JPH02263858A

JPH02263858A - エポキシ樹脂組成物

Info

Publication number: JPH02263858A
Application number: JP8513789A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Yasu; 克彦安
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1989-04-04
Filing date: 1989-04-04
Publication date: 1990-10-26
Anticipated expiration: 2012-06-25
Also published as: JP2623823B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はエポキシ樹脂組成物に関し、さらに詳しくは電
気機器の絶縁材料として好適なエポキシ樹脂組成物に関
する。

〔従来の技術〕

従来、エポキシ樹脂に硬化剤として酸無水物およびアミ
ン化合物を用いると、その硬化物は電気特性、機械特性
および耐クラツク性に優れることが知られている。また
エポキシ樹脂組成物に充填剤を含有させると電気特性、
機械特性および耐クラツク性をさらに改善できるため、
用途に応じて種々の充填剤が使用されている。

近年、電気機器のボ型化、形状の複雑化、動作温度の上
昇化などのため、絶縁材料として使用されるエポキシ樹
脂組成物の耐クラツク性の向上がさらに要求されている
。

エポキシ樹脂の耐クラツク性向上のために、従来から充
填剤を多量に用いて高充填化し、低熱膨張化する手法が
用いられ、その際に用いられる充填剤としては粒径分布
の広いものが用いられている。しかし、細かい粒子が多
いと粒度が著しく増大して作業性が劣り、また粗い粒子
が多いと硬化中に充填剤が沈降し、その結果、注型物の
上部と底部の充填剤の含有量に差が生じてヒートサイク
ルによって充填剤の含有量の少ない部分にクラックが発
生する問題点があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決し、樹脂
組成物の粘度を増大させずに充填剤を高充填化すること
ができ、かつ硬化時の充填剤の沈降の少ない低熱膨張性
のエポキシ樹脂組成物を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、前記目的を達成するため、鋭意研究をし
た結果、充填剤として２種類の粒径の異なる充填剤を、
特定の配合割合で組み合せて用いることによって達成で
きることを見出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、１分子中に少なくとも１個のエポ
キシ基を有するエポキシ樹脂と、充填剤と、硬化剤とを
含有してなるエポキシ樹脂組成物において、前記充填剤
が（Ａ）平均粒径が１２〜１８μｍであって粒度分布が
２０ａｍ以下の累積重量％が８０％以上、６μｍ以下の
累積重量％が１０％以下である充填剤と、（Ｂ）平均粒
径が３〜５ｐｍであって粒度分布が６μｍ以下の累積重
量％が８０％以上、２μｍ以下の累積重量％が２θ％以
下である充填剤との混合物であり、かつ該充填剤の配合
重量比（Ａ）／　（Ｂ）が７５／２５〜２５／７５であ
るエポキシ樹脂組成物に関する。

本発明に用いられるエポキシ樹脂は、１分子中に少なく
とも１個のエポキシ基を含有するものであり、例えばビ
スフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エ
ポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、多価
アルコールのポリグリシジルエステルなどを用いること
ができる。これらの樹脂としては特に制限はないが常温
で液状のものが好ましく、市販品ではエピコート８２８
（シェル化学社製商品名）、ＧＹ−２６０（チバガイギ
ー社製商品名ＬＤＥＲ−３３１（ダウケミカル社製商品
名）等を用いることができる。またこれらは併用して用
いることもできる。

本発明に用いられる充填剤は、平均粒径が１２〜１８μ
ｍであって粒度分布が２０μｍ以下の累積重量％が８０
％以上、６μｍ以下の累積重量％が１０％以下である充
填剤（Ａ）と、平均粒径が３〜５μｍであって粒度分布
が６μｍ以下の累積重量％が８０％以上、２μｍ以下の
累積重量％が２０％以下である充填剤（Ｂ）とを、配合
重量比が（Ａ）／　（Ｂ）＝７５／２５〜２５／７５と
なるように混合して用いられる。

これらの充填剤としては、例えば結晶シリカ、溶融シリ
カ、水和アルミナ、酸化アルミナ、タルク、炭酸カルシ
ウム、マイカ、ガラス粉、水酸化マグネシム、クレー等
が用いられ、市販品ではＣ−３１５Ｈ，Ｃ−３０３Ｈ（
水和アルミナ、住人化学社製商品名）等を用いることが
できる。

充填剤（Ａ）の平均粒径等を上記の範囲に限定するのは
、充填剤の沈降性および得られる組成物の粘度の点で好
ましいからである。

また充填剤ＣＢ）の平均粒径等が上記の範囲に制限する
のは得られる組成物の粘度および充填剤の沈降性の点で
好ましいからである。

さらに充填剤（Ａ）の上記の配合重量比が７５を超える
と硬化時の沈降性が大きく、注型物として均一な物性が
得られず、また充填剤（Ｂ）の上記の配合重量比が７を
超えると粘度が増大し、温度性が大きくなり、充填剤の
高充填化ができない。

充填剤（Ａ）および（Ｂ）の総量は、上記エポキシ樹脂
１００重量部に対し、５０〜３００重量部の範囲とする
ことが好ましい。このような充填剤を用いることによっ
て組成物中の充填剤量を増やすことができ、しかも沈降
性が小さいため、注型物のどの部分をとっても均一な物
性を得ることができる。

硬化剤としては酸無水物またはアミン化合物が用いられ
、酸無水物としては、例えばメチルテトラヒドロ無水フ
タル酸、メチルへキサヒドロ無水フタル酸、メチルエン
ドメチレン無水フタル酸、ドデセニル無水フタル酸等が
あげられる。これらは特に制限はないが常温で液状のも
のが好ましく、市販品としては１−ＩＮ−２２００（日
立化成社製商品名）、ＱＨ−２００（日本ゼオン社製商
品名）等を用いることができる。これらは併用して用い
ることもできる。該酸無水物の配合量は、エポキシ樹脂
１００重量部に対して５０〜１５０重量部が好ましい。

アミン化合物としては、芳香族ポリアミンとその変性物
、脂肪族ポリアミンとその変性物があり、例えばジアミ
ノジフェニルメタンとエポキシ樹脂の付加物等があげら
れ、市販品としてはＥｌ（−５５１（アデカ社製商品名
）、アンカミン２００７（アンカーケミカル社製）等が
用いられる。これらは併用して用いることもできる。該
アミノ化合物の配合量は、エポキシ樹脂ｔｏｏｍｍ部に
対して５〜５０重量部が好ましい。

本発明のエポキシ樹脂組成物には、酸無水物硬化剤の硬
化促進剤として、例えば２−エチル−４＝メチルイミダ
ゾール、ｌ−シアノエチル−４−メチルイミダゾール、
１−ベンジル−２−エチルイミダゾール等のイミダゾー
ルおよびその誘導体、トリスジメチルアミノフェノール
、ベンジンメチルアミン等の第３級アミン類などを用い
ることもできる。これらの市販品としては２Ｈ４ＭＺ　
（四国化成社製商品名）、ＢＤＭＡ（花王社製商品名）
等がある。その配合量は、酸無水物１００重量部当たり
０．１〜５．０重量部が好ましい。

また本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じて赤
リン、ヘキサブロモベンゼン、ジブロモフェニルグリシ
ジルエーテル、ジブロモクレジルグリシジルエーテル、
三酸化アンチモン等の難燃剤、ベンガラ、酸化第２鉄、
カーボン、チタンホワイト等の着色剤、シラン系カップ
リング剤、シリコーン剤消泡剤、モノグリシジルエーテ
ル、ジグリシジルエーテル等の希釈剤などを配合させる
ことができる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により説明する。

実施例中の充填剤の粒度分布、粘度、線膨張係数、クラ
ック発生サイクル数、沈降性は、それぞれ以下に示す方
法で測定した。

（１）充填剤の粒度分布：セディグラフ５０００ＥＴ（
島津製作所社製）を用い、スタート粒子径を５０μｍと
してヘキサメタリン酸ソーダ０゜１重量％の水溶液に充
填剤を約８重量％の濃度で加え、予備分散として超音波
洗浄２０分間行ない測定した。

（２）粘度：２５“Ｃの恒温酒中で、Ｂ）Ｉ型回転粘度
針（東京計器社製）を用いて測定した。

（３）線膨張係数：　１００ｇのエポキシ樹脂組成物を
８０℃で３時間、さらにｉｏｏ”ｃで３時間で硬化し、
５　ｍ　Ｘ　５篩×２鵬の試験片を切り出し、熱物理試
験機（パーキンエルマー社製）で測定した。

（４）クラック発生サイクル数：直径６ｏ閣の金属シャ
ーレに１／２インチの鉄製スプリングワッシャーをセッ
トし、エポキシ樹脂組成物３０ｇを注入し、（３）と同
じ条件で硬化して試験片とした。硬化後シャーレを外し
てＪＩＳ　　Ｃ−２１０５のヒートサイクル条件（第５
表に示す）に従ってヒートサイクル試験を行ない、クラ
ック発生状況をｆ！認した。なお、試験片は各々３個と
し、最後の１個にクラックが入った通算サイクル数で表
わした。

（５）沈降性：直径１８鵬のポリエチレン製試験管に１
３０閣高さまで、エポキシ樹脂組成物を注入し、（３）
と同じ条件で硬化した後、硬化物の上端および下端各ｉ
ｃｍの部分の灼熱残渣を測定し上下間の差を求めた。差
が大きいほど、硬化中の沈降が大きいことを示す。

実施例１〜６第１表に示す特性をもっＣ−３１５ＨおよびＣ−３０３
Ｈ（住人化学社製商品名、水和アルミナ）、試作品Ａお
よび試作品Ｂ（龍森社製、シリカ）をそれぞれ充填剤と
して用い、第２表に示した配合物および配合量（単位は
重量部）でエポキシ樹脂組成物を作製し、その特性を評
価した。その結果を第２表に示したが、いずれも充填剤
を高充填化しても粘度が１００ＯＰ以下で作業性に優れ
、線膨張係数が小さく、耐クラツク性に優れ、沈降性が
小さかった。

比較例１〜１２実施例で用いた充填剤の他、第３表に示す特性をもつＨ
−３２、Ｈ−４２（昭和電工社製商品名、水和アルミナ
）、Ｃ−３２５、ＣＭ−４５、Ｃ−３０８Ｎ、Ｃ−３０
１（住人化学社製商品名、水和アルミナ）およびＣＲＴ
−Ｄ　（龍森社製商品名、シリカ）を用い、第４表に示
した配合物および配合量（単位は重量部）でエポキシ樹
脂組成物を作製し、その特性を評価した。その結果を第
４表に示した。

比較例３．１１、および１２では、エポキシ樹脂充填用
として一般に使用されている水和アルミナＨ−３２およ
びシリカＣＲＴ−Ｄをそれぞれ単独で用いたがいずれも
組成物の粘度が高く作業性に劣った。

比較例１．２．９およびｌＯでは、水和アルミナＣ−３
１５Ｈ，Ｃ−３０３１（、シリカ試作品Ａおよび試作品
Ｂをそれぞれ単独で用いた。比較例１および９では組成
物の粘度は低いが、沈降性が７〜９％と大きかった。ま
た比較例２および１０では粘度が著しく増大し、作業性
に劣った。

比較例４．５および６では、水和アルミナＣ−３２５、
ＣＭ−４５およびＣ−３０８Ｎに水和アルミナＣ−３０
３Ｈをそれぞれ組み合わせて用いたが、低粘度で沈降性
の小さい組成物は得られなかった。

比較例７および８では、水和アルミナＣ−３０１および
Ｈ−４２に水和アルミナＣ−３１５Ｈをそれぞれ組み合
わせて用いたが、低粘度で沈降性〔発明の効果〕本発明のエポキシ樹脂組成物は、粘度を増大させずに充
填剤を高充填化することができるため、低熱膨張、耐ク
ラツク性、熱伝導性に優れるとともに、硬化時の充填剤
の沈降性が小さく品質的に安定であるため、耐トラツキ
ング性、耐アーク性、誘電特性にも優れる。

本発明のエポキシ樹脂組成物は、含浸と注型を同時に行
なう各種トランスや、電気、電子部品の含浸、注型用と
して広く用いることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

１、１分子中に少なくとも１個のエポキシ基を有するエ
ポキシ樹脂と、充填剤と、硬化剤とを含有してなるエポ
キシ樹脂組成物において、前記充填剤が（Ａ）平均粒径
が１２〜１８μｍであって粒度分布が２０μｍ以下の累
積重量％が８０％以上、６μｍ以下の累積重量％が１０
％以下である充填剤と、（Ｂ）平均粒径が３〜５μｍで
あって粒度分布が６μｍ以下の累積重量％が８０％以上
、２μｍ以下の累積重量％が２０％以下である充填剤と
の混合物であり、かつ該充填剤の配合重量比（Ａ）／（
Ｂ）が７５／２５〜２５／７５であるエポキシ樹脂組成
物。