JPS632970B2

JPS632970B2 -

Info

Publication number: JPS632970B2
Application number: JP7666384A
Authority: JP
Inventors: Minoru Kobayashi; Takaaki Kono; Mitsuzo Tanaka
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1984-04-18
Filing date: 1984-04-18
Publication date: 1988-01-21
Also published as: JPS60221418A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、電気的特性・耐熱性・難燃性に優
れ、とくに硬化性および成形性を改良した熱硬化
性成形材料組成物に関するものである。電気機器・電子部品に用いられる絶縁材料や封
止材料には、電気的特性・耐熱性・難燃性に優れ
たものが求められ、現在、これらの用途の材料と
して硬化剤を含むエポキシ樹脂組成物と無機充填
剤とから成る成形材料が主として使用されてい
る。しかし、このエポキシ樹脂系材料は電気的特
性には優れているものの、樹脂の硬化が遅いため
に成形のサイクルが長く、又、成形後160〜190℃
の高温で５〜10時間も後硬化をしなければならな
いという欠点がある。一方、本発明者らは、こう
したエポキシ樹脂系材料の欠点を克服するものと
してエポキシ樹脂組成物に替えてノボラツク型エ
ポキシ樹脂と不飽和一塩基酸との反応生成物を使
用した成形材料を開示した。（特開昭58−118128）
しかし、この材料は、硬化性については著しく改
良されたものであるが、成形型の形状によつては
成形物にピンホールや充填不良による巣（以下、
これをボイドという。）が生じやすいという成形
性での欠点があることがわかつた。そこで本発明者らは、これらの欠点を改良すべ
く鋭意研究した結果、電気的特性・耐熱性・難燃
性などの絶縁材料や封止材料に求められる基本的
な性質を低下させることなく、硬化性および成形
性の優れた成形材料組成物を開発するに至つた。即ち、本発明は、 (A) ノボラツク型エポキシ樹脂
および／又はビスフエノール
型エポキシ樹脂とアクリル酸
およびメタクリル酸からなる
群より選ばれた少なくとも１
種の不飽和一塩基酸と反応し
て得られたエポキシ（メタ）
アクリレート 15〜50重量％ (B) 芳香族ハロゲン化合物１〜20重量％ (C) 酸化アンチモン１〜10重量％ (D) 無機充填剤 40〜80重量％および (E) メチロール尿素、メチロー
ルメラミン、メチロールチオ
尿素、メチロールグアニジ
ン、メチロールジシアンジア
ミド、メチロールアセトグア
ナミンおよびメチロールベン
ゾグアナミンからなる群より
選ばれた少なくとも１種のメ
チロール化アミノ化合物 0.01〜10重量％（但し、(A)、(B)、(C)、(D)および(E)成分の合計
は100重量％とする。）から成る熱硬化性成形材料組成物に関するもので
ある。本発明に使用するエポキシ（メタ）アクリレー
ト(A)を得るのに用いられるノボラツク型エポキシ
樹脂としては、フエノールノボラツク型あるいは
クレゾールノボラツク型などのエポキシ樹脂があ
る。このようなノボラツク型エポキシ樹脂の分子
量としては、300〜3000程度のものが好ましい。
そして、これらノボラツク型エポキシ樹脂の１種
又は２種以上を用いることができる。ビスフエノ
ール型エポキシ樹脂としては、ビスフエノールＡ
型あるいはビスフエノールＦ型などのエポキシ樹
脂がある。このようなビスフエノール型エポキシ
樹脂の分子量としては、300〜4000程度のものが
好ましい。そして、これらビスフエノール型エポ
キシ樹脂の１種又は２種以上を用いることができ
る。本発明では、ノボラツク型エポキシ樹脂又はビ
スフエノール型エポキシ樹脂をそれぞれ単独で使
用するか併用するかのいずれでもよいが、成形物
の硬度・耐熱性をとくに必要とする場合は、ノボ
ラツク型エポキシ樹脂の比率を増して使用するこ
とが望ましい。不飽和一塩基酸としてはアクリル酸、メタクリ
ル酸などが挙げられる。そして、これら不飽和一
塩基酸の１種又は２種以上を用いることができ
る。ノボラツク型エポキシ樹脂および／又はビス
フエノール型エポキシ樹脂と不飽和一塩基酸との
反応は通常の方法により行うことができ、必要な
場合には溶媒を用いることもできる。ノボラツク
型エポキシ樹脂とビスフエノール型エポキシ樹脂
とを併用する場合は、不飽和一塩基酸の両者の混
合物と反応させる方法、又は、それぞれを別個に
反応させた後混合する方法のいずれでもよい。ノ
ボラツク型エポキシ樹脂および／又はビスフエノ
ール型エポキシ樹脂中のエポキシ基の総和と不飽
和一塩基酸中のカルボキシル基の比率は１／0.7
〜１／1.3の範囲内にすることが望ましい。エポキシ（メタ）アクリレート(A)の使用量は、
得られる熱硬化性成形材料組成物中で15〜50重量
％の範囲である。これより多くなると熱伝導率が
小さくなり、最終的に得られる成形物の放熱性が
低下する。又、15％より少なくなると流動性が悪
くなり、成形型内を充分充填せず、得られる成形
物の強度が弱いものとなる。芳香族ハロゲン化合物(B)としては、ハロゲン化
エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキシ（メタ）アク
リレート、ヘキサブロモベンゼン、デカブロモビ
フエニル、テトラブロモビスフエノールＡ等を挙
げることができ、これらの１種又は２種以上を用
いることができる。使用量は、得られる熱硬化性
成形材料組成物中で１〜20重量％の範囲である。
この範囲内であれば本発明の目的は達成される
が、より好ましくは、ハロゲン化合物(B)中のハロ
ゲン量が、得られる組成物中で0.3重量％〜10重
量％になることが望ましい。酸化アンチモン(C)としては、三酸化二アンチモ
ン、四酸化二アンチモン、十三酸化六アンチモン
などが挙げられ、得られる熱硬化性成形材料組成
物中で１〜10重量％の範囲で使用される。この範
囲より少ない場合には難燃性が十分でなく、逆に
多い場合にはコストが高くなつたり得られる組成
物の物性が悪くなる。無機充填剤(D)としては、たとえば炭酸カルシウ
ム、シリカ粉、ケイ酸カルシウム、石英ガラス
粉、タルク、クレー、アルミナ、マイカ、ガラス
パウダー、短ガラス繊維などが有効に使用され、
これらの１種又は２種以上が用いられる。使用量
は、得られる熱硬化性成形材料組成物中で40〜80
重量％の範囲である。この範囲より少ない場合に
は該組成物の硬化時の収縮が大きくなつたり、硬
化物の熱伝導・熱膨脹などの特性が悪くなる。逆
にこの範囲より多い場合には、得られる組成物の
流動性が悪くなり、成形時に充填不良が起きやす
く、成形物の機械強度が低下する。メチロール化アミノ化合物(E)としては、ホルム
アルデヒドと尿素との初期反応生成物であるメチ
ロール尿素、ホルムアルデヒドとメラミンとの初
期反応生成物であるメチロールメラミン、メチロ
ールチオ尿素、メチロールグアニジン、メチロー
ルジシアンジアミド、メチロールアセトグアナミ
ンおよびメチロールベンゾグアナミンが挙げら
れ、これらの１種又は２種以上が用いられる。使
用量は、得られる熱硬化性成形材料組成物中で
0.01〜10重量％の範囲である。この範囲より少な
い場合には、成形型の形状によつては成形物にピ
ンホールやボイドが発生しやすくなる。逆にこの
範囲より多い場合には、得られる成形物の耐熱
性、機械強度が低下する。本発明の熱硬化性成形材料組成物は、前記のよ
うに(A)、(B)、(C)、(D)および(E)成分から成るもので
あるが、これ以外に必要に応じて硬化剤、硬化調
節剤、カツプリング剤、離型剤、着色剤などを混
合して使用することができる。硬化剤としては、ジアルキル又はジアリールパ
ーオキサイド、ケトンパーオキサイド、ジアシル
パーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、アル
キルパーエステル、パーオキシジカーボネートな
どが用いられ、これらの中でも分解温度（半減期
が10時間になる温度）が80℃以上であるものが好
ましい。これより分解温度の低い硬化剤は、成形
材料組成物を調製中に硬化する恐れがある。添加
量としては、エポキシ（メタ）アクリレート(A)
100重量部に対して５重量部以下の量で使用でき
る。硬化調節剤としては、ハイドロキノン、ｔ−ブ
チルカテコール、ベンゾキノンなどの重合禁止剤
や、コバルトの有機酸塩、マンガンの有機酸塩、
第３級アミンなどを挙げることができる。添加量
としては、エポキシ（メタ）アクリレート(A)100
重量部に対して２重量部以下の量で使用できる。カツプリング剤は、エポキシ（メタ）アクリレ
ート(A)と無機充填剤(D)との接着性を向上させるた
めに用いられるものであり、そのようなカツプリ
ング剤としては、エポキシ基、ビニル基、アミノ
基、メタクリレート基、メルカプト基などを有す
る各種シランカツプリング剤や各種チタン化合物
を挙げることができる。添加量としては、無機充
填剤(D)100重量部に対して１重量部以下の量で使
用できる。離型剤としては、天然や合成のパラフイン、ポ
リエチレン、高級脂肪酸又はその金属塩、高級脂
肪酸アミド、ビス脂肪酸アミド、カルナバワツク
ス等のエステルワツクス、シリコン等を挙げるこ
とができる。着色剤としては、カーボンブラツク、酸化鉄、
酸化チタンなどが使用できる。更に、ハロゲン化合物(B)としてハロゲン化エポ
キシ樹脂を使用する場合には、該エポキシ樹脂用
の硬化剤や硬化促進剤を添加してもよい。このよ
うな硬化剤や硬化促進剤としては、酸無水物、ア
ミノ化合物等の、一般にエポキシ樹脂の硬化に使
用されるものが使用できる。本発明の組成物は上記の如き各成分をロール、
ニーダーなどの混合装置を用いて均一に混練する
ことにより得られる。混合するための順序には特
に制限はなく、又、混合に際してベンゼン、トル
エンなどの溶剤を使用して混練してもよい。組成
物の成形は、成形温度が100〜250℃の範囲、好ま
しくは120〜180℃の範囲で行われる。本発明の熱硬化性成形材料組成物は、電気機
器・電子部品の絶縁材料又は封止材料として望ま
れる電気的特性、耐熱性、難燃性などに優れ、し
かも、現在使用されているエポキシ樹脂系の組成
物に比べて成形サイクルが短く、ピンホールやボ
イドの発生の少ない良好な成形性を有するもので
ある。以下、実施例により本発明を更に詳細に説明す
る。尚、特にことわりのない限り、部は重量部
を、％は重量％をそれぞれ表わすものとする。樹脂製造例１撹拌棒、コンデンサーおよび空気吹き込み管を
備えたフラスコに、クレゾールノボラツク型エポ
キシ樹脂（エポキシ当量221）493部、トルエン
299部およびハイドロキノン0.5部を仕込んだ。空
気々流下撹拌しながら液温を110℃に昇温し、メ
タクリル酸102部およびトリエチルアミン1.4部を
投入、30分後に残りのメタクリル酸102部および
トリエチルアミン1.4部を投入して、110〜115℃
の条件で酸価が一定値に収れんするまで計10時間
反応させた。ついで減圧下にトルエンを留去し、
ノボラツク型エポキシ樹脂とメタクリル酸の反応
生成物（以下、反応生成物(1)という。）を得た。
反応生成物(1)の酸価は13.0mgKOH／ｇであつた。樹脂製造例２樹脂製造例１に記載したものと同様のフラスコ
に、ビスフエノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ
当量465）587部、トルエン299部およびハイドロ
キノン0.6部を仕込んだ。空気々流下撹拌しなが
ら液温を110℃に昇温し、メタクリル酸111部およ
びトリエチルアミン2.7部からなる混合物を２時
間かけて滴下し、110〜115℃の条件で酸価が一定
値に収れんするまで計６時間反応させた。ついで
減圧下にトルエンを留去し、ビスフエノール型エ
ポキシ樹脂とメタクリル酸の反応生成物（以下、
反応生成物(2)という。）を得た。反応生成物(2)の
酸価は14.1mgKOH／ｇであつた。実施例１樹脂製造例１で得た反応生成物(1)276部、ビス
フエノール型ブロム化エポキシ樹脂（ブロム含有
量48％）25部、三酸化二アンチモン39部、溶融シ
リカ粉（30μ以下）641部、ニカレジン（商品名。
日本カーバイド工業(株)製メチロール化メラミン）
５部、ジクミルパーオキサイド３部、２−メチル
イミダゾール0.2部、シランカツプリング剤Ａ−
186（日本ユニカー(株)製）２部ステアリン酸亜鉛10
部およびカーボンブラツク４部を熱ロールを用い
て70〜90℃で混練し、冷却粉砕して本発明の組成
物（以下、組成物(1)という。）を得た。実施例２実施例１における反応生成物(1)276部に替えて、
反応生成物(1)193部および樹脂製造例２で得た反
応生成物(2)83部とする以外は実施例１と同様にし
て、本発明の組成物（以下、組成物(2)という。）
を得た。実施例３反応生成物(1)179部、反応生成物(2)77部、ヘキ
サブロモベンゼン39部、三酸化二アンチモン44
部、結晶性シリカ粉（40μ以下）638部、ニカレ
ジン（商品名。日本カーバイド工業(株)製メチロー
ル化メラミン）５部、ジクミルパーオキサイド３
部、シランカツプリング剤Ａ−186（日本ユニカー
(株)製）２部、ポリエチレン粉末15部およびカーボ
ンブラツク４部をニーダーを用いて80℃で10分間
混練し、冷却粉砕して本発明の組成物（以下、組
成物(3)という。）を得た。比較例１実施例１におけるニカレジン（商品名。日本カ
ーバイド工業(株)製メチロール化メラミン）を使用
しない以外は実施例１と同様にして組成物（以
下、比較組成物(1)という。）を得た。比較例２実施例２におけるニカレジン（商品名。日本カ
ーバイド工業(株)製メチロール化メラミン）を使用
しない以外は実施例２と同様にして組成物（以
下、比較組成物(2)という。）を得た。比較例３実施例３におけるニカレジン（商品名。日本カ
ーバイド工業(株)製メチロール化メラミン）を使用
しない以外は、実施例３と同様にして組成物（以
下、比較組成物(3)という。）を得た。実施例４実施例１〜３で得られた本発明の組成物(1)〜(3)
を用いて成形を行い、硬化性・成形性および成形
物の特性を評価した。結果を表１および表２に示
す。各表には、比較として比較例１〜３で得た比
較組成物(1)〜(3)およびエポキシ樹脂系の成形材料
（市販品）を成形した結果を併記した。表１から、本発明の組成物が優れた硬化性・成
形性を有するものであることがわかる。比較組成
物(1)〜(3)は、本発明の組成物(1)〜(3)で使用するニ
カレジン（商品名。日本カーバイド工業(株)製メチ
ロール化メラミン）を用いない例であるが、成形
物のピンホールやボイドの発生が多い。更に、比
較のエポキシ樹脂系材料（市販品）は、ピンホー
ルやボイドの発生は少ないものの、ゲルタイムの
延長、離型性の悪化がみられるように硬化性が低
く、又、保存安定性（材料の成形時の流動性に関
する保存安定性）も悪く、本発明の組成物に比べ
劣るものである。表２の成形物の特性評価の結果から、本発明の
組成物が絶縁材料又は封止材料として優れた特性
を有しているものであることがわかる。比較に示
した従来のエポキシ樹脂系材料（市販品）のガラ
ス転移温度は、後硬化の前後で値に大きな差異が
あり後硬化は必須の条件となるのに対し本発明の
組成物のガラス転移温度は後硬化を行わない場合
でも高い値を有している。この事実からも、本発
明の組成物が速硬化性であり成形サイクルを短く
することができるものであることがわかる。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１ (A) ノボラツク型エポキシ樹脂および／又は
ビスフエノール型エポキシ樹脂とアクリル酸お
よびメタクリル酸からなる群より選ばれた少な
くとも１種の不飽和一塩基酸と反応して得られ
たエポキシ（メタ）アクリレート 15〜50重量％ (B) 芳香族ハロゲン化合物１〜20重量％ (C) 酸化アンチモン１〜10重量％ (D) 無機充填剤 40〜80重量％および (E) メチロール尿素、メチロールメラミン、メチ
ロールチオ尿素、メチロールグアニジン、メチ
ロールジシアンジアミド、メチロールアセトグ
アナミンおよびメチロールベンゾグアナミンか
らなる群より選ばれた少なくとも１種のメチロ
ール化アミノ化合物 0.01〜10重量％（但し、(A)、(B)、(C)、(D)および(E)成分の合計は
100重量％とする。）から成る熱硬化性成形材料組成物。