JPS6124420B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は速硬化性樹脂組成物に関し、特に電気
部品を樹脂中に埋め込むことにより、電気絶縁性
の安定化、外部環境からの保護、そして部品の固
定化を行なうのに好適な樹脂組成物に関するもの
である。さらに詳しくは、不飽和ポリエステル樹
脂、液状ポリブタジエン樹脂、飽和ポリエステル
樹脂、ラジカル重合性モノマー、およびラジカル
重合開始剤を配合してなる速硬化性樹脂組成物に
関するものである。 従来、このような埋め込み用樹脂としては不飽
和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等が用いられ
ているが、耐クラツク性において難点があるた
め、絶縁性、外部環境からの保護、および固定化
という点において十分な効果が無く、さらに、こ
のような樹脂中に埋め込んだ電気部品の量産化が
進むにつれ、製造工程における樹脂を硬化させる
時間が問題になりつつある。硬化時間を短縮する
ため、硬化温度を高くして硬化反応を進めれば、
樹脂の亀裂、膨張、あるいは収縮等が生じ易くな
り、性能の著しい低下が認められる。例えば、自
動車等の電装品として用いられる点火コイルは樹
脂中にコイルを埋め込むことにより、高電圧に耐
え、塩水等の浸水に耐え、さらに、振動および強
い衝撃に耐えるよう、すなわち、耐環境性に秀れ
た樹脂中に埋め込まなければならず、樹脂の選択
における条件がきびしい。また、このような電装
品は量産化されているため、製造スピードも速く
なければならない。 そこで、本発明はこうしたこれまで使用してき
た樹脂の欠点を解決すべく鋭意努力した結果にお
いて生またれものである。 すなわち本発明の速硬化性樹脂組成物はこれま
で一般に用いられている不飽和ポリエステル樹脂
を変性することによつて顕著な効果を示すように
したものであり、不飽和ポリエステル樹脂100重
量部に対し、未端に重合性不飽和結合を導入した
液状ポリブタジエン樹脂５〜20重量部、飽和ポリ
エステル樹脂１〜５重量部、ならびにラジカル重
合性モノマー、ラジカル重合開始剤を配合してな
ることを特徴とするものである。不飽和ポリエス
テル樹脂は一般に不飽和酸、飽和酸とグリコール
をエステル化反応したプレポリマーであつて、不
飽和酸として無水マレイン酸、フマル酸など、飽
和酸として無水フタル酸、アジピン酸、コハク酸
など、グリコールとしてエチレングリコール、プ
ロピレングリコールなどが用いられている。これ
らの成分を反応して得られる不飽和基を導入した
プレポリマーをスチレン等のラジカル重合性モノ
マーと混合したものを重合開始剤を用いて重合反
応、橋かけ反応を行なわしめることにより熱硬化
性三次元高分子となる。このような不飽和ポリエ
ステル樹脂は、すぐれた絶縁材料として一般に広
く用いられている。本発明においては、用いる不
飽和ポリエステル樹脂を選ぶにあたり、硬化時の
発熱温度が低いこと、ゲル化および硬化時間が短
かいこと、得られた樹脂の熱変形温度が高いこ
と、樹脂が硬いこと、そして、樹脂の収縮率が小
さいこと等の特徴を有するものを用いることによ
り、さらに秀れた樹脂を構成することから、次に
示す酸およびグリコール類を選択することは好ま
しい。即ち、不飽和酸としてフマル酸、無水マレ
イン酸、飽和酸としてヘツト酸、イソフタル酸、
グリコールとしてブタンジオール２・３、水素化
ビスフエノールＡ等を加えることにより、不飽和
ポリエステルの特色がさらに改善されたものとな
る。 本発明に用いることのできる上記飽和ポリエス
テル樹脂は熱可塑性の線状高分子であり、市販の
ものとしては、例えば東洋紡K.K.製の商品名バ
イロン300などがある。 不飽和ポリエステル樹脂は硬化の際10％程度の
体積収縮率を示すが、これに飽和ポリエステル樹
脂を添加することによつて収縮防止効果が認めら
れる。添加量は、少量であればその効果は小さ
く、また、量が多くなれば、効果が大いに期待出
来るが、樹脂の粘度が上昇し、実用に不適当とな
り、従つて不飽和ポリエステル樹脂100重量部に
対し飽和ポリエステル樹脂１〜15重量部の範囲の
添加量においてよい効果が認められる。 本発明の組成物は、埋め込み用樹脂として、よ
り効果的なものとするため、さらに液状ポリブタ
ジエン樹脂が配合されている。ポリブタジエン樹
脂は熱変形温度が高いこと、硬度、耐水耐薬品
性、電気特性が優れているという特徴を有してお
り、これを添加することによつてこれら特徴を生
かすことが出来る。ポリブタジエン樹脂におい
て、色色な種類のものがあるが、検討した結果、
特に１・２−ポリブタジエンを用いることによつ
て良好な結果が得られることが見い出された。ポ
リブタジエンは分子量500から5000のプレポリマ
ーが適しており、速硬化性の効果を向上させるた
め、プレポリマーの末端部分の水酸基あるいはカ
ルボン酸基に重合性不飽和結合を導入したものを
使用することは更に好ましい。導入方法として
は、例えば、プレポリマーの末端基とアクリル
酸、メタクリル酸、マレイン酸等とエステル化反
応を行なわしめることにより、末端アクリル変性
ポリブタジエン、末端半エステル変性ポリブタジ
エンを合成することが出来る。このようにして得
られる重合性不飽和結合を有する液状ポリブタジ
エン樹脂を不飽和ポリエステル樹脂100重量部に
対し５〜20重量部配合することにより、樹脂の硬
化速度の促進と諸特性の著しい向上が認められ
る。 かくして、不飽和ポリエステル樹脂に飽和ポリ
エステル樹脂、および、末端に重合性不飽和基を
導入した液状ポリブタジエン樹脂を上記配合割合
で混合したものに重合性モノマーを配合し、さら
に過酸化物であるラジカル重合開始剤を硬化剤と
して配合することによつて目的とする速硬化性樹
脂組成物が得られる。ここで用いる重合性モノマ
ーは、通常、スチレン等の一般のビニルモノマー
が好適に用いられるが、ジアリルフタレート等の
アリルモノマーでもよい。また、スチレンの他に
クロロスチレンなどの重合性の高いモノマーを加
えることによつて、速硬化性の効果を向上させる
ことが出来る。上記モノマーの配合割合は、全樹
脂量の30〜80重量％の範囲であるが、樹脂中の不
飽和基濃度に依存していると同時に、モノマーは
樹脂の稀釈剤としての役割を有し、従つて、使用
条件に必要な粘度に調節するためにも用いられ
る。一方、上記硬化剤としては、ベンゾイルパー
オキシド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、
メチルエチルケトンパーオキシド等の過酸化物が
良く、配合量は全樹脂量の0.1〜３重量％の範囲
で用い、その割合によつて硬化速度、ポツトライ
フを調節するこが出来、従つて、実用に適した割
合を配合しなければならない。 このようにして得た組成物から得られた硬化物
は通常の不飽和ポリエステル樹脂硬化物と比較し
て、耐クラツク性、収縮率および硬化速度におい
て著しく改善されており、実際に、コイルにこの
樹脂を含浸させた後に硬化させたものは、外観上
もクラツクが認められず、塩化ヒートサイクルテ
ストによつても内部放電が認められない。本発明
の速硬化性樹脂組成物はコイル以外の他の電気部
品あるいは半導体素子等の埋め込み用樹脂として
非常に秀れたものである。 以下、実施例および比較例について本発明をさ
らに具体的に説明する。 実施例・比較例 不飽和ポリエステル樹脂（酸として無水マレイ
ン酸、無水コハク酸、イソフタル酸、アジピン
酸、グリコールとしてプロピレングリコール、エ
チレングリコール、ネオペンチルグリコール、水
素化ビスフエノールＡを組成とした一般的なも
の）、飽和ポリエステル樹脂（東洋紡K.K製の商
品名バイロン300）、末端アクリル変性ポリブタジ
エン樹脂（日本曹達K.K製の商品名TE−2000）
を種々の配合割合でスチレン、クロロスチレンお
よびジアリルフタレートのモノマーに溶解させる
ことにより計８種類のワニスを作つた。表に配合
比をまとめて示した。１〜３は比較例、４〜８は
実施例を示す。 これらのワニスは硬化剤としてベンゾイルパー
オキシドを１％添加して120〜130℃に加熱するこ
とにより硬化する。これらの各種組成のワニスの
埋め込み用樹脂としての特性を調べるために次の
ような試験をした。まず、オリフアントワツシヤ
ー法により耐クラツク性を加熱硬化後０℃に急冷
した場合の樹脂の亀裂の有無から調べた。さらに
実機への適応を調べるモデル実験を内燃機関用の
点火コイルを用いて行なつた。点火コイルにこれ
らのワニスを含浸後硬化させ、それらの目視によ
るクラツクの有無の観察、ヒートサイクル試験お
よび耐サージ試験を行ない、これらの結果を表に
示した。この試験方法について詳細に説明する
と、点火コイルを80℃に温め、真空含浸により十
分にコイル中にワニスを含浸させ、120〜130℃の
温度で加熱硬化させる。こうしてワニス処理をし
たコイルの状態を目視観察し、ヒートサイクル試
験としては、100℃の沸騰水中に30分間、続いて
０℃の氷水中に30分間のヒートサイクルを30回繰
り返してその影響を目視観察し、さらに耐サージ
試験としては、耐環境性をあわせて検討するため
沸騰水中に３時間、常温塩水中に15時間の塩水サ
イクルを５回繰り返した後、コイルに30KVを印
加することによる内部放電、内部漏洩の有無を調
べることによつて耐サージ試験を行なつた。

【表】 比較例１〜３及び実施例４〜８について説明す
ると、１は従来の不飽和ポリエステル樹脂単独の
ものであり、２は不飽和ポリエステル樹脂に飽和
ポリエステル樹脂のみを配合したもので、３〜６
は３種の樹脂をそれぞれの割合で配合したもので
モノマーとしてスチレンを用いたものである。さ
らに、７は速硬化性の効果を高める目的で、スチ
レンの他に反応性の高いクロロスチレンを加えた
ものであり、他のものと比較して短時間で硬化す
る。８は硬化物が低収縮性であるように収縮率の
小さいジアリルフタレートを用いたものである
が、高粘度であるために含浸性が悪いという欠点
を有している。１〜８はどのワニスも茶褐色透明
であるが、硬化物となると、飽和ポリエステル樹
脂の含有量が５部以上のものになると白濁した状
態となる。飽和ポリエステル樹脂の添加量の増加
に従つて硬化物は低収縮性となり耐クラツク性が
向上することがわかるが、アクリル変性ポリブタ
ジエン樹脂の添加により、さらに耐クラツク性の
向上とともに硬化速度の短縮が認められる。 以上の結果から、表に示したワニスの中で実施
例のものが埋め込み用樹脂として適していること
がわかる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 不飽和ポリエステル樹脂100重量部に対し、
   末端に重合性不飽和結合を導入した液状ポリブタ
   ジエン樹脂５〜20重量部、飽和ポリエステル樹脂
   １〜15重量部、ならびにラジカル重合性モノマ
   ー、およびラジカル重合開始剤を配合してなる速
   硬化性樹脂組成物。 ２ ラジカル重合性モノマーは全樹脂量の30〜80
   重量％配合されてなる特許請求の範囲第１項記載
   の速硬化性樹脂組成物。 ３ ラジカル重合性開始剤は全樹脂量の0.1〜３
   重量％配合されてなる特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載の速硬化性樹脂組成物。 ４ 液状ポリブタジエン樹脂は分子量が500〜
   5000の範囲の１・２−ポリブタジエンである特許
   請求の範囲第１項ないし第３項の何れかに記載の
   速硬化性樹脂組成物。