KR0184053B1 - 전기절연용 수지도료 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세라믹 캐패시터등의 용도로 사용되는 내습성, 내열성, 절연성과 도막 외관이 미려한 전기, 전자부품의 외장용 전기절연용 수지도료 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 필수성분으로서, 융점 50∼100℃를 가지며 전체 조성물의 3∼30중량%의 페놀수지 또는 이것과 액상 또는 연화점 60℃이상의 에폭시 수지 30중량% 이하, 0.1∼10중량%의 왁스 성분, 충전제, 경화촉진제 및 첨가제로 구성되는 전기절연용 수지 도료 조성물이 제공됨으로써, 생산공정의 자동화 및 단순화로 내습성에 손상을 주지 않으면서 생산량의 증대와 내크랙성, 도장후 외관이 뛰어난 특성을 가진다.

Description

전기절연용 수지도료 조성물

본 발명은 전기, 전자부품의 표면에 소정의 두께로 코팅하는 도료에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전기, 전자기기의 회로 구성시 사용되는 세라믹 캐패시터의 내습성, 내열성, 절연성과 도막 외관의 미려함이 요구되는 코팅조건을 충족시킬 수 있는 전기, 전자부품의 전기절연용 수지도료 조성물에 관한 것이다.

전기, 전자부품인 세라믹 캐패시터, 복합부품, 하이브리드 IC, 저항 어레이(ARRAY) 등의 전기절연재료에 사용되는 도료로는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 페놀 수지, 노블락형 에폭시 수지, 지환형 에폭시 수지 등에 폴리아민, 이미다졸류증의 경화 촉진제, 충전제 그 밖의 첨가제를 배합한 코팅도료가 널리 알려져 있다.

이들 코팅도료는 함용제 침적 후도장 방법으로 전기, 전자부품의 표면에 소정의 두께로 도장되며, 도장된 상태에서는 경제적으로 유리한 전기, 전자부품의 절연 피복제로 널리 이용되어 왔다.

그러나, 최근, 전기·전자부품의 고신뢰성화와, 생산 자동화 및 대량 생산화의 움직임에 따라서 페놀수지계 및 페놀 변성 에폭시 수지계 도료에는 공정의 단순화와 고신뢰성이 요구되고 있는 실정이지만 종래에 사용되고 있는 변성 에폭시 수지계 도료로 상기의 요구에 대응하기에는 곤란하였다.

특히 전기·전자부품으로 사용되는 세라믹 캐패시터에 있어서, 최종적으로 갖추어야 할 부품의 코팅조건은 미려한 도장외관, 공정단순화에 의한 생산량의 증대가 요구되었으나, 이러한 부품의 코팅조건은 페놀 수지도료와 페놀 변성 에폭시 수지도료를 캐패시터에 각각의 단위공정을 거칠 때 코팅되도록 한 종래의 코팅방법에 의해서는 최종적인 부품의 조건을 만족시키지 못하는 문제점이 있었다.

즉, 종래에 수행하였던 전기·전자부품에 대한 코팅공정에 대하여 살펴보면,

제1공정 : 도료에 일정량의 용제를 용해시켜 교반, 혼합한 후 페이스트상화하는 공정을 거치고,

제2공정 : 세라믹 캐패시터를 페이스트상화 된 도료에 침적시켜 그 표면에 도료가 묻도록 한 도장(COATING) 공정을 하고,

제3공정 : 소정의 온도가 유지되는 챔버 또는 통로를 거치게 하는 건조공정을 거치며,

제4공정 : 도료가 건조된 캐패시터를 경화공정을 거치게 하고,

제5공정 : 캐패시터를 용융상태의 왁스에 함침시켜 캐패시터의 도료표면에 왁스가 함침되는 공정을 거친다.

이처럼 전기·전자부품인 캐패시터에 대한 절연용 도료의 종래 코팅공정은 5공정을 거쳐야 하는 구성과 조건을 갖추었으므로,

첫째; 상기 공정을 수행하기 위하여 설치하여야 하는 제반 시설물들이 작업장의 실내면적을 많이 차지하게 될 뿐만 아니라, 상기 시설물들을 운영·조작하는 인원이 필요한 문제점이 있었고,

둘째; 상기 공정을 모두 수행할 때 소요되는 시간이 많이 걸리는 문제점이 있었던 것이다.

상기한 종래의 코팅공정에서 발생되는 문제점들은 결국 전기, 전자부품의 생산성 저하의 원인이 되었다.

그러므로 전기, 전자부품인 캐패시터의 코팅공정중 불필요한 공정을 어떠한 방식으로 삭제하여 코팅공정을 단순화 하느냐가 공정개선에 있어서 초미의 관심사이므로, 종래 일반적으로 널리 사용되어 오던 페놀수지계 및 변성 에폭시 수지계로서 상기 각 공정을 개선 내지는 없애기 위한 여러 가지 방법이 시도된 것은 잘 알려져 있다.

본 발명자는 상술한 종래의 접근방식과는 달리 왁스함침 공정시 사용되는 왁스를 상술한 제1공정의 페이스트 제조공정 중에 함께 첨가한다면 도장공정(dipping)과 왁스함침공정(waxing)을 동시에 수행할 수 있을 것이라는 판단하에, 최적조건에 관하여 연구한 결과 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 왁스의 함침공정을 생략하여 코팅공정이 단순화되도록 한 상태에서도 부품의 코팅조건인 내크랙성, 내습성 및 미려한 도장외관이 동시에 만족되도록 할 수 있는 전기절연용 수지 조성물을 제공하고자 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면 필수성분으로서, 전체조성물에 대하여, 융점 50~100℃를 가지는 3~30중량%의 페놀수지 또는 이것과 액상 또는 60℃ 이상의 연화점을 가지는 30중량% 이하의 페놀 변성 에폭시 수지를 혼합한 혼합물 0.1~10중량%의 왁스성분, 충전제, 경화촉진제 및 첨가제로 구성되는 전기절연용 수지 도료 조성물이 제공된다.

본 발명에 사용되는 페놀 변성 에폭시 수지로는 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 S류 등 각종 비스페놀류의 1종 이상을 성분으로 하는 연화점 60℃ 이상의 글리시딜 에테르형 에폭시 수지, 예를 들면 국도화학 에폭시 수지 YD-128, YD-012, YD-014, YD-211, YD-213으로 대표되는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 그밖에 융점 50℃ 이상의 각종 노블락형 에폭시 수지 등을 사용할 수 있으며, 특히 바람직하기로는 비스페놀 A형 에폭시 수지이다.

상기 페놀 변성 에폭시 수지의 사용량은 전체 조성물의 30중량% 이하의 범위이다. 에폭시 수지 함량이 30중량%를 초과하면 미반응 에폭시 잔량의 존재로 도막구조가 치밀하지 못하게 된다. 바람직하기로는, 5~25중량%이며, 상기 에폭시 수지는 1종 또는 2종 이상을 임의의 비율로 혼합하여 사용할 수도 있다.

본 발명에서 사용되는 페놀 수지의 제조공정이나 기타 운송등 취급상의 문제, 그리고 작업상의 경제성등을 고려하여 그 융점이 50~100℃범위인 것이 바람직하다. 사용량은 전체 조성물중의 3~30중량% 범위로 설정한다. 3중량% 미만일 경우에는 도막의 치밀성이 기대되기 어렵고 30중량%을 초과하면 용제의 건조속도가 늦어 경제성을 기대할 수 없다. 보다 적당한 사용량은 5~25중량%이고, 이때의 융점은 60~95℃가 특히 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 왁스로는 수지도료와의 혼합후 페이스트화 했을 경우 보존성을 고려하여 폴리에틸렌 왁스, 폴리플르오르 왁스, 수성 왁스, 발수성 왁스, 폴리플로필렌계 왁스등과 같은 합성왁스류를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 왁스의 사용량은 전체 조성물의 0.1~10중량% 범위가 바람직하고, 보다 바람직한 사용량은 0.3~8중량%가 바람직하다. 왁스의 함량이 0.1중량%보다 적으면 내습성, 내크랙성, 외관이 나빠지고, 10중량%를 초과하게 되면 도료화가 안되는 경향이 있다.

한편, 본 발명의 조성물에는 필요에 따라 경화 촉진제를 사용할 수 있는데, 촉진제로서는 2메틸이미다졸, 2페닐이미다졸 등의 이미다졸류, 트리페닐포스핀 등의 포스핀류, 2,4,6 트리스 아미노메틸 페놀 등의 페놀류, 헥사메틸렌 테트라민 등의 아민류 등이며, 바람직한 것은 포스핀류, 이미다졸류다.

이들 경화 촉진제 배합비율은 전체 조성물의 0.1~6중량%가 적당하고, 보다 적당한 량은 0.2~5중량%이다.

본 발명의 조성물의 충전제로서는 상용의 것, 예를 들면, 실리카, 규산칼슘, 초자섬유, 탄소섬유 등이며, 내크랙성이 개선되는 도료를 얻기 위해서는 실리카의 사용이 바람직하며, 상기 충전제의 평균입경은 0.5~75㎛이며, 바람직한 것은 2~50㎛이다.

이 충전제는 전체 조성중에 36~95중량%가 바람직하고, 특히 바람직한 량은 50~90중량%이다, 이 충전제는 카플링제로 표면처리된 것을 사용할 수 있다.

카플링제로서는 실란계 카플링제, 티타네이트계 카플링제, 알루미늄계 카플링제가 사용되지만 실란계와 티타네이트계가 바람직하다.

본 발명의 조성물에는 사용목적에 따라 난연제, 착색제, 레벨링제, 침강방지제, 소포제등을 적당량 첨가할 수 있다.

본 발명의 도료 조성물을 제조하기 위해서는 페놀수지와 페놀 변성에폭시 수지 혼합물, 왁스성분, 충전제, 그리고 필요에 따라 경화촉진제, 난연제, 착색제, 그밖의 첨가물과 함께 볼밀등 건식 혼합기를 사용하여 균일하게 혼합해서 2~100㎛정도의 입도분포를 가지도록 분쇄한다.

상기와 같은 혼합분쇄 도료 조성물을 전기, 전자부품에 코팅을 하기 위하여는 다음과 같은 공정으로 이루어진다.

제1공정 : 혼합 분쇄 도료 조성물을 유기복합용제에 용해시켜 페이스트화 한 후 작업조건에 따라 용제를 희석하는 공정을 거치고,

제2공정 : 전기, 전자부품을 페이스트상화 된 도료에 침적하여 부품의 표면에 소정의 두께로 코팅되게 하고,

제3공정 : 도료가 코팅된 전기, 전자부품을 상온, 건조시키고,

제4공정 : 건조된 전기, 전자부품을 경화시키는 경화공정을 순차적으로 행하면전기전자부품의 절연도료 코팅공정이 완료된다.

본 발명의 조성물에 의한 코팅조건을 통상 실온(18-25℃)이며 별도의 왁스함침공정 필요없이 침적 도장만으로 내습성, 내크랙성, 도장후 외관이 좋은 경화물을 얻을 수 있다.

실험에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하겠지만 본 발명이 이들 실험만으로 한정 내지 국한되는 것은 아니다.

[실험예]

* 상기에서 용제는 휘발성이므로 전체중량%에 영향을 주지 않음.

표 2에서 보는 바와 같이 본 발명에 의해 조성된 도료 조성물은 왁스의 첨가에 의해 별도의 왁스함침공정을 거치지 않고, 크랙성, 내습성 및 도장후 외관이 종래의 것과 동등 내지는 뛰어난 것으로 확인되었다.

본 발명은 캐패시터의 코팅공정에서 사용되는 도료를 새로운 조성물로 형성함에 따라서 별도 수행하였던 왁스함침공정이 생략되며, 생산공정의 자동화 및 단순화로 내습성에 손상을 주지 않으면서 내크랙성, 도장후 외관이 뛰어나 고품질을 제공하는 이점이 있고, 캐패시터의 코팅공정이 단축됨으로 인하여 시설투자에 대한 절감과 운영인원이 감축된 상태에서도 생산성이 증대되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 필수성분으로서, 전체조성물에 대하여, 융점 50~100℃를 가지는 3~30중량%의 페놀수지 또는 상기 페놀수지와 액상 또는 60℃이상의 연화점을 갖는 30중량%이하의 페놀 변성 에폭시 수지를 혼합한 혼합물, 0.1~10중량%의 왁스 성분, 그리고 잔부가 충전제, 경화촉진제 및 첨가제로 구성되는 전기절연용 수지 도료 조성물.