JPH0745562B2 - 注型用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

注型用エポキシ樹脂組成物

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JPH0745562B2
JPH0745562B2 JP61023931A JP2393186A JPH0745562B2 JP H0745562 B2 JPH0745562 B2 JP H0745562B2 JP 61023931 A JP61023931 A JP 61023931A JP 2393186 A JP2393186 A JP 2393186A JP H0745562 B2 JPH0745562 B2 JP H0745562B2
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epoxy resin
casting
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acid
bis
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は注型用エポキシ樹脂組成物に関する。
[従来の技術] 今日電気機器の絶縁には種々の材料が種々の形態で使用
されておりその中で注型絶縁は絶縁機能と構造機能を一
体化する絶縁方式として広く用いられている。エポキシ
樹脂は電気的,機械的特性、接着性さらに硬化収縮が小
さいこと等硬化物の優れた特徴によって注型樹脂として
多用されている。しかしながら、近年の機器の小型軽量
化,高容量化,省エネルギー化等によってエポキシ注型
材料には絶縁機能だけでなく、構造機能としての性能
(機械的強度)も強く要求されるようになった。すなわ
ち当業界において、高強度,耐熱性,耐クラック性の一
段と優れた注型用エポキシ樹脂組成物の出現が要望され
ていた。
[発明が解決しようとする問題点] 上述したように従来の注型用エポキシ樹脂組成物では、
機械的強度,耐熱性,耐クラック性において十分満足で
きる値が得られていなかった。
本発明は、このような問題点を解決するためになされた
ものであり、硬化物の機械的強度,耐熱性,耐クラック
性に優れた注型用エポキシ樹脂組成物を提供することを
目的とする。
[問題点を解決するための手段と作用] 本発明は、 少なくとも(a)エポキシ樹脂と、(b)オキサゾリン
化合物とを、(a)成分の1エポキシ当量に対し(b)
成分0.1〜1.2当量となる組成で含有する樹脂分100容量
部と、少なくとも(c)直径3〜20mm、長さ3〜300μ
mの分布を有する無機質繊維と、(d)粒径10μm以下
の粒子が90重量%以上、5μm以下の粒子が50重量%以
上であって、かつ平均粒径0.5μm以上の粒度分布を有
する無機質粉粒体を有する充填材とを、(c)成分と
(d)成分の配合比(重量比)が(c)/[(c)+
(d)]=0.2〜0.3の範囲で40〜200容量部含有するこ
とを特徴とする注型用エポキシ樹脂組成物である。
本発明に使用されるエポキシ樹脂は分子内に少なくとも
1個のエポキシ基を有するエポキシ樹脂であれば特に限
定されるものではなく、ビスフェノール型エポキシ樹
脂,フェノールノボラック型エポキシ樹脂,脂環式エポ
キシ樹脂等、重量平均分子量300〜1000のエポキシ樹脂
が好ましく、1種又は2種以上混合して用いることもで
きる。
本発明に使用されるオキサゾリン化合物としては、分子
内に少なくとも1個のオキサゾリン環を有するものであ
ればよく、特に限定されるものではないが、ビス(2−
オキサゾリン)化合物が好ましい。そのようなものとし
て例えば1,2−ビス(2−オキサゾリニル−2)エタ
ン、1,4−ビス(2−オキサゾリニル−2)ブタン、1,6
−ビス(2−オキサゾリニル−2)ヘキサン、1,8−ビ
ス(2−オキサゾリニル−2)オクサン、1,4−ビス
(2−オキサゾリニル−2)シクロヘキサンなどのアル
キル類にオキサゾリン環が結合した化合物、さらに、1,
2−ビス(2−オキサゾリニル−2)ベンゼン、1,3−ビ
ス(2−オキサゾリニル−2)ベンゼン、1,4−ビス
(2−オキサゾリニル−2)ベンゼン、5,5′−ジメチ
ル−2,2′−ビス(2−オキサゾリニル−2)ベンゼ
ン、4,4,4′,4′−テトラメチル−2,2′−ビス(2−オ
キサゾリニル−2)ベンゼン、1,2−ビス(5−メチル
−2−オキサゾリニル−2)ベンゼン、1,3−ビス(5
−メチル−2−オキサゾリニル−2)ベンゼン、1,4−
ビス(5−メチル−2−オキサゾリニル−2)ベンゼ
ン、などの芳香核に2個のオキサゾリン環が結合したも
ので、下記一般式で表わされるものである。
[式中、Rは2価の炭化水素基を、R1〜R4は水素または
炭化水素基を示す。] さらに、2,2′−ビス(2−オキサゾリン)、2,2′−ビ
ス(4−メチル−2−オキサゾリン)、2,2′−ビス
(5−メチル−2−オキサゾリン)などが挙げられる。
前記オキサゾリン化合物は、エポキシ樹脂とともに架橋
硬化して耐熱性及び機械的特性に優れた樹脂マトリック
スを形成するとともに、硬化前の注型段階では、樹脂粘
度を低くして、後述する充填材の配合による粘度上昇を
押さえて注型の作業性を良好にする作用をする。このオ
キサゾリン化合物の配合量はエポキシ樹脂1当量に対し
0.1〜1.2当量が好ましく、この範囲より少ない場合には
耐熱性(熱変形温度)、又多い場合には硬化物の電気特
性が低下する傾向がある。さらに好ましい範囲は0.1〜
0.6当量である。
本発明では、エポキシ樹脂とオキサゾリン化合物の反応
の促進剤として、有機酸化合物、有機酸無水物、フェノ
ール化合物、又はアミン化合物を加えてもよい。
前記有機酸化合物としては、シュウ酸,マロン酸,コハ
ク酸,グルタール酸,アジピン酸,ピメリン酸,スベリ
ン酸,アゼライン酸,セバシン酸,テレフタル酸,サリ
チル酸,ヒドロキシ安息香酸,等が挙げられる。
前記有機酸無水物としては、無水マレイン酸,無水ドデ
セニルコハク酸,無水クロレンデック酸,無水フタル
酸,無水ピロメリット酸,無水トリメリット酸,シクロ
ペンタン・テトラカルボン酸二無水物,ヘキサヒドロ無
水フタル酸,メチルヘキサヒドロ無水フタル酸,テトラ
ヒドロ無水フタル酸,メチル・テトラヒドロ無水フタル
酸,エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸,メチル
エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸,5−(2,5−
ジオキソテトラヒドロキシフリル)−3−メチル−3−
シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物,無水メチ
ルナジック酸,等が挙げられる。
前記フェノール化合物としては、フェノール,レゾルシ
ノール,クレゾール,ハロゲン化フェノール,ピクリン
酸,ヒドロキノン,ピロカテコール,ピロザロール,4,
4′−ジヒドロキシジフェニルプロパン,4,4′−ジヒド
ロキシジフェニルメタン,3,3′−ジヒドロキシジフェニ
ルプロパン,4,4′−ジヒドロキシジフェニルエーテル,
4,4′−ジヒドロキシジフェニルサルファイド,2,4′−
ジヒドロキシジフェニルスルホン,4,4′−ジヒドロキシ
ジフェニルエタン,4,4′−ジヒドロキシジフェニルケト
ン,2−アリルフェノール,2−アリルクレゾール等が挙げ
られる。
前記アミン化合物としては、ジエチレントリアミン,ト
リエチレンテトラミン,テトラエチレンペンタミン,N−
アミノエチルピペラジン,トリメチルヘキサメチレンジ
アミン,ジシアンジアミド,ジアセトンアクリルアミ
ド,3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジシクロヘキシ
ルメタン,イソホロンジアミン,1,3−ビス(アミノメチ
ル)シクロヘキサン,4,4′−ジアミノジフェニルメタ
ン,4,4′−ジアミノジフェニルエーテル,ジアミノジフ
ェニルスルホン,m−フェニレンジアミン,メタキシリレ
ンジアミン,N,N−ジメチルベンジルアミン,ジメチルア
ミノメチルフェノール,2,4,6−トリ(ジメチルアミノメ
チル)フェノール,三弗化ホウ素モノエチルアミン錯化
合物,三弗化ホウ素ピペリジン錯化合物,2−エチル−4
−メチルイミダゾール,1−ベンジル−2−メチルイミダ
ゾール,1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール,
イソフタル酸ジヒドラジドアジピン酸ジヒドラジド,1,8
−ジアザビシクロ−(5,4,0)−ウンデセン−7とその
フェノール塩,オクチル酸塩,アミノフェノール,ジア
ミノフェノール,トリアミノフェノール,等が挙げられ
る。
これらの有機酸化合物,有機酸無水物,フェノール化合
物及びアミン化合物はエポキシ樹脂とオキサゾリン化合
物の反応を促進する効果がありエポキシ樹脂1当量に対
し0.5当量以下,最適には0.3当量以下が好ましい。0.5
当量以上ではポットライフが短くなり作業性を損うこと
がある。そして、これらの反応の促進剤は、必要に応じ
て1種又は2種以上混合して用いることもできる。
更に本発明の注型用エポキシ樹脂組成物においては、上
述したようなエポキシ樹脂,オキサゾリン化合物,エポ
キシ樹脂とオキサゾリン化合物の反応の促進剤以外に充
填材が配合される。前記充填材としては無機質繊維及び
無機質粉粒体が併用される。本発明で使用され得る前記
無機質繊維は、直径3〜20μm,長さ3〜300μmより好
ましくはアスペクト比(直径/長さ)が3〜15の分布を
有する繊維である。より具体的には、樹脂の機械的強度
等の向上を図るため使用されているものであればいかな
るものであってもよく、例えばミルドファイバー(商品
名、旭ファイバーグラス社製)マイクログラスサーフェ
ーストランド(商品名,日本板硝子社製),ガラスカッ
トファイバー(商品名,富士ファイバーガラス社製),
アルミナ繊維,ボロン繊維,炭化ケイ素繊維,金属ホイ
スカー等の繊維切断物が挙げられる。
本発明で使用され得る前記無機質粉粒体は、粒径10μm
以下の粒子が90重量%以上、5μm以下の粒子が50重量
%以上でかつ平均粒径0.5μm以上の粒度分布を有する
ものであって公知の無機質粉粒体であればいかなるもの
であってもよく、例えばシリカ,アルミナ,タルク,炭
素カルシウム,クレイ,水酸化アルミニウム,硫酸バリ
ウム,二酸化チタン等が挙げられる。
本発明で使用され得る無機質繊維と無機質粉粒体の使用
量は、樹脂分((a)+(b))100容量部に対し合計
量で40〜200容量部、好ましくは100〜150容量部であ
る。40容量部未満の場合は、機械的強度,耐クラック
性,収縮率等に関する効果が微弱であり、又200容量部
を超えると粘度が高くなりすぎ注型作業上好ましくな
い。更に無機質繊維と無機質粉粒体の配合比は容量部に
換算して20:80〜80:20好ましくは50:50〜70:30の範囲で
ある。
すなわち、組成物を注型して得られる硬化物の機械的強
度,耐クラック性,収縮率等の物性面からは、無機質繊
維の配合割合が多い程良好ではあるが、多すぎると粘度
上昇が大きく、注型作業上好ましくない。又少なすぎる
と無機質繊維の添加効果が低く物性面での向上が僅少で
あるばかりでなく、組成物の粘度が高くなり注型作業上
好ましくない。
本発明の注型用エポキシ樹脂組成物は更に本発明による
効果を損なわない範囲内で、必要に応じ一般の注型用エ
ポキシ樹脂組成物に用いられる粒径のシリカ,アルミ
ナ,タルク,炭酸カルシウム,クレイ,二酸化チタン等
の充填材(ここにいう充填材とは前記無機質粉粒体より
も粒径の大きいものを意味する)、有機,無機の着色
材、シランカップリング剤等の表面処理剤を配合しても
よい。
本発明の注型用エポキシ樹脂組成物の製造方法は通常樹
脂組成物の製造方法に適用されている方法であれば格別
限定されない。この方法の一具体例としては、本発明の
成分である原料を所定量,万能混合機等の混合機に投入
し、混合攪拌して得られる。ついで成形するためには得
られた組成物を十分混合脱気後、金型に注入し例えば15
0℃,15時間加熱硬化せしめればよい。
[実施例] 以下において実施例及び比較例を掲げ本発明を更に詳細
に説明する。
実施例1〜9 エポキシ樹脂としてビスフェノールA−ジグリシジルエ
ーテル型エポキシ樹脂(エピコート828,シエル社製,エ
ポキシ当量180)、2,2′−(1,3−フェニレン)ビス
(2−オキサゾリン)(CPレジン武田薬品工業社製 分
子量216),促進剤,ガラス繊維切断物(直径13μm平
均繊維長60μm商品名、マイクロサーフェーストランド
REV−7日本板硝子社製)、無機質粉粒体(平均粒径0.9
8μm結晶シリカ商品名、5X龍森社製)を用いてそれぞ
れ表に示す組成比に配合し万能混合機で攪拌混合し充分
真空脱気し金型に注型し150℃、15時間加熱硬化して試
験試料を作製した。又評価結果を第1表及び第2表に併
記した。
比較例1 エポキシ樹脂として、ビスフェノールA−ジグリシジル
エーテル型エポキシ樹脂(エピコート 828シェル社製エポキシ当量180)、硬化剤としてHN2200
(日立化成社製)、硬化促進剤としてN,N−ジメチルベ
ンジルアミン(DMBA)を用いて実施例と同様に試験試料
を作成した。又、評価結果を第2表に併記した。
以上より明らかなように、本発明の実施例では、比較例
よりも、熱変形温度が高いため耐熱性が高い。更に引張
強度,曲げ強度が高い値を示しており、機械的強度が優
れていることを示している。
又、流動性が良好であるので、注型作業性が良好であ
る。さらに、耐クラック性が優れているため金属インサ
ートや大形注型物に適用することができる。
[発明の効果] 以上詳述したように、本発明によれば、硬化物の機械的
強度,耐熱性,耐クラック性に優れた注型用エポキシ樹
脂組成物を提供することができる。
耐クラック性に優れているため金属インサートや大形注
型物に適用することができ、さらに流動性がよいため注
型作業が良好であり、工業上非常に有効である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−206821(JP,A) 特開 昭61−73721(JP,A) 特開 昭61−73722(JP,A) 特開 昭61−81422(JP,A) 特公 昭47−22342(JP,B1) 特公 昭51−10880(JP,B1)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも (a)エポキシ樹脂と、 (b)オキサゾリン化合物とを、 (a)成分の1エポキシ当量に対し(b)成分0.1〜1.2
    当量となる範囲で含有する樹脂分100容量部と、 少なくとも (c)直径3〜20mm、長さ3〜300μmの分布を有する
    無機質繊維と、 (d)粒径10μm以下の粒子が90重量%以上、5μm以
    下の粒子が50重量%以上であって、かつ平均粒径0.5μ
    m以上の粒度分布を有する無機質粉粒体を有する充填材
    とを、 (c)成分と(d)成分の配合比(重量比)が (c)/[(c)+(d)]=0.2〜0.3 の範囲で40〜200容量部含有することを特徴とする注型
    用エポキシ樹脂組成物。
JP61023931A 1986-02-07 1986-02-07 注型用エポキシ樹脂組成物 Expired - Lifetime JPH0745562B2 (ja)

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