JPH05320482A

JPH05320482A - 難燃性エポキシ樹脂組成物

Info

Publication number: JPH05320482A
Application number: JP12601592A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Oshima; 馨大島; Eiji Omori; 英二大森; Katsuhiko Yasu; 克彦安; Masahiro Suzuki; 雅博鈴木; Mitsuo Obara; 光雄小原
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1992-05-19
Filing date: 1992-05-19
Publication date: 1993-12-03

Abstract

(57)【要約】【構成】エポキシ樹脂、酸無水物、硬化促進剤及び充
てん剤を含有する難燃性エポキシ樹脂組成物において、
該充てん剤として導電率が３０μＳ／ｃｍ以下でかつ、
充てん剤の表面をシラン系カップリング剤で処理した水
和アルミナをエポキシ樹脂１００重量部に対して２５０
〜４５０重量部配合してなる難燃性エポキシ樹脂組成
物。【効果】ハロゲン系難燃剤を用いずに、加熱、燃焼時
における発煙量及び有害ガスの発生量が少なく、耐湿性
及び難燃性に優れ、かつ低粘度で作業性に優れた難燃性
エポキシ樹脂組成物が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、難燃性エポキシ樹脂組
成物に関し、更に詳しくは、低発煙性で有害ガスの発生
が少なく、耐湿性、難燃性、作業性に優れた難燃性エポ
キシ樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、エポキシ樹脂は優れた電気特性、
機械特性、耐クラック性を有するとともに、各種材料の
接着性に優れているため、電気絶縁用、特に注型用とし
て多用され、特に絶縁保護、高電圧特性（耐アーク性、
耐トラッキング性）、耐クラック性及び難燃性の向上を
目的として難燃性エポキシ樹脂が高圧部品の絶縁処理、
すなわち含浸注型用として用いられ、例えば酸無水物硬
化型エポキシ樹脂に多量の充てん剤及び難燃剤を含んだ
組成物が用いられている。難燃性エポキシ樹脂組成物
は、現在、ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、無機系難
燃剤等を添加して難燃性を付与することが一般的であ
る。この組成物の燃焼ガスとしては、一酸化炭素、シア
ン化水素、亜硫酸ガス、ハロゲン化水素などの有害ガス
が生成する。特にハロゲン系難燃剤を用いた場合には、
非常に有害なブロム化ベンゾダイオキシン、ジベンゾフ
ランが生成する可能性があり問題視されている。また、
リン系難燃剤を用いる場合には耐湿性、耐熱性に劣り、
無機系難燃剤を用いる場合には、充分な難燃性が得られ
ず、増量配合により粘度が著しく上昇し、作業性が低下
する問題点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の従来
技術の問題を解決し、ハロゲン系難燃剤を用いずに、加
熱・燃焼時における発煙量及び有害ガスの発生量が少な
く、耐湿性及び難燃性に優れ、かつ低粘度で作業性に優
れた難燃性エポキシ樹脂組成物を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、充てん剤
として導電率が小さく更に、充てん剤の表面をシラン系
カップリング剤で処理した水和アルミナを特定の配合量
で用いることにより、前記の問題点が解決されることを
見出し、本発明に到達した。

【０００５】本発明は、エポキシ樹脂、酸無水物、硬化
促進剤及び充てん剤を含有する難燃性エポキシ樹脂組成
物において、該充てん剤として導電率が３０μＳ／ｃｍ
以下でかつ、充てん剤の表面をシラン系カップリング剤
で処理した水面アルミナをエポキシ樹脂１００重量部に
対して２５０〜４５０重量部配合してなる難燃性エポキ
シ樹脂組成物に関する。

【０００６】本発明に用いられるエポキシ樹脂は、分子
内に少なくとも１個のエポキシ基を有するものであり、
例えばビスフェノールＡとエピクロールヒドリンとから
得られるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノ
ールＦとエピクロールヒドリンとから得られるビスフェ
ノールＦ型エポキシ樹脂、フタル酸、テトラヒドロフタ
ル酸、ヘキサヒドロキシフタル酸、セバチン酸、ドデカ
ン酸等のポリカルボン酸のグリシジルエステル、１，４
−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ポリエ
チレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリメ
チロールプロパン等の多価アルコールのグリシジルエー
テル、３，４−エポキシシクロへキシルメチル（３，４
−エポキシシクロへキサン）カルボキシレート等の脂環
式エポキシ樹脂、液状ポリプタジエンのエポキシ化合物
が挙げられる。

【０００７】本発明に用いられる酸無水物としては、例
えばメチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒ
ドロ無水フタル酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フ
タル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、ド
デセニル無水コハク酸、オクテニル無水コハク酸、ポリ
アゼライン酸ポリ無水物等が挙げられる。酸無水物の使
用量は、エポキシ樹脂に含まれるエポキシ基１当量当た
り、０．６〜１．３当量の範囲が好ましい。

【０００８】本発明に用いられる硬化促進剤としては、
例えば２−エチル４−メチルイミダゾール、１−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ゾールおよびその誘導体、トリ
スジメチルアミノメチルフェノール等の第３級アミン類
等が挙げられる。硬化促進剤の使用量には特に制限はな
いが、酸無水物１００重量部当たり０．１〜５．０重量
部の範囲が好ましい。

【０００９】本発明に用いられる充てん剤は、耐湿性及
び難燃性に効果のある水和アルミナであってその導電率
が３０μＳ／ｃｍ以下で、その表面をシラン系カップリ
ング剤で処理したものとされその配合量は、エポキシ樹
脂１００重量部に対して、２５０〜４５０重量部の範囲
とされる。充てん剤として、水和アルミナ以外のシリ
カ、タルク、炭酸カルシウム、クレー等を用いても、優
れた耐湿性及び難燃性（ＵＬ９４Ｖ−０）は得られな
い。充てん剤のシラン系カップリング剤による処理は、
充てん剤を水または有機溶剤に分散させてスラリー化
し、これを撹拌しながらシラン系カップリング剤を加
え、充てん剤を乾燥して行なわれる。充てん剤を撹拌し
てシラン系カップラング剤の水溶液をスプレーし、乾燥
してもよく、また、炉から取り出した直後の高温充てん
剤にシラン系カップリング剤の水溶液をスプレーしても
よい。

【００１０】本発明に用いられるシラン系カップリング
剤としては、例えばビニルシラン系、アクリルシラン
系、エポキシシラン系、アミノシラン系等のカップリン
グ剤が挙げられる。例えばビニルトリクロルシラン、ビ
ニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルト
リエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メ
タクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，
４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−
β（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシ
シラン、Ｎ−β（アミノエチル）−γ−アミノプロピル
メチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエト
キシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメ
トキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等があげ
られる。またシラン系カップリング剤で処理した水和ア
ルミナに脂肪酸やステアリン酸を更に処理（ダブルコー
ト）することもできる。充てん剤に処理するシラン系カ
ップリング剤の処理量は特に制限はないが充てん剤１０
０重量部当たり０．１〜３．０重量部の範囲が好まし
い。上記の水和アルミナの配合量が、２５０重量部未満
では、難燃性（ＵＬ９４Ｖ−０）が得られず、４５０重
量部を越えると粘度が著しく上昇し、作業性が低下す
る。また表面処理を行なわず導電率が３０を越える水和
アルミナを用いたものは、作業性に劣り耐湿性が著しく
低下する。充てん剤としては、特定量の上記の水和アル
ミナを用いるが、これら以外に、シリカ、タルク、炭酸
カルシウム、クレー等の充てん剤を併用することもでき
る。

【００１１】本発明の難燃性エポキシ樹脂組成物には、
必要に応じて、三酸化アンチモン、ベンガラ、酸化第二
鉄、カーボン、チタンホワイト等の着色剤、シラン系ま
たはチタン系カップリング剤、シリコーン系消泡剤、モ
ノグリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル等のエポ
キシ反応性希釈剤などを配合することもできる。

【００１２】

【実施例】以下、実施例より本発明を説明する。下記例
中の「部」は重量部を意味する。表２の配合組成の難燃
性エポキシ樹脂組成物について特性を測定した。難燃性
エポキシ樹脂組成物は７０℃で２．５時間、次いで１１
０℃で２．５時間硬化させた。また、各特性は、以下に
示す方法により測定した。（１）充てん剤の平均粒子径：島津製作所（株）製、セ
デイグラフ５００ＥＴを用い、試料濃度約８重量％、ス
タート粒子径５０μｍ、分散液ヘキサ−メタリン酸ソー
ダ０．１重量％で予備分散超音波洗浄２０分間を行って
粒子径分布図を作成し粒子径の累積重量％を求め、平均
粒子径は、累積重量（％）が５０％の粒子径（μｍ）を
示した。（２）粘度：Ｂ型回転粘度計を用い、測定温度２５℃で
測定した。（３）難燃性：ＵＬ９４に従って、試験片厚み１．５８
ｍｍの試料で評価した。（４）導電率：試料３０ｇを８５℃の水１００ｍｌに懸
濁させ、冷却後懸濁液の導電率（μＳ／ｃｍ）を導電率
計で測定した。（５）耐湿性：エポキシ樹脂組成物を所定条件で撹拌・
混合し、所定条件で硬化板（１．６ｍｍ厚み）を作成
し、次に１０ｃｍ×１０ｃｍに切り出した硬化板をヤマ
トラボテック（株）製高圧蒸気滅菌器内（２．１ａｔ
ｍ、１２０℃）に、５０時間放置し１ｍｍ換算での絶縁
破壊強さ（ｋＶ／ｍｍ）で評価した。耐湿性：次の基準
で評価した。 ○：５０時間後の絶縁破壊強さが１５ｋＶ／ｍｍ以上 ×：５０時間後の絶縁破壊強さが１５ｋＶ／ｍｍ未満なお、実施例、比較例に用いた充てん剤の種類とメーカ
ー及び特性を表１に示し、これを用いて配合した樹脂組
成物の組成（単位は重量部である）を表２に示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】

【表２】

【００１５】実施例１〜４表１の充てん剤の中で、導電率が３０μＳ／ｃｍ以下で
かつ、充てん剤の表面をアクリルシラン系カップリング
剤及びステアリン酸の複合系で処理した水和アルミナを
エポキシ樹脂１００重量部に対して２５０〜５００重量
部の範囲内で配合したエポキシ樹脂組成物は、いずれも
耐湿性に優れ、更に難燃性は、ＵＬ規格で９４Ｖ−０と
高いレベルを示す。比較例１表１の充てん剤の中で、導電率が３０μＳ／ｃｍ以下で
充てん剤表面をシラン系カップリング剤で処理しない水
和アルミナをエポキシ樹脂１００重量部に対して３００
重量部配合したエポキシ樹脂組成物は、耐湿性及び難燃
性に優れるが、充てん剤の表面を処理、改質した水和ア
ルミナを用いたエポキシ組成物に比べ粘度が高く作業性
に劣る。比較例２表１の充てん剤の中で、導電率が３０μＳ／ｃｍ以下で
かつ、充てん剤の表面をアクリルシラン系カップリング
剤で処理した水和アルミナをエポキシ樹脂１００重量部
に対して２３０重量部より少なく配合して得られるエポ
キシ樹脂組成物は、耐湿性に優れ、低粘度で作業性に優
れるが、難燃性（ＵＬ９４Ｖ−０）が得られない。比較例３表１の充てん剤の中で、導電率が３０μＳ／ｃｍ以下で
かつ、充てん剤の表面をアクリルシラン系カップリング
剤で処理した水和アルミナをエポキシ樹脂１００重量部
に対して４８０重量部より多く配合して得られるエポキ
シ樹脂組成物は、耐湿性に優れ、難燃性（ＵＬ９４Ｖ−
０）にも優れるが、粘度が著しく上昇し、作業性が劣
る。比較例４表１の充てん剤の中で、導電率が３０μＳ／ｃｍ以上で
かつ、充てん剤の表面をシラン系カップリング剤で処理
しない水和アルミナをエポキシ樹脂１００重量部に対し
て３００重量部配合して得られるエポキシ樹脂組成物
は、難燃性に優れるが、作業性、耐湿性に劣る。

【００１６】

【発明の効果】本発明の難燃性エポキシ樹脂組成物は、
ハロゲン系難燃剤を用いずに、加熱・燃焼時における発
煙量及び有害ガスの発生量が少なく、耐湿性及び難燃性
に優れ、かつ低粘度で作業性に優れたものである。本発
明の難燃性エポキシ樹脂組成物はフライバックトラン
ス、高圧トランス、電源トランス、スイッチングトラン
ス、ソレノイドコイルなどの含浸、注型用として広く用
いることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木雅博茨城県日立市東町四丁目13番１号日立化成工業株式会社山崎工場内 (72)発明者小原光雄茨城県日立市東町四丁目13番１号日立化成工業株式会社山崎工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エポキシ樹脂、酸無水物、硬化促進剤及
び充てん剤を含有する難燃性エポキシ樹脂組成物におい
て、該充てん剤として導電率が３０μＳ／ｃｍ以下でか
つ、充てん剤の表面をシラン系カップリング剤で処理し
た水和アルミナをエポキシ樹脂１００重量部に対して、
２５０〜４５０重量部配合してなる難燃性エポキシ樹脂
組成物。