JP2002157917A

JP2002157917A - 電気機器絶縁処理用樹脂組成物

Info

Publication number: JP2002157917A
Application number: JP2000353067A
Authority: JP
Inventors: Akira Uchiyama; 明内山
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2000-11-20
Filing date: 2000-11-20
Publication date: 2002-05-31

Abstract

(57)【要約】【課題】近年の要求性能を満足すべく、熱伝導率が高
く、低粘度で、接着力が強く、耐クラック性に優れた電
気機器絶縁処理用樹脂組成物を提供する。【解決手段】（Ａ）ポリエポキシドとα，β−不飽和
塩基酸とを反応させて得られる不飽和エポキシエステル
に、一般式（Ｉ）【化１】（ただし、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³は各々独立にアルキル基で
ある）で示される脂肪酸のモノグリシジルエステルを反
応させて得られる生成物（Ａ１）及びα，β−不飽和エ
チレン性単量体（Ａ２）からなる樹脂組成物、（Ｂ）無
機充填剤、並びに、（Ｃ）チタネート系カップリング剤
を含有してなる電気機器絶縁処理用樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気機器絶縁処理用
樹脂組成物に関し、更に詳しくは、モートル、トランス
などの電気機器用コイルの熱放散性を向上させる電気機
器絶縁処理用樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータ、トランス等の電気機器は、鉄コ
アの固着または防錆、コイルの絶縁または固着等を目的
として、電気機器絶縁処理用樹脂組成物で処理されてい
る。電気機器絶縁処理用樹脂組成物としては、硬化性、
空乾性、固着性、電気絶縁性、経済性などのバランスに
優れた不飽和ポリエステル樹脂の組成物が広く用いられ
ている。

【０００３】近年の電気機器は、小型軽量化、高出力化
が進んだため、蓄熱温度がより高くなり、特に、電気自
動車に用いられる回転器や、電動工具に用いられる回転
器などの電気機器に用いられる回転機器は、運転時に過
大な負荷により発生した熱が放散されずに蓄熱され電気
機器の温度が上昇するため、電気機器絶縁処理用樹脂組
成物にも発熱による温度上昇を小さくするために、熱伝
導率を高め大気雰囲気中への熱放散性を向上した樹脂組
成物が求められている。

【０００４】このことから、不飽和ポリエステル樹脂に
無機充填剤を添加し、電気機器の運転時に生ずる発熱に
よる温度上昇を小さくし、熱伝導率を高め大気雰囲気中
への熱放散性を向上させた不飽和ポリエステル樹脂が用
いられてきたが、不飽和ポリエステル樹脂に無機充填剤
を配合することにより、機械強度が低下し、また、コイ
ル、コア間に充分に樹脂組成物が浸透しないため、接着
力が低下する問題があった。更に、不飽和ポリエステル
樹脂は、耐クラック性にも劣るため、配合した無機充填
剤が沈降した樹脂組成物の溜り部分では、樹脂組成物に
クラックが発生する問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、近年の要求
性能を満足すべく、熱伝導率が高く、低粘度で、接着力
が強く、耐クラック性に優れた電気機器絶縁処理用樹脂
組成物を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、（Ａ）ポリエ
ポキシドとα，β−不飽和塩基酸とを反応させて得られ
る不飽和エポキシエステルに、一般式（Ｉ）

【化２】（ただし、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³は各々独立にアルキル基で
ある）で示される脂肪酸のモノグリシジルエステルを反
応させて得られる生成物（Ａ１）及びα，β−不飽和エ
チレン性単量体からなる組成物、（Ｂ）無機充填剤、並
びに、（Ｃ）チタネート系カップリング剤を含有してな
る電気機器絶縁処理用樹脂組成物に関する。

【０００７】また本発明は、（Ａ）成分１００重量部に
対して、（Ｂ）成分１０〜１００重量部及び（Ｃ）成分
０．０１〜１．０重量部を含有する前記電気機器絶縁処
理用樹脂組成物に関する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に用いられる（Ａ）成分の
うち（Ａ１）成分は、まず、ポリエポキシドとα，β−
不飽和塩基酸を反応させる。ここで得られる反応成分
は、樹脂酸価を１０〜２０とすることが好ましい。つい
で、脂肪酸のモノグリシジルエステルを反応させて（Ａ
１）成分を得るが、この樹脂酸価は１０以下とすること
が好ましい。

【０００９】本発明に用いられるポリエポキシドとは、
分子あたり２個以上のエポキシ基を含有する化合物であ
り、その例としては、多価アルコール若しくは多価フェ
ノールのグリシジルポリエーテル、エポキシ化脂肪酸若
しくは乾性油酸、エポキシ化ジオレフィン、エポキシ化
ジ不飽和酸のエステル、エポキシ化飽和ポリエステル等
がある。本発明に用いられるα，β−不飽和塩基酸とし
ては、メタクリル酸、アクリル酸、クロトン酸等があ
り、これらの２種類以上を併用してもさしつかえない。

【００１０】ポリエポキシドとα，β−不飽和塩基酸と
を反応させて不飽和エポキシエステルの製造条件には制
限が無く、例えば、付加触媒を用いて１００℃〜１２０
℃で、５〜１０時間反応させて合成することができる。

【００１１】得られる不飽和エポキシエステルと反応さ
せる脂肪酸のモノグリシジルエステルとしては、一般式
（Ｉ）

【化３】（ただし、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³は各々独立にアルキル基で
ある）で示されるものである。ここで前記アルキル基と
しては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等
があり、炭素原子数１〜４のものが好ましい。脂肪酸の
モノグリシジルエステルとしては、例えばカジューラＥ
（シェル化学(株)製商品名、エポキシ当量２４０〜２５
０などを用いることができる。

【００１２】前記付加触媒としては、塩化亜鉛、塩化リ
チウムなどのハロゲン化物、ジメチルサルファイト、メ
チルフェニルサルファイトなどのサルファイト類、ジメ
チルスルホキサイド、メチルスルホキサイド、メチルエ
チルスルホキサイドなどのスルホキサイド類、Ｎ，Ｎ−
ジメチルアニリン、ピリジン、トリエチルアミン、ヘキ
サメチレンジアミンなどの３級アミン及びその塩基酸ま
たは臭酸塩、テトラメチルアンモニウムクロライド、ト
リメチルドデシルベンジルアンモニウムクロライドなど
の４級アンモニウム塩、パラトルエンスルホン酸などの
スルホン酸類、エチルメルカプタン、プロピルメルカプ
タンなどのメルカプタン類などが用いられる。

【００１３】不飽和エポキシエステルと脂肪酸のモノグ
リシジルエステルとの反応は、不飽和エポキシエステル
１００重量部に対して脂肪酸のモノグリシジルエステル
を３〜３０重量部配合して行うことが好ましく、そのほ
かの反応条件については特に制限はない。

【００１４】本発明においては一般に、（Ａ）成分中
に、α，β−エチレン性不飽和単量体（Ａ１）を配合す
る。α，β−エチレン性不飽和単量体としては、例えば
スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、ター
シャリーブチルスチレン、ジビニルベンゼン、各種アク
リル酸エステル、メタクリル酸エステル、各種アリルエ
ステル、各種アリルエーテル等が挙げられる。α，β−
エチレン性不飽和単量体の使用量は、上記（Ａ１）成分
との重量比で、（Ａ１）成分／（Ａ２）成分＝２５／７
５〜６０／４０の範囲とされることが好ましい。

【００１５】本発明に用いられる（Ｂ）成分の無機充填
剤は、電気機器を運転するときの放熱性を向上させるこ
とを主な目的として配合される。放熱性の観点からは配
合量が多い程よいが、この配合量が多くなると電気機器
絶縁処理用樹脂組成物の粘度が高くなり、含浸性が低下
する傾向がある。このことから、（Ａ）成分１００重量
部に対して、（Ｂ）成分の無機充填剤は１００重量部を
超えない範囲であるのが好ましく、５０重量部を超えな
い範囲であるのがより好ましく、４５重量部を超えない
範囲であるのがさらに好ましい。また、放熱性を向上さ
せるためには、無機充填剤を（Ａ）成分１００重量部に
対して１０重量部以上配合するのが好ましい。無機充填
剤の配合量が１０重量部未満であると熱伝導性が低くな
り放熱性が低下する傾向がある。無機充填剤としては、
炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウ
ム、二酸化ケイ素などが挙げられる。

【００１６】本発明に用いられる（Ｃ）成分のチタン系
カップリング剤は、無機充填剤の添加により高くなった
粘度を低下することができ、かつ、沈降速度を遅延させ
ることを目的に配合される。粘度低下の観点からは配合
量が多いほど粘度は低下するが、この配合量が多すぎる
と無機充填剤の沈降が速くなり、無機充填剤が分離する
傾向がある。また、配合量が少なすぎると粘度の低下に
効果があまりない。このことから、チタン系カップリン
グ剤の配合量としては、（Ａ）成分１００重量部に対し
て０．０１〜１．０重量部の範囲で、特に、０．０２〜
０．１重量部の範囲が好ましい。

【００１７】チタン系カップリング剤としては、チタニ
ウムステアレート、ジ−ｉ−プロキシチタンジイソステ
アレート、（２−ｎ−ブトキシカルボニルベンゾイルオ
キシ）トリブトキシチタン、２−エチルヘキサノイルオ
キシトリ（２−プロポキシ）チタン（いずれも日本曹達
株式会社から市販されている）等を用いることができ
る。

【００１８】本発明になる電気機器絶縁処理用樹脂組成
物には、硬化剤として、例えばベンゾインパーオキサイ
ド、アセチルパーオキサイド等のアシルパーオキサイ
ド、ターシャリブチルパーオキサイド、キュメンヒドロ
パーオキサイド等のヒドロパーオキサイド、メチルエチ
ルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサ
イド等のケトンパーオキサイド、ジターシャリブチルパ
ーオキサイド、ジクミルパーオキサイド等のジアルキル
パーオキサイド、ターシャリブチルパーオキシアセテー
ト等のオキシパーオキサイドなどを用いることが好まし
い。硬化剤の添加量としては、（Ａ）成分、（Ｂ）成分
及び（Ｃ）成分の合計１００重量部に対して０．３〜５
重量部が好ましい。

【００１９】また、必要に応じて促進剤及び重合禁止剤
を添加することもできる。促進剤としては、例えばナフ
テン酸マンガン、ナフテン酸鉛、ナフテン酸コバルト、
オクテン酸コバルト等が用いられる。重合禁止剤として
は、例えばハイドロキノン、ターシャリブチルカテコー
ル、ｐ−ベンゾキノン等のキノン類が用いられる。

【００２０】本発明の樹脂組成物はエアコンファン、扇
風機、洗たく機等のモートル、テレビ、ステレオ、コン
パクトディスクプレーヤー等の電源トランス等の絶縁処
理に適用することができる。

【００２１】

【実施例】以下実施例により本発明を説明する。下記例
中部は、重量部を意味する。

【００２２】製造例１《不飽和エポキシエステル樹脂にモノエポキシドを反応
させることにより得られる樹脂（Ａ１−１）の合成》
４，４−イソピリデンジフェノールのジグリシジルエー
テル（シェル化学(株)製、ＥＰ−８２８、エポキシ当量
１８８）３７６部、メタクリル酸１７２部、ベンジルジ
メチルアミン２部、ハイドロキノン０．０５部をしこみ
１１５℃で反応させ、樹脂酸価が１８の不飽和エポキシ
エステルを合成した。不飽和エポキシエステル１００部
とカージュラＥ７部を反応させて樹脂酸価５の生成物を
得た。

【００２３】《不飽和ポリエステル樹脂（Ａ１−２）の
合成》ジシクロペンタジエン３３０部、無水マレイン酸
２３０部及び水４２部を反応釜に仕込み、窒素ガス気流
下に、１４０℃で２時間反応させて、ジシクロペンタジ
エニルモノマレートを合成した。ついで、エチレングリ
コール１７０部、ジエチレングリコール１１００部、無
水マレイン酸７５０部、イソフタル酸２９０部を反応釜
に仕込み、窒素ガス気流中で２００〜２２０℃に昇温
し、この範囲に温度を維持して脱水縮合反応を行わせ、
酸価が２０となったところで冷却した。

【００２４】実施例１不飽和エポキシエステル樹脂にモノエポキシドを反応さ
せることにより得られた樹脂組成物（Ａ１−１）４５
部、スチレン３５部、平均粒径８μｍの二酸化ケイ素２
０部、チタニウムステアレート０．０５部及び硬化剤と
して不飽和ポリエステル樹脂とスチレンの合計量に対し
て１．０重量％のベンゾイルパーオキサイドを撹拌混合
して電気機器絶縁処理用樹脂組成物を調製した。

【００２５】実施例２不飽和エポキシエステル樹脂にモノエポキシドを反応さ
せることにより得られた樹脂（Ａ１−１）３０部、スチ
レン３０部、平均粒径３μｍの二酸化ケイ素４０部、チ
タニウムステアレート０．０５部、及び硬化剤として不
飽和ポリエステル樹脂とスチレンの合計量に対して１．
０重量％のベンゾイルパーオキサイドを撹拌混合して電
気機器絶縁処理用樹脂組成物を調製した。

【００２６】比較例１不飽和ポリエステル樹脂にモノエポキシドを反応させる
ことにより得られた樹脂（Ａ１−１）４５部、スチレン
５５部、及び硬化剤として樹脂（Ａ−１）とスチレンの
合計量に対して１．０重量％のベンゾイルパーオキサイ
ドを撹拌混合して電気機器絶縁処理用樹脂組成物を調製
した。

【００２７】比較例２不飽和ポリエステル樹脂（Ａ１−２）３０部、スチレン
３０部、平均粒径５μｍの二酸化ケイ素４０部、及び硬
化剤として不飽和ポリエステル樹脂とスチレンの合計量
に対して１．０重量％のベンゾイルパーオキサイドを撹
拌混合して電気機器絶縁処理用樹脂組成物を調製した。

【００２８】得られた電気機器絶縁処理用樹脂組成物に
ついて、ワニス粘度、揺変性、ゲル化時間、熱伝導率、
耐クラック性及びこの電気機器絶縁処理用樹脂組成物を
用いて電気絶縁処理したトランスの運転時温度上昇を調
べた。その結果を表１に示す。

【００２９】なお、これら特性の試験方法は、以下の通
りである。ワニス粘度、揺変性、ゲル化時間：ＪＩＳＣ２１０
５に準じて測定した。

【００３０】熱伝導率：直径５０mm、厚さ１０mmの円盤
状の金型内に電気機器絶縁処理用樹脂組成物を注型し、
温度１５０℃で３時間硬化させて試験片を作製し、熱伝
導率測定装置（ダイナテック株式会社製、シーマテック
（商品名））を用いて測定した。

【００３１】運転時温度上昇：コア寸法が８３mm×８０
mm×５０mmのトランスのコア内部に温度センサーを付
け、電気機器絶縁処理用樹脂組成物を、室温、１３３hP
aの減圧下に注入し、温度１６０で３時間硬化させた。
冷却後、トランスの温度を測定し、１００Ｖの電圧を２
時間印加した後の温度を再び測定し、電圧印加前後の温
度差から、温度上昇を求めた。

【００３２】ワニス溜りのクラック：直径１．０mmのエ
ナメル線を１０本束ね、Ｕ字型に折り曲げたものを試験
片とし、電気絶縁用組成物を塗布し、１７０℃で１時間
硬化させたものを試験片とした。この試験片を、１３０
℃１時間、−５０℃１時間のヒートサイクルを行い、ワ
ニス溜り部分に発生するクラックを観察した。

【００３３】接着力：ＪＩＳＣ−２１０５のストラッ
カー法に準じて測定した。測定に用いたエナメル線はφ
２．０mmの１ＡＩＷを用い、ワニスの硬化は、１７０℃
で１時間硬化させた。

【００３４】

【表１】

【００３５】表１から、本発明の実施例になる電気機器
絶縁処理用樹脂組成物は、比較例になる電気機器絶縁処
理用樹脂組成物と比較して、無機充填剤を配合すること
により熱伝導率が大きくなり、また粘度の上昇が低く、
かつ揺変度が低いため、トランスコイル内への含浸性が
優れることにより、電気機器絶縁処理用樹脂組成物を処
理したトランスの運転時温度上昇も小さくなり、接着力
及びワニス溜り部分の、耐クラック性もすぐれているか
がわかる。

【００３６】

【発明の効果】本発明の電気機器絶縁用樹脂組成物は、
電気機器に含浸させて絶縁処理することによって、熱放
散性に優れ、かつ耐クラック性に優れた電気機器の製造
が可能となるものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）ポリエポキシドとα，β−不飽和
塩基酸とを反応させて得られる不飽和エポキシエステル
に、一般式（Ｉ）【化１】（ただし、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³は各々独立にアルキル基で
ある）で示される脂肪酸のモノグリシジルエステルを反
応させて得られる生成物（Ａ１）及びα，β−不飽和エ
チレン性単量体（Ａ２）からなる樹脂組成物、（Ｂ）無
機充填剤、並びに、（Ｃ）チタネート系カップリング剤
を含有してなる電気機器絶縁処理用樹脂組成物。
【請求項２】（Ａ）成分１００重量部に対して、
（Ｂ）成分１０〜１００重量部及び（Ｃ）成分０．０１
〜１．０重量部を含有する請求項１記載の電気機器絶縁
処理用樹脂組成物。