(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂，硬化剤，充填材及び難燃剤を必須成分として含有するエポキシ樹脂組成物において、難燃剤として一般式１で示される含リン化合物を配合することを特徴とする難燃性エポキシ樹脂粉体塗料。
【化１】
0003835725.tif 000006
【請求項２】
含リン化合物をエポキシ樹脂と硬化剤の合計量に対してリン含有率で１．５〜３．５重量％配合することを特徴とする請求項１記載の難燃性エポキシ樹脂粉体塗料。
【請求項３】
含リン化合物が、一般式１においてｎ＝０である請求項１又は２記載の難燃性エポキシ樹脂粉体塗料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハロゲン系難燃剤を使用しなくても優れた難燃性を有する難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】
電気・電子部品を絶縁外装する目的で使用されているエポキシ樹脂粉体塗料は、部品の火災に対する安全性を確保するために高度の難燃性を有することが要求されている。このため粉体塗料の成分中には難燃性を賦与する様々な化合物が配合されている。可燃性の樹脂成分を少なくし不燃性の無機充填材、特に結晶水を含有して燃焼時にはこれを放出することで難燃効果を発現するような水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの無機充填材を多く配合する方法、燃焼性の低いシリコーン樹脂やシアヌレート環含有樹脂で変性する方法など、さまざまな方法が提案、実施されているが、最も広く実施されているのは各種のハロゲン系難燃剤を配合する方法である。
【０００３】
このハロゲン化合物のなかでも芳香族臭素化合物は燃焼時に発生する臭化水素が不燃性の重い気体で可燃物周辺を酸素から遮蔽し、燃焼性ガスを希釈することにより著しい消火作用を示すが、反面この臭化水素は腐食性を有すること、酸素存在下で熱分解した場合は猛毒のダイオキシン構造に近似の毒性の高いポリブロムジベンゾフラン、ポリジブロムジベンゾオキシンを形成するとの指摘がある。このような状況の下でハロゲンを含まない難燃系が望まれている。
【０００４】
この理由から近年、臭素化合物に替わる難燃剤として燃焼時に脱水作用とともにチャー生成による熱遮蔽効果を示すリン化合物が広く検討され、無機系の赤リンや有機系の各種リン酸エステルが使用されている。
しかしながら、赤リン配合物は色調が濃赤褐色を呈するため、エポキシ粉体塗料に使用された場合、エポキシ樹脂粉体塗料の特長の一つの青、黄、緑など淡色には不適で黒色系の濃色に限定される不都合がある。各種リン酸エステルの配合物では、いずれも硬化性が低下するとともに、リン酸エステル化合物が吸湿処理下で分解しやすいため、塗膜の耐湿性も低下し実用には適さない。
【０００５】
難燃性を賦与するリン化合物としては、赤リンやリン酸エステル以外にも各種のものが提案されている。例えば無機系化合物としてはリン酸アンモニウムなどのリン酸塩も一部の用途で難燃性効果有りとされているが、高度の難燃性賦与を必要とする粉体塗料では有効な結果を得ることはできない。
一方、構造中にリンを含有する各種の新規エポキシ樹脂を合成しこの適用を図ることが提案されているが、これらの樹脂はいずれもリン含有率が３％以下で低いために難燃性が不十分である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで上記問題点を解決すべく他のリン含有化合物を鋭意研究したところ、プラスチックの着色防止剤として使用されているリン化合物の中で式２で示される９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキシドが難燃性賦与の効果が高いことを見いだした。
【化２】
0003835725.tif 000002
【０００７】
しかしながらこの化合物は分子内に反応活性の高いＰ−Ｈ結合を有するためエポキシ樹脂と反応し、エポキシ樹脂と硬化剤成分との硬化反応を阻害して、エポキシ粉体塗料の硬化性を著しく低下させる。
この反応活性を除去するため、式３に例示したような予めノボラック型エポキシ樹脂と付加反応させた化合物を難燃剤として配合する試みも行われているが、分子量が増加してリン含有率が低下するため、十分な難燃性を賦与するためにはこの難燃剤を多量に配合する必要があり、粉体塗料製品の各種特性の低下を招く。
【化３】
0003835725.tif 000003
【０００８】
また、式２の化合物と反応したエポキシ樹脂を配合した硬化物は、加熱処理を施すと徐々に変色し濃色になるために、鮮明な塗装外観を要望される用途には適合できないという問題がある。
【０００９】
これらの問題点を解決するために鋭意検討した結果、式２の化合物に低分子量アルデヒド類を付加反応して得られるリン含有化合物を難燃剤として適用することにより、少量の添加で高度の難燃性を賦与しながら、硬化性及び硬化物特性も従来品と遜色がなく、変色作用もないことを見いだし、この知見に基づいて鋭意研究した結果、本発明を完成するに至った。
本発明は、ハロゲン含有化合物を配合することなく高度な難燃性を有し、かつ硬化性や耐湿性などの特性を損なうことのないエポキシ樹脂粉体塗料を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エポキシ樹脂，硬化剤，充填材及び難燃剤を必須成分として含有するエポキシ樹脂組成物において、難燃剤として一般式１で示される含リン化合物を配合することを特徴とする難燃性エポキシ樹脂粉体塗料である。
【化１】
0003835725.tif 000004
【００１１】
式１の化合物は前記式２の化合物に低分子量アルデヒド類を付加反応することにより容易に得られる。式２の化合物と付加反応するアルデヒド類としては、ホルムアルデヒドやアセトアルデヒドなどが例示されるが、少量の配合で高度な難燃性を付与するためにリン含有率を高める必要があるため、なるべく低分子量のアルデヒドが望ましく、一般式１においてｎ＝０となるホルムアルデヒドがもっとも好ましい。
一般式１で示される含リン化合物は、十分な難燃性を賦与しつつもできる限り配合量を少なくして粉体塗料特性に与える影響を小さくするため、エポキシ樹脂と硬化剤の総量（重量比）に対してリン含有率で１．５〜３．５％配合することが望ましい。
【００１２】
本発明におけるエポキシ樹脂としては、１分子中に少なくとも２個のエポキシ基を有しかつ非ハロゲンエポキシ樹脂であれば一般のエポキシ粉体塗料に適用される室温下で固形のものであればよく、例えば、ビスフェノールＡ型，ビスフェノールＦ型，ビスフェノールＳ型，フェノールノボラック型，クレゾールノボラック型，ビフェニル型，ナフタレン型，芳香族アミン型などが例示されるが、特にこれらに限定されるものではない。なお、これらは単独又は複数を組み合わせ使用することができる。
【００１３】
本発明における硬化剤も特に限定するものではなく、エポキシ樹脂粉体塗料が適用される目的に応じて種々のものを単独または複数を組み合わせ使用することができる。
一例をあげれば、ジアミノジフェニルメタンやアニリン樹脂などの芳香族アミン，脂肪族アミンと脂肪族ジカルボン酸との縮合物，ジシアンジアミド及びその誘導体，各種イミダゾールやイミダゾリン化合物，アジピン酸，セバチン酸，フタル酸，マレイン酸，トリメリット酸，ベンゾフェノンジカルボン酸，ピロメリット酸などのポリジカルボン酸またはその酸無水物，アジピン酸やフタル酸などのジヒドラジッド，フェノール，クレゾール，キシレノール，ビスフェノールＡなどのノボラック類，カルボン酸アミド，メチロール化メラミン類，ブロック型イソシアヌレート類などである。
【００１４】
エポキシ樹脂に対する硬化剤の使用割合は、使用するエポキシ樹脂及び硬化剤の種類により適宜決定されるが、硬化物特性を考慮して一般的にはエポキシ樹脂に対して０．６〜１．２当量の範囲で使用するのが適当である。なお、これらの硬化剤に対して必要により３級アミン類，イミダゾール類，有機リン化合物などの硬化促進剤を使用してもよい。
【００１５】
さらに充填材として炭酸カルシウム，硫酸カルシウム，硫酸バリウム，水酸化アルミニウム，水酸化マグネシウム，酸化アルミニウム，結晶又は溶融シリカ，タルク，カオリン，クレー，マイカ，ドロマイト，ワォラストナイト，ガラス繊維やガラスビーズ，ジルコン，チタン化合物，モリブデン化合物などを単独又は複数組み合わせ使用する。この他、各種顔料，レベリング剤，カップリング剤や消泡剤などの添加剤などを適宜配合する。
また、難燃性を高めるためにシリコーン樹脂，メラミン樹脂などのシアヌレート環骨格を有する樹脂、あるいは三酸化アンチモン，ホウ酸亜鉛，膨張性黒鉛などの非ハロゲンの難燃性助剤も適宜使用することができる。
【００１６】
本発明において粉体塗料を製造する方法は特別に限定されるものではなく、一般的な方法でよい。一例としては、所定の組成比に配合した原料成分をミキサーによって十分に均一混合した後、エクストルーダーや２軸混練機などで溶融混合し、ついで粉砕機により適当な粒度に粉砕、分級して得られる。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
原料成分を表１で示す組成比（重量部）でミキサーにより混合し溶融混練後、粉砕機にて粉砕して平均粒度４０〜６０μｍのエポキシ樹脂粉体塗料を得た。
【００１８】
【表１】
0003835725.tif 000005
【００１９】
（使用材料）
１．エポキシ樹脂
・ＥＰ−１００３：ビスフェノールＡ型、油化シェルエポキシ製、エポキシ当量８００
２．硬化剤
・ＢＴＤＡ：ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、硬化剤当量１６０
・２ＭＺ：２ーメチルイミダゾール
３．充填材
・溶融シリカ：龍森製、ＲＤ−８
・水酸化アルミニウム：住友化学製、ＣＬ−３１０
４．顔料
・白顔料（酸化チタン）：石原産業製、ＴＴＯ−５５
・青顔料（シアニンブルー）：住友化学製、シアニンブルーＧＨ
５．添加剤
・シランカップリング剤：日本ユニカー製、Ａ−１８７
６．難燃剤
・リン酸エステル：大八化学製、ＰＸ−２００
・９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキサイド（式２の化合物）
・式２化合物のホルムアルデヒド付加物（式１においてｎ＝０のもの）
【００２０】
（試験方法）
１．ゲルタイム：１６５℃での熱盤法（ＪＩＳ Ｃ ２１６１による）
２．難燃性：ＵＬ９４法（試験板厚み：１ｍｍ）
３．耐湿性：０．６ｍｍ厚の粉体塗装したセラミックコンデンサを１２１℃，２時間処理し、その後の絶縁抵抗で判定した。
○：１０12Ω超、  △：１０12〜１０11Ω、  ×：１０11Ω未満
４．熱変色性：硬化物片を１２１℃，２時間処理し、色の変化を観察した。
○：色変化極小、  ×：色変化大
【００２１】
実施例１は、エポキシ樹脂１．０当量に対して芳香族酸無水物を０．８当量配合し、さらに一般式１において、ｎ＝０の化合物をエポキシ樹脂と硬化剤の合計量に対してリン含有率で２．７％配分したものであり、実施例２は実施例１の処方のうち、硬化剤として２ーメチルイミダゾール、充填剤として水酸化アルミニウムを適用したものであり、いずれも高度の難燃性を有しており、硬化性や耐湿性が良好であり、加熱処理時に変色しにくいといった粉体塗料に要求される各種特性に優れている。
【００２２】
一方、比較例ではそれぞれ幾つかの項目で問題があり、粉体塗料に適用することは困難である。比較例１は難燃性賦与効果の高いリン酸エステルを配合したものであるが、耐湿性が大きく低下している。比較例２は式２の化合物を難燃剤として配合したもので、難燃性は高いものの硬化が遅く、さらに加熱時に変色が生じる。比較例３は式３の化合物を難燃剤として配合したもので、分子量が大きくリン含有率が低いために十分な難燃性を得られず、さらに加熱時の変色も生じる。比較例４は難燃剤として水酸化アルミニウムのみを用いたもので十分な難燃性が得られず、さらに耐湿性も低下している。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、従来の電気絶縁用エポキシ粉体塗料で難燃性賦与のために環境上の問題が指摘されている臭素などハロゲン含有化合物やアンチモン系難燃剤を使用することなく優れた難燃性を賦与するとともに、硬化性，耐湿性，耐加熱変色性などの特性にも優れた難燃性エポキシ樹脂粉体塗料を提供するものである。