KR19980052985A

KR19980052985A - 콘덴서 하도 코팅용 수지조성물

Info

Publication number: KR19980052985A
Application number: KR1019960072021A
Authority: KR
Inventors: 박충규; 이재민; 김병래; 김성운
Original assignee: 김기협; 선경Ucb 주식회사
Priority date: 1996-12-26
Filing date: 1996-12-26
Publication date: 1998-09-25

Abstract

사이클로알리파틱에폭시 수지를 주성분으로 하고 여기에 노볼락타입의 에폭시 수지와 비스페놀 에이 타입의 에폭시 수지를 보조성분으로 하며 경화제로는 양이온성 개시타입과 열경화타입, 산무수물을 첨가한 수지조성물과 이를 이용하되 1차 코팅시 하도를 자외선으로 경화를 하고 2차 코팅시 하도와 상도를 함께 열경화시키는 콘덴서의 절연코팅방법은 생산성 및 접착성과 절연성 등을 향상시키고 불량율을 대폭 감소시켜 전기, 전자분야에 유용한 콘덴서의 절연코팅방법이다.

Description

콘덴서 하도 코팅용 수지조성물

본 발명은 콘덴서 하도 코팅용 수지조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 생산성, 접착성 및 절연성을 향상시키고 불량율을 대폭 감소시킬 수 있는 콘덴서 하도 절연 코팅용 액체 수지 조성물에 관한 기술이다.

즉 본 발명은 주성분으로 사이클로알리파틱에폭시 수지를 사용하고 여기에 보조성분으로서 노볼락타입의 에폭시 수지와 비스페놀 에이 타입의 에폭시 수지를 사용하고, 경화제로서 양이온성 개시 타입과 열경화 타입의 산무수물을 첨가한 수지조성물로 이루어진 콘덴서 하도 절연 코팅용 수지 조성물을 이용하여 콘덴서 하도를 1차 코팅하고 1차 코팅시 하도를 자외선으로 경화하며 2차 코팅시 하도와 상도를 함께 열경화시킴으로써 생산성 및 접착성과 절연성 등을 향상시키고 불량율을 대폭 감소시켜 전기, 전자분야에 유용한 콘덴서의 절연코팅방법에 관한 것이다.

최근 전기, 전자 분야에 사용되는 콘덴서는 작업성이 용이하고, 생산성 향상이 요구되는 고품질화가 추진되고 있다. 이러한 콘덴서의 하도 코팅에 사용되는 기존의 절연성 수지 조성물은 에폭시 수지 이액형 수지 조성물로서, 이들의 제조방법 및 이를 이용한 콘덴서의 절연코팅방법은 다음과 같다.

먼저, 주성분으로 비스페놀-에이타입 에폭시 수지를 사용하고 여기에 경화제로서 산무수물과 3가 아민경화제를 혼합하여 절연성 수지 조성물을 제조한 다음, 이 수지 조성물을 이용하여 콘덴서를 진공 함침 코팅하고 120℃ 오븐에서 1시간 30분동안 열경화시킨다. 그런 다음 상기 주성분과 경화제 및 안료가 포함된 상도 코팅용 액체 수지조성물에 상기 하도 코팅한 콘덴서를 함침하여 상도 코팅한 후 120℃ 오븐에서 1시간 30분동안 열경화한다. 그러나 이와 같은 종래의 콘덴서의 절연코팅방법은 경화 시간이 길어 작업성 및 생상성이 저하되고 경화되는 동안 수지 조성물이 흘러내려 불량률이 높고 절연성이 떨어지는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 자외선 경화 수지 조성물을 이용하여 하도 코팅을 실시하는 기술이 개발되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 새로운 콘덴서 하도 절연코팅용 액체 수지 조성물과 이를 이용하여 접착성, 절연성 및 생산성 등을 크게 개선한 콘덴서의 절연코팅방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명자들은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 극복하고자 노력한 결과, 사이클로알리파틱 에폭시 수지를 주성분으로 하는 수지 조성물을 개발하고 이를 이용하여 콘덴서 하도를 코팅하되 1차 코팅시 경화를 자외선을 사용하여 수 초안에 1차적인 외부경화를 실시하여 콘덴서의 불량률을 감소시킴과 동시에 작업성과 생산성을 향상시키고 2차 코팅시 콘덴서 상도의 코팅과 더불어 열경화시켜 경화를 완성함으로서 접착성과 절연성 등을 향상시키는 본 발명을 완성하였다.

본 발명은, 사이클로알리파틱 에폭시 수지 100 중량부와, 노볼락 타입 에폭시 수지 15 내지 55 중량부와, 비스페놀 에이 타입의 에폭시 수지 35 내지 85 중량부와, 양이온성 개시제 3 내지 20 중량부와, 써어말 이니시에이터 2 내지 8 중량부와, 경화제인 산무수물 7 내지 150 중량부를 포함하는 콘덴서 하도 절연 코팅용 이액형 액체 수지 조성물을 제공한다.

상기한 본 발명에 있어서, 상기 사이클로알리파틱 에폭시수지는 프렉서블 알리사이클로시클릭 에폭시 레진 및 그 유도체들, 3,4-에폭시-6-메틸사이클로헥실-3,4-에폭시-6-메틸사이클로헥산카르복실레이트, 비닐사이클로헥산디옥사이드, 디사이클로펜타디엔디옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하며, 상기 양이온성 개시제는 설포니움 염 및/또는 아이론 아레네 콤플렉스(iron arene complexes)인 것이 바람직하고, 상기 산무수물은 아세틱안하이드라이드, 프탈릭안하이드라이드, 헥사하이드로프탈릭안하이드라이드, 피로멜리틱안하이드라이드, 메틸나딕안하이드라이드, 도데시닐석시닉안하이드라이드, 클로렌딕안하이드라이드, 말레익안하이드라이드, 석시닉안하이드라이드, 말레익안하이드라이드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 대표적인 일 실시예를 통하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 콘덴서 하도 절연 코팅용 액체 수지조성물에 있어서, 사이클로알리파틱 에폭시 수지 100중량부에 대하여 노볼락타입의 에폭시 수지 15∼55중량부, 비스페놀 에이 타입의 에폭시 수지 35∼85중량부, 양이온성 개시제 3∼20중량부, 경화제로서 산무수물 70∼150중량부와 써어말이니시에이터(thermal initiator) 2∼8중량부를 첨가하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 콘덴서를 절연 코팅함에 있어서, 상기 액체 수지조성물에 콘덴서의 하도를 5∼10분동안 1차로 진공 함침시킨 후 15∼20초동안 자외선을 조사하여 외부를 경화시켜 형태 안정성을 기하며 다음 안료가 포함된 기존의 상도 코팅용 액체 수지조성물에서 5분동안 2차로 함침 상도한 후 110℃ 오븐에서 20∼30분동안 열경화시켜 완전한 경화가 이루어지게 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 새로운 조성의 콘덴서의 하도 절연 코팅용 액체 수지 조성물과 이를 이용한 접착성과 절연성 및 생산성 등을 개선한 콘덴서의 절연코팅방법에 관한 것으로서, 본 발명의 수지 조성물에서 주성분으로 사용하는 사이클로알리파틱 에폭시 수지는 자외선 경화가 우수하고 경화 후 우수한 절연성과 견고한 도막을 줄 수 있는 성질을 가진 것으로서 본 수지조성물에서 주수지의 역할을 한다. 이러한 사이클로알리파틱 에폭시 수지의 종류로는 다음과 같은 것이 있다. 프렉서블 알리사이클로시클릭 에폭시 레진과 유도체들, 3,4-에폭시-6-메틸사이클로헥실-3,4-에폭시-6-메틸사이클로헥산카르복실레이트, 비닐사이클로헥산디옥사이드, 디사이클로펜타디엔디옥사이드 등이다.

상기 사이클로알리파틱 에폭시수지를 주재료로 한 콘덴서 하도 코팅용 주재의 제조시 주의할 점은 온도가 아래의 실시예에 명기한 바 이상으로 올라갈 시 조절할 수 없는 중합반응이 개시되어 일어날 수 있으며, 토출시 수분의 침투가 있으면 주재의 안정성이 감소하므로 주의한다. 또한, 장기 저장시 태양광선에 의해 개시가 일어나 조절할 수 없는 중합반응이 일어날 수 있으므로 불투성의 진한색의 용기를 사용하는 것을 권장한다.

이러한 사이클로알리파틱 에폭시 수지에 양이온성 개시제는 자외선 경화의 개시제로서 뿐만 아니라 2차 열경화의 개시제로서도 역할을 수행한다. 양이온성 개시제는 설포니움 열(sulfonium salt), 아이론 아레네 콤플렉스(iron arene complexes) 등을 사이클로알리파틱 에폭시수지 100중량부에 대하여 3∼20붕량부를 사용하고 이 양이온 개시제 첨가 후 써어말 이니시에이터(thermal initiator)로 보론 트리클로라이드 착물을 2∼8중량부 첨가한다. 사용량이 상기 범위를 벗어나면 절연성이 떨어지거나 안정성이 보장되지 못하는 문제가 생길 수 있게 된다.

또한 본 발명은 상기 사이클로알리파틱 에폭시 수지 100중량부에 대하여 경화제로서 아세틱안하이드라이드, 프탈릭안하이드라이드, 헥사하이드로프탈릭안하이드라이드, 피로멜리틱안하이드라이드, 메틸나딕안하이드라이드, 도데시닐석시닉안하이드라이드, 클로렌딕안하이드라이드, 말레익안하이드라이다, 석시닉안하이드라이드, 말레익안하이드라이드 등의 산무수물을 70∼150중량부를 사용하는데, 만일 그 사용량이 상기 범위를 벗어나면 가사시간 즉, 안정성이나 절연성이 떨어지는 문제가 있다.

상기와 같은 조성으로 이루어진 액체 수지조성물을 사용하여 콘덴서를 코팅하는 방법은 다음과 같다.

상기한 본 발명의 콘덴서 하도 절연 코팅용 이액형 액체 수지 조성물을 콘덴서의 하도를 1차로 도포하고, 상기 도포후 15∼20초동안 자외선을 조사하여 외부 경화시키고, 상기 콘덴서를 상도 코팅용 수지 조성물로 2차 도포한 후상기 2차 도포후 80 내지 150℃에서 20∼30분동안 열경화하여 실시한다. 이 때 상기 도포 공정은 5 내지 10분 동안 함침시키는 것이 바람직하며, 상기한 상기 상도 코팅용 조성물은 상기 콘덴서 하도 절연 코팅용 이액형 액체 수지 조성물에 안료를 더욱 포함하는 것이 바람직하다.

이를 보다 상세히 설명하면, 상기 액체 수지 조성물에서 콘덴서의 하도를 5∼10분동안 1차로 진공함침시킨 후 15∼20초동안 자외선을 조사하여 경화시킨다. 이렇게 자외선을 조사시켜 경화시킴으로서 경화시간이 크게 단축되어 작업성과 생산성이 획기적으로 개선되게 한다. 또한 짧은 외부경화로 형태의 안정성을 기할 수 있어 불량율을 대폭 감소시키는 효과를 가진다. 자외선 경화 후 안료가 포함된 상기 액체 수지 조성물에서 5분동안 2차로 함침 상도하고 110℃ 오븐에서 20∼30분동안 열경화시켜 코팅을 완료하게 된다. 이 때, 형태만을 갖추었던 하도의 내부 또한 경화가 완료되게 한다.

이와 같이 본 발명은 상기한 수지 조성물로 이루어지고, 이를 이용하여 1차코팅 후 자외선을 조사하여 경화시킴으로서 전체적으로는 경화시간이 단축되어 작업성 및 생산성이 향상되고 경화되는 과정에서 형상의 변형이 없어 불량률이 감소하고 절연성이 개선되는 등 여러 가지 잇점이 있어 전기, 전자분야의 콘덴서 절연코팅에 아주 유용하게 사용될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

(가) 주재의 제조

노볼락타입의 에폭시수지 200g에 비스페놀 에이 디글리시딜에테르 300g을 넣고 110℃로 승온후 20분간 방치한 후 같은 온도에서 교반을 시작하였다. 완전히 녹인 후에 온도를 60℃까지 내리고 사이클로알리파틱 에폭시수지로 3,4-에폭시-6-메틸사이클로헥실-3,4-에폭시-6-메틸사이클로헥산카르복실레이트 500g을 넣고 교반하여 완전히 혼합된 후 온도를 70℃로 올리고 2시간동안 양이온성 개시제인 설포니움 염을 천천히 한 방울씩 40g 투입한 후 완전혼합하여 4시간 방치한 후 폴리에틸렌 용기에 토출하였다.

(나) 경화제의 제조

헥사하이드포프탈릭안하이드라이드 500g에 보른 트리클로라이드 착물을 25g 넣고 대략 30분정도 교반하여 상이 균일해진 다음 역시 금속 용기가 아닌 플라스틱 용기에 토출하였다.

실시예 2

상기한 실시예 1에서 사용된 양이온성 개시제를 80g으로 변경시킨 것을 제외하고는, 상기 실시예 1의 반응과정과 실질적으로 동일하게 반응을 실시하여 주재를 제조하였다.

실시예 3

상기한 실시예 1에서 사용된 산무수물을 석시닉안하이드라이드로, 또한 투입량을 700g으로 변경하고 경화제의 제조시간을 20분으로 단축시킨 것을 제외하고는, 상기 실시예 1의 반응과정과 실질적으로 동일하게 반응을 실시하여 주재를 제조하였다.

실시예 4

(가) 주재의 제조

비닐사이클로헥산디옥사이드 500g을 반응기에 넣고 80℃로 교반한 후 온도를 45±5℃ 정도로 낮추고 설포니움 염을 40g 투입한 후 60℃에서 6시간 반응시킨 후 30분 후에 토출하였다.

(나) 경화제의 제조

석시닉안하이드라이드 100g에 보론 트리클로라이드 착물을 5g 투입하고 아민 관능기의 폴리디메틸실록세인 5g을 50±5℃으로 교반하다가 30분 후에 토출하였다.

제조 실시예 1

실시예 1에서 제조된 사이클로알리파틱 에폭시 수지 100g과 경화제 50g을 혼합한 다음 여기에 콘덴서를 5∼10분동안 진공함침시킨 후 15초동안 자외선을 조사하여 경화시킨다.

제조 실시예 2

상기한 실시예 2에 의해서 제조된 조성물을 상기 제조 실시예 1에 의거 자외선 경화형 콘덴서 하도 코팅을 실시하였다.

제조 실시예 3

상기한 실시예 3에 의해서 제조된 조성물을 상기 제조 실시예 1에 의거 자외선 경화형 콘덴서 하도 코팅을 실시하였다.

제조 실시예 4

상기한 실시예 4에 의해서 제조된 조성물을 상기 제조 실시예 1에 의거 자외선 경화형 콘덴서 하도 코팅을 실시하였다.

실험예

상기 실시예 1∼4 및 제조 실시예 1∼4에서 제조한 코팅 조성물 및 하도 코팅된 콘데서를 상도 코팅까지 실시하여 얻은 콘덴서를 기존의 콘덴서 절연코팅제 및 기존의 콘덴서를 비교예로하여 절연성 등 제반물성을 비교하여 다음 표 1에 나타내었다.

항목 / 구분	제조예 1	제조예 2	제조예 3	제조예 4	비교예
제조공정소요시간 (시간)불량율⁽¹⁾(%)접착성⁽²⁾(kg/㎠)절연성⁽³⁾(MΩ)×10⁵가사시간⁽⁴⁾(시간)	142.3455	132.44.235	172.13.645	142.34.150	3.5300.80.312

(주) (1) 불량율은 상기한 조성물과 기존 방식의 콘덴서 코팅용 조성물을 각각 사용하여 콘덴서를 제조한 결과 외관 불량율을 %로 산출하여 측정함.

(2) PET 필름 사이에 상기조성물로 점착시킨 후 만능시험기(UTM)로 측정함. 시마쯔(SHIMADZU), 모델명 : AGS-2000D

(3) 휴렛팩커드(미국), 모델명 : 4329 에이 하이리지스턴스메터(4329 A high resistance meter)로 측정함.

(4) 각각의 조성물을 두 개의 200ml 용기에 각각 100ml씩을 채운 후 공기중에 방치하여 고화가 시작되어 함침 코팅을 할 수 없는 정도의 점도인 1000센티포이즈(cps)에 이를 때까지의 시간을 5시간 단위로 측정함.

내용없음.

Claims

사이클로알리파틱 에폭시 수지 100 중량부와;

노볼락 타입 에폭시 수지 15 내지 55 중량부와;

비스페놀 에이 타입의 에폭시 수지 35 내지 85 중량부와;

양이온성 개시제 3 내지 20 중량부와;

써어말 이니시에이터 2 내지 8 중량부와;

경화제인 산무수물 7 내지 150 중량부를;

포함하는 콘덴서 하도 절연 코팅용 이액형 액체 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 사이클로알리파틱 에폭시수지는 프렉서블 알리사이클로시클릭 에폭시 레진 및 그 유도체들, 3,4-에폭시-6-메틸사이클로헥실-3,4-에폭시-6-메틸사이클로헥산카르복실레이트, 비닐사이클로헥산디옥사이드, 디사이클로펜타디엔디옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 콘덴서 하도 절연 코팅용 이액형 액체 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 양이온성 개시제는 설포니움 염 및/또는 아이론 아레네 콤플렉스(iron arene complexes)인 콘덴서 하도 절연 코팅용 이액형 액체 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 산무수물은 아세틱안하이드라이드, 프탈릭안하이드라이드, 헥사하이드로프탈릭안하이드라이드, 피로멜리틱안하이드라이드, 메틸나딕안하이드라이드, 도데시닐석시닉안하이드라이드, 클로렌딕안하이드라이드, 말레익안하이드라이드, 석시닉안하이드라이드, 말레익안하이드라이드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 콘덴서 하도 절연 코팅용 이액형 액체 수지 조성물.