エポキシ樹脂(EP)の物性と用途、特性について
構造上は、分子内にエポキシ基を2個以上含む化合物で、硬化に用いる硬化剤の種類やその量で物性が変動する材料です(硬化剤だけで1000種類以上あると言われます)。
常用できる耐熱温度は150〜200℃、比重は1.1から1.4の熱硬化性プラスチックです。タイプとしては、ビスフェノールF(BisF)とビスフェノールA(BisA)がよく知られています。エンジニアリングプラスチックとして活用される材料の一つで、硬化剤の種類の組合せより様々な物性を持つことで知られます。また、炭素繊維で補強されることもあり、それらは強い物理的、化学的、電気的特性を持ちます。
エポキシ樹脂の主な用途はIC封止材、塗料、電気・電子分野、接着剤、プリント配線基板、各種積層板等。
塗料としては、自動車用電着塗料、船舶・橋梁用重防食塗料、飲料用缶の内面塗装用塗料に使われます。
他、電子・電気部の分野では積層板、半導体封止材、絶縁粉体塗料、コイル含浸用等として、家電製品(テレビ、冷蔵庫等)から、パソコン、ゲーム機、携帯電話等の通信機器、自動車・航空機の制御系など多岐にわたる領域で使われてます。
また構造材料用のエンプラとして使われる用途には、橋梁の耐震補強、コンクリート補強、建築物の床材、上下水道施設のライニング、排水・透水舗装、車両・航空機用接着剤、ゴルフクラブやテニスラケット等のスポーツ用品用複合材料等があります。
フィラー(充填材)、タイプ | 無充填(注型) | シリカ充填(注型) | グラスファイバー(GF)充填(成形材料) | グラスファイバー(GF)充填(カプセル型) | ||
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物理的性質 | 密度(g・cm^-3) | 1.11から1.40 | 1.6から2.0 | 1.6から2.0 | 1.7から2.0 | |
融点(℃) | 結晶性 | 熱硬化 | 熱硬化 | 熱硬化 | 熱硬化 | |
非晶性 | - | - | - | - | ||
透明度 | 透明 | 不透明 | 不透明 | 不透明 | ||
吸水率(%)3mm、24h | 0.08から0.15 | 0.04から0.10 | 0.05から0.20 | 0.04から0.20 | ||
成形特性 | 成形温度範囲(℃) | − | − | 圧縮、167から183 | トランス、156から183 | |
成形圧力範囲(kgf・cm^-2) | − | − | 21.1から35.2 | 3.5から70.3 | ||
成形収縮率(%) | 0.1から1.0 | 0.05から0.8 | 0.1から0.5 | 0.2から0.8 | ||
機械的性質 | 引張強さ(kgf・mm^-2) | 2.8から9.1 | 4.9から9.1 | 7.0から14.1 | 3.5から10.5 | |
最大伸び率(%) | 3.0から6.0 | 1.0から3.0 | 4 | − | ||
圧縮強さ(破壊、降伏)(kgf・mm^-2) | 10.5から17.6 | 10.5から24.6 | 17.6から28.1 | 12.7から21.1 | ||
曲げ強さ(破壊、降伏)(kgf・mm^-2) | 9.3から14.8 | 5.6から9.8 | 7.0から42.2 | 5.6から14.1 | ||
引張弾性率(kgf・mm^-2) | − | − | 2140 | − | ||
圧縮弾性率(kgf・mm^-2) | - | - | - | - | ||
曲げ弾性率(kgf・mm^-2) | - | - | 1760から3160 | - | ||
アイゾット衝撃値(kgf・cm・cm^-1) | 1.0から5.4 | 1.6から2.4 | 10.9から163 | 2.7から10.9 | ||
硬度(硬さ) | ロックウェル | M85から120 | M55から85 | M100から110 | M100から112 | |
ショア | - | - | - | - | ||
熱的性質 | 熱伝導率(10^-4cal・s^-1cm^-2)(K・cm^-1)^-1 | 4.0から5.0 | 10.0から20.0 | 4.0から10.0 | 4.0から10.0 | |
比熱(cal・K^-1g^-1) | 0.25 | 0.20から0.27 | 0.19 | - | ||
線熱膨張率(10^-5K^-1) | 4.5から6.5 | 2.0から4.0 | 1.1から3.5 | 3.0から5.0 | ||
熱変形温度(℃) 18.6kgf・cm^-2 4.6kgf・cm^-2 |
139から306 | 139から306 | 139から278 | 125から250 | ||
電気的性質 | 体積抵抗率(Ω・cm)(23℃、50%RH相対湿度) | 1012から1017 | 1013から1016 | >1014 | >1014 | |
絶縁強さ(短時間法)(3.18mm)/kV・mm-1 | 11.8から19.6 | 11.8から19.6 | 11.8から15.7 | 9.8から15.7 | ||
比誘電率(εγ) | 60Hz | 3.5から5.0 | 3.2から4.5 | 3.5から5.0 | 3.5から5.0 | |
MHz | 3.33から4.0 | 3.0から3.8 | 3.5から5.0 | 3.5から5.0 | ||
誘電正接(tanδ) | 60Hz | 0.002から0.010 | 0.008から6.03 | 0.01 | 0.01 | |
MHz | 0.03から0.05 | 0.02から0.04 | 0.01 | 0.01 | ||
化学的性質、耐薬品性 | 燃焼性、速度(mm・min-1) | - | - | - | - | |
日光の影響 | 無し | 無し | わずか | わずか | ||
弱酸の影響 | 無し | |||||
強酸の影響 | 少々侵される | 無視できる | わずか | |||
弱アルカリの影響 | 無し | わずか | ||||
強アルカリの影響 | わずか | わずか | 無し | わずか | ||
有機溶剤の影響 | 一般に耐える | 無し | わずか |
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