注塑成形用環氧樹脂組合物以及采用該組合物的電器的制造方法
【專利摘要】本發明提供導熱性及流動性優良的注塑成形用環氧樹脂組合物。本發明涉及的注塑成形用環氧樹脂組合物，其特征在于含有：每1分子中有2個以上的環氧基，在室溫為液態的環氧樹脂；在室溫為液態的環氧脂用固化劑；板狀無機填料；以及球狀無機填料；上述板狀無機填料及球狀無機填料，在作為整體的粒度分布中具有2個以上極大點，上述板狀無機填料及球狀無機填料合起來的無機填料總質量中的板狀無機填料的質量比例為5～20質量％。
【專利說明】注塑成形用環氧樹脂組合物以及采用該組合物的電器
【技術領域】
[0001]本發明涉及導熱性及流動性優良的注塑成形用環氧樹脂組合物。
【背景技術】
[0002]環氧樹脂因電絕緣性優良，可以用作真空斷路器、真空開關裝置、模制變壓器、模制線圈、半導體裝置等電器的電絕緣材料。該電器的發熱量有增加的傾向，認為發熱量的增加促進絕緣材料的劣化及引起電器的誤啟動。因此，該電器電絕緣材料的環氧樹脂組合物，要求高導熱性。作為環氧樹脂組合物的提高導熱性的方法，存在采用如專利文獻I記載的，填料采用粒狀及扁平狀的氧化鋁，而制造導熱回路的方法。
[0003]作為采用環氧樹脂組合物作為電器電絕緣材料的方法，可以舉出加壓注塑成形法、真空注塑成形法。該注塑成形法是把電器的構成部件設置在金屬模具中，加熱后，使加熱的環氧樹脂組合物流入金屬模具中的方法。因此，要求環氧樹脂組合物具有優良的流動性。作為提高環氧樹脂組合物流動性的方法，存在如專利文獻2中記載的調整填料的粒度分布的方法。
[0004]【現有技術文獻】
[0005]【專利文獻】
[0006]【專利文獻I】特開2005-232313號公報
[0007]【專利文獻2】特開2005-290076號公報
【發明內容】
[0008]本發明要解決的課題
[0009]但是，由于專利文獻I中沒有公開用于注塑成形用樹脂的情況下的填料的粒度分布、扁平狀填料與粒狀填料的并用比例，故注塑成形用環氧樹脂組合物的制作困難。另外，如專利文獻2中記載，調整球狀氧化鋁的粒度分布時，存在熱導率的提高為低的問題。
[0010]本發明的目的是提供導熱性及流動性優良的注塑成形用環氧樹脂組合物。
[0011]用于解決課題的手段
[0012]為了解決上述課題，反復進行銳意探討的結果完成了本發明的環氧樹脂組合物，其特征在于，在每I分子中有2個以上的環氧基，在室溫為液態的環氧樹脂；在室溫為液態的環氧樹脂用固化劑；板狀無機填料；球狀無機填料；以及上述無機填料的粒度分布中極大點為2個以上的環氧樹脂組合物中，在板狀無機填料及球狀無機填料合起來的無機填料總質量中的板狀無機填料的質量比例處于5~20質量％的范圍。
[0013]發明效果
[0014]根據本發明，提高了環氧樹脂組合物的熱導率，該樹脂組合物的流動性優良。其結果是提供一種導熱性及流動性優良的注塑成形用環氧樹脂組合物。
[0015]另外，根據本發明，可以確認注塑成形用環氧樹脂組合物中的填料沉降及凝集得到抑制的新的效果。【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為根據本發明模制的真空閥結構的截面圖。
【具體實施方式】 [0017]如下列舉了本發明優選的實施方案，但本發明不限定于此。
[0018]本發明涉及的環氧樹脂組合物，其特征在于，在每I分子中具有2個以上的環氧基，在室溫為液態的環氧樹脂、在室溫為液態的環氧樹脂用固化劑、板狀無機填料、球狀無機填料、以及上述無機填料的粒度分布中極大點為2個以上的環氧樹脂組合物中，無機填料的粒度分布的極大點在I~50 μ m范圍內。
[0019]而且，本發明涉及的環氧樹脂組合物，其特征在于，在每I分子中具有2個以上的環氧基，在室溫為液態的環氧樹脂、在室溫為液態的環氧樹脂用固化劑、板狀無機填料、球狀無機填料、以及上述無機填料的粒度分布中極大點為2個以上的環氧樹脂組合物中，無機填料的實際填充率/最密填充率處于0.4~0.7的范圍。
[0020]上述板狀填料的長徑/短徑比優選1.5~10。另外，短徑與板狀填料的厚度不同。
[0021]本發明中使用的環氧樹脂，每I分子有2個以上的環氧基，在室溫(20~30°C)為液態，對分子量、分子結構未作特別限定。作為這樣的環氧樹脂，可以舉出雙酚A型環氧樹月旨、雙酚F型環氧樹脂、雙酚A/F型環氧樹脂、脂環式環氧樹脂等。這些環氧樹脂可單獨使用或2種以上混合使用。
[0022]根據本發明的注塑成形用環氧樹脂組合物的粘度優選3~IOPa.S。另外，無機填料的沉降率優選6%以下。本發明的注塑成形用環氧樹脂組合物，優選上述板狀無機填料為20~26體積％，上述球狀無機填料為74~80體積％。另外,本發明的注塑成形用環氧樹脂組合物的固化物的熱導率優選1.4~1.8ff/m.K。
[0023]本發明中使用的固化劑是在室溫(20~30°C)為液態的環氧樹脂用固化劑。作為這樣的環氧樹脂用固化劑，可以舉出酸酐、脂肪族聚胺、芳香族聚胺、脂環式聚胺等，優選注塑成形時的操作性與固化物的物性優異的酸酐。作為酸酐，可以舉出酞酸酐、六氫酞酸酐、甲基六氫酞酸酐等。環氧樹脂與固化劑的配合比例未作特別限定，但通常選擇當量比1:1左右。
[0024]作為本發明中使用的固化促進劑，可以舉出2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑等咪唑類；芐基二甲胺、N-芐基二甲胺等叔胺類。這些固化促進劑，可單獨使用，或將2種以上混合而使用。固化促進劑的配合量，從作為環氧樹脂組合物的凝膠化時間或可使用時間進行適當選擇，但通常以相對環氧樹脂與固化劑的總質量添加0.1~10質量％。
[0025]作為本發明中使用的板狀無機填料，可以舉出氧化鋁、氮化硼、氮化鋁等，從熱導率與流動性優良方面考慮，優選氧化鋁。
[0026]作為本發明中使用的球狀無機填料，可以舉出氧化鋁、氧化硅、氮化硼、氮化鋁、碳化硅、氮化硅等，從熱導率與流動性優良方面考慮，優選氧化鋁。
[0027]本發明中使用的板狀無機填料，長徑/厚度為10~100。另外，本發明中使用的球狀無機填料，長徑/短徑為I~10、優選I~5、特優選I~1.3。[0028]本發明的環氧樹脂組合物，可根據需要適當添加環氧硅烷、氨基硅烷、烷氧基硅燒、乙烯基硅烷等硅烷偶聯劑、欽酸酷偶聯劑、招酸酷偶聯劑、氧化鐵紅等著色劑、娃橡I父等降低應力的成分、抗氧化劑等各種添加劑。
[0029]作為可采用本發明的注塑成形用環氧樹脂組合物的電器，可以舉出真空斷路器、真空開關裝置、模制變壓器、模制線圈、半導體裝置等。
[0030]圖1為采用本發明的注塑成形用環氧樹脂組合物的模制真空閥的截面圖中陶瓷性絕緣筒2、固定電極側端板7及可動電極側端板3構成真空容器I。真空容器中具有固定電極6a的固定側電極導線6貫穿邊緣部6a而安裝，具有可動電極5a的可動側電極導線5，通過波紋管8，氣密性地安裝在真空容器中。真空容器的外部，采用注塑成形樹脂進行模制，形成固化的固體絕緣層4。固體絕緣層4的外周形成導電層(未圖示)，多數通過接地確保真空閥的安全性。
[0031]以下具體示出了本實施例涉及的環氧樹脂組合物及采用其的電器的實施方案。
[0032](填料的粒度分布測定)
[0033]填料的粒度分布，采用激光衍射粒度分布測定裝置MICR0TRACFRA型(日機裝株式會社制)，用測定范圍0.12~704 μ m進行測定。將填料0.5g與濃度0.2wt%的六偏磷酸鈉(sodium hexametaphosphate)水溶液100ml混合,超聲波分散約I分鐘后進行測定。粒度分布用粒徑與粒子頻率進行表示，粒度分布的極大點成為粒子頻率最高的粒徑，極大點為填料的平均粒徑。
[0034](最密填充比例的計算)
[0035]無機填料的最密填充比例按下式計算。
[0036]無機填料的最密填充比例=1-空間率
[0037]空間率，根據粒度分布測定結果，采用各粒徑的頻率，采用參考文獻I的方式計算。
[0038][參考文獻1]N.0uchiyama and T.Tanaka, Ind.Eng.Chem.Fun dam., 23,490( 1981)
[0039](實際填充比例的計算)
[0040]將球狀無機填料與板狀無機填料合起來的無機填料的實際填充率，根據式I~4計算。樹脂成分為環氧樹脂、環氧樹脂用固化劑、固化促進劑、偶聯劑，密度為1.lg/cm3。因無機填料中采用氧化鋁填料，密度為4.0g/cm3。
[0041]【數學式I】
【權利要求】
1.注塑成形用環氧樹脂組合物，其特征在于，含有: 每I分子中有2個以上的環氧基，在室溫為液態的環氧樹脂； 在室溫為液態的環氧脂用固化劑； 板狀無機填料；以及 球狀無機填料； 上述板狀無機填料及球狀無機填料，在作為整體的粒度分布中具有2個以上極大點，在上述板狀無機填料及球狀無機填料合起來的無機填料總質量中的板狀無機填料的質量比例為5~20質量％。
2.按照權利要求1所述的注塑成形用環氧樹脂組合物，其特征在于，粘度為3~IOPa.S。
3.按照權利要求1所述的注塑成形用環氧樹脂組合物，其特征在于，無機填料的沉降率在6 以下。
4.注塑成形用環氧樹脂組合物，其特征在于，在權利要求1所述的注塑成形用環氧樹脂組成物中，上述板狀無機填料及球狀無機填料整體的粒度分布的極大點處于I~50 μ m的范圍。
5.注塑成形用環氧樹脂組合物，其特征在于，在權利要求1~4任何一項所述的注塑成形用環氧樹脂組合物中，上述板狀無機填料及球狀無機填料的實際填充率/最密填充率處于0.4~0.7的范圍。
6.按照權利要求1~5任何一項所述的注塑成形用環氧樹脂組合物，其特征在于，上述板狀無機填料的粒徑為I~30 μ m,上述球狀無機填料的粒徑為I~100 μ m。
7.按照權利要求1~6任何一項所述的注塑成形用環氧樹脂組合物，其特征在于，上述板狀無機填料為20~26體積％,上述球狀無機填料為74~80體積％。
8.環氧樹脂固化物，其特征在于，權利要求1~7任何一項所述的注塑成形用環氧樹脂組合物的固化物的熱導率為1.4~1.8ff/m.K。
9.一種電器，其特征在于，其通過權利要求1~7任何一項所述的注塑成形用環氧樹脂組合物注塑成型。
【文檔編號】C08K7/00GK103717669SQ201280038034
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年7月13日 優先權日:2011年8月4日
【發明者】茂木亮, 香川博之, 小林將人 申請人:株式會社日立制作所