は３〜３０
重量％であるが特に５〜２５重量％が好ましい。３重量
％以下では粉体塗料の軟化点が低く、ブロッキングし易
くなり、３０重量％以上では高粘度となってフィラーの
高充填化が計れない。又、そのエポキシ当量は８００以
上、好ましくは９００以上である。エポキシ当量が８０
０以下では粉体塗料の軟化点が低くなりブロッキングし
易くなるという問題点を生じる。又、エポキシ樹脂のエ
ポキシ当量は８００以上あれば良く、従って、エポキシ
当量が８００以下のエポキシ樹脂とエポキシ当量が８０
０以上のエポキシ樹脂をエポキシ当量が８００以上にな
るように混合して用いても良い。

【００１１】本発明で用いられるハロゲン化エポキシ樹
脂としてはブロム化ビスフェノールＡを主成分としたブ
ロム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂或はブロム化フ
ェノールノボラックエポキシ樹脂、ブロム化クレゾール
ノボラックエポキシ樹脂等公知のハロゲン化エポキシ樹
脂が用いられる。これらのハロゲン化エポキシ樹脂は難
燃化付与を目的として用いられる。その使用量は５〜１
２重量％であるが、特に好ましくは６〜１０重量％であ
る。５部以下では難燃性が得られない。

【００１２】本発明で用いられる無機充填剤としては慣
用のもの、例えば、シリカ、炭酸カルシュウム、アルミ
ナ、マイカ、タルク、クレー、硝子繊維粉末などが挙げ
られる。耐ヒートサイクル性のより改善された粉体塗料
を得るには、シリカの使用が好ましい。充填剤の平均粒
径は０．５〜７５μ、好ましくは２〜５０μである。こ
の充填剤は、エポキシ樹脂系粉体塗料の６０〜７５重量
％の割合で用いられる。６０重量％以下では耐ヒートサ
イクル性に劣り、７５重量％以上では塗膜外観が劣り商
品価値を減ずるという問題点がある。又、上記無機充填
剤としては、カップリング剤で表面処理したものも使用
できる。カップリング剤としては、シラン系カップリン
グ剤、チタネート系カップリング剤、アルミニュウム系
カップリング剤が用いられるが、シラン系、チタネート
系が好ましい。

【００１３】本発明で用いられうる硬化剤としては無水
ベンゾフェノンテトラカルボン酸、エチレングリコール
ビス（アンヒドロトリメリテート）等の芳香族酸無水
物、テトラヒドロ無水フタル酸、アルケニル無水琥珀酸
等の環状脂肪族酸無水物、ポリアジピン酸無水物、ポリ
アゼライン酸無水物、ポリセバシン酸無水物等の脂肪族
酸無水物等の各種酸無水物、フェノール、クレゾール、
レゾルシノール等のフェノール類とアルデヒド類との反
応生成物であるノボラック型フェノール樹脂、上記のフ
ェノール類とアラルキルエーテル類との反応生成物であ
るアラルキル型フェノール樹脂、ビスフェノールＡ、ビ
スフェノールＦ、トリヒドロキシフェニルメタン、テト
ラヒドロキシフェニルエタン、テトラキスフェノール等
の多価フェノール類等一般に使用される硬化剤が用いら
れるが、好ましくは脂肪族酸無水物、軟化点１２０℃以
下のフェノールノボラック樹脂、ビスフェノールＡ、ビ
スフェノールＦである。更に、これらの硬化剤は単独で
も、或は混合して用いても良い。又、これらの硬化剤と
エポキシ樹脂の割合は、エポキシ樹脂に対してエポキシ
樹脂硬化剤が当量比で０．４〜１．４の範囲、好ましく
は０．６〜１．１である。

【００１４】本発明で用いられうる硬化促進剤として
は、２−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾー
ル、２，４−ジアミノ（２−メチルイミダゾール
（１））−ｓ−エチルトリアジン等のイミダゾール類、
ジシアンジアミド等のアミド類、１，８−ジアザービシ
クロ（５，４，０）ウンデセン−７及びその塩等のジア
ザ類、トリフェニルフォスフィン等のフォスフィン類が
挙げられる。これら、硬化促進剤の配合割合は、混合エ
ポキシ樹脂１００重量部に対し、０．２〜５重量部、好
ましくは０．５〜３重量部の割合である。

【００１５】本発明のエポキシ樹脂系粉体塗料には更に
目的に応じて、着色剤、レベリング剤、消泡剤、難燃助
剤等を適宜添加することが出来る。

【００１６】本発明のエポキシ樹脂系粉体塗料を調製す
るには、結晶性エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキ
シ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂及び充填剤を硬化剤、
促進剤、難燃助剤等の他の配合成分と共に、ヘンシェル
ミキサー等により乾式混合した後、ニーダー等による溶
融混合処理を施すか、エクストルーダーによる溶融混合
処理を施した後、混合物を冷却固化し、微粉砕後分級す
れば良い。粒度２０〜１５０μ、好ましくは３０〜１２
０μのものを使用するのが好ましい。

【００１７】本発明の粉体塗料はそれ自体公知の流動浸
漬法、静電流動槽法、静電スプレイ法、振りかけ法、転
がし法、スプレイ法、溶射法、霧箱法等の各種塗装方法
により電気・電子部品等に塗装される。塗装条件は通常
８０〜２００℃である。本発明の粉体塗料は、耐湿性、
耐熱性、耐薬品性、耐ヒートサイクル性に優れた物性を
要求される電子・電気部品（ハイブリッドＩＣ、コンデ
ンサー類、バリスタ、サーミスタ等）の塗装に最も適す
るものであるがその他の塗装に使用することも可能であ
る。

【００１８】

【実施例】実施例によって、本発明を更に具体的に説明
するが、本発明がこれらの実施例のみに限定されるもの
ではない。実施例、参考例において「部」は重量部を意
味する。

【００１９】実施例１〜８及び比較例１〜３ 表１に示す成分組成（重量比、部）の混合物を２軸ニー
ダーを用いて溶融混合し、得られた混合物を冷却、固化
した後、１００メッシュ篩を通してそれぞれ本発明のエ
ポキシ樹脂系粉体塗料を得た。次いでそれらの粉体塗料
を用いて、１５０℃に予熱したハイブリッドＩＣを流動
浸漬法により塗装し、１５０℃で硬化せしめて、その物
性評価を行った。結果を表１に示す。尚、表１に示した
配合成分は下記の製品を使用した。

【００２０】エポキシ樹脂（１）：三井石油化学製エポ
ミックＲ−３０７（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、
エポキシ当量１９５０） エポキシ樹脂（２）：東都化成製エポトートＹＤ−９０
４（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当量９
４０） エポキシ樹脂（３）：三井石油化学製エポミックＲ−３
０２（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当量
６２０） エポキシ樹脂（４）：ＥＳＢ−４００Ｔ住友化学製（臭
素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当量４
００） エポキシ樹脂（５）：油化シェルエポキシ製ＹＸ−４０
００（４，４’−ビス（２’’，３’’−エポキシプロ
ポキシ）−３，３’，５，５’−テトラメチルビフェニ
ル） 硬化剤（１）：新日本理化製ＴＨＰＡ（テトラヒドロ無
水フタル酸） 硬化剤（２）：日本化薬製ＰＮ−１５２（フェノールノ
ボラック樹脂） 硬化剤（３）：日本化薬製ＰＮ−８０（フェノールノボ
ラック樹脂） 硬化剤（４）：本州化学製（ビスフェノールＦ） ２−ＰＺ ：四国化成製（２−フェニルイミダゾー
ル） シリカ ：龍森製（ＲＤ−８）

【００２１】又、本発明のエポキシ樹脂系粉体塗料を塗
装して得られた塗装製品の評価方法は次の通りである。 （耐ヒートサイクル性（耐熱衝撃性））塗装したハイブ
リッドＩＣに−５５℃で３０分続いて１５０℃で３０分
を１サイクルとした熱衝撃を加え、２００サイクル後の
クラックの発生の有無を見て、クラックが発生したもの
の不良発生数を調べた。本試験は資料数１０ケで行っ
た。数字の小さいもの程良い。 （耐湿性）１２１℃、２気圧、１００％の水蒸気圧化に
塗装されたハイブリッドＩＣを放置し１００時間後の印
刷抵抗の変化を測定し、初期値が１．５％以上変化した
ものを不良発生物とした。本試験は資料数１０ケで行っ
た。数字の小さいものほど良い。 （塗膜外観）１５０℃に予熱したハイブリッドＩＣを流
動浸漬法により塗装しその塗膜外観を見た。滑らかな塗
膜を○、凹凸、ざら付きの激しいものを×とした。

【００２２】表１から明らかなように本発明のエポキシ
樹脂系粉体塗料から得られた塗装製品はヒートサイクル
性、耐湿性、塗膜外観に優れていた。

【００２３】 表１ 実 施 例 比 較 例 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 エポキシ樹脂（１） 30 30 30 30 30 30 20 30 30 30 エポキシ樹脂（２） 20 20 20 60 20 20 エポキシ樹脂（３） 20 20 20 50 20 エポキシ樹脂（４） 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 エポキシ樹脂（５） 30 30 30 20 30 30 30 10 30 30 30 硬化剤（１） 14 硬化剤（２） 26 26 硬化剤（３） 5 6 26 4 硬化剤（４） 20 21 16 ２ＰＺ 2 2 2 2 2.5 2 2 2 2 2.5 2 シリカ 240 190 230 250 190 240 190 280 125 160 240 耐熱衝撃性 0 0 0 0 0 0 0 0 6 5 2 耐湿性 0 0 0 0 0 0 0 0 6 4 1 塗膜外観 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ×

【００２４】

【発明の効果】耐熱衝撃性、耐湿性及び塗膜外観に優れ
た粉体塗料用エポキシ樹脂組成物が得られた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 融点９０℃以上の結晶性エポキシ樹脂５
   〜２５重量％、ビスフェノール型エポキシ樹脂５〜３０
   重量％、ハロゲン化エポキシ樹脂５〜１２重量％及び無
   機充填剤６０〜７５重量％を含有してなるエポキシ樹脂
   系粉体塗料