JP2000256584A

JP2000256584A - 不燃性エポキシ樹脂粉体塗料

Info

Publication number: JP2000256584A
Application number: JP11064257A
Authority: JP
Inventors: Susumu Ouchi; 丞大内
Original assignee: Sumitomo Durez Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Durez Co Ltd
Priority date: 1999-03-11
Filing date: 1999-03-11
Publication date: 2000-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】難燃剤配合量を大幅に削減し、信頼性を低下
させない不燃性粉体塗料を提供すること。【解決手段】エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、硬化
剤、無機充填材を必須成分とするエポキシ樹脂粉体塗料
であって、無機充填材を粉体塗料全体の７５〜９５重量
％含有する不燃性エポキシ樹脂粉体塗料であり、シリコ
ーン樹脂は樹脂成分中の５〜５０重量％配合され、融点
１５０℃以下の式１で示されるものが好ましい。ＲＳｉＯ_2/3,Ｒ₂ＳｉＯ,Ｒ₃ＳｉＯ_1/2,ＳｉＯ₂ 、Ｒ₃ＳｉＯ_1/2,ＳｉＯ₂ 、又は（１）ＲＳｉＯ_3/2 （Ｒはメチル基、フェニル基、水酸基；Ｒ対Ｓｉ比(数
比)＝１〜２）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気・電子部品の
絶縁被覆に好適に用いられる不燃性エポキシ樹脂粉体塗
料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エポキシ樹脂粉体塗料は優れた、作業
性、硬化物特性により各種の電気・電子部品の外装塗料
として幅広い分野で使用されている。中でも絶縁体とし
て使用される場合、これらの特性を満足するばかりでな
く、米国ＵＬ試験の規格を満足する高度な難燃性が要求
されている。

【０００３】難燃化を付与する一般的な方法としてハロ
ゲン系、リン系、無機系の難燃剤を塗料に配合すること
が知られている。より高度な難燃性、さらに難燃性を向
上した不燃化を達成するためにはこれらの難燃剤の増量
が効果的であるが、近年、この方法は環境負荷物質とし
て指定された有害物質の発生増が懸念されるばかりでな
く、機械的特性、耐湿性等の信頼性低下や、価格の上昇
などもあり、他の方法による代替が強く望まれていた。

【０００４】一般的なエポキシ樹脂粉体塗料の場合ハロ
ゲンによる難燃化は、塩素分で１０〜２０重量％、臭素
分で５〜１５重量％が必要であり、リン化合物や三酸化
アンチモンの併用によりその減量が期待できるが、これ
らを配合せず難燃化することは困難であった。また、水
酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムに代表されるよ
うな結晶水含有無機フィラーを用いることで難燃性を付
与することは周知の事実であるが、電気・電子部品用の
外装塗料として使用した場合、信頼性、特に耐湿性低下
の原因となり、より高度な耐湿性要求に答えられないの
が実状であった。一方、樹脂分の減量により難燃性を
向上させる方法も効果的であり、樹脂溶融流れが比較的
少なくても外装可能な加圧成形法ではすでに実用化され
ている。しかし、一般的なエポキシ粉体塗料は平滑で美
粧な塗膜表面は得るため、樹脂の溶融流れを十分に確保
する必要があり、樹脂分を４０％以上にしなければなか
った。平滑な塗装表面を得るため、球状充填材を配合
し、樹脂流れを確保することで、ある程度改善はみられ
るものの、実用上十分とは言い難かった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は不燃化のため
に多量に配合され、環境に多大な影響があると予想され
る難燃剤を大幅に削減でき、また、結晶水含有フィラー
を用いた時の様な信頼性を低下させることなしに塗膜の
平滑性が向上できる不燃性粉体塗料を提供することを目
的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、エポキシ樹脂
粉体塗料の不燃化、塗装性向上を鋭意検討した結果、な
されたものであり、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、硬
化剤、無機充填材を必須成分とするエポキシ樹脂粉体塗
料であって、無機充填材を粉体塗料全体の７５〜９５重
量％含有することを特徴とする不燃性エポキシ樹脂粉体
塗料であり、好ましくは、かかるエポキシ樹脂粉体塗料
において、融点１５０℃以下で式１で示されるシリコー
ン樹脂を樹脂成分中の５〜５０重量％配合することを特
徴とする不燃性エポキシ樹脂粉体塗料であり、シリコー
ン樹脂を配合することにより粉体塗料の不燃化、及び塗
装性向上を実現したものである。ＲＳｉＯ_2/3,Ｒ₂ＳｉＯ,Ｒ₃ＳｉＯ_1/2,ＳｉＯ₂ 、Ｒ₃ＳｉＯ_1/2,ＳｉＯ₂ 、又は（１）ＲＳｉＯ_3/2 （Ｒはメチル基、フェニル基、水酸基；Ｒ対Ｓｉ比(数
比)＝１〜２）

【０００７】以下本発明を詳しく説明する。本発明にお
いて、エポキシ樹脂は、無機充填材を多量に含有させる
ため、溶融時低粘度のものが好ましい。中でも、１５０
℃の溶融粘度が０．１Ｐａｓ以下の結晶性エポキシ樹脂
が特に好ましく使用される。具体的に例示すると、下記
構造式のものが挙げられる。１５０℃の溶融粘度は以下
の通りである、即ち、構造式１：０．０１Ｐａｓ、構造
式２：０．００８Ｐａｓ、構造式３：０．００１Ｐａ
ｓ、構造式４：０．００８Ｐａｓ、構造式５：０．０１
８Ｐａｓ、構造式６：０．００６Ｐａｓ、構造式７：
０．０１４Ｐａｓ、構造式８：０．００４Ｐａｓ、構造
式９：０．０１９Ｐａｓ、構造式１０：０．０８Ｐａ
ｓ、構造式１１：０．０７Ｐａｓ。ただし、本発明に使
用するエポキシ樹脂は、これらに限定されるものではな
い。また、かかるエポキシ樹脂を１種又は２種以上併用
することも可能である。

【０００８】

【化１】

【０００９】本発明で使用するシリコーン樹脂は融点１
５０℃以下である。これより融点が高いと加熱硬化時に
十分に溶融せず、塗膜の平滑化への寄与が小さい。シリ
コーン樹脂を樹脂成分中の５〜５０重量％配合するの
は、これより少ないと塗膜平滑性の効果が十分に得られ
ず、これより多いと硬化が不十分となったり、エポキシ
樹脂との相溶性が低下し、塗膜表面にシリコーン樹脂が
ブリードするおそれがあるためである。シリコーン樹脂
は、一般式ＲＳｉＯ_2/3,Ｒ₂ＳｉＯ,Ｒ₃ＳｉＯ_1/2,Ｓｉ
Ｏ₂、又はＲ₃ＳｉＯ_1/2,ＳｉＯ₂ 、又はＲＳｉＯ_3/2の
構成単位からなり、置換基Ｒはメチル基、フェニル基、
水酸基であり、置換基ＲとＳｉ原子の数比が１〜２であ
ることを特徴とする。Ｒ対Ｓｉ数比が２を超えるとシリ
コーン樹脂が燃焼しやすくなるため本発明での使用は好
ましくない。本発明において、シリコーン樹脂は末端に
水酸基があるものを使用すると、エポキシ樹脂と反応す
ることで相溶性が向上し、不燃性エポキシ樹脂粉体塗料
の表面平滑性が向上すると考えられ、好ましいものであ
る。

【００１０】本発明に使用される無機充填材は、例えば
タルク粉末、結晶シリカ粉末、溶融シリカ粉末、炭酸カ
ルシウム粉末、マグネシア粉末、ケイ酸カルシウム粉
末、水和アルミナ粉末、アルミナ粉末、ジルコン粉末な
どが挙げられるが、高充填しても粉体塗料の流れ性が損
なわれないように、球状充填材を無機充填材全体の５０
重量％以上、好ましくは８０重量％以上配合することが
好ましい。かかる球状充填材は製法上、球状化が容易に
可能なシリカやアルミナ粉末があげられるが、後加工に
より球状化することも可能であり、これらに限定される
ものでない。ここで言う球状とはアスペクト比で２以下
のものである。球状充填材は平均粒径１０〜５０μｍの
ものが好ましく、これより大きいと樹脂硬化物の外観低
下を招き、これより小さいと溶融時の流動性が低下する
ようになる。

【００１１】球状充填材を無機充填材の５０重量％以上
配合する理由は、５０％未満では塗膜形成時に十分な流
れ性が確保できないためであり、好ましくは８０重量％
以上配合することにより美粧な塗装面を得ることがで
き、かつピンホールを発生させずに耐湿性の低下等を防
止するためである。

【００１２】本発明に使用される硬化剤および硬化促進
剤は、酸無水物、芳香族ポリアミン、ノボラック型フェ
ノール樹脂、第３級アミン化合物、イミダゾール化合物
等の１種以上を選んで使用する。硬化剤の配合量が増加
することで、相対的に充填材の配合率が低下し難燃性を
損なうおそれがあるため、硬化剤は必要最小限の量配合
することが必要である。かかる観点から硬化剤配合量
は、エポキシ樹脂に対して３０重量％以下が好ましい。

【００１３】硬化剤は上記のように一般的なエポキシ樹
脂硬化剤が適用できる。しかし、不燃性を容易に実現す
るためには分子中にＮ原子を２個以上含む物質が好まし
い。Ｎ原子を２個以上含む硬化剤としては、例えばイミ
ダゾール化合物、トリアジン化合物、イソシアヌル酸化
合物、メラミン化合物、芳香族ポリアミン化合物等があ
げられるが、これらに限定されるものではない。Ｎ原子
の難燃化作用により不燃性が向上できるものと考えられ
る。

【００１４】抑炎、抑煙性をさらに向上するための難燃
剤を粉体塗料全体の１０重量％以下配合することができ
る。これらの難燃剤として、分子中にＢ原子を含む硼酸
塩化合物；Ｎ原子を含むグアニジン化合物、メラミン化
合物、イミド化合物；Ｐ原子を含む赤リン、黄リン、燐
酸エステル化合物、ポリ燐酸エステル化合物；Ｍｏ酸化
物などを挙げることができる。

【００１５】本発明は必要に応じ顔料、カップリング
剤、レベリング剤などの添加剤を配合する事が出来る。
本発明のエポキシ樹脂粉体塗料を製造する方法として
は、所定の割合で秤量した原料成分をミキサーによって
充分混合した後、エクストルーダー、コニーダーあるい
はロール等で溶融混合し、次いで粉砕機にて粉砕する
が、この方法に限定されるものではない。

【００１６】

【実施例】次に、本発明を実施例により更に詳しく説明
する。ただし、本発明はこれらの実施例によって限定さ
れるものではない。また、実施例及び比較例に記載され
ている「部」及び「％」は、すべて「重量部」及び「重
量％」を示す。

【００１７】実施例１結晶エポキシ樹脂１：（構造式３）油化シェル製エピコートＹＸ−４０００１０部シリコーン樹脂：メチルシリコーン樹脂東芝シリコーン製：ＹＲ３３７０５部硬化剤１：トリアジン・イソシアヌル酸付加物４部四国化成製２ＭＡ−ＯＫトリフェニルフォスフィン０.０２部球状シリカ：電気化学工業製ＦＢ−７４８０部流動性付与剤１部上記各組成を配合し、ヘンシェルミキサーで混合し、２
軸押出機にて溶融混練した後、粉砕機で粉砕することに
より平均粒径約５０μｍのエポキシ樹脂粉体塗料を得
た。

【００１８】実施例２結晶エポキシ樹脂２：（構造式２）ＤＩＣ製エピクロンＨＰ−４０３２８部シリコーン樹脂：メチルフェニルシリコーン樹脂信越シリコーン製：ＫＲ２１６７部硬化剤１：トリアジン・イソシアヌル酸付加物４部トリフェニルフォスフィン０.０２部球状シリカ：電気化学工業製ＦＢ−７４８０部流動性付与剤１部上記各組成を配合し、以下実施例１と同様にして平均粒
径約５０μｍのエポキシ樹脂粉体塗料を得た。

【００１９】実施例３結晶エポキシ樹脂１：（構造式１）油化シェル製エピコートＹＸ−４０００１５部シリコーン樹脂：ポリアルキルフェニルシロキサン東レ・ダウコーニング製：ＳＨ６０１８３部硬化剤１：トリアジン・イソシアヌル酸付加物４部トリフェニルフォスフィン０.０２部球状アルミナ：マイクロン製ＡＸ−２５７７部流動性付与剤１部上記各組成を配合し、以下実施例１と同様にして平均粒
径約５０μｍのエポキシ樹脂粉体塗料を得た。

【００２０】実施例４結晶エポキシ樹脂１：（構造式１）油化シェル製エピコートＹＸ−４０００１０部シリコーン樹脂：メチルシリコーン樹脂東芝シリコーン製：ＹＲ３３７０５部硬化剤１：トリアジン・イソシアヌル酸付加物４部トリフェニルフォスフィン０.０２部球状シリカ：電気化学工業製ＦＢ−７４７５部難燃剤：大八化学工業製ＰＸ−２００５部（燐酸エステル系難燃剤）流動性付与剤１部上記各組成を配合し、以下実施例１と同様にして平均粒
径約５０μｍのエポキシ樹脂粉体塗料を得た。

【００２１】比較例１結晶エポキシ樹脂１：（構造式３）油化シェル製エピコートＹＸ−４０００１５部硬化剤１：トリアジン・イソシアヌル酸付加物４部四国化成製２ＭＡ−ＯＫトリフェニルフォスフィン０.０２部球状シリカ：電気化学工業製ＦＢ−７４８０部流動性付与剤１部上記各組成を配合し、ヘンシェルミキサーで混合し、２
軸押出機にて溶融混練した後、粉砕機で粉砕することに
より平均粒径約５０μｍのエポキシ樹脂粉体塗料を得
た。

【００２２】比較例２結晶エポキシ樹脂２：（構造式２）ＤＩＣ製エピクロンＨＰ−４０３２１５部硬化剤１：トリアジン・イソシアヌル酸付加物４部トリフェニルフォスフィン０.０２部球状シリカ：電気化学工業製ＦＢ−７４８０部流動性付与剤１部上記各組成を配合し、以下実施例１と同様にして平均粒
径約５０μｍのエポキシ樹脂粉体塗料を得た。

【００２３】比較例３結晶エポキシ樹脂１：（構造式１）油化シェル製エピコートＹＸ−４０００１８部硬化剤１：トリアジン・イソシアヌル酸付加物４部トリフェニルフォスフィン０.０２部球状アルミナ：マイクロン製ＡＸ−２５７７部流動性付与剤１部上記各組成を配合し、以下実施例１と同様にして平均粒
径約５０μｍのエポキシ樹脂粉体塗料を得た。

【００２４】比較例４結晶エポキシ樹脂１：（構造式１）油化シェル製エピコートＹＸ−４０００１５部硬化剤１：トリアジン・イソシアヌル酸付加物４部トリフェニルフォスフィン０.０２部球状シリカ：電気化学工業製ＦＢ−７４７５部難燃剤：大八化学工業製ＰＸ−２００５部（燐酸エステル系難燃剤）流動性付与剤１部上記各組成を配合し、以下実施例１と同様にして平均粒
径約５０μｍのエポキシ樹脂粉体塗料を得た。

【００２５】

【表１】

【００２６】（測定方法）１．塗装外観：直径１２ｍｍ、厚さ１ｍｍのセラミック
コンデンサに、上記各例で得られた粉体塗料を流動浸漬
法により膜厚０．５〜０．６ｍｍで塗装し、１５０℃、
６０分硬化した。この硬化塗膜について、表面平滑性を
確認した。２．流れ率：上記各粉体塗料０．５ｇにてφ１０×７ｍ
ｍの試験片（タブレット）を作製し、所定温度（１５０
℃）の乾燥機中に３０分間放置した時の直径増加率を求
めた。流れ率は次式により計算される。流れ率(％)＝[{処理後の直径の平均(mm)−１０(mm)}／
１０(mm)]×１００３．耐燃性：ＪＩＳＫ６９１１に基づき、燃焼距離を
ｍｍ単位で測定し、燃焼距離が２５ｍｍ未満の場合を不
燃性、２５ｍｍを超え１００ｍｍ以下の場合を自消性、
１００ｍｍを越えて燃焼したもの、又は燃焼距離に関係
なく１８０秒以上炎が消えない場合を可燃性とした。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、エポキシ樹脂、シリコ
ーン樹脂、硬化剤、無機充填材を必須成分とし、球状無
機充填材を粉体塗料全体の７５〜９５重量％配合するこ
とにより、そして、好ましくはシリコーン樹脂を樹脂成
分中の５〜５０重量％配合することにより、優れた不燃
性を有し、従来から使用されている難燃剤の配合量を大
幅に削減することができ、かつ塗装外観の優れた不燃性
エポキシ樹脂粉体塗料を提供することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、硬化
剤、無機充填材を必須成分とするエポキシ樹脂粉体塗料
であって、無機充填材を粉体塗料全体の７５〜９５重量
％含有する不燃性エポキシ樹脂粉体塗料。
【請求項２】エポキシ樹脂は１５０℃での溶融粘度が
０．１Ｐａｓ以下の結晶性エポキシ樹脂である請求項１
記載のエポキシ樹脂粉体塗料。
【請求項３】シリコーン樹脂は、融点１５０℃以下
で、式１で示されるものであり、樹脂成分中の５〜５０
重量％配合する請求項１又は２のエポキシ樹脂粉体塗
料。ＲＳｉＯ_2/3,Ｒ₂ＳｉＯ,Ｒ₃ＳｉＯ_1/2,ＳｉＯ₂ 、Ｒ₃ＳｉＯ_1/2,ＳｉＯ₂ 、又は（１）ＲＳｉＯ_3/2 （Ｒはメチル基、フェニル基、水酸基；Ｒ対Ｓｉ比(数
比)＝１〜２）
【請求項４】球状充填材が無機充填材の５０重量％以
上含有する請求項１，２又は３記載のエポキシ樹脂粉体
塗料。
【請求項５】球状充填材がシリカ及び又はアルミナで
ある請求項１，２，３又は４のエポキシ樹脂粉体塗料
【請求項６】硬化剤の配合量がエポキシ樹脂に対して
３０重量％以下である請求項１，２，３，４又は５のエ
ポキシ樹脂粉体塗料。
【請求項７】硬化剤の分子中に窒素原子が２個以上含
有する請求項１，２，３，４，５又は６のエポキシ樹脂
粉体塗料。
【請求項８】難燃剤が成分全体の１０重量％以下配合
する請求項１，２，３，４，５，６，７又は８のエポキ
シ樹脂粉体塗料。
【請求項９】難燃剤の分子中にＢ、Ｎ、Ｐ、Ｍｏ原子
が１個以上含有する請求項１，２，３，４，５，６，７
又は８のエポキシ樹脂粉体塗料。