JPS61152746A - 難燃性樹脂組成物 - Google Patents

難燃性樹脂組成物

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JPS61152746A
JPS61152746A JP27385684A JP27385684A JPS61152746A JP S61152746 A JPS61152746 A JP S61152746A JP 27385684 A JP27385684 A JP 27385684A JP 27385684 A JP27385684 A JP 27385684A JP S61152746 A JPS61152746 A JP S61152746A
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JP
Japan
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red phosphorus
resin composition
resin
flame
aluminum hydroxide
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JP27385684A
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English (en)
Inventor
Seikichi Tabei
田部井 清吉
Tasuku Tsuchiya
土屋 翼
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Nippon Chemical Industrial Co Ltd
Original Assignee
Nippon Chemical Industrial Co Ltd
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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、難燃性樹脂組成物、更に詳述すれば赤リン系
難燃剤を配合した樹脂組成物において、絶縁特性の丁ぐ
nた電子材料に使用できる難燃性樹脂組成物に関する。
例えば、フライバックトランスや基板用の電子材料とし
て有効に利用される。
従来の技術 赤リンが合成樹脂に対し、すぐれた難燃効果を与えるこ
とは周知のことであるが、実際的にしかして、赤リンは
そのまま使用する場合、水分と反応してホスフィンガス
の発生を伴う加水分解反応を生ぜしめるので、多くの場
合、赤リン全有機又は無機の材料により被覆した改質赤
リンとして用いられる、 このような改質赤リンとしては、例えば、熱硬化性樹脂
で被覆した改質赤リン(特開昭51−105996号公
報)、赤リン表面を金属リン化物化しt後に熱硬化性樹
脂で被覆した改質赤リン(特開昭52−125489号
公報)あ重層で被覆し友改質赤リン(特開昭55−10
462号公報)等が代表的に知られている。
他方、赤リンと併用する水酸化アルミニウムは、アルミ
/酸ソーダの加水分解により工業的に製造されるバイヤ
ー法の含水アルミナが最も一般的に使用される@ しかしながら、こnらの併用した難燃剤を充填する樹脂
組成物は、絶縁特性が厳しく要求されるにも拘わず、従
来のこれら充填材はこれに応えることができず、特にバ
ラツキが大きく再現性がないため、電子材料として難燃
樹脂として用いることに大きな問題があった・ 発明が解決しようとする問題点 本発明は、赤リンおよび水酸化アルミニウムを難燃剤と
して使用する場合、樹脂組成物の絶縁特性にバラツキが
なく、信頼性の高いものを与えることを目的とする。
最近、絶縁材料の耐圧、耐熱、耐湿度に関する品質訝甑
@斑情討式ヰてセリ、国際電気標準会議(IEC)にお
いて、超加速寿命試Vt<プレッシャークツカー試験)
(以下PCTという)が規格化される可能性がある。
しかして、従来の赤リンおよび水酸化アルミニウムの難
燃剤を配合した樹脂組成物はPCT後の絶縁破壊電圧の
低下會もたらし、その劣化を防ぐことはできなかつ几。
すなわち、本発明はPCT後の絶縁破壊電圧の低下全実
質的に抑制しうる樹脂組成物全提供することにある、 問題点を解決するための手段および作用本発明の要旨と
するところは、粒子表面全不活性物質で被覆石れた改質
赤リンと水酸化アルミニウムとを難燃性充填材として配
合してなるたときの室温における 電気伝導度が50μ
’?J/cm以下、かつ15分間煮沸後の電気伝導度が
100μU10n以下の電気特性を示すものであること
全特徴とする難燃性樹脂組成物にかかる。
本発明において、電気伝導度とは改質赤リンと水酸化ア
ルミニウムからなる難燃性充填材(Pとして5重量%含
有110rk純水(電気伝導度2μU/ar+以下のイ
オン交換水)90mA’に分散させtスラリーを室温で
30分間攪拌した後、又は15分間煮沸還流させた後、
抽出液の電気伝導度としてそれぞれ定義する。
下、また室温抽出水が50μ0/口以下を示す電気特性
音もつことが電子材料用として必要であることがわかっ
た。この理由は、このような伝導度特性を有する難燃剤
全配合し定樹脂組成物はPCT後の絶縁破壊電圧が実質
的に低下させないことによる。
本発明において、改質赤リンというのは、赤リン粉末の
粒子表面を不活性物質で被覆して赤リンの耐加水分解性
が改善さ37’Cものである。
被覆材としての不活性物質としては、例えば、アルミニ
ウム、鉄、クロミウム、ニッケル、銅、アンチモン、ジ
ルコニウム又はチタニウム等の金属の水和酸化物が代表
的にあげられる。
また、他の不活性物質としては、フェノール系樹脂、尿
素系樹脂、メラミン系樹脂又はフラン系樹脂などの熱硬
化性樹脂があげられる。
これらの不活性物質は、1種又は2種以上全量時に又は
遂次的に併用することができるけれども、熱硬化性樹脂
に限っては、上記金属水利酸化物上の被覆材でなければ
ならない、これらの改質赤リン自体は従来より公知のも
のが多いけれども、電気特性は全く改善されておらず、
バラツキが非常に大きいものである。
しかして、本発明における改質赤リンが従来被覆してい
る、不活性物質はいずれも電気伝導性を与える金属イオ
ン、特にNa などのアルカリ金属イオンその他C1”
−又はSOτの陰イオンなどの不純物を実質的に含有し
ていないことである。
即ち、改質赤リン=1pとして0.5Fの試料に50μ
U/an以下となっていることである。
改質赤リンに用いられる赤リン粉末は大きくとも100
μmf越えてはならず、平均粒子径として5〜30μm
の範囲にあることが好適であるが、改質赤リンの粒度特
性としては、5μm以下の部分が多くとも5%と微細部
分を除去したものが好ましい。この理由は、樹脂に水酸
化性に悪影響を与えるからである。
本発明における改質赤リンはその使用目的や不活性物質
の徨類等によって一様ではないが、その組成が不活性物
質が1〜30重量%の割合にあり、特に3〜20重量%
の範囲が好適である。
この理由は1重t%未満の場合には赤リンの改質作用が
弱いため、に上記の特性は不活性物質の如何にかかわら
ず達成できない傾向にあり、また30重量%に越えると
改質効果金満しても赤リンの難燃作用が減少してくるか
らである。
本発明では、特に水酸化アルミニウムがAl4o。
として1〜20重量%、好ましくは5〜15重it%被
覆した改質赤リン、更には該改質赤リンにフェノール樹
脂の如き熱硬化性樹脂が多くとも5重−J1%被覆した
ものが実用上の点からすぐれている。
他方、水酸化アルミニウムはその製造履歴は特に問わな
いけれども、上記と同じくできるだけ精製さnて例えば
、Na:に’、 NH4,Oa”、 M−等の陽イオン
あるいはSO4、(J、 NO,、PO,等の即ち、水
酸化アルミニウムff1l Of’fr純水90下であ
ることである。
上記2種よりなる難燃性充填材における改質赤リンと水
酸化アルミニウムの割合はこれを配合1更用する樹脂の
種類やその用途によって一様ではないが、多くの場合1
:1〜1:40の割合にあり、特に好1しくは1:5〜
1:30の範囲にある。
本発明にがかる雌燃剤の樹脂に充填する配合割合は樹脂
100重量部に対して赤リン2〜10重量部および水酸
化アルミニウム50〜120重量部の範囲にある。 従
って、樹脂組成物全重量当り難燃性充填材としては約3
0〜60%の範囲にある。
本発明に適用される樹脂は、電子部品として使用できる
ものであれば、特に限定されないが特に好ましくはエポ
キシ樹脂があげられる。
なお、樹脂組成物を調設するに当り、本発明にがかる難
燃性充填材のほかに、必要に応じて、他の無機充填剤、
着色剤、消泡剤、その他樹脂添加剤を併用することは何
ら差支えない。
発明の効果 本発明にがかる難燃性樹脂組成物は電気特性にばらつき
のない信頼性の高い性能を与える。
例えば、難燃性充填材の抽出液の電気伝導度が100μ
U/cm以上の場合、これ全配合した樹脂組成物の絶縁
破壊電圧は20KV/m以上全示すが、これ全121℃
、2 Kg/ c#のPOT20時間を行うと17KV
/m以下に低下する。
しかし、同じ条件における電気伝導度が100μU/c
m以下の場合は、PCT後の破壊−圧が2゜KV/am
以上でほとんどPCT劣化をおこさない。
また、上記抽出液の電気伝導度が50μ0/口以下の場
合には、樹脂組成物がPCTC絶後破壊低下を起さない
このように、PCT劣化の低下が小さい樹脂組成物は、
高度の耐湿性が要求されるIC等の電子部品や高層ビル
あるいは原子nm係の電線被覆材として使用でさる可能
性が大きい。
〈試料調製〉 A:改質赤リン 試料A−1; 平均粒径16.9μmの赤リン粉末100f’に水25
0mに懸濁させて赤リンのスラ17−に調製する。
次いでAAOs  として8重量−の硫酸アルミニウム
水溶液120 F?添り口した後、温度80°Cにおい
て攪拌しながら10重量%NaOH水溶液全2時間にわ
たって滴下し、pHが6.6に至ってさらに1時間攪拌
”etcけて水酸化アルミニウムの沈積処理全行った。
次いで、このもの全分離した後、洗浄液のNa  が5
 ppm以下および電気伝導度が20μしt以下になる
筐で充分に洗浄した。次いで、これを減圧下温度100
℃において乾燥し、赤リン含有量86重量%の水和アル
ミナで被覆した改質赤リンを得た。
試料A−2; 試料A−1の改質赤リンを水ひ分級して5μm以下の粒
度部分全5%以下となるように除去したもの。
試料A−3; 試料A−1で用い友と同じ赤リン粉末1001を水50
0ttlr/C@濁させた赤リンのスラリーにzrO!
として1重量%の硫酸ジルコニル(Zr08O,、nH
JO)水溶液t−120fk添加した後常温において5
重量%アンモニア水を添加しながら約2時間攪拌を続け
てpH6,5でさらに30分間保持して被覆処理を行っ
几。
次いで、分離した後、洗浄水母液の電気伝導度が10μ
U/cm以下になったところで洗浄を終了させ、乾燥し
て水利ジルコニウムで被覆した改質赤リンを得友。
試料A−4: 試料A−1の水和アルミナ被覆赤リン1001k 25
0 xgの水に懸濁してスラリー化した後、温度90℃
に加温する。次いで予め調製した濃度50重量%のフェ
ノール樹脂初期縮合物10fを添加し攪拌を続ける。次
いで10重量%塩化アンモニウム水溶液10Pi添加し
て約2時間攪拌下に保持する。次いで分離して洗浄母液
の電気伝導度が20μ0/副以下になったところで洗浄
を終了した。
次いで、140℃でキユアリングを行って水利アルミナ
−フェノール樹脂被覆改リン?得た。
試料A−5; 市販の樹脂被覆改質赤リン(ノーバレット:燐化学工業
■社梨品) B:水酸化アルミニウム 試料B−1; 1巣用水酸化アルミニウム(ハイジライ)H−32=昭
和軽金属(掬社製品1100fk純水10001mに添
加したスラリーを1時間煮沸しt後、分離して母液の電
気伝導度が10μU/cm以下まで洗浄した。次いで減
圧下80℃で乾燥して試料とした。
試料B−2 市販の精製さA′fc高純度水酸化アルミニウム(OH
P−3408:住友アルミニウム裂錬■社製品) 試料B−3 市販のnynされた水酸化アルミニウム(ハイジライ)
H−32I:昭和軽金属■社製品)実施例1゜ 樹脂組成物       重量部 実施例2゜ 実施例1.において、試料B−1の代りに試料B−2の
水酸化アルミニウムを用いた以外は全く同様の配合と組
成により同様の操作条件にて樹脂成型を得た・ 実施例3゜ 実施例1.において、試料B−1の代りに試料実施例4
゜ 実施例1.において、試料A−1の代りに試料A−2の
粒度調整した改質赤リンケ用いた以外は全く同様の条件
と操作にて樹脂成型板ケ得た。
実施例5゜ 実施例1.において、試料A−1の代りに試料A−3の
改質赤リンを用いた以外は全く同様の条件と操作にて樹
脂成型板を得た。
実施例6゜ 実施例1.において試料A−1,の代りに試料A−4の
改質赤リンを用いた以外は全く同様の条件と操作にて樹
脂成型板を得た。
比較例1゜ 実施例1.において、試料A−1の改質赤リン3重量部
の代りにその原料である赤リン粉末(未改質品)2.5
重量部および試料B−1の代りに試料H−1の原料であ
る未椙裏水酸化アルミニウムを用いた以外は全く同様の
条件と操作にてエポキシ樹脂成型板を得た。
比較例2゜ 比較例18において、試料B−1の原料である未精製水
酸化アルミニウムの代りに試料B−2の水酸化アルミニ
ウムを用いた以外は全く同様の条件と操作にてエポキシ
樹脂成型板を得た。
比較例3゜ 実施例1.において、試料A−1の代りに試料A−5の
改質赤リンおよび試料B−1の代りに試料B−3i用い
た以外は全く同じ条件と操作にてエポキシ樹脂成型板を
得た。
上記の各樹脂組成物を70℃において混練機にて混合し
、次いで真空脱泡した後、厚さ2戴、直径80麿の金を
へ注入し100℃で6時間加熱硬化させて難燃化エポキ
シ樹脂板の試験片を調製する。
2、試験方法 (i)  室温(25℃)における電気伝導度難燃性充
填材(Pとして5重量%含有)102後、静置し、上澄
液(抽出水)の電気伝導度全測定する。
(11)煮沸後における電気伝導度 難燃性充填材(Pとして5重量%含有)102を純水9
0Fに分散させたスラリー215分間還流煮沸させた後
、静置し室温に冷却後、上澄液(抽出水)の電気伝導+
ffi k測定する。
超加速寿命試験(POTI エポキシ樹脂試験片を超加速寿命試験器で20時間12
1℃に加熱した。この試験片1JIsK6911に従い
短時間法で絶縁破壊電圧を測定する。
3、試験結果 第1表にて表示する。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも水酸化アルミニウムと粒子表面を不活
    性物質で被覆された改質赤リンとを難燃性充填材として
    配合してなる樹脂組成物において、該充填材は純水に浸
    出したときの室温における電気伝導度が50μ■/cm
    以下かつ15分間煮沸後の電気伝導度が100μ■/c
    m以下の電気特性を示すものであることを特徴とする難
    燃性樹脂組成物。
  2. (2)改質赤リンが、水酸化アルミニウムで被覆された
    ものであって、かつ純水に浸出したときの室温における
    電気伝導度が50μ■/cm以下である特許請求の範囲
    第1項記載の難燃性樹脂組成物。
  3. (3)改質赤リンが、合成樹脂被覆されている特許請求
    の範囲第2項記載の難燃性樹脂組成物。
  4. (4)改質赤リンは、平均粒子径が8〜30μmの範囲
    にあり、かつ5μ以下が5%以下の粒度特性を有する特
    許請求の範囲第1項、第2項又は第3項記載の難燃性樹
    脂組成物。
  5. (5)樹脂組成物全重量当り、難燃性充填材は30〜6
    0重量%であり、かつ充填材中の改質赤リンと水酸化ア
    ルミニウムとの配合比 (重量)が1:1〜1:40の割合にある特許請求の範
    囲第1項記載の樹脂組成物。
  6. (6)樹脂がエポキシ樹脂である特許請求の範囲第1項
    記載の樹脂組成物。
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