KR20220114525A

KR20220114525A - 이미드기 함유 화합물, 이미드기 함유 경화제, 및 에폭시 수지 경화물 및 그것을 이용한 전기절연성 재료

Info

Publication number: KR20220114525A
Application number: KR1020227009990A
Authority: KR
Inventors: 아유미 야나카; 마코토 나카이; 유키 다쿠보
Original assignee: 유니티카 가부시끼가이샤
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2020-12-07
Publication date: 2022-08-17
Also published as: WO2021117686A1; TWI829983B; JP2021193094A; CN114728903B; JP6960705B1; CN114728903A; JPWO2021117686A1; TW202128620A

Abstract

본 발명은, 고온 고전계하에 있어서 전하의 국소적인 축적이 충분히 방지됨과 함께, 내열성 및 유전 특성이 충분히 우수한 전기절연성 에폭시 수지 경화물을 제조하기 위한 경화제(특히 이미드기 함유 화합물)를 제공한다. 본 발명은, 다이이미드 다이카복실산계 화합물, 다이이미드 테트라카복실산계 화합물 및 모노이미드 트라이카복실산계 화합물의 군으로부터 선택되는 이미드기 함유 화합물에 관한 것이다.

Description

이미드기 함유 화합물, 이미드기 함유 경화제, 및 에폭시 수지 경화물 및 그것을 이용한 전기절연성 재료

본 발명은, 이미드기 함유 화합물, 이미드기 함유 경화제, 및 에폭시 수지 경화물 및 그것을 이용한 전기절연성 재료에 관한 것이다.

에폭시 수지 및 그 경화제로 이루어지는 에폭시 수지 경화물은, 열적, 역학적 및 전기적 특성이 우수하여, 전기 전자 재료를 중심으로 공업적으로 널리 이용되고 있다. 에폭시 수지 경화물을 제조하기 위한 경화제로서는, 예를 들면, 페놀계 경화제, 산 무수물계 경화제, 아민계 경화제 등이 사용되고 있다.

근년, 차재용 파워 모듈로 대표되는 파워 디바이스의 분야에서는, 가일층의 대전류화, 소형화, 고효율화가 요구되고 있어, 탄화 규소(SiC) 반도체로의 이행이 진행되고 있다. SiC 반도체는, 종래의 실리콘(Si) 반도체보다도 고온 조건하에서의 동작이 가능하므로, SiC 반도체에 사용되는 반도체 봉지재에도 지금까지 이상으로 높은 내열성이 요구되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1). 또한, 파워 디바이스는 소형화 고출력화에 따라, 고온 고전계하에서 사용되지만, 고온 고전계하에서는 절연 재료 중에서 전하가 축적되어, 반도체 내부의 전계가 변왜(變歪)되어, 반도체 소자의 내전압을 저하시킨다. 따라서, 파워 디바이스의 성능 향상에는, 고온하에서의 내전압을 개선하도록, 고온 고전계하에 있어서 전하의 축적이 생기지 않는 재료의 개발이 필요하다.

또한, 송전선의 분야에서는, 종래부터 도기나 세라믹으로 이루어지는 애자가 이용되고 있었지만, 상기 애자는 무겁고 취성이기 때문에, 폴리머를 일부에 이용한 애자가 검토되고 있다(예를 들면, 특허문헌 2). 근년, 애자가 고전압화되고 있고, 그에 따라, 애자에 이용하는 폴리머에는, 전하의 축적이 생기지 않도록 하기 위해 종래품보다도 더 저유전성이며, 고전압화되더라도 견딜 수 있도록 고절연성인 재료가 요구되고 있다.

또한, 전기자동차의 분야에서는, 모터 등의 전기 기기를 구성하는 전선에 절연성의 전선 피복재가 이용되고 있다(예를 들면, 특허문헌 3). 근년, 모터가 고출력화되어, 인버터 서지에 의한 부분 방전의 영향이 커지고 있다. 그에 따라, 모터에 이용하는 전선 피복재는, 인버터 서지가 발생하기 어렵게 하기 위해 종래품보다도 더 저유전성이며, 고출력화되더라도 견딜 수 있도록 고절연성인 재료가 요구되고 있다.

일본 특허공개 2007-305962호 공보 일본 특허공개 2013-234311호 공보 일본 특허공개 2012-224714호 공보

본 발명의 발명자들은, 종래의 재료(특히 종래의 경화제를 이용하여 제조된 에폭시 수지 경화물)를 전기절연성 재료로서 사용하면, 고온 고전계하에 있어서 전하가 국소적으로 축적되어, 절연 파괴에 이르는 경우가 있기 때문에, 충분한 절연성이 얻어지지 않는 것을 발견했다. 예를 들면, 파워 디바이스의 분야에 있어서, 종래의 절연 재료는, 고온 고전계 환경에 의해 전하가 국소적으로 축적되어, 절연 파괴에 이르는 경우가 있었다.

본 발명은, 고온 고전계하에 있어서 전하의 국소적인 축적이 충분히 방지되는, 에폭시 수지 경화물, 및 당해 에폭시 수지 경화물을 제조하기 위한 경화제(특히 이미드기 함유 화합물)를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 고온 고전계하에 있어서 전하의 국소적인 축적이 충분히 방지됨과 함께, 내열성 및 유전 특성이 충분히 우수한 에폭시 수지 경화물, 및 당해 에폭시 수지 경화물을 제조하기 위한 경화제(특히 이미드기 함유 화합물)를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 명세서 중, 전하의 국소적인 축적이란, 고온 고전계하에 있어서 전기절연성 재료의 내부에서 생기는 전하의 편재를 말하며, 전하 밀도 분포를 경시적으로 측정하는 것에 의해 관찰할 수 있는 전기적 현상이다. 고온 고전계란, 예를 들면, 120℃ 이상(특히 130∼150℃)의 온도 및 40∼120kV/mm(특히 80∼120kV/mm)의 전계의 환경을 말한다. 전기절연성 및 절연성은, 이와 같은 고온 고전계하에 있어서 전하의 국소적인 축적이 충분히 방지되는 특성을 포함한다.

유전율 및 유전 정접은, 일반적으로는, 목적에 따라서 높은 편이 우수하다고 평가되는 경우, 및 낮은 편이 우수하다고 평가되는 경우가 있지만, 본 발명에 있어서, 유전 특성이란, 특히 유전율 및 유전 정접의 양자가 충분히 저감될 수 있는 성능을 말한다.

본 발명자들은, 이와 같은 과제를 해결하기 위해서 예의 검토의 결과, 특정의 이미드기 함유 경화제와 에폭시 수지로 이루어지는 경화물이, 내열성, 유전 특성 및 절연성의 모든 특성이 우수한 것을 발견하여, 본 발명에 도달했다.

즉, 본 발명의 요지는 이하와 같다.

＜1＞ 다이이미드 다이카복실산계 화합물, 다이이미드 테트라카복실산계 화합물 및 모노이미드 트라이카복실산계 화합물의 군으로부터 선택되는 이미드기 함유 화합물.

＜2＞＜1＞에 기재된 이미드기 함유 화합물로부터 선택되는, 이미드기 함유 경화제.

＜3＞＜2＞에 기재된 이미드기 함유 경화제와, 에폭시 수지로 이루어지는 에폭시 수지 경화물.

＜4＞ 에폭시 수지가, 1분자 중, 2개 이상의 에폭시기를 갖는, ＜3＞에 기재된 에폭시 수지 경화물.

＜5＞ 이미드기 함유 경화제가 200∼1100의 분자량을 갖는, ＜3＞ 또는 ＜4＞에 기재된 에폭시 수지 경화물.

＜6＞ 이미드기 함유 경화제가 50∼500의 작용기 당량을 갖는, ＜3＞∼＜5＞ 중 어느 하나에 기재된 에폭시 수지 경화물.

＜7＞＜3＞∼＜6＞ 중 어느 하나에 기재된 에폭시 수지 경화물을 포함하는 전기절연성 재료.

＜8＞＜3＞∼＜6＞ 중 어느 하나에 기재된 에폭시 수지 경화물을 포함하는 봉지재.

＜9＞ 파워 반도체 모듈용인 ＜8＞에 기재된 봉지재.

＜10＞＜3＞∼＜6＞ 중 어느 하나에 기재된 에폭시 수지 경화물을 포함하는 애자.

＜11＞ 송전선용인 ＜10＞에 기재된 애자.

＜12＞＜3＞∼＜6＞ 중 어느 하나에 기재된 에폭시 수지 경화물을 포함하는 전선 피복재.

＜13＞ 전기자동차용인 ＜12＞에 기재된 전선 피복재.

＜14＞＜3＞∼＜6＞ 중 어느 하나에 기재된 에폭시 수지 경화물을 포함하는 프린트 배선판.

본 발명에 의하면, 내열성, 유전 특성 및 절연성이 우수하고, 예를 들면, 봉지재(특히 반도체 봉지재), 애자, 전선 피복재 등으로의 사용에 적합한 전기절연성 에폭시 수지 경화물, 및 당해 에폭시 수지 경화물을 제조하기 위한 경화제(특히 이미드기 함유 화합물)를 제공할 수 있다.

본 발명의 전기절연성 에폭시 수지 경화물은, 특히 고온 고전계하에 있어서 전하의 국소적인 축적이 충분히 방지된다고 하는, 충분히 우수한 절연성을 갖는다.

도 1은 실시예 A-1, B-1, B-2 및 C-1의 에폭시 수지 경화물에 대한 전하 밀도 분포의 경시적 변화를 나타내는 차트이다.
도 2는 비교예 1∼3의 에폭시 수지 경화물에 대한 전하 밀도 분포의 경시적 변화를 나타내는 차트이다.

본 발명의 이미드기 함유 화합물은, 경화제(특히 에폭시 수지의 경화제)로서 유용하다. 본 발명의 이미드기 함유 화합물은, 경화제(특히 에폭시 수지의 경화제)로서 사용되는 경우, 「이미드기 함유 경화제」라고도 칭해진다. 이하, 본 발명의 전기절연성 에폭시 수지 경화물을 상세하게 설명하지만, 당해 설명에 있어서, 이미드기 함유 화합물은 이미드기 함유 경화제로서 상세하게 설명한다.

＜전기절연성 에폭시 수지 경화물＞

본 발명의 전기절연성 에폭시 수지 경화물은, 이미드기 함유 경화제 및 에폭시 수지로 구성된다.

[이미드기 함유 경화제]

이미드기 함유 경화제로서는, 예를 들면, 다이이미드 다이카복실산계 화합물, 다이이미드 테트라카복실산계 화합물, 및 모노이미드 트라이카복실산계 화합물 등의 이미드기 함유 화합물을 들 수 있다. 이미드기 함유 경화제는 이들의 군으로부터 선택되는 1종 이상의 이미드기 함유 경화제여도 된다. 내열성, 유전 특성 및 절연성의 가일층의 향상의 관점에서, 바람직한 이미드기 함유 경화제는 다이이미드 다이카복실산계 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 이미드기 함유 경화제이다.

이미드기 함유 경화제의 분자량은 특별히 한정되지 않고, 내열성, 유전 특성 및 절연성의 가일층의 향상의 관점에서, 바람직하게는 200∼1100이고, 보다 바람직하게는 300∼1000이고, 더 바람직하게는 300∼700이며, 가장 바람직하게는 400∼600이다.

이미드기 함유 경화제의 작용기 당량은 특별히 한정되지 않고, 내열성, 유전 특성 및 절연성의 가일층의 향상의 관점에서, 바람직하게는 50∼500이고, 보다 바람직하게는 800∼400이고, 더 바람직하게는 100∼400이며, 가장 바람직하게는 200∼350이다. 작용기 당량은, 분자량을, 이미드기 함유 경화제가 1분자당 갖는 작용기(예를 들면 카복실기)의 수로 나누는 것에 의해 산출되는 값이다.

경화제에 포함되는 이미드기 함유 경화제의 배합량은 특별히 한정되지 않고, 내열성, 유전 특성 및 절연성의 가일층의 향상의 관점에서, 경화제 전량에 대해서, 바람직하게는 50질량% 이상이고, 보다 바람직하게는 80질량% 이상이고, 더 바람직하게는 90질량% 이상이며, 가장 바람직하게는 100질량%이다. 이미드기 함유 경화제의 배합량이 경화제 전량에 대해서 100질량%이다는 것은, 경화제가 이미드기 함유 경화제만으로 이루어지는 것을 의미한다. 2종 이상의 이미드기 함유 경화제를 배합하는 경우, 그들의 합계 배합량이 상기 범위 내이면 된다.

(다이이미드 다이카복실산계 화합물)

다이이미드 다이카복실산계 화합물은, 1분자 중, 2개의 이미드기 및 2개의 카복실기를 갖는 화합물이다. 다이이미드 다이카복실산계 화합물은 아마이드기를 갖지 않는다. 원료 화합물로서, 무수 트라이카복실산 성분과 다이아민 성분을 이용하여, 작용기끼리의 반응을 행하는 것에 의해, 아마이드산계 화합물을 제조하고, 이미드화 반응을 진행시키는 것에 의해 다이이미드 다이카복실산계 화합물을 제조할 수 있다. 여기에서 작용기끼리의 반응은, 용액 중이어도 되고, 고상 상태에서 반응을 행해도 되며, 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다.

무수 트라이카복실산 성분과 다이아민 성분을 이용한 다이이미드 다이카복실산계 화합물은, 1분자의 다이아민 성분에 대해서, 2분자의 무수 트라이카복실산 성분이 반응하여, 2개의 이미드기가 형성되어 이루어지는 화합물이다.

무수 트라이카복실산 성분과 다이아민 성분을 이용한 다이이미드 다이카복실산계 화합물의 제조에 있어서, 다이아민 성분은, 무수 트라이카복실산 성분에 대해서 통상은 약 0.5배 몰량, 예를 들면 0.1∼0.7배 몰량, 바람직하게는 0.3∼0.7배 몰량, 보다 바람직하게는 0.4∼0.6배 몰량, 더 바람직하게는 0.45∼0.55배 몰량으로 사용된다.

다이이미드 다이카복실산계 화합물을 구성할 수 있는 무수 트라이카복실산 성분으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 다이이미드 다이카복실산계 화합물 및 이것을 이용하여 얻어지는 에폭시 수지 경화물의 내열성, 유전 특성 및 절연성의 가일층의 향상의 관점에서, 방향족환을 함유하는 방향족 무수 트라이카복실산 성분, 특히 무수 트라이멜리트산이 바람직하다. 다이이미드 다이카복실산계 화합물을 구성할 수 있는 무수 트라이카복실산 성분은 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 혼합물로서 이용할 수도 있다.

다이이미드 다이카복실산계 화합물을 구성할 수 있는 다이아민 성분으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 다이이미드 다이카복실산계 화합물 및 이것을 이용하여 얻어지는 에폭시 수지 경화물의 내열성, 유전 특성, 절연성, 및 용해성의 가일층의 향상의 관점에서, 방향족환을 함유하는 방향족 다이아민 성분, 특히, m-자일릴렌다이아민, p-자일릴렌다이아민, 4,4'-다이아미노다이페닐 에터, 다이머 다이아민이 바람직하다. 다이이미드 다이카복실산계 화합물을 구성할 수 있는 다이아민 성분은 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 혼합물로서 이용할 수도 있다.

(다이이미드 테트라카복실산계 화합물)

다이이미드 테트라카복실산계 화합물은, 1분자 중, 2개의 이미드기 및 4개의 카복실기를 갖는 화합물이다. 원료 화합물로서, 테트라카복실산 이무수물 성분과 모노아미노다이카복실산 성분을 이용하여, 작용기끼리의 반응을 행하는 것에 의해, 아마이드산계 화합물을 제조하고, 이미드화 반응을 진행시키는 것에 의해 다이이미드 테트라카복실산계 화합물을 제조할 수 있다. 여기에서 작용기끼리의 반응은, 용액 중이어도 되고, 고상 상태에서 반응을 행해도 되며, 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다.

테트라카복실산 이무수물 성분과 모노아미노다이카복실산 성분을 이용한 다이이미드 테트라카복실산계 화합물은, 1분자의 테트라카복실산 이무수물 성분에 대해서, 2분자의 모노아미노다이카복실산 성분이 반응하여, 2개의 이미드기가 형성되어 이루어지는 화합물이다.

테트라카복실산 이무수물 성분과 모노아미노다이카복실산 성분을 이용한 다이이미드 테트라카복실산계 화합물의 제조에 있어서, 모노아미노다이카복실산 성분은, 테트라카복실산 이무수물 성분에 대해서 통상은, 약 2배 몰량, 예를 들면 1.5∼10.0배 몰량, 바람직하게는 1.8∼2.2배 몰량, 보다 바람직하게는 1.9∼2.1배 몰량, 더 바람직하게는 1.95∼2.05배 몰량으로 사용된다.

다이이미드 테트라카복실산계 화합물을 구성할 수 있는 테트라카복실산 이무수물 성분으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 다이이미드 테트라카복실산계 화합물 및 이것을 이용하여 얻어지는 에폭시 수지 경화물의 내열성, 유전 특성, 절연성 및 용해성, 및 범용성의 가일층의 향상의 관점에서, 방향족환을 함유하는 방향족 테트라카복실산 이무수물 성분 및/또는 방향족환도 지방족환도 함유하지 않는 지방족 테트라카복실산 이무수물 성분, 특히 3,3',4,4'-벤조페논테트라카복실산 이무수물, 4,4'-(헥사플루오로아이소프로필리덴)다이프탈산 무수물, 1,2,3,4-뷰테인테트라카복실산 이무수물이 바람직하다. 다이이미드 테트라카복실산계 화합물을 구성할 수 있는 테트라카복실산 이무수물 성분은 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 혼합물로서 이용할 수도 있다.

다이이미드 테트라카복실산계 화합물을 구성할 수 있는 모노아미노다이카복실산 성분으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 다이이미드 테트라카복실산계 화합물 및 이것을 이용하여 얻어지는 에폭시 수지 경화물의 내열성, 유전 특성, 절연성 및 용해성의 가일층의 향상의 관점에서, 방향족환을 함유하는 방향족 모노아미노다이카복실산 성분, 특히 2-아미노테레프탈산, 2-아미노아이소프탈산, 4-아미노아이소프탈산, 5-아미노아이소프탈산, 3-아미노프탈산, 4-아미노프탈산이 바람직하다. 다이이미드 테트라카복실산계 화합물을 구성할 수 있는 모노아미노다이카복실산 성분은 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 혼합물로서 이용할 수도 있다.

(모노이미드 트라이카복실산계 화합물)

모노이미드 트라이카복실산계 화합물은, 1분자 중, 1개의 이미드기 및 3개의 카복실기를 갖는 화합물이다. 원료 화합물로서, 무수 트라이카복실산 성분과 모노아미노다이카복실산 성분을 이용하여, 작용기끼리의 반응을 행하는 것에 의해, 아마이드산계 화합물을 제조하고, 이미드화 반응을 진행시키는 것에 의해 모노이미드 트라이카복실산계 화합물을 제조할 수 있다. 여기에서 작용기끼리의 반응은, 용액중이어도 되고, 고상 상태에서 반응을 행해도 되며, 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다.

무수 트라이카복실산 성분과 모노아미노다이카복실산 성분을 이용한 모노이미드 트라이카복실산계 화합물은, 1분자의 무수 트라이카복실산 성분에 대해서, 1분자의 모노아미노다이카복실산 성분이 반응하여, 1개의 이미드기가 형성되어 이루어지는 화합물이다.

무수 트라이카복실산 성분과 모노아미노다이카복실산 성분을 이용한 모노이미드 트라이카복실산계 화합물의 제조에 있어서, 모노아미노다이카복실산 성분은, 무수 트라이카복실산 성분에 대해서 통상은, 약 1배 몰량, 예를 들면 0.5∼5.0배 몰량, 바람직하게는 0.8∼1.2배 몰량, 보다 바람직하게는 0.9∼1.1배 몰량, 더 바람직하게는 0.95∼1.05배 몰량으로 사용된다.

모노이미드 트라이카복실산계 화합물을 구성할 수 있는 무수 트라이카복실산 성분으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 모노이미드 트라이카복실산계 화합물 및 이것을 이용하여 얻어지는 에폭시 수지 경화물의 내열성, 유전 특성 및 절연성의 가일층의 향상의 관점에서, 방향족환을 함유하는 방향족 무수 트라이카복실산 성분, 특히 무수 트라이멜리트산이 바람직하다. 모노이미드 트라이카복실산계 화합물을 구성할 수 있는 무수 트라이카복실산 성분은 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 혼합물로서 이용할 수도 있다.

모노이미드 트라이카복실산계 화합물을 구성할 수 있는 모노아미노다이카복실산 성분으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 모노이미드 트라이카복실산계 화합물 및 이것을 이용하여 얻어지는 에폭시 수지 경화물의 내열성, 유전 특성 및 절연성의 가일층의 향상의 관점에서, 방향족환을 함유하는 방향족 모노아미노다이카복실산 성분, 특히 2-아미노테레프탈산, 2-아미노아이소프탈산, 4-아미노아이소프탈산, 5-아미노아이소프탈산, 3-아미노프탈산, 4-아미노프탈산이 바람직하다. 모노이미드 트라이카복실산계 화합물을 구성할 수 있는 모노아미노다이카복실산 성분은 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 혼합물로서 이용할 수도 있다.

[이미드기 함유 경화제의 제조 방법]

이미드기 함유 경화제는, 용매 중 또는 무용매하에서 제조할 수 있지만, 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다.

용매 중에서 제조하는 방법으로서는, 예를 들면, N-메틸-2-피롤리돈 등의 비프로톤성 용매에, 소정의 원료(예를 들면, 무수 트라이카복실산 성분, 다이아민 성분, 테트라카복실산 이무수물 성분, 모노아미노다이카복실산 성분)를 넣고 80℃에서 교반한 후, 이미드화하여 얻는 방법이 있다.

이미드화의 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 질소 분위기하에서 250℃∼300℃로 가열하는 것에 의해 행해지는 가열 이미드화법, 카복실산 무수물과 3급 아민의 혼합물 등의 탈수 환화 시약으로 처리하는 것에 의해 행해지는 화학적 이미드화법이어도 된다.

무용매하에서 제조하는 방법으로서는, 예를 들면, 메카노케미컬 효과를 이용한 방법을 들 수 있다. 메카노케미컬 효과를 이용한 방법이란, 반응에 이용하는 원료 화합물을 분쇄할 때에 생기는 기계적 에너지를 이용하는 것에 의해 메카노케미컬 효과를 발현시킴으로써 유기 화합물을 얻는 방법이다.

메카노케미컬 효과란, 반응 환경하에 있어서 고체 상태에 있는 원료 화합물에 기계적 에너지(압축력, 전단력, 충격력, 마쇄력 등)를 부여하는 것에 의해, 당해 원료 화합물을 분쇄하고, 형성되는 분쇄 계면을 활성화시키는 효과(또는 현상)를 말한다. 이에 의해, 작용기끼리의 반응이 일어난다. 작용기끼리의 반응은 통상, 2개 이상의 원료 화합물 분자 간에 일어난다. 예를 들면, 작용기끼리의 반응은 화학 구조가 상이한 2개의 원료 화합물 분자 간에 일어나도 되고, 또는 화학 구조가 동일한 2개의 원료 화합물 분자 간에 일어나도 된다. 작용기끼리의 반응은 한정적인 1조의 2개의 원료 화합물 분자 간에서만 일어나는 것은 아니고, 통상은 다른 조의 2개의 원료 화합물 분자 간에서도 일어난다. 작용기끼리의 반응에 의해 생성된 화합물 분자와, 원료 화합물 분자 간에, 새롭게 작용기끼리의 반응이 일어나도 된다. 작용기끼리의 반응은 통상, 화학 반응이며, 이에 의해, 2개의 원료 화합물 분자 간에, 각 원료 화합물 분자가 갖는 작용기에 의해 결합기(특히 공유 결합)가 형성되어, 별도의 1개의 화합물 분자가 생성된다.

반응 환경이란 반응을 위해서 원료 화합물이 놓이는 환경, 즉 기계적 에너지가 부여되는 환경이라는 의미이고, 예를 들면, 장치 내의 환경이어도 된다. 반응 환경하에 있어서 고체 상태에 있다는 것은, 기계적 에너지가 부여되는 환경하(예를 들면, 장치 내의 온도 및 압력하)에 있어서 고체 상태에 있다는 의미이다. 반응 환경하에 있어서 고체 상태에 있는 원료 화합물은 통상, 상온(25℃) 및 상압(101.325kPa)하에서 고체 상태이면 된다. 반응 환경하에 있어서 고체 상태에 있는 원료 화합물은, 기계적 에너지의 부여의 개시 시에 있어서, 고체 상태에 있으면 된다. 본 발명은, 반응 환경하에 있어서 고체 상태에 있는 원료 화합물이, 기계적 에너지의 부여의 계속에 수반하는 온도 및/또는 압력 등의 상승에 의해, 반응 중(또는 처리 중)에 액체 상태(예를 들면, 용융 상태)로 변화하는 것을 불가로 하는 것은 아니지만, 반응률의 향상의 관점에서, 반응 중(또는 처리 중), 계속적으로 고체 상태에 있는 것이 바람직하다.

메카노케미컬 효과의 상세는 분명하지는 않지만, 이하의 원리에 따르는 것으로 생각된다. 1종 이상의 고체 상태의 원료 화합물에 기계적 에너지를 부여하여 분쇄가 일어나면, 당해 기계적 에너지의 흡수에 의해 분쇄 계면이 활성화된다. 이와 같은 분쇄 계면의 표면 활성 에너지에 의해, 2개의 원료 화합물 분자 간에 화학 반응이 일어나는 것으로 생각된다. 분쇄란, 원료 화합물 입자로의 기계적 에너지의 부여에 의해, 당해 입자가 당해 기계적 에너지를 흡수하여, 당해 입자에 균열이 생겨, 표면이 갱신되는 것을 말한다. 표면이 갱신된다는 것은, 새로운 표면으로서 분쇄 계면이 형성되는 것이다. 메카노케미컬 효과에 있어서, 표면의 갱신에 의해 형성되는 새로운 표면의 상태는, 분쇄에 의한 분쇄 계면의 활성화가 일어나는 한, 특별히 한정되지 않으며, 건조 상태에 있어도 되고, 또는 습윤 상태에 있어도 된다. 표면의 갱신에 의한 새로운 표면의 습윤 상태는, 고체 상태의 원료 화합물과는 별도의 액체 상태에 있는 원료 화합물에 기인한다.

기계적 에너지는, 반응 환경하에 있어서 고체 상태에 있는 1종 이상의 원료 화합물을 포함하는 원료 혼합물에 대해서 부여된다. 원료 혼합물의 상태는, 기계적 에너지의 부여에 의해, 고체 상태의 원료 화합물의 분쇄가 일어나는 한, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 원료 혼합물에 포함되는 모든 원료 화합물이 고체 상태에 있는 것에 기인하여, 원료 혼합물은 건조 상태에 있어도 된다. 또한 예를 들면, 원료 혼합물에 포함되는 적어도 1종의 원료 화합물이 고체 상태이고, 또한 나머지의 원료 화합물이 액체 상태인 것에 기인하여, 원료 혼합물은 습윤 상태여도 된다. 구체적으로는, 예를 들면, 원료 혼합물이 1종만의 원료 화합물을 포함하는 경우, 당해 1종의 원료 화합물은 고체 상태이다. 또한 예를 들면, 원료 혼합물이 2종의 원료 화합물을 포함하는 경우, 당해 2종의 원료 화합물은 함께 고체 상태여도 되며, 또는 한쪽의 원료 화합물이 고체 상태에 있고, 또한 다른 쪽의 원료 화합물이 액체 상태에 있어도 된다.

메카노케미컬 효과를 이용한 방법에 있어서, 작용기는, 분자 구조 중에서 반응성의 원인이 될 수 있는 1가의 기(원자단)를 말하며, 탄소간 이중 결합, 탄소간 삼중 결합 등의 불포화 결합기(예를 들면 라디칼 중합성기)를 제외한 개념으로 이용하는 것으로 한다. 작용기는, 탄소 원자 및 헤테로 원자를 함유하는 기이다. 헤테로 원자는, 산소 원자, 질소 원자 및 황 원자로 이루어지는 군, 특히 산소 원자 및 질소 원자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개 이상의 원자이다. 작용기는 수소 원자를 추가로 함유해도 된다. 반응에 제공되는 작용기는 통상, 2개의 작용기이며, 한쪽의 작용기를 갖는 원료 화합물 분자와, 다른 쪽의 작용기를 갖는 원료 화합물 분자는, 구조가 서로 상이해도 되고, 또는 동일해도 된다. 반응에 의해, 2개의 원료 화합물 분자의 결합(특히 공유 결합)이 형성되어, 그들의 1분자화가 달성된다. 작용기끼리의 반응에 의해, 물, 이산화 탄소, 및/또는 알코올 등의 소분자가 부생해도 되고, 또는 부생하지 않아도 되다.

작용기끼리의 반응은, 화학 반응할 수 있는 온갖 작용기(특히 1가의 작용기)끼리의 반응이어도 되고, 예를 들면, 카복실기 및 그의 할로젠화물(기), 산 무수물기, 아미노기, 아이소사이아네이트기, 및 하이드록실기 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2개의 작용기의 반응이다. 당해 2개의 작용기는, 화학 반응이 일어나는 한, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 화학 구조가 상이한 2개의 작용기여도 되고, 또는 화학 구조가 동일한 2개의 작용기여도 된다.

작용기끼리의 반응으로서, 예를 들면, 축합 반응, 부가 반응 또는 이들의 복합 반응 등을 들 수 있다.

축합 반응이란, 원료 화합물 분자 간에, 물, 이산화 탄소, 알코올 등의 소분자의 탈리를 수반하면서, 원료 화합물 분자 간의 결합 또는 연결이 달성되는 반응을 말한다. 축합 반응으로서, 예를 들면, 아마이드기가 생성되는 반응(아마이드화 반응), 이미드기가 생성되는 반응(이미드화 반응), 또는 에스터기가 생성되는 반응(에스터화 반응) 등을 들 수 있다.

부가 반응은, 작용기 간에서의 부가 반응이며, 원료 화합물 분자 간에, 소분자의 탈리를 수반하지 않고, 원료 화합물 분자 간의 결합 또는 연결이 달성되는 반응을 말한다. 부가 반응으로서 예를 들면, 유레아기가 생성되는 반응, 유레테인기가 생성되는 반응, 및 환상 구조가 개환되는 반응(즉, 개환 반응) 등을 들 수 있다. 개환 반응은, 환상 구조를 갖는 원료 화합물(예를 들면, 산 무수물기 함유 화합물, 환상 아마이드 화합물, 환상 에스터 화합물, 에폭시 화합물)에 있어서, 환상 구조의 일부가 개열(開裂)되고, 그 개열된 부위와 다른 원료 화합물의 작용기의 결합 또는 연결이 달성되는 반응을 말한다. 개환 반응에 의해, 예를 들면, 아마이드기, 카복실기, 에스터기, 에터기가 생성된다. 특히, 원료 화합물로서의 산 무수물기 함유 화합물에 있어서의 산 무수물기의 개환 반응에 있어서는, 당해 산 무수물기가 개환되어, 별도의 원료 화합물 분자(아미노기 또는 하이드록실기)와의 결합 또는 연결이 달성된다. 그 결과로서, 예를 들면, 아마이드기 또는 에스터기와, 카복실기가 동시에 생성된다.

작용기끼리의 반응은, 보다 상세하게는, 예를 들면, 이하의 반응으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 반응이어도 된다:

(A) 산 무수물기와, 아미노기의 반응에 의해, (a1) 아마이드기 및 카복실기, (a2) 이미드기, (a3) 아이소이미드기 또는 (a4) 이들의 혼합기가 생성되는 반응;

(B) 산 무수물기와, 아이소사이아네이트기의 반응에 의해 이미드기가 생성되는 반응;

(C) 카복실기 또는 그의 할로젠화물(기)과, 아미노기 또는 아이소사이아네이트기의 반응에 의해, 아마이드기가 생성되는 반응;

(D) 카복실기 또는 그의 할로젠화물(기)과, 하이드록실기의 반응에 의해, 에스터기가 생성되는 반응;

(E) 아이소사이아네이트기와, 아미노기의 반응에 의해, 유레아기가 생성되는 반응;

(F) 아이소사이아네이트기와, 하이드록실기의 반응에 의해, 유레테인기가 생성되는 반응; 및

(G) 산 무수물기와, 하이드록실기의 반응에 의해, 에스터기 및 카복실기가 생성되는 반응.

상기한 이미드기 함유 경화제를 각각 상기한 원료 화합물로부터 제조하는 경우에 있어서, 작용기끼리의 반응은 상기 (A)의 반응에 대응한다. 무용매하에서 제조하는 방법에 있어서는, 메카노케미컬 효과를 이용한 방법을 실시한 후, 용매 중에서 제조하는 방법에 있어서의 이미드화의 방법과 마찬가지의 방법에 의해, 이미드화를 행해도 된다.

[에폭시 수지]

본 발명에서 이용되는 에폭시 수지는 1분자 중, 2개 이상의 에폭시기를 갖는 유기 화합물인 한 특별히 한정되지 않는다. 에폭시 수지의 구체예로서는, 예를 들면, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 비스페닐형 에폭시 수지, 다이사이클로펜타다이엔형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 아이소사이아누레이트형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 아크릴산 변성 에폭시 수지, 다작용 에폭시 수지, 브로민화 에폭시 수지, 인 변성 에폭시 수지를 들 수 있다. 에폭시 수지는 단독이어도 되고, 2종류 이상을 병용해도 된다. 에폭시기는 글라이시딜기여도 된다. 에폭시 수지는 시판품으로서 입수 가능하다.

에폭시 수지의 에폭시 당량은 통상, 100∼3000이고, 바람직하게는 150∼300이다.

[첨가제]

본 발명의 에폭시 수지 경화물은, 경화 촉진제, 열경화성 수지, 무기 충전재, 산화 방지제, 난연제 등의 첨가제를 추가로 포함해도 된다.

경화 촉진제는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 2-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸 등의 이미다졸류; 4-다이메틸아미노피리딘, 벤질다이메틸아민, 2-(다이메틸아미노메틸)페놀, 2,4,6-트리스(다이메틸아미노메틸)페놀 등의 3급 아민류; 트라이페닐포스핀, 트라이뷰틸포스핀 등의 유기 포스핀류를 들 수 있다. 경화 촉진제는 단독으로 이용해도 되고, 2종류 이상을 병용해도 된다.

경화 촉진제의 배합량은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 후술하는 에폭시 수지 용액 전량에 대해서, 0.01∼2질량%이며, 에폭시 수지 경화물의 내열성, 유전 특성 및 절연성의 가일층의 향상의 관점에서, 바람직하게는 0.01∼1질량%이고, 보다 바람직하게는 0.05∼0.5질량%이다.

열경화성 수지는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 사이아네이트 수지, 아이소사이아네이트 수지, 말레이미드 수지, 폴리이미드 수지, 유레테인 수지, 페놀 수지 등을 들 수 있다. 열경화성 수지는 단독으로 이용해도 되고, 2종류 이상을 병용해도 된다.

무기 충전재로서는, 실리카, 유리, 알루미나, 탤크, 마이카, 황산 바륨, 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 산화 마그네슘, 산화 타이타늄, 질화 규소, 질화 붕소 등을 들 수 있다. 무기 충전재는 단독으로 이용해도 되고, 2종류 이상을 병용해도 된다. 또한, 무기 충전재는 에폭시실레인 커플링제, 아미노실레인 커플링제 등의 표면 처리제로 표면 처리된 것이 바람직하다. 무기 충전재는 단독으로 이용해도 되고, 2종류 이상을 병용해도 된다.

산화 방지제로서, 예를 들면, 힌더드 페놀계 산화 방지제, 인계 산화 방지제, 싸이오에터계 산화 방지제를 들 수 있다. 산화 방지제는 단독으로 이용해도 되고, 2종류 이상을 병용해도 된다.

난연제는 특별히 한정되지 않고, 환경에 대한 영향의 관점에서 비할로젠계 난연제가 바람직하다. 난연제로서는 인계 난연제, 질소계 난연제, 실리콘계 난연제 등을 들 수 있다. 난연제는 단독으로 이용해도 되고, 2종류 이상을 병용해도 된다.

＜전기절연성 에폭시 수지 경화물의 제조 방법＞

본 발명의 전기절연성 에폭시 수지 경화물은, 이미드기 함유 경화제 및 에폭시 수지를 포함하는, 뒤에서 상술하는 에폭시 수지 용액을 가열하는 것에 의해 제조할 수 있다.

예를 들면, 에폭시 수지 용액을 기재에 도공하고, 가열에 의해 건조 및 경화시키는 것에 의해, 본 발명의 전기절연성 에폭시 수지 경화물을 제조할 수 있다. 경화 후, 경화물을 기재로부터 박리하여 이용해도 된다. 에폭시 수지 용액의 도공 방법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 캐스팅법, 디핑법 등을 들 수 있다. 에폭시 수지 용액을 기재에 도포하고, 건조, 경화한 후, 기재로부터 박리하는 것에 의해, 에폭시 수지 경화물을, 시트, 필름 등의 형태로 얻을 수 있다.

또한 예를 들면, 에폭시 수지 용액을 금형에 흘려 넣으면서 성형하고, 건조 및 경화시키는 것에 의해, 본 발명의 전기절연성 에폭시 수지 경화물을 제조할 수 있다. 에폭시 수지 용액의 성형 방법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 트랜스퍼 성형법, 인젝션 성형법 등을 들 수 있다.

본 발명의 에폭시 수지 용액을 이용하여 얻어진 피막, 필름 및 그 적층체, 그 몰드품(즉 성형품)을 가열하는 것에 의해, 이미드기 함유 경화제와 에폭시 수지를 반응시켜, 경화를 완전히 달성할 수 있다. 가열 온도(경화 온도)는 통상, 80∼350℃이고, 바람직하게는 130∼300℃이다. 가열 시간(경화 시간)은 통상, 1분∼20시간이고, 바람직하게는 5분∼10시간이다.

본 발명의 에폭시 수지 경화물은, 온갖 치수를 갖고 있어도 된다. 본 발명의 에폭시 수지 경화물이, 예를 들면, 피막, 판, 필름, 시트 등의 형태를 갖는 경우, 당해 경화물의 두께는 통상, 1μm∼100mm여도 된다.

[에폭시 수지 용액]

에폭시 수지 용액은, 적어도 이미드기 함유 경화제 및 에폭시 수지를 유기 용매에 혼합하여 이루어진다. 바람직하게는, 에폭시 수지 용액에 있어서는, 이미드기 함유 경화제 및 에폭시 수지는 유기 용매 중에 용해되어 있고, 적어도 이미드기 함유 경화제, 에폭시 수지 및 유기 용매는 분자 레벨로 균일하게 혼합되어 있다. 용해란, 용질이 용매 중, 분자 레벨로 균일하게 혼합되는 것을 말한다. 용액이란, 용질이 용매 중, 분자 레벨로 균일하게 혼합되어 있는 상태를 말하며, 예를 들면, 상온(25℃) 및 상압(101.325kPa)하에 있어서, 용질이 용매에, 육안으로 투명하게 보일 정도로 용해되어 있는 혼합 액체를 말한다. 에폭시 수지 용액은, 상기한 첨가제를 추가로 포함해도 된다.

에폭시 수지 용액에 이용하는 유기 용매는, 경화제 및 에폭시 수지가 균일하게 용해될 수 있으면 특별히 한정되지 않고, 환경에 대한 영향의 관점에서 비할로젠화 용매가 바람직하다. 이와 같은 비할로젠화 용매로서는, 예를 들면, N,N-다이메틸폼아마이드, N,N-다이메틸아세트아마이드, N-메틸-2-피롤리돈 등의 아마이드 화합물을 들 수 있다. 이들 비할로젠화 용매는 모두 범용 용매로서 유용하다. 상기 유기 용매는 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

에폭시 수지 용액의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 개별 용해법, 일괄 용해법 등이어도 된다. 단시간에 균일한 수지 용액을 얻는 관점에서 개별 용해법이 바람직하다. 개별 용해법은, 미리 이미드기 함유 경화제와 에폭시 수지를 각각 유기 용매에 혼합 및 용해한 후, 그들을 혼합하는 방법이다. 일괄 용해법이란, 이미드기 함유 경화제 및 에폭시 수지를 동시에 유기 용매에 혼합하고, 용해하는 방법이다. 개별 용해법 및 일괄 용해법에 있어서, 혼합 온도는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 80∼180℃, 특히 100∼160℃여도 된다. 상기 혼합 온도를 달성하기 위한 가열은, 예를 들면, 유기 용매의 환류 가열이어도 된다.

에폭시 수지 용액에 있어서, 이미드기 함유 경화제의 배합량은, 얻어지는 에폭시 수지 경화물의 내열성, 유전 특성 및 절연성의 가일층의 향상의 관점에서, 이미드기 함유 경화제의 작용기 당량이 에폭시 수지의 에폭시 당량에 대해서, 바람직하게는 0.5∼1.5 당량비, 보다 바람직하게는 0.7∼1.3 당량비가 되는 양인 것이 바람직하다. 이미드기 함유 경화제의 작용기 당량은, 하이드록시기 또는 카복실기의 함유량으로부터 산출되는 당량에 상당한다.

에폭시 수지 용액에 있어서, 이미드기 함유 경화제 및 에폭시 수지의 합계 배합량은 특별히 한정되지 않고, 얻어지는 에폭시 수지 경화물의 내열성, 유전 특성 및 절연성의 가일층의 향상의 관점에서, 에폭시 수지 용액 전량에 대해서, 바람직하게는 30∼90질량%이고, 보다 바람직하게는 40∼80질량%이며, 더 바람직하게는 50∼70질량%이다.

에폭시 수지 용액은 통상, 10∼70Pa·s, 특히 30∼70Pa·s, 바람직하게는 40∼60Pa·s의 점도를 갖고 있어, 이른바 겔 형태를 갖는 것은 아니다. 겔은 점도를 갖는 것은 아니고, 일반적으로 유동성을 갖지 않는 고형물의 상태를 말한다. 에폭시 수지 용액은, 상세하게는, 추가적인 용매와 혼합되면, 서로 용이하게 상용하여, 전체로서 분자 레벨로 균일하게 혼합된다. 그러나, 겔은, 추가적인 용매와 혼합되더라도, 서로 상용하지 않고 괴상으로 잔류하여, 전체로서 분자 레벨로 균일하게는 혼합되지 않는다. 상용의 판정 시의 혼합은 통상, 용액 또는 겔 100g과, 추가적인 용매 100g의, 상온(25℃), 상압(101.325kPa) 및 100rpm의 교반 조건하에서의 혼합이어도 된다. 이때 「추가적인 용매」는, 용액 또는 겔에 포함되는 용매와 상용하는 용매이며, 예를 들면, 용액 또는 겔에 포함되는 용매와 동일한 구조식으로 표시되는 용매이다. 에폭시 수지 용액의 점도는, 브룩필드 디지털 점도계에 의해 측정된 30℃에서의 점도이다.

에폭시 수지 용액에 있어서는, 에폭시 수지가 무의(無意)로 반응하기 어렵기 때문에, 상기와 같이 비교적 낮은 점도를 가질 수 있다. 이 때문에, 에폭시 수지 용액을 이용하여, 충분한 작업성으로 경화물을 제조할 수 있다. 상세하게는, 에폭시 수지 용액은 통상, 10% 이하의 반응률을 갖고 있다. 반응률은, 에폭시 수지가 갖는 글라이시딜기의 전체 수에 대한, 에폭시 수지 용액 중에서 반응한 글라이시딜기의 수의 비율이다.

＜전기절연성 에폭시 수지 경화물의 용도＞

본 발명의 에폭시 수지 경화물은, 내열성, 유전 특성 및 전기절연성 중 적어도 1개의 특성(바람직하게는 적어도 전기절연성을 포함하는 특성)이 요구되는 온갖 용도에 있어서 유용하다. 상세하게는, 본 발명의 에폭시 수지 경화물은, 온갖 전기절연성 재료로서 바람직하게 사용할 수 있다. 그와 같은 전기절연성 재료로서, 예를 들면, 봉지재(예를 들면, 파워 반도체 모듈용 봉지재), 애자(특히 애자 피복재)(예를 들면, 송전선용 애자(특히 송전선용 애자 피복재)), 전선 피복재(예를 들면, 전기자동차용 전선 피복재), 프린트 배선판용 절연 재료 등을 들 수 있다.

전기절연성 에폭시 수지 경화물의 봉지재로서의 사용:

본 발명의 전기절연성 에폭시 수지 경화물을 봉지재로서 사용하는 경우, 예를 들면, 파워 반도체 모듈을 제작한 후, 모듈이 세팅된 금형 내에 에폭시 수지 용액을 충전하고, 건조 및 경화함으로써, 본 발명의 에폭시 수지 경화물을 파워 반도체 모듈용 봉지재로서 사용할 수 있다.

전기절연성 에폭시 수지 경화물의 애자 피복재로서의 사용:

본 발명의 전기절연성 에폭시 수지 경화물을 애자 피복재로서 사용하는 경우, 예를 들면, 에폭시 수지 용액을 이용하여, 애자의 코어의 외주부(특히 외주 표면)를 피복하여 층을 형성하고, 건조 및 경화시키는 것에 의해, 본 발명의 에폭시 수지 경화물을 애자 피복재로서 사용할 수 있다. 코어로서는, 통상, 원통상 또는 원주상 등의 다양한 형상으로 성형된, 유리 섬유 강화 에폭시 수지, 유리 섬유 강화 페놀 수지 등의 유리 섬유 강화 플라스틱을 들 수 있다. 코어의 외주부에 형성되는 피복재로서의 에폭시 수지 경화물의 두께는, 얻어지는 폴리머 애자의 사이즈나 형상(예를 들면, 삿갓부의 유무나, 그 형상, 사이즈, 간격)에 따라서 변경하면 되지만, 내열성, 유전 특성 및 절연성 등의 가일층의 향상의 관점에서, 가장 두께가 얇은 부분이, 1mm 이상인 것이 바람직하고, 2mm 이상인 것이 보다 바람직하다. 본 발명의 전기절연성 에폭시 수지 경화물을 애자 피복재로서 사용하는 경우에 있어서, 피복재의 두께는 통상, 1∼100mm이고, 바람직하게는 2∼50mm이다. 본 발명의 에폭시 수지 경화물을 애자 피복재로서 사용하는 경우, 본 발명의 에폭시 수지 경화물은, 절연성(특히 전하의 국소적 축적에 의한 절연 파괴를 보다 충분히 방지하는 절연성)의 관점에서, 송전선용의 애자 피복재로서 특히 유용하다.

전기절연성 에폭시 수지 경화물의 전선 피복재로서의 사용:

본 발명의 전기절연성 에폭시 수지 경화물을 전선 피복재로서 사용하는 경우, 에폭시 수지 용액을, 도체의 표면에 도포하고, 베이킹(즉 건조 및 경화)하는 것에 의해, 본 발명의 에폭시 수지 경화물을 전선 피복재로서 사용할 수 있다. 도체로서는, 예를 들면, 구리, 구리 합금을 들 수 있다. 도포 방법 및 베이킹 방법은, 종래의 전선 피복의 형성 방법에 있어서의 도포 방법 및 베이킹 방법과 마찬가지인 방법, 조건에 의해 행할 수 있다. 도포 및 베이킹은, 2회 이상 반복해도 된다. 에폭시 수지 용액은, 다른 수지와 혼합하여 이용해도 된다. 전선 피복재의 두께는, 도체를 보호하는 관점에서, 1∼100μm로 하는 것이 바람직하고, 10∼50μm로 하는 것이 보다 바람직하다. 본 발명의 에폭시 수지 경화물을 전선 피복재로서 사용하는 경우, 본 발명의 에폭시 수지 경화물은, 절연성(특히 전하의 국소적 축적에 의한 절연 파괴를 보다 충분히 방지하는 절연성)의 관점에서, 전기자동차용의 전선 피복재로서 특히 유용하다.

전기절연성 에폭시 수지 경화물의 프린트 배선판용 절연 재료로서의 사용:

프린트 배선판은 통상, 전기절연성 에폭시 수지 경화물을 포함하고, 추가로 유리 클로스를 포함해도 된다. 본 발명의 전기절연성 에폭시 수지 경화물을 프린트 배선판용 절연 재료로서 사용하는 경우, 에폭시 수지 용액을 유리 클로스에 함침 또는 도포시킨 후, 건조 및 경화함으로써, 본 발명의 에폭시 수지 경화물을 프린트 배선판용 절연 재료로서 사용할 수 있다. 프린트 배선 기판이어도 된다. 프린트 배선판은, 그 표면 상 및/또는 내부에, 배선(도체)이 배치되어도 되고, 또한/또는 전자 부품이 장착되어도 된다. 프린트 배선판의 두께는 특별히 한정되지 않는다.

본 발명의 에폭시 수지 경화물은, 기타 용도의 전기 전자 재료, 예를 들면, 부싱 변압기용의 몰드재, 고체 절연 스위치 기어용의 몰드재, 원자력 발전소용 전기 페니트레이션, 빌드업 적층판 등의 전기 전자 재료로서도 적합하게 이용할 수 있다.

실시예

이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 의해 한정되는 것은 아니다. 한편, 평가 및 측정은 이하의 방법에 의해 행했다.

A. 평가 및 측정

[이미드기 함유 경화제의 제작 방법과 평가 방법]

(1) 이미드기 함유 경화제의 제작 방법

산 성분과 아민 성분을 표에 기재된 비율로 혼합한 시료 150g을, 원더 크러셔(오사카 케미컬 주식회사) WC-3C에 의해, 대략 9000rpm의 회전 속도로 1분간 혼합 분쇄하는 것을 3회 반복함으로써, 메카노케미컬 처리를 행했다.

처리한 시료를 유리 용기에 옮기고, 이너트 오븐(야마토 과학 주식회사) DN411I로, 질소 분위기하에서 소성 온도 300℃, 소성 시간 2시간의 이미드화 반응을 행했다.

한편, 이미드기 함유 경화제의 동정은, 후술하는 바와 같이, 분자량이 목적으로 하는 구조의 분자량과 동일한 것, 및 적외 분광법에 있어서 이미드기에서 유래하는 흡수가 있는 것에 의해 행했다.

(2) 이미드기 함유 경화제의 분자량

고속 액체 크로마토그래프 질량 분석계(LC/MS)에 의해, 이하의 조건에서 측정하여, 분자량을 구했다.

시료: 이미드기 함유 경화제/DMSO 용액(200μg/mL)

장치: 브루커 달토닉스제 microTOF2-kp

컬럼: Cadenza CD-C18 3μm 2mm×150mm

이동상: (이동상 A) 0.1% 폼산 수용액, (이동상 B) 메탄올

그레이디언트(B Conc.): 0min(50%)-5, 7min(60%)-14.2min(60%)-17min(100%)-21.6min(100%)-27.2min(50%)-34min(50%)

이온화법: ESI

검출 조건: Negative 모드

(3) 반응의 확인

적외 분광법(IR)에 의해, 이하의 조건에서 측정하여, 동정을 행했다.

적외 분광법(IR)

장치: Perkin Elmer제 System 2000 적외 분광 장치

방법: KBr법

적산 횟수: 64스캔(분해능 4cm^-1)

이미드기에서 유래하는 1778cm^-1 부근 및 1714cm^-1 부근의 흡수의 유무를 확인했다.

◎: (반응이 진행한) 있는 경우;

×: (반응이 진행되어 있지 않은) 없는 경우.

[에폭시 수지 경화물의 평가 방법]

(1) 반응성

실시예 및 비교예의 각각에서 얻어진 에폭시 수지 경화물에 대하여 하기의 조건에 의해 투과 적외 흡수스펙트럼(IR) 측정을 행하여, 글라이시딜기의 흡광도비를 구했다.

글라이시딜기에서 유래하는 흡수는, 통상, 900∼950cm^-1의 파수 영역에 검출된다. 이들 파수에 검출되는 흡수 피크의 양 사이드의 기저부를 직선적으로 이은 선을 베이스라인으로 하고, 피크의 정점으로부터 베이스라인에 대해 수직으로 선을 그었을 때의 교점부터 피크의 정점까지의 길이를 흡광도로 하여, 산출했다.

적외 분광법(IR)

장치: Perkin Elmer제 System 2000 적외 분광 장치

방법: KBr법

적산 횟수: 64스캔(분해능 4cm^-1)

다음으로, 글라이시딜기의 반응률의 산출법의 상세에 대하여 기술한다

우선, 실시예 및 비교예의 각각에서 얻어진 에폭시 수지 용액을 KBr 분말과 혼합하는 것에 의해 IR 측정용 시료를 제작하여 측정을 행했다. 얻어진 스펙트럼중에서 가장 높은 흡광도를 나타내는 피크의 강도가 흡광도 0.8∼1.0의 범위에 들어가는 것을 확인하고, 글라이시딜기의 흡광도 α를 구했다. 다음으로, 이 시료를 오븐으로 질소 기류하 300℃의 온도에서 2시간 열처리하여, 경화 반응을 완전히 진행시켰다. 이 경화시킨 시료에 대하여 동일한 방법에 의해 IR 측정을 행하여, 글라이시딜기에 기인하는 파수의 흡광도 α'를 구했다. 이때 시료의 반응률을, 경화 반응 전의 글라이시딜기의 반응률을 0%로 하여 다음 식으로부터 구했다.

반응률(%)={1-(α'/α)}×100

◎: 90% 이상 100% 이하(최량);

○: 80% 이상 90% 미만(양);

△: 70% 이상 80% 미만(실용상 문제없음);

×: 70% 미만(실용상 문제있음).

(2) 유리 전이 온도(Tg)(내열성)

시차 주사 열량 측정 장치(DSC)에 의해, 이하의 조건에서 측정하여, 동정을 행했다.

장치: Perkin Elmer제 DSC 7

승온 속도: 20℃/min

25℃부터 300℃까지 승온하고, 강온 후, 재차 25℃부터 300℃까지 승온하고, 얻어진 승온 곡선 중의 전이 온도에서 유래하는 불연속 변화의 개시 온도를 유리 전이 온도(Tg)로 했다.

· 에폭시 수지로서 「jER828: 미쓰비시 화학사제, 비스페놀 A형 에폭시 수지」를 이용한 경우

◎: 190℃≤Tg(최량);

○: 170℃≤Tg＜190℃(양);

△: 140℃≤Tg＜170℃(실용상 문제없음);

×: Tg＜140℃(실용상 문제있음).

· 에폭시 수지로서 「EOCN-1020-55: 닛폰 가야쿠사제, o-크레졸 노볼락형 에폭시 수지」를 이용한 경우

◎: 200℃≤Tg(최량);

○: 180℃≤Tg＜200℃(양);

△: 150℃≤Tg＜180℃(실용상 문제없음);

×: Tg＜150℃(실용상 문제있음).

(3) 절연성(전하 밀도 분포의 측정)

실시예 및 비교예의 각각에서 얻어진 에폭시 수지 경화물에 대하여 고온 측정용 펄스 정전 응력(PEA) 측정 시스템에 의해, 이하의 조건에서 전하 밀도 분포를 측정하여, 얻어지는 샘플 중의 최대 전계의 평가를 행했다. 에폭시 수지 경화물 샘플은 실리콘 오일에 잠긴 상태에서 고전압 인가 유닛에 설치 후, 140℃가 될 때까지 가열하고, 140℃에 도달한 후, 140℃ 일정으로 제어하고, 30분 후에 직류 전압을 인가했다. 양극(애노드)에는 시료의 음향 특성 임피던스를 고려하여, 시판 중인 도전성 PEEK(폴리에터 에터 케톤)의 시트를 이용하고, 음극(캐소드)은 알루미늄판을 이용했다. 에폭시 수지 경화물(시료)은 필름 형상을 갖고, 양극과 음극 사이에 협지되어 있다. 직류 전압을 인가함에 있어서는, 시료의 두께를 고려하여, 평균 전계가 20kV/mm에 상당하는 직류 전압을 10분간 인가하고, 그 후 5분간 단락하며, 그 전압 인가 중 및 단락 중에 펄스 전압(5ns, 200V)을 1ms 간격(1kHz)으로 인가하고, 얻어진 파형을 1000회 가산 평균하여 1파형을 얻었다. 한편, 측정 간격은 10초이다. 상기의 20kV/mm의 인가 중 및 단락 중의 측정이 종료한 후에는, 평균 인가 전계가 40kV/mm가 되도록, 인가하는 직류 전압을 증가시켜, 상기와 마찬가지의 일련의 측정을 행하고, 이것을 순차적으로, 60, 80, 100 및 120kV/mm에 상당하는 평균 인가 전계하에서 측정을 반복했다. 이와 같이 경시적으로 측정된 전하 밀도 분포를 도 1 및 도 2에 나타낸다. 도 1은, 실시예 A-1, B-1, B-2 및 C-1의 에폭시 수지 경화물(특히 비스페놀 A형 에폭시 수지를 이용한 에폭시 수지 경화물)에 대한 전하 밀도 분포의 경시적 변화를 나타내는 차트이다. 도 2는, 비교예 1∼3의 에폭시 수지 경화물(특히 비스페놀 A형 에폭시 수지를 이용한 에폭시 수지 경화물)에 대한 전하 밀도 분포의 경시적 변화를 나타내는 차트이다. 최대 전계(특히 최대 전계/인가 전계의 비)가 작을수록, 절연성이 우수한 것을 나타낸다.

장치: 고전압 인가 유닛

시료 치수: 길이 50mm×폭 50mm×두께 100μm 이상 150μm 이하

인가 전계: 20, 40, 60, 80, 100, 120kV/mm

측정 온도: 140℃

◎: 인가 전계에 대한 샘플 중의 최대 전계의 비가 최대로 1.1 이하였다(최량);

○: 인가 전계에 대한 샘플 중의 최대 전계의 비가 최대로 1.1보다 크고 1.3 이하였다(양);

△: 인가 전계에 대한 샘플 중의 최대 전계의 비가 최대로 1.3보다 크고 1.5 이하였다(실용상 문제없음);

×: 인가 전계에 대한 샘플 중의 최대 전계의 비가 최대로 1.5보다 컸다(실용상 문제있음).

◎: 인가 전계에 대한 샘플 중의 최대 전계의 비가 최대로 1.2 이하였다(최량);

○: 인가 전계에 대한 샘플 중의 최대 전계의 비가 최대로 1.2보다 크고 1.4 이하였다(양);

△: 인가 전계에 대한 샘플 중의 최대 전계의 비가 최대로 1.4보다 크고 1.6 이하였다(실용상 문제없음);

×: 인가 전계에 대한 샘플 중의 최대 전계의 비가 최대로 1.6보다 컸다(실용상 문제있음).

(4) 유전 특성(유전율, 유전 정접)

임피던스 애널라이저에 의해, 이하의 조건에서 측정하여, 평가를 행했다.

임피던스 애널라이저

장치: 애질런트 테크놀로지 주식회사제 E4991A RF 임피던스/머티리얼 애널라이저

시료 치수: 길이 20mm×폭 20mm×두께 150μm

주파수: 1GHz

측정 온도: 23℃

시험 환경: 23℃±1℃, 50%RH±5%RH

◎: 유전율≤2.6(최량);

○: 2.6＜유전율≤3.0(양);

△: 3.0＜유전율≤3.3(실용상 문제없음);

×: 3.3＜유전율(실용상 문제있음).

◎: 유전 정접≤0.0175(최량);

○: 0.0175＜유전 정접≤0.020(양);

△: 0.020＜유전 정접≤0.030(실용상 문제없음);

×: 0.030＜유전 정접(실용상 문제있음).

◎: 유전율≤2.8(최량);

○: 2.8＜유전율≤3.2(양);

△: 3.2＜유전율≤3.4(실용상 문제없음);

×: 3.4＜유전율(실용상 문제있음).

◎: 유전 정접≤0.0195(최량);

○: 0.0195＜유전 정접≤0.030(양);

△: 0.030＜유전 정접≤0.042(실용상 문제없음);

×: 0.042＜유전 정접(실용상 문제있음).

(5) 종합 평가

내열성, 유전 특성 및 절연성의 평가 결과에 기초하여, 종합적으로 평가했다.

◎: 모든 평가 결과가 ◎였다.

○: 모든 평가 결과 중, 가장 낮은 평가 결과가 ○였다.

△: 모든 평가 결과 중, 가장 낮은 평가 결과가 △였다.

×: 모든 평가 결과 중, 가장 낮은 평가 결과가 ×였다.

[에폭시 수지 용액의 평가 방법]

(1) 에폭시 수지 용액의 점도

실시예 및 비교예의 각각에서 얻어진 에폭시 수지 용액에 대하여, 브룩필드 디지털 점도계(도키 산교 TVB-15M)를 이용하여 30℃에서의 점도(Pa·s)를 측정했다.

(2) 에폭시 수지 용액에 포함되는 이미드기 함유 경화제의 용해성

실시예 및 비교예의 각각에서 얻어진 에폭시 수지 용액 중의 용해 잔사 성분(잔존물)의 유무를 육안에 의해 관찰했다.

◎(용해성 있음): 용해 잔사 없음; 150℃에서의 혼합 10분간 이내에 완전히 용해되었다.

○(용해성 있음): 용해 잔사 없음; 150℃에서의 혼합 10분간 초과로 완전히 용해되었다(용해까지 시간을 요한다).

×(용해성 없음): 용해 잔사 있음; 얻어진 에폭시 수지 용액 중에 용해 잔사가 있었다.

B. 원료

(1) 이미드기 함유 경화제

[다이이미드 다이카복실산의 제작]

합성예 A-1

상기한 「이미드기 함유 경화제의 제작 방법」에 기초하여 다이이미드 다이카복실산을 제작했다. 상세하게는, 이하와 같다.

분쇄조에, 입상의 무수 트라이멜리트산 521질량부와 4,4'-다이아미노다이페닐 에터 479질량부를 첨가하고, 혼합 분쇄를 행했다.

그 후, 상기 혼합물을 유리 용기에 옮기고, 이너트 오븐에 의해, 질소 분위기하에서 300℃, 2시간의 이미드화 반응을 행하여, 이미드기 함유 경화제를 제작했다.

[다이이미드 테트라카복실산의 제작]

합성예 B-1

상기한 「이미드기 함유 경화제의 제작 방법」에 기초하여 다이이미드 테트라카복실산을 제작했다. 상세하게는, 이하와 같다.

분쇄조에, 입상의 3,3',4,4'-벤조페논테트라카복실산 이무수물 471질량부와 2-아미노테레프탈산 529질량부를 첨가하고, 혼합 분쇄를 행했다.

합성예 B-2

산 이무수물 조성 및 모노아민 조성을 변경하는 것 이외에는, 합성예 B-1과 마찬가지의 조작을 행하여, 이미드기 함유 경화제를 얻었다.

[모노이미드 트라이카복실산의 제작]

합성예 C-1

상기한 「이미드기 함유 경화제의 제작 방법」에 기초하여 모노이미드 트라이카복실산을 제작했다. 상세하게는, 이하와 같다.

분쇄조에, 입상의 무수 트라이멜리트산 515질량부와 2-아미노테레프탈산 485질량부를 첨가하고, 혼합 분쇄를 행했다.

(2) 에폭시 수지

· jER828: 미쓰비시 화학사제, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 에폭시 당량 184∼194g/eq

· EOCN-1020-55: 닛폰 가야쿠사제, o-크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 에폭시 당량 195g/eq

(3) 이미드계 경화제 이외의 경화제

· PHENOLITE TD-2131: DIC사제, 노볼락형 페놀 수지, 이미드기를 포함하지 않는 경화제; 당해 경화제는 이하의 구조식을 갖는다.

[화학식 1]

· HN-2200: 히타치 화성사제, 지환식 산 무수물, 이미드기를 포함하지 않는 경화제; 당해 경화제는 이하의 구조식을 갖는다.

[화학식 2]

· jERcure113: 미쓰비시 케미컬사제, 변성 지환식 아민, 이미드기를 포함하지 않는 경화제.

실시예 A-1

합성예 A-1에서 얻어진 이미드기 함유 경화제와 에폭시 수지(jER828)를 1.0/1.1(당량비)의 비율로 혼합한 시료 60질량부에 대해서, 경화 촉진제(2-에틸-4-메틸이미다졸, 도쿄 화성공업사제) 0.2질량부와, 다이메틸폼아마이드(DMF) 39.8질량부를 실온(즉 20℃)에서 혼합하고, 150℃에서 0.5시간의 환류 가열을 행하여, 에폭시 수지 용액을 얻었다.

본 실시예에서 얻어진 에폭시 수지 용액은 50Pa·s의 점도를 갖고 있어, 충분히 양호한 작업성을 갖고 있었다.

얻어진 에폭시 수지 용액을 알루미늄 기재에 300μm의 두께로 도공하고, 제작한 도막을 이너트 오븐으로, 질소 분위기하, 180℃에서 2시간, 계속해서 300℃에서 2시간 건조하여, 탈용매 및 경화 반응을 행했다. 얻어진 알루미늄 기재 부착 시료로부터 알루미늄 기재를 제거하여, 에폭시 수지 경화물을 얻었다. 에폭시 수지 경화물(에폭시 수지 「jER828」을 이용한 에폭시 수지 경화물)의 평균 두께는 112μm였다. 본 명세서 중, 평균 두께는 임의의 10점에서의 두께의 평균값을 말한다.

한편, 에폭시 수지로서 「jER828」 대신에, 「EOCN-1020-55」(닛폰 가야쿠사제, o-크레졸 노볼락형 에폭시 수지)를 이용하는 것 이외에, 본 실시예에 있어서의 상기한 방법과 마찬가지의 방법에 의해, 에폭시 수지 용액 및 에폭시 수지 경화물을 제작했다. 에폭시 수지 용액은 50Pa·s의 점도를 갖고 있어, 충분히 양호한 작업성을 갖고 있었다. 에폭시 수지 경화물(에폭시 수지 「EOCN-1020-55」를 이용한 에폭시 수지 경화물)의 평균 두께는 103μm였다.

실시예 B-1, B-2 및 C-1, 및 비교예 1

합성예 B-1, B-2 또는 C-1에서 얻어진 이미드기 함유 경화제 또는 경화제 「PHENOLITE TD-2131」을 이용하는 것 이외에는 실시예 A-1과 마찬가지의 조작을 행하여, 에폭시 수지 용액 및 에폭시 수지 경화물을 제작했다. 한편, 각 실시예에 있어서 사용되는 이미드기 함유 경화제는, 당해 실시예 번호와 동일한 번호의 합성예에서 얻어진 것이다.

실시예 B-1, B-2 및 C-1, 및 비교예 1에서 얻어진 에폭시 수지 용액에 포함되는 에폭시 수지에 있어서의 글라이시딜기의 반응률은 모두 10% 이하였다.

실시예 B-1, B-2 및 C-1, 및 비교예 1에서 얻어진 에폭시 수지 용액의 점도는 모두 30∼70Pa·s로, 충분히 양호한 작업성을 갖고 있었다.

에폭시 수지 경화물의 평균 두께는 이하와 같았다.

에폭시 수지 「jER828」을 이용한 에폭시 수지 경화물의 평균 두께:

116μm(실시예 B-1), 115μm(실시예 B-2), 122μm(실시예 C-1), 112μm(비교예 1).

에폭시 수지 「EOCN-1020-55」를 이용한 에폭시 수지 경화물의 평균 두께:

120μm(실시예 B-1), 104μm(실시예 B-2), 114μm(실시예 C-1), 106μm(비교예 1).

비교예 2

지환식 산 무수물 경화제 HN-2200과 에폭시 수지(jER828), 및 경화 촉진제(2,4,6-트리스다이메틸아미노메틸페놀, 미쓰비시 케미컬사제)를 100/80/1(중량비)의 비율로 실온(즉 20℃)에서 혼합하여, 에폭시 수지 용액을 얻었다.

본 비교예에서 얻어진 에폭시 수지 용액은 50Pa·s의 점도를 갖고 있어, 충분히 양호한 작업성을 갖고 있었다.

얻어진 에폭시 수지 용액을 알루미늄 기재에 300μm의 두께로 도공하고, 제작한 도막을 이너트 오븐으로, 질소 분위기하, 120℃에서 5시간, 계속해서 150℃에서 15시간 건조하여, 경화 반응을 행했다. 얻어진 알루미늄 기재 부착 시료로부터 알루미늄 기재를 제거하여, 에폭시 수지 경화물을 얻었다. 에폭시 수지 경화물(에폭시 수지 「jER828」을 이용한 에폭시 수지 경화물)의 평균 두께는 133μm였다.

한편, 에폭시 수지로서 「jER828」 대신에, 「EOCN-1020-55」(닛폰 가야쿠사제, o-크레졸 노볼락형 에폭시 수지)를 이용하는 것 이외에, 본 비교예에 있어서의 상기한 방법과 마찬가지의 방법에 의해, 에폭시 수지 용액 및 에폭시 수지 경화물을 제작했다. 에폭시 수지 용액은 40Pa·s의 점도를 갖고 있어, 충분히 양호한 작업성을 갖고 있었다. 에폭시 수지 경화물(에폭시 수지 「EOCN-1020-55」를 이용한 에폭시 수지 경화물)의 평균 두께는 140μm였다.

비교예 3

변성 지환식 아민 경화제 jERcure113과 에폭시 수지(jER828)를 100/10(중량비)의 비율로 실온(즉 20℃)에서 혼합하여, 에폭시 수지 용액을 얻었다.

얻어진 에폭시 수지 용액을 알루미늄 기재에 300μm의 두께로 도공하고, 제작한 도막을 이너트 오븐으로, 질소 분위기하, 80℃에서 1시간, 계속해서 150℃에서 3시간 건조하여, 경화 반응을 행했다. 얻어진 알루미늄 기재 부착 시료로부터 알루미늄 기재를 제거하여, 에폭시 수지 경화물을 얻었다. 에폭시 수지 경화물(에폭시 수지 「jER828」을 이용한 에폭시 수지 경화물)의 평균 두께는 139μm였다.

한편, 에폭시 수지로서 「jER828」 대신에, 「EOCN-1020-55」(닛폰 가야쿠사제, o-크레졸 노볼락형 에폭시 수지)를 이용하는 것 이외에, 본 비교예에 있어서의 상기한 방법과 마찬가지의 방법에 의해, 에폭시 수지 용액 및 에폭시 수지 경화물을 제작했다. 에폭시 수지 용액은 40Pa·s의 점도를 갖고 있어, 충분히 양호한 작업성을 갖고 있었다. 에폭시 수지 경화물(에폭시 수지 「EOCN-1020-55」를 이용한 에폭시 수지 경화물)의 평균 두께는 123μm였다.

실시예 및 비교예의 각각에 있어서의 경화제의 특성값 및 에폭시 수지 경화물의 특성값을 표 1∼표 4에 나타낸다.

실시예 A-1∼C-1의 에폭시 수지 경화물은, 본 발명의 요건을 만족시키고 있었기 때문에, 내열성, 유전 특성 및 절연성의 모든 물성이 충분히 우수했다.

이들 실시예 중에서도, 다이이미드 다이카복실산계 화합물을 이용한 실시예 A-1에 있어서만, 내열성, 유전 특성 및 절연성의 모든 평가 결과는 ◎를 달성하고 있다.

비교예 1∼3의 에폭시 수지 경화물은, 이미드기를 함유하지 않는 경화제를 이용했기 때문에, 내열성, 유전 특성 및 절연성 중 적어도 1개의 물성이 뒤떨어졌다.

특히 절연성에 대하여, 실시예 및 비교예의 각각의 에폭시 수지 경화물에 있어서의 최대 전계/인가 전계의 비, 및 도 1 및 도 2의 전하 밀도 분포의 경시적 변화 차트로부터, 이하의 사항이 분명하다.

· 실시예 A-1, B-1, B-2 및 C-1의 에폭시 수지 경화물에서는, 고온 고전계하에 있어서, 전하의 국소적인 축적이 충분히 방지되고 있었다;

· 비교예 1∼3의 에폭시 수지 경화물에서는, 고온 고전계하에 있어서, 전하의 국소적인 축적이 일어났다.

전하 밀도 분포의 경시적 변화 차트로부터의, 전하의 국소적인 축적 현상의 관찰에 대하여, 상세하게는, 이하와 같다;

도 1로부터, 실시예 A-1, B-1, B-2 및 C-1의 에폭시 수지 경화물은, 양극과 음극 사이에서, 대략 균등한 전하 밀도 분포를 나타내고 있었다.

도 2로부터, 비교예 1∼3의 에폭시 수지 경화물은, 양극과 음극 사이(특히 음극(캐소드)의 근방)에서, 전하의 국소적인 축적(즉, 전하의 편재)이 관찰되었다. 도 2에 있어서, 전하의 국소적인 축적이 잘 나타나 있는 부분을 실선(타원 형상)에 의해 포위하여 나타냈다.

본 발명의 에폭시 수지 경화물은, 충분히 우수한 내열성, 유전 특성 및 절연성을 갖는다. 이 때문에, 본 발명의 에폭시 수지 경화물은, 파워 반도체 모듈용의 봉지재(특히 반도체 봉지재), 부싱 변압기용의 몰드재, 고체 절연 스위치 기어용의 몰드재, 송전선용의 애자, 전기자동차용의 전선 피복재, 원자력 발전소용 전기 페니트레이션, 프린트 배선판용의 절연 재료, 빌드업 적층판 등의 전기 전자 재료에 적합하게 이용할 수 있다.

Claims

다이이미드 다이카복실산계 화합물, 다이이미드 테트라카복실산계 화합물 및 모노이미드 트라이카복실산계 화합물의 군으로부터 선택되는 이미드기 함유 화합물.
제 1 항에 기재된 이미드기 함유 화합물로부터 선택되는, 이미드기 함유 경화제.
제 2 항에 기재된 이미드기 함유 경화제와, 에폭시 수지로 이루어지는 에폭시 수지 경화물.
제 3 항에 있어서,
에폭시 수지가, 1분자 중, 2개 이상의 에폭시기를 갖는, 에폭시 수지 경화물.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
이미드기 함유 경화제가 200∼1100의 분자량을 갖는, 에폭시 수지 경화물.
제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
이미드기 함유 경화제가 50∼500의 작용기 당량을 갖는, 에폭시 수지 경화물.
제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 에폭시 수지 경화물을 포함하는 전기절연성 재료.
제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 에폭시 수지 경화물을 포함하는 봉지재.
제 8 항에 있어서,
파워 반도체 모듈용인 봉지재.
제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 에폭시 수지 경화물을 포함하는 애자.
제 10 항에 있어서,
송전선용인 애자.
제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 에폭시 수지 경화물을 포함하는 전선 피복재.
제 12 항에 있어서,
전기자동차용인 전선 피복재.
제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 에폭시 수지 경화물을 포함하는 프린트 배선판.