CN103003363A - 电绝缘性树脂组合物及层叠片 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于,提供具有优异的耐热性、而且电绝缘性优异的电绝缘性树脂组合物。另外,本发明的课题还在于提供具有优异的耐热性、而且层间剥离得到抑制的层叠片。所提供的电绝缘性树脂组合物的特征在于,其包含:在分子中含有多个磺酰基的聚砜树脂、和聚酰胺树脂,且前述聚酰胺树脂的含有比率为1~45质量%。另外,所提供的层叠片的特征在于,其是夹着树脂组合物层贴合多张片材而成的,所述树脂组合物层包含在分子中含有多个磺酰基的聚砜树脂、和聚酰胺树脂,且所述聚酰胺树脂的含有比率为1~45质量%。
Description
技术领域
本发明涉及电绝缘性树脂组合物。另外,本发明还涉及夹着该树脂组合物形成为片状而得到的树脂组合物层贴合有多张片材的层叠片。
背景技术
目前,作为电绝缘性树脂组合物,已知有各种各样的组合物,例如,已知有在作为马达中的发热体的线圈绕线的周围配置而使用的电绝缘性组合物等。
作为这样的电绝缘性树脂组合物,具体提出有例如,包含在分子中具有芳香族烃及多个硫醚键(-S-)的聚苯硫醚树脂、和乙烯基类共聚物且形成为片状的组合物(专利文献1)。
然而,该电绝缘性树脂组合物虽然具有作为马达的线圈绕线与线圈绕线之间等所要求的电绝缘性的耐电痕化性,但可能会由线圈绕线等产生的热而导致拉伸强度等降低,存在耐热性未必充分的问题。
即,该电绝缘性树脂组合物存在较难兼具优异的耐热性、优异的耐电痕化性的问题。
另外,目前,作为层叠片,例如已知有夹着形成为片状的电绝缘性的树脂组合物层贴合多张片材而成的层叠片。这样的层叠片例如可以如上所述配置在马达中的线圈绕线的周围来使用。
作为这样的层叠片,具体而言,例如提出有夹着包含聚苯硫醚(PPS)树脂的树脂层贴合由芳香族聚酰胺纤维形成的作为片材的2张聚酰胺纸而成的层叠片(专利文献2)。该层叠片利用片材和树脂层的粘接性而抑制片材从树脂层剥离。
然而,该层叠片例如可能会由马达中的线圈绕线等产生的热导致拉伸强度等力学特性降低,存在耐热性未必充分的问题。
即,该层叠片存在较难同时满足抑制片材和树脂层之间的层间剥离、及具有优异的耐热性的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-186672号公报
专利文献2:日本特开2010-030222号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明是鉴于上述问题等而进行的,其课题在于,提供具有优异的耐热性、而且电绝缘性优异的电绝缘性树脂组合物。
本发明的课题在于,提供具有优异的耐热性、而且层间剥离得到抑制的层叠片。
用于解决问题的方案
本发明的电绝缘性树脂组合物的特征在于,其包含:在分子中含有多个磺酰基(-SO2-)的聚砜树脂、和聚酰胺树脂,前述聚酰胺树脂的含有比率为1~45质量%。
包含上述构成的电绝缘性树脂组合物通过含有前述聚砜树脂和含有比率为1~45质量%的聚酰胺树脂,可以使耐电痕化性优异,且可以使耐热性优异。
对本发明的电绝缘性树脂组合物而言,优选的是,前述聚砜树脂为在分子中还含有多个醚键的聚醚砜树脂、或在分子中还含有多个芳香族烃的聚苯砜树脂。
前述聚砜树脂为前述聚醚砜树脂或前述聚苯砜树脂,由此具有如下优点:前述电绝缘性树脂组合物的成形性变良好,并且,前述电绝缘性树脂组合物具有优异的耐电痕化性及耐热性。
本发明的电绝缘性树脂组合物优选前述聚酰胺树脂含有芳香族烃。通过使前述聚酰胺树脂含有芳香族烃,具有如下优点:前述电绝缘性树脂组合物具有优异的耐电痕化性,并且耐热性变得更优异。
本发明的电绝缘性树脂组合物优选耐电痕化试验的CTI值为130V以上。另外,优选端部撕裂阻力值为20MPa以上。另外,优选在240℃经过250小时后的拉伸强度的强度保留率为55%以上。
本发明的电绝缘性树脂组合物优选形成为片状。另外,优选用于电绝缘用途。
本发明的层叠片的特征在于,其是夹着树脂组合物层贴合多张片材而成的,所述树脂组合物层包含在分子中含有多个磺酰基的聚砜树脂、和聚酰胺树脂,且所述聚酰胺树脂的含有比率为1~45质量%。
包含上述构成的层叠片通过夹着包含前述聚砜树脂和前述聚酰胺树脂且前述聚酰胺树脂的含有比率为1~45质量%的树脂组合物层将多张片材贴合,可以抑制层间剥离且使耐热性优异。
本发明的层叠片中,优选前述片材含有全芳香族聚酰胺。通过使前述片材包含全芳香族聚酰胺,具有可以使层叠片的耐热性更优异的优点。
另外,前述片材优选为利用湿式抄纸法制作的纸。另外,优选为包含全芳香族聚酰胺的纤维的全芳香族聚酰胺纸。通过使前述片材为包含全芳香族聚酰胺的纤维的全芳香族聚酰胺纸,具有可以使层叠片的耐热性变得更优异的优点。
本发明的层叠片中,优选前述片材为无纺布。通过使前述片材为无纺布,具有片材与树脂组合物层之间的层间剥离能够得到进一步抑制的优点。
本发明的层叠片优选对前述片材的至少树脂组合物层侧实施电晕处理。通过实施电晕处理,具有片材与树脂组合物层之间的层间剥离能够得到进一步抑制的优点。
本发明的层叠片中,优选前述聚砜树脂为在分子中还含有多个醚键的聚醚砜树脂、或在分子中还含有多个芳香族烃的聚苯砜树脂。
另外,本发明的层叠片中,优选前述聚酰胺树脂为在分子中含有芳香族烃的聚酰胺树脂。通过使前述聚酰胺树脂为在分子中含有芳香族烃的聚酰胺树脂,具有层叠片的耐热性能变得更优异的优点。
本发明的层叠片优选还具备具有粘合性的片状的粘合层,该粘合层配置于至少一侧的最表面。另外,优选前述粘合层具有满足UL94标准的VTM-O等级的阻燃性。
本发明的层叠片优选用于电绝缘用途。
发明的效果
本发明的电绝缘性树脂组合物具有优异的耐热性,而且取得了电绝缘性优异这样的效果。
本发明的层叠片具有优异的耐热性,而且取得了抑制层间剥离这样的效果。
附图说明
图1是示意性表示沿厚度方向切割层叠片而得到的剖面的剖面图。
图2是示意性表示沿厚度方向切割具备粘合层的层叠片而得到的剖面的剖面图。
具体实施方式
以下,对本发明的电绝缘性树脂组合物的一个实施方式进行说明。
本实施方式的电绝缘性树脂组合物包含:在分子中含有多个磺酰基的聚砜树脂、和聚酰胺树脂,前述聚酰胺树脂的含有比率为1~45质量%。
前述电绝缘性树脂组合物中,前述聚酰胺树脂的含有比率超过45质量%时,有电绝缘性树脂组合物的耐热性变差的担心。另外,聚酰胺树脂的含有比率小于1质量%时,有电绝缘性树脂组合物的耐电痕化性变得不充分的担心。
另外,前述电绝缘性树脂组合物中,优选前述聚酰胺树脂的含有比率为3质量%以上,更优选为5质量%以上,进一步优选为8质量%以上,最优选为15质量%以上。另外,优选前述聚酰胺树脂的含有比率为40质量%以下,更优选为35质量%以下,进一步优选为32质量%以下。
通过使前述聚酰胺树脂的含有比率为3质量%以上,具有电绝缘性树脂组合物中作为电绝缘性的耐电痕化性变得更优异的优点。另外,通过使前述聚酰胺树脂的含有比率为40质量%以下,具有电绝缘性树脂组合物的耐热性能变得更优异的优点。
前述聚砜树脂是具有包含多个磺酰基(-SO2-)的分子结构的树脂。
作为该聚砜树脂,可列举出:在分子中还含有多个醚键(-O-)的聚醚砜树脂、或在分子中还含有多个芳香族烃的聚苯砜树脂等。另外,作为该聚砜树脂,可列举出:在分子中还含有多个醚键和多个芳香族烃的聚醚聚苯砜树脂。
作为前述聚砜树脂,从前述电绝缘性树脂组合物的成形性变良好、并且前述电绝缘性树脂组合物具有优异的耐电痕化性、同时耐热性变得更优异方面考虑,优选前述聚醚聚苯砜树脂。
作为前述聚醚聚苯砜树脂,优选具有下述式(1)的分子结构的聚醚聚苯砜树脂。
[化学式1]
式(1)中,n为表示聚合度的正整数,通常在10~5000的范围内。
作为前述聚醚聚苯砜树脂,可以使用市售的树脂,例如可列举出:BASF公司制造的“Ultrazone E系列”、SOLVAY公司制造的“RadelA系列”、住友化学公司制造的“Sumikaexcel系列”等。
前述聚酰胺树脂是至少多胺化合物和多羧酸化合物通过脱水缩合进行聚合而得到的。
作为前述聚酰胺树脂,可以列举出:在分子中具有芳香族烃的聚酰胺树脂、在分子中仅具有脂肪族烃作为烃的脂肪族聚酰胺树脂。其中,从前述电绝缘性树脂组合物具有优异的耐电痕化性并且耐热性变得更优异的方面考虑,优选在分子中具有芳香族烃的聚酰胺树脂。
另外,作为在分子中具有芳香族烃的聚酰胺树脂,可以列举出:在分子中仅具有芳香族烃作为烃的全芳香族聚酰胺树脂、在分子中具有脂肪族烃及芳香族烃这两者作为烃的半芳香族聚酰胺树脂等。
作为在分子中具有芳香族烃的聚酰胺树脂,从能够平衡性良好地兼具耐电痕化性和耐热性的方面考虑,优选前述半芳香族聚酰胺树脂。
作为前述聚酰胺树脂的聚合中使用的前述多胺化合物,具体可以列举出例如二胺化合物。
作为该二胺化合物,可以列举出:含有直链状或支链状的烃基的脂肪族二胺、含有环状的饱和烃基的脂环族二胺、含有芳香族烃基的芳香族二胺等。
作为前述脂肪族二胺、前述脂环族二胺、或前述芳香族二胺,例如可列举出下述式(2)表示的二胺。需要说明的是,关于下述式(2)中的R1,其表示碳数4~12的脂肪族烃基、或含有环状饱和烃的碳数4~12的脂环族烃基,或者表示含有芳香族环的烃基。
H2N-R1-NH2···(2)
作为前述脂肪族二胺,从前述聚酰胺树脂的耐电痕化性变得更优异的方面考虑,优选式(2)中R1的碳数为9的壬二胺,更优选1,9-壬二胺及2-甲基-1,8-辛二胺混合得到的二胺。
作为前述芳香族二胺,可列举出苯二胺、苯二甲胺等。
作为前述聚酰胺树脂的聚合中使用的前述多羧酸化合物,具体可以列举出例如二羧酸化合物。
作为该二羧酸化合物,可列举出:含有直链状或支链状的烃基的脂肪族二羧酸、含有环状饱和烃基的脂环族二羧酸、含有芳香族烃基的芳香族二羧酸等。
作为前述脂肪族二羧酸、前述脂环族二羧酸、或前述芳香族二羧酸,例如可以列举出下述式(3)表示的二羧酸。需要说明的是,关于下述式(3)中的R2,其表示碳数4~25的脂肪族烃基、或含有环状饱和烃的碳数4~12的脂环族烃基,或者表示含有芳香族环的烃基。
HOOC-R2-COOH···(3)
作为前述脂肪族二羧酸,可以列举出己二酸、癸二酸等。
作为前述芳香族二羧酸,可以列举出对苯二甲酸、甲基对苯二甲酸、萘二羧酸等,作为该芳香族二羧酸,从前述聚酰胺树脂的耐热性能变得更优异的方面考虑,优选对苯二甲酸。
前述聚酰胺树脂可以是一种上述二胺化合物与一种二羧酸化合物聚合而成的树脂,也可以是组合多种各化合物并聚合而成的树脂。另外,如果有必要的话,前述聚酰胺树脂也可以是前述二胺化合物及前述二羧酸化合物以外的物质进一步聚合而成的树脂。
作为前述聚酰胺树脂,如上所述优选前述半芳香族聚酰胺树脂,作为该半芳香族聚酰胺树脂,更优选作为二胺化合物的脂肪族二胺与作为二羧酸化合物的芳香族二羧酸聚合而得到的树脂,特别优选作为脂肪族二胺的壬二胺与作为芳香族二羧酸的对苯二甲酸聚合而得到的树脂(PA9T)。
前述电绝缘性树脂组合物中可以配混各种添加剂。
作为该添加剂,例如可列举出:烷基酚醛树脂、烷基苯酚-乙炔树脂、二甲苯树脂、香豆酮-茚树脂、萜烯树脂、松香等增粘剂、聚溴二苯基氧化物、四溴双酚A等溴类阻燃剂、氯化链烷烃、全氯环癸烷等氯类阻燃剂、磷酸酯、含卤素磷酸酯等磷类阻燃剂、硼类阻燃剂、三氧化锑等氧化物类阻燃剂、氢氧化铝、氢氧化镁等水合金属化合物、酚类、磷类、硫类抗氧化剂、二氧化硅、粘土、碳酸钙、碳酸钡、碳酸锶、氧化铝、氧化镁、氮化硼、氮化硅、氮化铝等无机填料、热稳定剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、润滑剂、颜料、交联剂、交联助剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等通常用于塑料的配混成分等。另外,可列举出芳香族聚酰胺纤维、数nm~数百nm的粒径的蒙脱石等。这些添加剂相对于100重量份电绝缘性树脂组合物例如可以使用0.1~5重量份。
前述电绝缘性树脂组合物从作为电绝缘性的耐电痕化性变得更优异的方面考虑,优选利用实施例所记载的方法测定的耐电痕化试验的CTI值为130V以上。
前述电绝缘性树脂组合物从耐热性能变得更优异的方面考虑,优选利用实施例所记载的方法测定的、在240℃下经过250小时后的拉伸强度的强度保留率为55%以上。
前述电绝缘性树脂组合物从抗拉伸撕裂性能变得更优异的方面考虑,优选利用实施例所记载的方法测定的端部撕裂阻力值为20MPa以上。
前述电绝缘性树脂组合物可以使用捏合机、加压捏合机、混炼辊、班伯里密炼机、双螺杆挤出机等通常的混合搅拌手段将至少聚砜树脂和聚酰胺树脂混合来制造。另外,例如可以通过干混在挤出机的滚筒内等进行混合搅拌从而制造。
前述电绝缘性树脂组合物例如可以利用具备T型模头的挤出机、注射成形机等成形为片状。另外,例如,可以在成形为片状的电绝缘性树脂组合物的两面贴附由芳香族酰胺树脂纤维形成的纸等片材,从而制作层叠片。
所制作的层叠片可以优选用于要求电绝缘性及耐热性的用途。具体而言,例如,前述层叠片可以用于以下用途:在作为马达的发热体的线圈绕线的周围配置来使用的电绝缘用片材、变压器、汇流排、电容器、电缆等中使用的电绝缘用片材、电路基板的绝缘膜等。
以下,边参照附图边对本发明的层叠片的一个实施方式进行说明。图1及图2是示意性表示沿厚度方向切割本实施方式的层叠片而得到的剖面的剖面图。
本实施方式的层叠片1如图1所示,是夹着片状的树脂组合物层2贴合有多张片材3而成的,所述片状的树脂组合物层2包含在分子中含有多个磺酰基的聚砜树脂和聚酰胺树脂、且前述聚酰胺树脂的含有比率为1~45质量%。
前述树脂组合物层2是以前述聚酰胺树脂的含有比率为1~45质量%的方式将包含前述聚砜树脂和前述聚酰胺树脂的树脂组合物形成为片状而成的。即,前述树脂组合物层2是上述电绝缘性树脂组合物形成为片状而成的。
对前述树脂组合物层2而言,前述聚酰胺树脂的含有比率超过45质量%时,有耐热性变差的担心。另外,前述聚酰胺树脂的含有比率小于1质量%时,有树脂组合物层2和片材3之间容易产生层间剥离的担心。
在前述树脂组合物层2中,优选前述聚酰胺树脂的含有比率为3质量%以上,更优选为5质量%以上,进一步优选为8质量%以上,最优选为15质量%以上。另外,优选前述聚酰胺树脂的含有比率为40质量%以下,更优选为35质量%以下,进一步优选为32质量%以下。
通过使前述聚酰胺树脂的含有比率为3质量%以上,具有树脂组合物层2和片材3之间的层间剥离能变得不易产生的优点。另外,通过使前述聚酰胺树脂的含有比率为40质量%以下,具有树脂组合物层2的耐热性能变得更优异的优点,具有阻燃性变得更优异的优点。
对前述树脂组合物层2的厚度没有特别限定,通常为1μm~500μm。
作为前述聚砜树脂及前述聚酰胺树脂,可列举出与上述的树脂同样的树脂。
作为前述聚酰胺树脂,从前述树脂组合物层2的耐热性能变得更优异的方面考虑,优选在分子中具有芳香族烃的聚酰胺树脂。另外,作为前述聚酰胺树脂,从耐热性优异并且片材3和树脂组合物层2之间的层间剥离能得到进一步抑制的方面考虑,优选前述半芳香族聚酰胺树脂。
作为在前述聚酰胺树脂的聚合中使用的前述脂肪族二胺,从片材与树脂组合物层之间的层间剥离能得到进一步抑制的方面考虑,优选上述式(2)中R1的碳数为9的壬二胺,更优选1,9-壬二胺及2-甲基-1,8-辛二胺混合而得到的二胺。
作为在前述聚酰胺树脂的聚合中使用的芳香族二羧酸,从前述聚酰胺树脂的耐热性能变得更优异的方面考虑,优选对苯二甲酸。
作为前述聚酰胺树脂,如上所述优选前述半芳香族聚酰胺树脂,作为该半芳香族聚酰胺树脂,更优选作为二胺化合物的脂肪族二胺和作为二羧酸化合物的芳香族二羧酸聚合而成的树脂,特别优选作为脂肪族二胺的壬二胺和作为芳香族二羧酸的对苯二甲酸聚合而成的树脂(PA9T)。
前述树脂组合物层2中,如上所述,可以配混各种添加剂。
前述片材3只要是片状的就没有特别限定。另外,对厚度没有特别限定,通常为10~100μm。另外,前述片材3如图1所示,通常可以在层叠片上具备2张片材。
作为前述片材3,例如可以列举出纸、无纺布、薄膜等。作为前述片材3,从片材和树脂组合物层之间的层间剥离能得到进一步抑制的方面考虑,优选纸或无纺布。
作为前述片材3,可以列举出:利用湿式抄纸法制作的片材、在大气中利用干法制作的片材等。
作为前述片材3,从片材和树脂组合物层之间的层间剥离能得到进一步抑制的方面考虑,优选利用湿式抄纸法制作的纸。
作为前述片材3的材质,可以列举出:聚酰胺、聚酯等合成高分子化合物、纤维素等天然高分子化合物等,从片材和树脂组合物层之间的层间剥离能得到进一步抑制的方面考虑,优选聚酰胺。
作为该聚酰胺,可列举出:构成单体全部具有芳香族烃的全芳香族聚酰胺、构成单体全部仅具有脂肪族烃作为烃的脂肪族聚酰胺、构成单体的一部分具有芳香族烃的半芳香族聚酰胺等,从片材和树脂组合物层之间的层间剥离能得到进一步抑制的方面考虑,优选全芳香族聚酰胺。即,前述片材3优选含有前述全芳香族聚酰胺。
另外,作为前述片材3,从片材和树脂组合物层之间的层间剥离能得到进一步抑制的方面、以及阻燃性优异的方面考虑,更优选包含全芳香族聚酰胺的纤维的全芳香族聚酰胺纸,进一步优选使用全芳香族聚酰胺的纤维利用湿式抄纸法制作的全芳香族聚酰胺纸。
作为前述全芳香族聚酰胺纸,例如可列举出:以全芳香族聚酰胺纤维为主要构成材料而形成的纸,所述全芳香族聚酰胺纤维是将除酰胺基以外由苯环构成的、苯二胺和邻苯二甲酸的缩聚物(全芳香族聚酰胺)纤维化而成的。
前述全芳香族聚酰胺纸从力学特性优异、层叠片的制造工序中的操作性良好的方面考虑,优选基重为5g/m2以上。通过使基重为5g/m2以上,具有力学强度的不足得到抑制、层叠片的制造中不易破断的优点。
需要说明的是,在前述全芳香族聚酰胺纸中也可以配混其它成分,作为该其它成分,可列举出:聚苯硫醚纤维、聚醚醚酮纤维、聚酯纤维、芳酯纤维、液晶聚酯纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维等有机纤维、或玻璃纤维、石绒(rock wool)、石棉、硼纤维、氧化铝纤维等无机纤维。
作为前述全芳香族聚酰胺纸,例如可以使用杜邦公司销售的商品名“nomex”的纸等。
优选前述片材3的树脂组合物层2侧实施过电晕处理。通过实施该电晕处理,具有片材和树脂组合物层之间的层间剥离能得到进一步抑制的优点。
前述电晕处理是对与树脂组合物层2接触的片材3的一面进行放电处理,生成具有极性的羧基、羟基而进行表面粗糙化的处理。作为前述电晕处理,可以采用以往公知的通常的方法。
前述层叠片1可以进一步具备具有粘合性的片状的粘合层4,该粘合层4配置在至少一侧的最表面。前述粘合层4可以仅在层叠片1的一面侧具备、也可以如图2所示在两面侧具备。
前述层叠片1通过在最表面具备粘合层4,可以将粘合层4贴附于被粘物上来使用。具体而言,在需要耐热性和电绝缘性的用途中,前述层叠片1可以以例如将前述粘合层4贴附于金属制的板状的导体的状态作为片状电绝缘材料使用。
前述层叠片1上可以具备的前述粘合层4至少包含含有以往公知的通常的聚合物的粘合剂。
作为该粘合剂,可列举出:含有具有(甲基)丙烯酸酯作为基本构成单元的丙烯酸(酯)类聚合物的丙烯酸(酯)类粘合剂、含有合成橡胶、天然橡胶等弹性体性聚合物的橡胶类粘合剂、含有硅酮聚合物的硅酮类粘合剂、含有聚酯聚合物的聚酯类粘合剂、含有聚氨酯聚合物的聚氨酯类粘合剂等,其中,从粘合特性、耐候性优异的方面考虑,特别优选前述丙烯酸(酯)类粘合剂。
前述粘合层4从粘合力、耐久力变得更优异的方面考虑,优选含有能使粘合剂中的聚合物交联的交联剂。作为该交联剂,可列举出:异氰酸酯类交联剂、环氧类交联剂、三聚氰胺类交联剂、噁唑啉类交联剂、碳二亚胺类交联剂、氮丙啶类交联剂、金属螯合物类交联剂等。另外,从粘合力、耐久力变得更优异的方面考虑,前述粘合层4更优选还含有松香类树脂、萜烯类树脂、脂肪族类石油树脂、芳香族类石油树脂、共聚类石油树脂、脂环族类石油树脂、二甲苯树脂、或弹性体树脂等增粘树脂。
需要说明的是,前述粘合层4除上述粘合剂、交联剂、增粘树脂以外还可以适当含有分散剂、抗老化剂、抗氧化剂、加工助剂、稳定剂、消泡剂、增稠剂、颜料等添加在橡胶、塑料中的通常的添加物。
前述粘合层4也可以为例如使后述的阻燃剂和前述粘合剂混合而得到的混合物形成为片状的构成。
另外,前述粘合层4还可以为例如具有能提高粘合层的保形性的片状基材、并且在该基材的两面侧配置有至少含有前述粘合剂的层状体的构成。
作为前述粘合层4可以具有的基材,例如可列举出:纸等纸类基材;布、无纺布、网等纤维类基材;金属箔、金属板等金属类基材;塑料薄膜等塑料类基材;橡胶片等橡胶类基材;发泡片等发泡体基材等。另外,还可以列举出将这些基材层叠而成的层叠基材等。作为该层叠基材,优选将多张前述塑料类基材层叠而成的层叠基材等至少含有前述塑料类基材的层叠基材。
作为前述塑料类基材的材质,例如可以列举出:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等以α-烯烃为单体成分的烯烃类树脂;聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯类树脂;聚氯乙烯(PVC)树脂;醋酸乙烯酯类树脂;聚苯硫醚(PPS)树脂;脂肪族聚酰胺、全芳香族聚酰胺等聚酰胺类树脂;聚酰亚胺类树脂;聚醚醚酮(PEEK)树脂等。前述塑料类基材的材质可以单独使用1种或组合使用2种以上。
前述层叠片1从能够用于需要较高的阻燃性的端子用绝缘材料的用途等中的方面考虑,优选具有满足UL94标准的VTM-O等级的阻燃性。层叠片1通过具有这样的阻燃性,例如可以用于IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor、绝缘栅双极型晶体管)模块等电源模块的端子用绝缘材料的用途等中。
需要说明的是,UL94标准是美国Underwriters Laboratories公司制定的燃烧试验的标准,是周知的标准。另外,关于满足UL94标准的VTM-O等级的阻燃性,具体而言,是指利用实施例所记载的方法来判断为合格的阻燃性。
前述层叠片1为了具有满足UL94标准的VTM-O等级的阻燃性而优选前述粘合层4具有满足该基准的阻燃性。前述粘合层4通过例如适当含有适量的以往公知的通常的阻燃剂,可以具有满足UL94标准的VTM-O等级的阻燃性。
作为前述阻燃剂,没有特别限定,例如可列举出:氯化链烷烃、氯化联苯、氯化乙烷、氯化聚乙烯、氯化聚苯、氯化联苯、全氯环十五烷酮、四氯双酚A等氯类化合物;溴化链烷烃、溴化聚苯、四溴乙烷、四溴苯、十溴二苯基氧化物、八溴二苯基氧化物、六溴环十二烷、双(三溴苯氧基)乙烷、双(三溴苯氧基)乙烷、亚乙基双四溴邻苯二甲酰亚胺、六溴苯、聚二溴亚苯基氧化物、四溴双酚A、三(2,3-二溴丙基-1)异氰脲酸酯、三溴苯酚烯丙基醚、溴化聚苯乙烯、三溴新戊醇、二溴二氯丙烷、二溴四氟乙烷等溴类化合物;磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三甲苯酯(TCP)、磷酸三(二甲苯)酯(TXP)、磷酸甲苯二苯酯(CDP)、磷酸二甲苯二苯酯(XDP)、间苯二酚-双-(二苯基磷酸酯)、2-乙基己基二苯基磷酸酯、二甲基甲基磷酸酯、磷酸三烯丙酯(Reofos)、磷酸烷基酯等磷酸酯;磷酸三氯乙酯、磷酸三(二氯丙基)酯、磷酸三-β-氯丙酯、磷酸三(三溴苯基)酯、磷酸三(三溴苯基)酯、磷酸三(三溴新戊基)酯、N,N-双(2-羟乙基)氨甲基磷酸二乙基酯等含卤素磷酸酯;芳香族缩合磷酸酯、含卤素缩合磷酸酯等缩合磷酸酯;多磷酸铵、多氯亚磷酸盐等多磷酸盐化合物;三氧化锑、五氧化锑、氧化锆、氢氧化铝、氢氧化铁、硼酸锌等无机氧化物;碱性碳酸镁、碳酸镁-钙、碳酸钙、碳酸钡、白云石等金属碳酸盐;水滑石、硼砂等金属水合物(金属化合物的水合物)等。
对前述粘合层4中所含的阻燃剂的量没有特别限定,从能够兼顾粘合层的阻燃性和粘合特性的方面考虑,优选相对于100重量份前述粘合剂为250重量份以下,更优选为1重量份以上且250重量份以下,进一步优选为5重量份以上且200重量份以下。通过相对于100重量份粘合剂含有250重量份以下阻燃剂,具有抑制阻燃剂渗出并且粘合性降低的优点。
前述层叠片1优选利用实施例中记载的方法测定的、在240℃下经过250小时后的拉伸强度的强度保留率为50%以上。
前述层叠片1优选以如下的方式来构成:以与树脂组合物层2的两面相接触的方式配置片材3,且前述树脂组合物层2和前述片材3之间的层间粘接力比前述树脂组合物层2及前述片材3的各内聚破坏力大。通过该构成,前述树脂组合物层2和前述片材3之间的层间剥离会得到抑制。
接着,对前述层叠片1的制造方法进行说明。
前述层叠片1例如可以通过用2张片材3夹住树脂组合物层2并将片材3彼此按压等来制造。
前述树脂组合物层2可以通过如下方式制作:利用例如捏合机、加压捏合机、混炼辊、班伯里密炼机、双螺杆挤出机等通常的混合手段将前述聚砜树脂和前述聚酰胺树脂混合来制备树脂组合物、及利用安装有T型模头的挤出机将该树脂组合物挤出成片状,由此制作。
另外,具备前述粘合层4的层叠片1例如可以通过如下方式制作:如上所述用2张片材3夹住树脂组合物层2并按压、及在该按压过的层叠片的至少一个表面上贴合市售的粘合带的粘合层,由此制作。
前述层叠片1利用具有电绝缘性这一特点,可以用于例如汽车等的马达用的电绝缘用片、变压器(transformer)用的电绝缘用片、汇流排用的电绝缘用片等。
本实施方式的电绝缘性树脂组合物及层叠片如上述所例示,但本发明不限定于上述例示的层叠片。
另外,本发明中,可以采用在通常的电绝缘性树脂组合物及层叠片中使用的各种形态。
实施例
以下列举实施例对本发明进行详细说明,但本发明并不限定于此。
(实施例1)
作为聚砜树脂,使用含有多个磺酰基并且还含有多个醚键和多个芳香族烃的聚醚聚苯砜树脂(PES)树脂(SOLVAY公司制造商品名“RadelA-300A”)。
另一方面,作为聚酰胺树脂,使用包含对苯二甲酸单元和壬二胺单元的聚酰胺(PA)树脂(PA9T可乐丽公司制造商品名“Genestar N1000A”)。
使用双螺杆混炼机(TECHNOVEL CORPORATION制造)将PES树脂和PA树脂以达到PES/PA=95/5的质量比的方式在310℃下混合,制造电绝缘性树脂组合物。
(实施例2)
除了使PES树脂和PA树脂的质量比变为PES/PA=90/10以外,与实施例1同样地制造电绝缘性树脂组合物。
(实施例3)
除了使PES树脂和PA树脂的质量比变为PES/PA=80/20以外,与实施例1同样地制造电绝缘性树脂组合物。
(实施例4)
除了使PES树脂和PA树脂的质量比变为PES/PA=70/30以外,与实施例1同样地制造电绝缘性树脂组合物。
(实施例5)
除了使PES树脂和PA树脂的质量比变为PES/PA=60/40以外,与实施例1同样地制造电绝缘性树脂组合物。
(比较例1)
代替电绝缘性树脂组合物,仅使用PES树脂。
(比较例2)
除了使PES树脂和PA树脂的质量比变为PES/PA=50/50以外,与实施例1同样地制造电绝缘性树脂组合物。
(比较例3)
除了使PES树脂和PA树脂的质量比变为PES/PA=30/70以外,与实施例1同样地制造电绝缘性树脂组合物。
(比较例4)
代替电绝缘性树脂组合物,准备聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)薄膜(Teijin DuPont Films制造商品名“Teonex100μm”)。
(比较例5)
代替电绝缘性树脂组合物,准备聚苯硫醚(PPS)薄膜(东丽株式会社制造商品名“Torelina100μm”)。
<长期耐热性的评价>
将制造的电绝缘性树脂组合物或树脂通过挤出成形在310℃下成形为100μm厚的片状,制作片体。
然后,制作沿着片体成形时的移动方向以15mm的宽度切割而得到的试验样品。将制作的试验样品放置在加热至240℃的恒温槽中250小时。对放置在恒温槽之前和之后的试验样品,在200mm/分钟、标记线100mm的试验条件下进行拉伸试验,测定拉伸强度。然后,按照下述式计算强度保留率。
强度保留率(%)={(放置后的拉伸强度)/(放置前的拉伸强度)}×100
需要说明的是,对比较例4及5的薄膜也同样地进行上述评价。
<耐电痕化性的评价(耐电痕化试验)>
基于JIS C2134,测定片体或薄膜的CTI(ComparativeTracking Index、相比漏电起痕指数)值。
<抗拉伸撕裂性的评价>
基于JIS C2111,分别测定片体或薄膜的长度(MD)方向和宽度(TD)方向的端部撕裂阻力值。
将使用各实施例及各比较例的电绝缘性树脂组合物或树脂的片体或薄膜的、长期耐热性(强度保留率)、耐电痕化性(CTI值)、及抗拉伸撕裂性(端部撕裂阻力值)的评价结果分别示于表1、表2。
[表1]
[表2]
进而,制造层叠片,评价各层叠片的性能。
(实施例6)
使用2张全芳香族聚酰胺纸(杜邦公司制造商品名“nomexT410”厚度50μm)作为片材。
另一方面,作为聚砜树脂,使用含有多个磺酰基并且还含有多个醚键和多个芳香族烃的聚醚聚苯砜树脂(PES)树脂(SOLVAY公司制造商品名“RadelA-300A”)。
另外,作为聚酰胺树脂,使用含有对苯二甲酸单元和壬二胺单元的聚酰胺(PA)树脂(PA9T可乐丽公司制造商品名“Genestar N1000A”)。
然后,将PES树脂和PA树脂以达到PES/PA=95/5的质量比的方式混合,使用双螺杆混炼机(TECHNOVEL CORPORATION制造)在310℃下混合,制备树脂组合物。
然后,通过挤出成形将树脂组合物在310℃下成形为100μm厚的片状,形成树脂组合物层,分别在其两面侧配置全芳香族聚酰胺纸。再用2张金属板夹持,利用加热至350℃的热压机,在压力200N/cm2下压制60秒,制造层叠片(约200μm厚)。
(实施例7)
以树脂组合物层的PES树脂和PA树脂的质量比达到PES/PA=90/10的方式形成树脂组合物层、对片材实施电晕处理并使电晕处理面与树脂组合物层相接触,除此以外,与实施例6同样地制造层叠片。
需要说明的是,电晕处理作为设备使用PILLARTECHNOLOGIES公司制造的“500系列”,在大气压下通过输出功率500W、处理速度4m/分钟、试样宽度0.4m的条件进行。
(实施例8)
以树脂组合物层中的PES树脂和PA树脂的质量比达到PES/PA=90/10的方式形成树脂组合物层,除此以外,与实施例6同样地制造层叠片。
(实施例9)
以树脂组合物层中的PES树脂和PA树脂的质量比达到PES/PA=80/20的方式形成树脂组合物层,除此以外,与实施例6同样地制造层叠片。
(实施例10)
以树脂组合物层中的PES树脂和PA树脂的质量比达到PES/PA=80/20的方式形成树脂组合物层、使用实施了与实施例7同样的电晕处理的片材,除此以外,与实施例6同样地制造层叠片。
(实施例11)
以树脂组合物层中的PES树脂和PA树脂的质量比达到PES/PA=70/30的方式形成树脂组合物层,除此以外,与实施例6同样地制造层叠片。
(实施例12)
以树脂组合物层中的PES树脂和PA树脂的质量比达到PES/PA=60/40的方式形成树脂组合物层,除此以外,与实施例6同样地制造层叠片。
(实施例13)
在实施例10中制造的层叠片的一面侧进一步贴附下述粘合层A,制造具备粘合层的层叠片。
粘合层A:
从阻燃性丙烯酸(酯)类双面粘合胶带(日东电工株式会社制造、商品名“No.5011N”)剥落剥离材料而得到的粘合剂层(厚度150μm)
(在无纺布的两面侧层叠有含有丙烯酸(酯)类粘合剂的粘合性的层的层叠体)
(满足UL94标准的VTM-O等级)
(实施例14)
在实施例10中制造的层叠片的一面侧进一步贴附下述的粘合层B,制造具备粘合层的层叠片。
粘合层B:
从丙烯酸(酯)类双面粘合胶带(日东电工株式会社制造、商品名“No.500”)剥落剥离材料而得到的粘合层(厚度170μm)
(在无纺布的两面侧层叠有含有丙烯酸(酯)类粘合剂的粘合性的层的层叠体)
(不满足UL94标准的VTM-O等级)
(比较例6)
仅由PES树脂形成树脂组合物层,除此以外,与实施例6同样地制造层叠片。
(比较例7)
仅由PES树脂形成树脂组合物层、并且使用实施了与实施例7同样的电晕处理的片材,除此以外,与实施例6同样地制造层叠片。
(比较例8)
以树脂组合物层中的PES树脂和PA树脂的质量比达到PES/PA=50/50的方式形成树脂组合物层,除此以外,与实施例6同样地制造层叠片。
(比较例9)
以树脂组合物层中的PES树脂和PA树脂的质量比达到PES/PA=30/70的方式形成树脂组合物层,除此以外,与实施例6同样地制造层叠片。
(比较例10)
代替树脂组合物层使用聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)薄膜(Teijin DuPont Films制造商品名“Teonex100μm”)、并且使用实施了与实施例7同样的电晕处理的片材,除此以外,与实施例6同样地制造层叠片。
(比较例11)
代替树脂组合物层使用聚苯硫醚(PPS)薄膜(东丽株式会社制造商品名“Torelina100μm”)、并且使用实施了与实施例7同样的电晕处理的片材,除此以外,与实施例6同样地制造层叠片。
(比较例12)
在比较例10中制造的层叠片的一面侧进一步贴附上述粘合层A,制造具备粘合层的层叠片。
<长期耐热性的评价>
制作沿制造的层叠片中的树脂组合物层的移动方向以15mm的宽度切割而得到的试验样品。另外,将制作的试验样品放置在加热至240℃的恒温槽中250小时。对于在恒温槽中放置前和放置后的试验样品,在200mm/分钟、标记线100mm的试验条件下进行拉伸试验,测定拉伸强度。然后,利用下述式算出强度保留率。
强度保留率(%)={(放置后的拉伸强度)/(放置前的拉伸强度)}×100
<剥离性的评价>
准备将制造的层叠片沿树脂组合物层的成形时的移动方向以10mm的宽度切割而得到的试验样品。另外,将制造的层叠片在23℃下浸渍在纯水中24小时,然后,准备同样地以10mm的宽度切割而制作的试验样品。
对这些试验样品,通过将片材(全芳香族聚酰胺纸)相对于树脂组合物层以90℃的角度及200mm/分钟的速度拉拽,在25℃下使其剥离,观察剥离时的状态。然后,通过下述3个阶段评价结果。
○:由于片材破坏而剥离的试验样品
△:由于片材部分破坏而剥离的试验样品
×:在片材和树脂组合物层之间发生层间剥离
<阻燃性的评价>
基于UL94标准进行燃烧试验,评价阻燃性。
详细而言,首先,将各实施例、比较例中制造的层叠片切成50mm×200mm的大小,分别得到5个试验片。
将试验片卷成圆筒状,以沿上下方向延伸的方式配置,将上端固定从而使其悬挂,在距下端125mm的位置做标记线。在试验片的正下方放置脱脂棉,使试验片的下端接触火焰3秒钟,进行着火操作。需要说明的是,进行共计2次着火操作。
将满足所有下述事项的试验片判断为合格(○)。即,将满足VTM-O的等级的试验片判断为合格。另一方面,将不满足下述事项中的任一项的试验片判断为不合格(×)。
1.各试验片的总有焰燃烧时间(接触最初的火焰之后的燃烧时间、和接触第2次火焰之后的燃烧时间的总和)在10秒以内。
2.各5个试验片的总有焰燃烧时间的总和在50秒以内。
3.第2次接触火焰后的各试验片的有焰燃烧时间及无焰燃烧时间在30秒以内。
4.燃烧滴下物从任一试验片落下,不使配置在下方的棉着火。
5.火焰没有到达距下端125mm的标记线。
将各实施例及各比较例中的长期耐热性(强度保留率)及剥离性的评价结果示于表3、表4。
[表3]
[表4]
产业上的可利用性
本发明的电绝缘性树脂组合物可以适宜用作要求耐热性和电绝缘性的电绝缘用片材等的原料。具体而言,适宜用于例如配置于马达的线圈绕线周围的电绝缘用片材、变压器、汇流排、电容器、电缆用的电绝缘用片材、或电路基板的绝缘膜等用途。
本发明的层叠片可以适宜用做要求耐热性和电绝缘性的电绝缘用片材等。具体而言,适宜用于例如配置于马达的线圈绕线周围的电绝缘用片材、变压器、汇流排、电容器、电缆用的电绝缘用片材、或电路基板的绝缘膜等用途。
附图标记说明
1:层叠片、2:树脂组合物层、3:片材、4:粘合层
Claims (22)
1.一种电绝缘性树脂组合物,其特征在于,其包含:在分子中含有多个磺酰基的聚砜树脂、和聚酰胺树脂,且所述聚酰胺树脂的含有比率为1~45质量%。
2.根据权利要求1所述的电绝缘性树脂组合物,其中,所述聚砜树脂为在分子中还含有多个醚键的聚醚砜树脂、或在分子中还含有多个芳香族烃的聚苯砜树脂。
3.根据权利要求1或2所述的电绝缘性树脂组合物,其中,所述聚酰胺树脂含有芳香族烃。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的电绝缘性树脂组合物,其中,耐电痕化试验的CTI值为130V以上。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的电绝缘性树脂组合物,其中,端部撕裂阻力值为20MPa以上。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的电绝缘性树脂组合物,其中,在240℃下经过250小时后的拉伸强度的强度保留率为55%以上。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的电绝缘性树脂组合物,其中,其形成为片状。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的电绝缘性树脂组合物,其中,其用于电绝缘用途。
9.一种层叠片,其特征在于,其是夹着树脂组合物层贴合多张片材而成的,所述树脂组合物层包含在分子中含有多个磺酰基的聚砜树脂、和聚酰胺树脂,且所述聚酰胺树脂的含有比率为1~45质量%。
10.根据权利要求9所述的层叠片,其中,所述片材含有全芳香族聚酰胺。
11.根据权利要求9或10所述的层叠片,其中,所述片材是利用湿式抄纸法制作的纸。
12.根据权利要求9~11中任一项所述的层叠片,其中,所述片材为含有全芳香族聚酰胺的纤维的全芳香族聚酰胺纸。
13.根据权利要求9或10所述的层叠片,其中,所述片材是无纺布。
14.根据权利要求9~13中任一项所述的层叠片,其中,对所述片材的至少树脂组合物层侧实施了电晕处理。
15.根据权利要求9~14中任一项所述的层叠片,其中,所述聚砜树脂为在分子中还含有多个醚键的聚醚砜树脂。
16.根据权利要求9~15中任一项所述的层叠片,其中,所述聚砜树脂为在分子中还含有多个芳香族烃的聚苯砜树脂。
17.根据权利要求9~16中任一项所述的层叠片,其中,所述聚酰胺树脂为在分子中具有芳香族烃的聚酰胺树脂。
18.根据权利要求9~17中任一项所述的层叠片,其中,其还具备具有粘合性的片状的粘合层,该粘合层配置在所述层叠片的至少一侧的最表面。
19.根据权利要求18所述的层叠片,其中,所述粘合层具有满足UL94标准的VTM-O等级的阻燃性。
20.根据权利要求9~19中任一项所述的层叠片,其中,其通过如下的方式来构成:以与所述树脂组合物层的两面相接触的方式配置所述片材,且所述树脂组合物层与所述片材之间的层间粘接力比所述树脂组合物层及所述片材的各内聚破坏力大。
21.根据权利要求9~20中任一项所述的层叠片,其中,在240℃下经过250小时后的拉伸强度的强度保留率为50%以上。
22.根据权利要求9~21中任一项所述的层叠片,其中,其用于电绝缘用途。
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