JPS6044519A - 電気回路注型用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

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】 本発明は電気回路注型用エポキシ樹脂組成物に関し、更
に詳しくは熱伝導性が良好で放熱性にすぐれ且つ、耐湿
性にすぐれた電気回路注型用エポキシ樹脂組成物に関す
る。

一般に電機機器等の絶縁のための注型又は埋込みに用い
るエポキシ樹脂組成物は酸無水物硬化形のエポキシ樹脂
に石英粉を充填してなる。しかし近年機器の小型化高出
力化が強く要望されるようになり、そのために注型物内
部の電気回路からの発熱を充分に外部に放熱して高温動
作か命を維持するために注型樹脂の熱伝導性を高めるこ
とが特に必要となってきた。かかる要求を満たすために
、石英粉の一部又は大部分を他の熱伝導性の良゛い充填
剤、例えば、炭化硅素、窒化硼素、酸化ベリリウム、酸
化マグネシウム、酸化アルミニウム等にかえる試みがな
されてきた。

しかし、炭化珪素粉を用いた場合、注型物の熱伝導性は
改善されるものの、電気絶縁性、耐湿性等において十分
満足できるものではなかった。

また、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミ
ニウム等の塩基性無機質充填剤は、高い電気絶縁性と比
較的高い熱伝導性を示すものの、樹脂組成物中の酸無水
物と反応して配合物の保存寿命を著しく低下せしめると
同時に、組成物の硬化を遅らせること、更にその親水性
の為に、注型物の耐湿性を著るしく低下させる等の欠点
を有している。

本発明者らは、上記の従来技術の欠点とその原因につい
て検討した結果、炭化硅素を単独で充填剤として使用す
ると炭化硅素自体の体積固有抵抗が１００〜２００Ωｃ
ｍと小さい為、注型物の電気絶縁性を低下させること、
及び炭化硅素自体が疎水性であるにもかかわらず、炭化
硅素を含む注型物の耐湿性が必らずしも良くないのは、
エポキシ樹脂組成物中の充填剤の若干の吸着水並びに、
樹脂及び硬化剤中の微量水分と、硬化剤として使用され
る酸無水物とから遊離酸が生成し、炭化硅素表面に集ま
るが、この遊離酸はエポキシ基と反応して吸水し易くか
つ吸水により結合が切れ易い化合物をつくり、注型物に
電圧が加わったときこの弱い層を伝わって絶縁破壊が生
ずるためと推定される。

本発明者らは、上記の知見に基づき、炭化珪素粉に塩基
性無機質充填剤を併用することにより、電気絶縁性、耐
湿性の低下を防止できることを見出し本発明を完成した
。

即ち、本発明は、小型高出力化された電気回路の注型又
は埋込に適用可能な、充分な電気絶縁性と高熱伝導性を
有し、しかも耐湿性にすぐれた注型用樹脂組成物を提供
することを目的とするものでであり、（Ａ）エポキシ樹
脂及び塩基性無機質充填剤を含有する主剤配合物及び、
（Ｂ）酸無水物硬化剤及び炭化硅素粉末充填剤を含有す
る硬化剤配合物とからなることを特徴とり−る電気回路
注型用エポキシ樹脂組成物にある。

本発明に係る組成物は、炭化硅素と塩基性無機質充填剤
を併用する事により注型物の熱伝導性はもちろんのこと
、電気絶縁性や耐湿性においてもすぐれた効果を発揮す
るという特徴を有する。

この作用機構については明らかでないが、−予期した以
上に電気絶縁性が良いのは、電気絶縁性の低い炭化硅素
粉末が高絶縁↑牛の塩基性金属酸化物で分散され、粒子
間の間隔が大きくなる為と考えられる。又予期した以上
に耐湿性が良いのは遊離酸を塩基性金属酸化物で捕捉し
かつ注型物中の疎水性の炭化硅素粉末の為に水分が注型
物内部に浸入し難くなる為と推定される。

又、併用する塩基性無機質充填剤を硬化剤配合物に最初
から配合すると、含有されている酸無水物と反応して、
硬化剤配合物の保存寿命を著しく低下せしめるのみなら
ず、上記の併用効果が得られないため、主剤配合物にの
み配合しておいて、注型作業時に主剤（Ａ）及び硬化剤
配合物（Ｂ）−を混合して使用することも本発明の特徴
である。

本発明で用いられるエポキシ樹脂としては平均して一分
子中に少なくとも２ケのエポキシ基を有する公知のエポ
キシ化合物が広く使用できる。例えばビスフェノールＡ
１ビスフェノールＦルゾルシノール、フェノールノボラ
ック、タレゾールノボラックなどのグリシジルエーテル
、ブタンジオール、ポリエチレングリコールなどのアル
コール類のグリシジルエーテル、フタル酸、ラトラヒド
ロフタル酸などのカルボン酸類のグリシジルエステル、
窒素原子にグリシジル基の結合したグリシジルアミン、
分子内のオレフィン結合をエポキシ化して得られる脂環
式エポキシ樹脂などであり、必要により二種以上混合し
ても良く、２５℃における粘度が１　、０ＯＯｃｐｓ以
下のものなら一層好ましい。

また酸無水物硬化剤としては公知のエポキシ樹脂用硬化
剤が使用できる。例えば、無水マレイン酸無水フタル酸
、無水ラトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル
酸などであり必要により二種以上混合しても良く、２５
℃における粘度が１，０００ＣｐＳ以下のものなら一層
好ましい。酸無水物硬化剤のエポキシ樹脂に対する割合
はカルボキシル基とエポキシ基の割合が０．５から　１
．２程度になるように選ばれる。

必要に応じて用いられる硬化促進剤としては公知のエポ
キシ樹脂用硬化促進剤が使用でき、例えば第三級アミン
、イミダゾール類があり、その添加間はエポキシ樹脂１
００重量部に対して０．５〜２．０重量部が好ましい。

塩基性無機質充填剤としては、酸化マグネシウム、酸化
アルミニウムなどの塩基性を有し、熱伝導率が石英粉よ
り大きいものであり、注型時の作業性を考えると粒径は
重量平均粒子径で２００μ以下の範囲のものが好ましい
。一方炭化硅素粉末充填剤は粒径５０μ以下の範囲のも
のが好ましく、これより大きいと配合物の貯蔵あるいは
注型作業時に炭化硅素粉末の沈甘き、分離を生じ組成の
不均一化を招き易いと言う不都合さをもたらす。塩基性
無機質充填剤を含む炭化硅素粉末の充填量は硬化剤を含
むエポキシ樹脂１００重量部に対し１００〜３５０重吊
部であり、２００〜３５０重聞部の範囲が好ましい。こ
の範囲をはずれると所期の効果が得られないかあるいは
適度な成型流動性が得られなくなる。又、塩基性無機質
充填剤は炭化硅素粉末１００重蚤部に対し５０〜２００
重帝都加えるのが良い。

５０部以下であると本発明の目的とする効果が得られず
、又２００部以上では注型物の硬化を遅らせる等の悪影
響を与える。なお塩基性無機質充填剤は前述の如く主剤
配合物へのみ加えられるが、炭化硅素粉末充填剤は硬化
剤配合物に限定されず、主剤配合物に加えても良い。

本発明の組成物には前記充填剤とともに他の無機質充填
剤、着色剤、表面カップリング剤、難燃助剤などを適宜
配合してもよい。本発明に係る組成物の硬化注型方法は
特に限定されず、公知の方法を採用することができる。

以下実施例により本発明を説明する。エポキシ樹脂とし
て脂環式エポキシ樹脂（ユニオンカーバイド社製４２２
１）　、無機質充填剤として、酸化マグネシウム（宇部
化学工業（株）製マグネシアクリンカ−）、酸化アルミ
ニウム（昭和軽金属（株）製焼成アルミナＡ１１５）、
溶融シリカ（電気化学工業（株）製Ｆ−１＞、炭化硅素
粉（［和電工（株）製ＤＵＡ−２）を第１表に示す組成
比（重量部）に選び５０〜１００℃で混練して主剤配合
物を得た。同様に硬化剤としてメチルへキサヒドロ無水
フタル酸、硬化促進剤として１−シアノエチル−２−フ
ェニル−４，５−ジー（シアノ′工１〜キシメチル）イ
ミダゾール、無機質充填剤、難燃助剤として三酸化アン
チモンを同表に示す組成比（重量部）に選び５０〜１０
０℃で混練して硬化剤配合物を得た。ついで上記配合物
を充分混合して　１００℃で１時間さらに１５０℃で２
時間加熱硬化して１００ｍｍｘ　１００ｍｍｘ　２　ｍ
ｍの板状試料を得た。

該試料について熱伝導率、絶縁抵抗、誘電率、誘電正接
を測定した。なお誘電率及び誘電正接は試料を１００℃
水中点２１１０時間した後５０Ｈ２で測定した値である
。以上の測定結果を第１表に示すが、実施例及び比較例
により明らかな如く、本発明の組成物は大きな熱伝導性
とすぐれた電気特性を有しており、これを用いて注型さ
れた電子回路の信頼性を高める°ことができる。

（以下余白） 一〇　Ｌ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ａ）　エポキシ樹脂及び塩基性無機質充填剤を含有す
   る主剤配合物及び （Ｂ−）　酸無水物硬化剤、及び炭化硅素粉末充填剤を
   含有する硬化剤配合物とからなることを特徴とする電気
   回路注型用エポキシ樹脂組成物。