JPH09286840A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物

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JPH09286840A
JPH09286840A JP12269696A JP12269696A JPH09286840A JP H09286840 A JPH09286840 A JP H09286840A JP 12269696 A JP12269696 A JP 12269696A JP 12269696 A JP12269696 A JP 12269696A JP H09286840 A JPH09286840 A JP H09286840A
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JP
Japan
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epoxy resin
resin composition
pot life
curing
inorganic filler
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JP12269696A
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English (en)
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Takumi Sakamoto
拓実 坂本
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Kyocera Chemical Corp
Original Assignee
Toshiba Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポットライフ、耐熱性、機械的強度に優れ、
硬化時間の短縮を図り、生産性を向上させ製造コストを
低減するエポキシ樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 (A)エポキシ当量 185〜195 のビスフ
ェノール型エポキシ樹脂、(B)次の式で示される脂環
式エポキシ樹脂、(C)液状酸無水物硬化剤、(D)テ
トラデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライドお
よび、(E)無機充填剤を必須成分とし、全体の樹脂組
成物に対して前記(E)の無機充填剤を35〜50容量%含
有するように配合してなるエポキシ樹脂組成物であり、
また、40℃以下で24時間以上のポットライフを有し、 1
20〜150 ℃の温度条件下で30分以内に脱型可能となるエ
ポキシ樹脂組成物である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気機器の絶縁材
料や構造材料として好適な耐熱性、機械的特性に優れ、
硬化時間の短縮可能なエポキシ樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】電気機器の絶縁材料や構造材料として用
いられている樹脂の中で、エポキシ樹脂は他の熱硬化性
或いは熱可塑性樹脂に比べて優れた絶縁特性、機械的特
性を有しており、各種電気絶縁材料として幅広く使用さ
れている。
【0003】注形技術において、通常金型に樹脂を注入
し加熱によって一次硬化を行いその後脱型し、製品の諸
特性を引出すために加熱による二次硬化(後硬化)を行
う。作業性においては、注形可使時間(ポットライフ)
による樹脂の混合バッチの大きさ、また一次硬化時間に
よる金型の回転サイクルが作業性の良否を決定し、それ
らは最終的に生産コストの増減を左右する重要なファク
ターである。近年では製造工程の自動化が急速に発達し
ており、ポットライフが長く、硬化時間の短い樹脂組成
物の需要は一層高まっている。
【0004】特に、平均エポキシ当量 350〜550 のビス
フェノールAグリシジルエーテル型のエポキシ樹脂(以
下固形樹脂という)は、強靭で絶縁特性が優れているこ
とから、大型の電気部品や構造物用の注形樹脂として長
期の実績がある。しかし、これらの固形樹脂は室温で固
形であるため、硬化剤、無機充填剤を配合するために加
熱混合する必要があり、また混合温度におけるポットラ
イフが短いため、注形作業毎に混合を実施しなければな
らず、作業性に優れているとは言えない。さらに分子量
が大きいため、耐熱性の高い硬化剤を用いても硬化物の
物理的特性が低く、近年の機器の縮小化、高エネルギー
密度化による耐熱性アップの要求に応えることができな
い。
【0005】硬化物の耐熱性を向上させるためには、室
温で液状のエポキシ樹脂をベースとして、これに、脂環
式エポキシ樹脂、多官能エポキシ樹脂、クレゾールノボ
ラック樹脂等を耐熱付与剤としてブレンドし、硬化収縮
を抑えて耐熱性を向上させる方法が一般的に用いられて
いるが、低粘度でしかも少量の添加で耐熱性を向上させ
る耐熱付与剤の種類は少ない。
【0006】また、液状のエポキシ樹脂は、硬化物の耐
熱性に優れているが、硬化過程における硬化時間を短縮
させるためには、固形樹脂の場合よりも綿密に硬化発
熱、硬化収縮等を考慮した上で、硬化条件を決定しなけ
ればならない。そのため、触媒については、硬化時の発
熱の小さいものや反応性をコントロールする上で脂環式
エポキシ樹脂との組合わせが良好でなければならない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】優れた耐熱性、電気的
特性を有した上で作業性を向上させ、生産コストを低減
させるために、それを具体的にいえば、一日 1バッチの
混合でその日の注形作業を実施することを可能とし、同
時に金型回転サイクルの比率アップを可能にするために
は、ポットライフの延長と硬化時間の短縮を両立させる
ことである。技術的にポットライフの延長と硬化時間の
短縮を両立させるためには、反応性において温度依存性
のある材料を用いればよいが、前述したように硬化時の
発熱が少なく、耐熱性を向上させるための脂環式エポキ
シ樹脂との組合わせが良好な促進剤を選択しなければな
らない。また、反応性をコントロールするための研究と
して、促進剤をマイクロカプセルに封入したものを添加
し、一定の温度以上でマイクロカプセルを開化させ、促
進剤を分散させることも提案されている。しかし、これ
は混合時の負荷力でマイクロカプセルが破れたり、促進
剤の分散が不均一であることや、コスト高であって実用
的ではない。また、製品として諸特性を有することも考
慮しなければならず、ポットライフの延長と硬化時間の
短縮を両立させる樹脂組成を得ることは困難であった。
【0008】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、ポットライフ、耐熱性、機械的強度に優れ、硬化
時間の短縮の図り、生産性を向上させ、製造コストを低
減するエポキシ樹脂組成物を提供しようとするものであ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、後述する樹脂組
成物が、上記目的が達成できることを見いだし、本発明
を完成したものである。
【0010】即ち、本発明は、(A)エポキシ当量 185
〜195 のビスフェノール型エポキシ樹脂、(B)次の式
で示される脂環式エポキシ樹脂、
【0011】
【化2】 (C)液状酸無水物硬化剤、(D)デトラデシルジメチ
ルベンジルアンモニウムクロライドおよび(E)無機充
填剤を必須成分とし、全体の樹脂組成物に対して前記
(E)の無機充填剤を35〜50容量%含有するように配合
してなることを特徴とするエポキシ樹脂組成物である。
また、40℃以下で24時間以上のポットライフを有し、 1
20〜150 ℃の温度条件下で30分以内に脱型可能となるエ
ポキシ樹脂組成物である。
【0012】以下、本発明を詳細に説明する。
【0013】本発明に用いる(A)ビスフェノール型エ
ポキシ樹脂としては、1 分子中に少なくとも 2個以上の
エポキシ基を有するエポキシ当量 185〜195 のビスフェ
ノール型のものであればよく、特に限定されるものでは
ない。具体的なものとして、例えば、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、水
添ビスフェノールA型エポキシ樹脂等が挙げられ、これ
らは単独又は 2種以上混合して使用することができる。
【0014】本発明に用いる(B)脂環式エポキシ樹脂
としては、前記化2の式で示された脂環式エポキシ樹脂
を使用することができる。
【0015】また、これらの(A)ビスフェノール型エ
ポキシ樹脂、(B)脂環式エポキシ樹脂の他に、トリグ
リシジルイソシアネートやヒダントインエポキシのよう
な複素環式エポキシ樹脂などを併用することができる。
【0016】本発明に用いる(C)常温で液状の酸無水
物硬化剤としては、例えば、ドデセニル無水コハク酸、
ポリエチルオクタデカン二酸無水物、ポリフェニルヘキ
サデカン二酸無水物、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、無水メチルハイ
ミック酸等が挙げられ、これらは単独または 2種以上混
合して使用することができる。液状酸無水物硬化剤の配
合割合としては、エポキシ 1当量に対して 0.7〜 1.1当
量の範囲で配合することが望ましい。配合量が 0.7当量
未満では硬化物の耐熱性に十分でなく、また 1.1当量を
超えると硬化物の化学的耐熱性や、電気的特性が低下し
好ましくない。
【0017】本発明に用いる(D)テトラデシルジメチ
ルベンジルアンモニウムクロライドとしては、潜在性が
あり、硬化発熱の少ないものが有効である。
【0018】本発明に用いる(E)無機充填剤として
は、通常の注形用エポキシ樹脂組成物に使用されている
無機充填剤であればよく、特に制限されるものではな
い。例えば、粒子状充填剤としては、シリカ、アルミ
ナ、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、カ
オリン、クレー、ドロマイト、雲母粉、炭化ケイ素、ガ
ラス粉、カーボン、グラファイト、硫酸バリウム、二酸
化チタン、ボロンナイトライド、窒化ケイ素などが挙げ
られる。また、繊維状充填剤としては、ウォーラストナ
イト、チタン酸カリウムウィスカー、ガラス繊維、アル
ミナ繊維、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維、カーボン繊
維、アラミッド繊維、フェノール繊維、金属ウィスカー
等が挙げられ、これらは単独または 2種以上混合して使
用することができる。これらの無機充填剤中でも、アル
ミナがエポキシ樹脂との接着性に優れており、特に平均
粒径 1.0〜20μmのアルミナを用いることにより、耐熱
性、熱伝導性および機械的強度に優れた樹脂組成物が得
られる。無機充填剤の配合割合は、樹脂組成物全体に対
して35〜55容量%配合することが望ましい。この配合量
が35容量%未満では、構造物として必要な弾性率を得る
ことができず、また、55容量%を超えると粘度上昇が著
しくなって、注形作業が困難となり好ましくない。
【0019】本発明のエポキシ樹脂組成物は、上述した
各成分を含むが、本発明の目的に反しない範囲におい
て、その他の成分、例えば、難燃剤、酸化防止剤、顔
料、染料等の添加剤を配合することができる。こうした
各成分を通常の方法で混合攪拌することによって、容易
に製造することができる。このエポキシ樹脂組成物は、
反応性において優れた温度依存性を有しているため、40
℃以下では格段に優れた長いポットライフを有し、硬化
反応が極めて速いため、 120〜150 ℃の温度条件下で30
分以内に脱型可能となり作業性が良好である。また、硬
化物の耐熱性に対する機械的強度、絶縁特性は従来と同
等であり、樹脂の粘度が低く充填剤の高充填が可能とな
り、硬化収率を極めて小さくすることができる。
【0020】
【発明の実施形態】次に本発明を実施例によって具体的
に説明するが、本発明は以下の実施例によって限定され
るものではない。以下の実施例および比較例において
「部」とは「重量部」を意味する。
【0021】実施例 ビスフェノールA型エポキシ樹脂のR140(三井石油
化学工業社製、商品名)65部、脂環式エポキシ樹脂のC
Y179(チバガイギー社製、商品名)35部、液状酸無
水物硬化剤のメチルヘキサヒドロ無水フタル酸MH70
0(新日本理化社製、商品名)をエポキシ樹脂全体に対
して 1当量、硬化促進剤としてテトラデシルジメチルベ
ンジルアンモニウムクロライドのM2 100(日本油脂
社製、商品名) 0.9部、および無機充填剤として粒子状
アルミナ 470部を加えて40℃で真空攪拌混合してエポキ
シ樹脂組成物を製造した。
【0022】比較例 ビスフェノールA型エポキシ樹脂のR140(三井石油
化学工業社製、商品名)65部、脂環式エポキシ樹脂のC
Y175(チバガイギー社製、商品名)35部、液状酸無
水物硬化剤のメチルヘキサヒドロ無水フタル酸MH70
0(新日本理化社製、商品名)をエポキシ樹脂全体に対
して 1当量、硬化促進剤としてテトラデシルジメチルベ
ンジルアンモニウムクロライドのM2 100(日本油脂
社製、商品名) 0.9部、および無機充填剤として粒子状
アルミナ 470部を加えて40℃で真空攪拌混合してエポキ
シ樹脂組成物を製造した。
【0023】実施例および比較例で製造したエポキシ樹
脂組成物について、ポットライフ、ゲルタイムおよびガ
ラス転移温度、引張り強度を測定したので表1に示した
が、本発明が優れており、本発明の効果を確認すること
ができた。ガラス転移温度、引張り強度を測定する試料
は、エポキシ樹脂組成物を130 ℃に予熱した金型に 2.5
kg/cm2 で加圧し、130 ℃で 1時間の一次硬化を行
い、離型後150 ℃で15時間の二次硬化を行って得た試料
を使用した。
【0024】
【表1】 *1 :上述のエポキシ樹脂組成物を室温に冷却して測定した。 *2 :示差走査熱量計(DSC)を用いて測定した。 *3 :JIS−K−6911に準じて測定した。
【0025】
【発明の効果】以上の説明および表1から明らかなよう
に、本発明のエポキシ樹脂組成物は、ポットライフが長
く、作業性に優れ、硬化時間を短縮することが可能であ
り、また、従来と同等な耐熱性および機械的強度を有す
るのであって、電気機器の絶縁材料や構造材料として好
適なものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 63/00 NLB C08L 63/00 NLB

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)エポキシ当量 185〜195 のビスフ
    ェノール型エポキシ樹脂、(B)次の式で示される脂環
    式エポキシ樹脂、 【化1】 (C)液状酸無水物硬化剤、(D)テトラデシルジメチ
    ルベンジルアンモニウムクロライドおよび(E)無機充
    填剤を必須成分とし、全体の樹脂組成物に対して前記
    (E)の無機充填剤を35〜50容量%含有するように配合
    してなることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 40℃以下で24時間以上のポットライフを
    有し、 120〜150 ℃の温度条件下で30分以内に脱型可能
    となる請求項1記載のエポキシ樹脂組成物。
JP12269696A 1996-04-19 1996-04-19 エポキシ樹脂組成物 Pending JPH09286840A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002003582A (ja) * 2000-04-17 2002-01-09 Mitsubishi Electric Corp 液状熱硬化性樹脂組成物およびこれを用いた絶縁コイルの製造方法
JP2002088226A (ja) * 2000-07-20 2002-03-27 Natl Starch & Chem Investment Holding Corp 高ガラス転移温度の注封コンパウンド
JP2014152314A (ja) * 2013-02-13 2014-08-25 Namics Corp 液状モールド剤、および液状モールド剤の製造方法
JP2019132436A (ja) * 2018-01-29 2019-08-08 日本化薬株式会社 塞栓材用樹脂組成物

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