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JP3182959B2 - 含浸用樹脂組成物 - Google Patents

含浸用樹脂組成物

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Publication number
JP3182959B2
JP3182959B2 JP01667993A JP1667993A JP3182959B2 JP 3182959 B2 JP3182959 B2 JP 3182959B2 JP 01667993 A JP01667993 A JP 01667993A JP 1667993 A JP1667993 A JP 1667993A JP 3182959 B2 JP3182959 B2 JP 3182959B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
curing
resin composition
impregnation
bisphenol
Prior art date
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JP01667993A
Other languages
English (en)
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JPH06228414A (ja
Inventor
良一 山本
武広 浜村
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Meidensha Corp
Original Assignee
Meidensha Corp
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Publication date
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、含浸用樹脂組成物に関
し、特に硬化後の耐熱性及び絶縁性が求められる電気絶
縁等に用いる含浸用樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、含浸用樹脂組成物は電気絶縁含浸
等の種々の分野において用いられており、例えば回転機
器の固定子または回転子の絶縁含浸等に用いられてい
る。この際、一般には固定子や回転子を通電加熱し、含
浸用樹脂組成物をコイルエンド部より滴下して含浸を行
う。
【0003】このような含浸用樹脂組成物においては、
硬化した後の絶縁性、耐熱性に優れたものが望ましい。
【0004】現在、含浸用樹脂組成物としては耐熱性F
種(最高許容温度155℃)が汎用的であり、この耐熱
性F種を原料としたものが製品化されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、含浸用樹脂と
して短時間で硬化し、かつ200℃以上の高温度に耐え
得る耐熱性を有し、更に絶縁特性及びエナメル線との接
着強度に優れた樹脂はみあたらない。
【0006】特に、上記のように回転機器の固定子や回
転子を通電加熱して滴下含浸を行う場合には、3分〜3
0分程度(好ましくは5分〜10分程度)でゲル化し、
かつ2〜3時間のポストキュアーにより耐熱性200℃
以上の絶縁性能を有する樹脂が求められているが、現在
このような樹脂はみいだされていない。
【0007】本発明は上記背景の下になされたものであ
り、耐熱性に優れた含浸用樹脂組成物を提供することを
目的とする。特に、エナメル線との接着強度に優れ、3
分〜30分程度(好ましくは5分〜10分程度)という
短時間でゲル化し、かつ硬化後は2〜3時間のポストキ
ュアーにより耐熱性が約200℃以上の絶縁性能を有す
る含浸用樹脂組成物を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するため、請求項1記載の発明は、ビスフェノール系エ
ポキシ樹脂とクレゾールノボラック系エポキシ樹脂と脂
環系エポキシ樹脂とを混合溶解して得られる混合溶液を
主剤とする含浸用樹脂組成物を提供する。
【0009】上記主剤を用いることで、2〜3時間のポ
ストキュアーにより硬化後の耐熱性が200℃以上の絶
縁性能を有する含浸用樹脂組成物が得られる。
【0010】請求項2記載の発明は、請求項1記載の含
浸用樹脂組成物において、前記主剤における脂環系エポ
キシ樹脂の混合比を10〜75(wt%)とし、かつ前記ク
レゾールノボラック系エポキシ樹脂の混合比を10〜4
0(wt%)としたことを特徴とする含浸用樹脂組成物を提
供する。
【0011】上記脂環系エポキシ樹脂は、その混合比を
高くすると温度特性は向上するが熱劣化特性は低くなる
傾向がある。従って、上記のようにその混合比を10〜
75(wt%)とすることにより高い温度特性を得られ、か
つ熱劣化特性の低下を抑制することができる。
【0012】また、クレゾールノボラック系エポキシ樹
脂はその混合比を高くすると耐熱劣化特性は高くなる
が、多量に加えると含浸用樹脂組成物の粘度が2(p)
以上となって作業性に支障を来す恐れがある。従って、
上記のようにその混合比を10〜40(wt%)と定めるこ
とにより硬化前の粘度が2(p)以下となって含浸時にお
ける作業性が向上し、かつ高い耐熱劣化特性を得ること
ができる。
【0013】請求項3記載の発明は、請求項1または2
記載の含浸用樹脂組成物に、酸無水物系硬化剤及びジア
ザビシクロウンデセン系硬化促進剤を混合して得られる
含浸用樹脂組成物を提供する。
【0014】上記硬化剤及び硬化促進剤は請求項1また
は2記載の含浸用樹脂組成物の硬化に適している。
【0015】尚、上記酸無水物系硬化剤としては例えば
メチルナジックアンハイドライド、ヘキサヒドロフタリ
ックアンハイドライド等が挙げられ、好適にはテトラヒ
ドロフタリックアンハイドライドを用いる。
【0016】また、ジアザビシクロウンデセン系硬化剤
としては、ジアザビシクロウンデセン、及びその錯塩
(オクチル酸塩、フェノール塩、オレイン酸塩等)等が
挙げられ、好ましくは1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]ウン
デセンのオクチル酸塩又は1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]
ウンデセン-7・オレイン酸塩を用いる。
【0017】請求項4記載の発明は、請求項3記載の含
浸用樹脂組成物において、前記クレゾールノボラック系
エポキシ樹脂としてエポキシ当量が200〜230程度
のクレゾールノボラックエポキシ樹脂を用い、かつ前記
ビスフェノール系エポキシ樹脂としてエポキシ当量が1
90〜210程度のビスフェノールAタイプエポキシ樹
脂を用い、更に前記酸無水物系硬化剤としてテトラヒド
ロフタリックアンハイドライドを用いてその添加量を前
記エポキシ樹脂1に対して0.8〜1.2(mol)とし、かつ前
記ジアザビシクロウンデセン系硬化促進剤の添加量を0.
5〜3.0(phr)としたことを特徴とする含浸用樹脂組成物
を提供する。
【0018】上記エポキシ当量が200〜230程度の
クレゾールノボラックエポキシ樹脂、及びエポキシ当量
が190〜210程度のビスフェノールAタイプエポキ
シ樹脂は請求項3記載の含浸用樹脂組成物に適してい
る。
【0019】また、上記のように硬化剤及び硬化促進剤
の添加を行うことで、請求項1または2記載の含浸用樹
脂組成物のゲル化時間(発熱ピーク法)を3〜30分と
いう作業性上等の面から好ましい値にすることができ
る。また、硬化促進剤の添加量を変えることによりゲル
化時間を適宜調整することも可能である。
【0020】尚、上記含浸用樹脂組成物は、上記硬化剤
及び硬化促進剤等を加えない状態にては2カ月以上にわ
たって析出物もなく安定に保存することが可能である。
【0021】更に、上記硬化剤及び硬化促進剤等の添加
物も、これら硬化剤、硬化促進剤等を混合した状態で2
カ月以上安定に保存することが可能である。
【0022】
【実施例】本実施例においては、クレゾールノボラック
エポキシ樹脂とビスフェノール系エポキシ樹脂と脂環系
エポキシ樹脂とを種々の比率で混合して耐熱性滴下含浸
用樹脂組成物(a液)を製造し、これに別途製造した硬
化液(b液)を加えて硬化させ、耐熱温度を測定した。
【0023】尚、上記硬化液としては硬化剤と硬化促進
剤との混合液を用い、硬化剤として酸無水物であるテト
ラヒドロフタリックアンハイドライドを用いた。
【0024】更に、硬化促進剤としては1,8-ジアザビシ
クロ[5,4,0]ウンデセンのオクチル酸塩、及び1,8-ジア
ザビシクロ[5,4,0]ウンデセン-7・オレイン酸塩を用い
た。以下にその詳細を示す。
【0025】まず、クレゾールノボラックエポキシ樹脂
(YDCN701、エポキシ当量200〜230)を1
20℃に加温して溶融した後にビスフェノールAタイプ
エポキシ樹脂(エピコート828、エポキシ当量190
〜210)と脂環系エポキシ樹脂(ELR4221)と
を混合し、均一になるまで撹拌してエポキシ樹脂組成物
を製造した。
【0026】この際、上記クレゾールノボラックエポキ
シ樹脂、ビスフェノールAタイプエポキシ樹脂、脂環系
エポキシ樹脂の組成比を変えてエポキシ樹脂組成物を製
造し、試料1〜7とした。これら試料1〜7における各
成分の重量比を表1に示す。
【0027】
【表1】
【0028】尚、表1にてはクレゾールノボラックエポ
キシ樹脂をA、ビスフェノールAタイプエポキシ樹脂を
B、脂環系エポキシ樹脂をCと略記した。また、これら
の全試料においてA/B=1/2(重量比)とした。
【0029】次に、上記エポキシ樹脂組成物のエポキシ
基1コに対して0.8〜1.2モル(mol/l)のテトラヒドロフ
タリックアンハイドライド(HN−2200)と、0.
5、1.0、3.0(phr)の1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデ
センのオクチル酸塩(SANo102)とを混合して硬
化液とし、これら各混合溶液をそれぞれ硬化液1、2、
3とした。
【0030】同様に、エポキシ樹脂組成物に対して0.8
〜1.2モルのテトラヒドロフタリックアンハイドライド
(HN−2200)と、0.5、1.0、3.0(phr)の1,8-ジ
アザビシクロ[5,4,0]ウンデセン-7・オレイン酸塩(SA
No106)とを混合して硬化液とし、これら各混合溶液
をそれぞれ硬化液4、5、6とした。
【0031】まず、エポキシ樹脂組成物に硬化液1、
2、3をそれぞれ加えてゲル化温度に対するゲル化時間
を調べた。その結果を図1に示す。尚、図中において硬
化液1、2、3をそれぞれ加えた試料の特性をL1、L
2、L3の各線にて示した。
【0032】同様に、エポキシ樹脂組成物に硬化液4、
5、6をそれぞれ加えてゲル化温度に対するゲル化時間
を調べた。その結果を図2に示す。
【0033】尚、図中において硬化液4、5、6をそれ
ぞれ加えたときの特性をL4、L5、L6の各線にて示
した。
【0034】上記図1、2に示されるように、硬化液に
おける1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセンのオクチ
ル酸塩(SANo102){又は1,8-ジアザビシクロ[5,4,
0]ウンデセン-7・オレイン酸塩(SANo106)}の添加
量を調整することによりゲル化時間を調整することがで
きる。
【0035】通常、この硬化時間は4〜30分程度が好
ましいので、これらの添加量は上記のように0.5〜3.0
(phr)程度とすることが好ましい。
【0036】尚、上記硬化液においては硬化剤である酸
無水物としてテトラヒドロフタリックアンハイドライド
を用いたが、これに代えてメチルナジックアンハイドラ
イド、ヘキサヒドロフタリックアンハイドライド等を用
いてもよい。
【0037】次に脂環系エポキシ樹脂の配合量に対する
温度特性を調べた。
【0038】まず、エポキシ樹脂組成物として試料1、
3、5を用い、このエポキシ樹脂組成物に酸無水物系硬
化剤及び硬化促進剤からなる硬化液を加えて硬化を行
い、硬化後の200℃における体積抵抗率を測定した。
その結果を図3に示す。
【0039】同様に、エポキシ樹脂組成物として試料
1、3、5を用い、このエポキシ樹脂組成物に硬化液を
加えて硬化を行い、硬化後の200℃における体積抵抗
率を測定した。その結果を図4に示す。
【0040】これらの図に示されるように、脂環系エポ
キシ樹脂の配合量が増加すると温度特性は向上すること
がわかる。
【0041】更に、脂環系エポキシ樹脂(C)の配合量
に対する熱劣化特性を調べた。まず、エポキシ樹脂組成
物として試料1、2、4、6、7を用いて硬化液により
硬化を行い、硬化後のTGI(℃)を調べた。その結果
を図5に示す。
【0042】同様に、エポキシ樹脂組成物として試料
1、2、4、6、7を用いて硬化液により硬化を行い、
硬化後のTGI(℃)を調べた。尚、上記各測定におい
て、TGIは熱重量測定からNEMANo.RE−1で評
価した。TGI値としては280℃以上が望ましい。そ
の結果を図6に示す。
【0043】これらの図に示されるように、脂環系エポ
キシ樹脂(C)の配合量が増加するとTGI値が低くな
って熱劣化特性が低下する。
【0044】また、図5の試料4においてA/B=2/
1として硬化を行い、そのTGIを調べた。その結果を
図5中に示す(×印)。この×印に示されるように、ク
レゾールノボラック系エポキシ樹脂(A)の添加量を増
すことによりTGI値が高くなって熱劣化特性は向上す
るが、添加量を多くすると硬化前の粘度が2(p)以上
に高くなり、滴下含浸用には不適となる。
【0045】
【発明の効果】本発明によれば、耐熱性に優れた含浸用
樹脂組成物が得られる。また、エナメル線との接着強度
に優れ、3分〜30分程度(好ましくは5分〜10分程
度)という短時間でゲル化し、かつ硬化後は2〜3時間
のポストキュアーにより耐熱性が約200℃以上の絶縁
性能を有する含浸用樹脂組成物も得られる。
【0046】また、温度特性や耐熱劣化特性を調整する
こともできるので、使用状況に適した含浸用樹脂組成物
を得ることができる。
【0047】更に、含浸を行う際の粘度を小さくして作
業性を高くする等のように、含浸用樹脂組成物の特性を
適宜調整ことが可能であるので、使用条件に応じた特性
を有する含浸用樹脂組成物を製造することも可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】各硬化促進剤添加量におけるゲル化温度とゲル
化時間との相関を示すグラフ。
【図2】各硬化促進剤添加量におけるゲル化温度とゲル
化時間との相関を示すグラフ。
【図3】(クレゾールノボラックエポキシ樹脂+ビスフ
ェノールAタイプエポキシ樹脂)の混合量と体積抵抗率
との相関を示すグラフ。
【図4】(クレゾールノボラックエポキシ樹脂+ビスフ
ェノールAタイプエポキシ樹脂)の混合量と体積抵抗率
との相関を示すグラフ。
【図5】(クレゾールノボラックエポキシ樹脂+ビスフ
ェノールAタイプエポキシ樹脂)の混合量とTGI値と
の相関を示すグラフ。
【図6】(クレゾールノボラックエポキシ樹脂+ビスフ
ェノールAタイプエポキシ樹脂)の混合量とTGI値と
の相関を示すグラフ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−127416(JP,A) 特開 昭64−60624(JP,A) 特開 平2−84425(JP,A) 特開 昭60−26441(JP,A) 特開 昭54−26898(JP,A) 特開 昭61−152723(JP,A) 特公 昭48−14359(JP,B1) 新保正樹編「エポキシ樹脂ハンドブッ ク」(昭和62年12月25日初版1刷発行) 日刊工業新聞社、第61〜62頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 59/20 - 59/38 C08G 59/40 C08G 59/42 C08J 5/24

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビスフェノール系エポキシ樹脂とクレゾ
    ールノボラック系エポキシ樹脂と脂環系エポキシ樹脂と
    を混合溶解して得られる混合溶液を主剤とする含浸用樹
    脂組成物において、 酸無水物系硬化剤及びジアザビシクロウンデセン系硬化
    促進剤を混合して得られる含浸用樹脂組成物であって、 前記主剤における前記脂環系エポキシ樹脂の混合比を、
    10〜75(wt%)、 前記クレゾールノボラック系エポキシ樹脂の混合比を、
    10〜40(wt%)、 前記ビスフェノール系エポキシ樹脂として、エポキシ当
    量が190〜210程度のビスフェノールAタイプエポ
    キシ樹脂を用い、かつ前記クレゾールノボラック系エポ
    キシ樹脂として、エポキシ当量が200〜230程度の
    クレゾールノボラックエポキシ樹脂を用い、 更に前記酸無水物系硬化剤としてテトラヒドロフタリッ
    クアンハイドライドを用いてその添加量を、エポキシ樹
    脂のエポキシ基1に対して0.8〜1.2(mol)とし、かつ前
    記ジアザビシクロウンデセン系硬化促進剤の添加量を0.
    5〜3.0(phr)とすることを特徴とする含浸用樹脂組成
    物。
JP01667993A 1993-02-04 1993-02-04 含浸用樹脂組成物 Expired - Lifetime JP3182959B2 (ja)

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JP3218026B2 (ja) 1999-01-30 2001-10-15 財団法人韓国化学研究所 体積膨張反応を随伴する潜在性触媒型の硬化剤を含有するエポキシ樹脂組成物
WO2013143097A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-03 Dow Global Technologies Llc Curable compositions

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
新保正樹編「エポキシ樹脂ハンドブック」(昭和62年12月25日初版1刷発行)日刊工業新聞社、第61〜62頁

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