【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不飽和ポリエステルを主成分としてコイルなどに含浸する含浸用樹脂組成物であって、従来の同目的に使用される樹脂組成物と比較して特に熱放散性、無機充填剤の耐沈降性に優れた含浸用樹脂組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、トランス、ステーター等のコイル含浸には、不飽和ポリエステルを主成分とし、スチレンを反応性単量体とした絶縁ワニスを用いるのが一般的である。これらのコイルは通電時に発熱し、この熱の処理が問題となる場合が多い。コイルの発熱を放置しておくと、絶縁ワニス、マグネットワイヤーその他の構成材料の劣化を促進し、レアーショート等を引き起こす場合がある。
【０００３】
そのため、含浸用樹脂中に無機物を充填して熱伝導率を上げることにより熱放散性を高める処方が考えられていた。しかし、絶縁ワニス中に配合した無機充填剤は時間の経過とともに沈降して硬くなり、再び攪拌しても分散混合できないという欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、コイルなどに含浸する無溶剤型樹脂の熱伝導率を上げ、無機充填剤の沈降を抑制することを可能にした不飽和ポリエステル樹脂組成物を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の目的を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、後述の不飽和ポリエステルを主剤とする樹脂組成物により上記目的を達成できることを見いだし、本発明を完成したものである。
【０００６】
即ち、本発明は、
（Ａ）（ａ）プロピレングリコールを含むアルコールと、（ｂ）酸とを反応させて得られる不飽和ポリエステル、
（Ｂ）反応性単量体および
（Ｃ）無機フィラー
を必須成分とし、前記（Ａ）の不飽和ポリエステル１００重量部に対して、前記（Ｂ）反応性単量体を４０〜３００重量部、（Ｃ）無機フィラーを３０〜３００重量部の割合にそれぞれ配合してなることを特徴とする高熱放散性不飽和ポリエステル樹脂組成物である。
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００８】
本発明に用いる（Ａ）の不飽和ポリエステルとしては、（ａ）プロピレングリコールを含むアルコール成分と（ｂ）酸成分とを加え反応させて得られるものである。
【０００９】
ここで用いる（ａ）アルコール成分としては、プロピレングリコールは単独、あるいは、エチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、１，３−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ポリエーテルポリアルコール、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート等のアルコールと２種以上を混合して使用することができる。（ａ）成分のアルコール全量のうち、プロピレングリコールは当量比で２０〜１００％となることが無機充填剤の沈降を抑制するうえで望ましい。
【００１０】
（ｂ）酸成分としては、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、テトラヒドロフタル酸、無水テトラヒドロフタル酸等の不飽和酸およびフタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、アジピン酸等の飽和酸等が挙げられ、これらは単独または複数で使用することができる。
【００１１】
また、前述の（Ａ）不飽和ポリエステルには、必要に応じて熱硬化性ポリエステル樹脂以外の変性成分を加えて変性することができる。熱硬化性ポリエステルの変性成分としては、例えば、亜麻仁油、大豆油、トール油、石油樹脂、キシレン樹脂、ジシクロペンタジエン、エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは単独又は２種以上混合して使用することができる。
【００１２】
本発明に用いる（Ｂ）反応性単量体としては、芳香族ビニル化合物、アクリル酸エステルおよびその誘導体、メタクリル酸エステルおよびその誘導体、各種アリルエステル等が挙げられる。例えば、スチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン、２，５−ジメチルスチレン、３，４，６−トリメチルスチレン、ｐ−クロルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ジアリルフタレート、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸（２−ヒドロキシエチル）、メタクリル酸アリル等が挙げられる。また、場合により、メタクリル酸アルキル、メタクリル酸トリデシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ラウリル等が挙げられ、これらは単独または複数で使用することができる。
【００１３】
（Ｂ）反応性単量体の配合割合は、前述した（Ａ）不飽和ポリエステル１００重量部に対して４０〜３００重量部配合することが望ましい。配合量が４０重量部未満では粘度が高く、作業性を損ない、また、３００重量部を超えると十分な反応性、機械的強度が得られない。
【００１４】
本発明に用いる（Ｃ）無機フィラーとしては、シリカ、タルク、カオリンクレー、ドロマイト、マイカ、ガラス繊維、石膏、硫酸バリウム、チッ化ホウ素、炭化珪素、フッ素、フッ化アルミニウム、フッ化カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、硅砂、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水和アルミナ、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化チタン等の金属酸化物、あるいはこれらを不飽和ポリエステル樹脂と混合したもの等が挙げられ、これらは単独または２種以上混合して使用することができる。（Ｃ）無機フィラーの配合割合は、前述した（Ａ）不飽和ポリエステル１００重量部に対して３０〜３００重量部配合することが望ましい。配合量が３０重量部未満では十分な熱伝導率が得られず、３００重量部を超えると粘度が高くなって作業性を損なう、コイルへの樹脂の含浸が悪くなる、得られる硬化物が脆くなる等の弊害が考えられる。
【００１５】
本発明の樹脂組成物は、（Ａ）不飽和ポリエステル、（Ｂ）反応性単量体および（Ｃ）無機フィラーを必須成分とするが、本発明の目的に反しない範囲において、また必要に応じて、他の成分、例えば、硬化剤、硬化促進剤、重合禁止剤、顔料、消泡剤、レベリング剤、沈降防止剤等を添加配合することができる。
【００１６】
硬化剤としては、有機過酸化物、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ターシャリーブチルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、アシルパーオキサイド、クメンパーオキサイド等が挙げられ、これらは単独又は２種以上混合して使用することができる。硬化剤の添加量は、樹脂組成物１００重量部に対して０．２〜３重量部配合することが望ましい。
【００１７】
硬化促進剤としては、ナフテン酸又はオクチル酸の金属塩（コバルト、亜鉛、ジルコニウム、マンガン、カルシウム等の金属塩）等が挙げられ、これらは単独又は２種以上混合して使用することができる。
【００１８】
また、重合禁止剤としては、ハイドロキノン、メトキノン、パラターシャリーブチルカテコール、ピロガロール等のキノン類が挙げられ、これらは単独又は２種以上混合して使用することができる。
【００１９】
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物は、（Ａ）不飽和ポリエステル、（Ｂ）反応性単量体、（Ｃ）無機フィラー、その他成分を配合して、均一に攪拌混合して容易に製造することができる。
【００２０】
【作用】
本発明の含浸用樹脂組成物、すなわち不飽和ポリエステルのアルコール成分としてプロピレングリコールを含む不飽和ポリエステル樹脂組成物は、コイルに含浸する無溶剤型樹脂に無機フィラーを配合することにより熱放散性を向上させたもので、従来の無溶剤型不飽和ポリエステル樹脂と比較して、複雑な構造をとることなくコイルの温度低下を可能にし、かつフィラーの沈降を抑制することを可能にしたものである。
【００２１】
【発明の実施形態】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００２２】
実施例１
イソフタル酸１３０ｇ、無水テトラヒドロフタル酸６０ｇ、無水マレイン酸１２０ｇ、プロピレングリコール２２０ｇおよびハイドロキノン０．０３ｇを加え、１８０〜２２０℃で反応させ、酸価１０の樹脂Ａを得た。
【００２３】
この樹脂Ａに、ハイドロキノン０．４ｇとスチレン５００ｇを加えて均一な溶液になるまで攪拌混合して硬化性樹脂組成物Ｂを製造した。
【００２４】
この組成物Ｂに、炭酸カルシウム３００ｇ、シリカ１２００ｇ、ナフテン酸マンガン１ｇおよび１，１−ビス（ターシャリーブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン１０ｇを添加配合して、均一になるまで攪拌混合しワニスＣを製造した。
【００２５】
実施例２
実施例１で得られた組成物Ｂに、タルク１２０ｇ、炭酸カルシウム３０ｇ、ナフテン酸マンガン１ｇおよび１，１−ビス（ターシャリーブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン１０ｇを添加配合して、均一になるまで攪拌混合しワニスＤを製造した。
【００２６】
実施例３
プロピレングリコール１００ｇ、グリセリン５０ｇ、無水フタル酸５０ｇ、無水マレイン酸１００ｇおよびヤシ油脂肪酸２００ｇを１８０〜２００℃で反応させ、酸価１５の樹脂Ｅを得た。
【００２７】
この樹脂Ｅに、ハイドロキノン０．５ｇとスチレン５００ｇを加えて均一な溶液になるまで攪拌混合して硬化性樹脂組成物Ｆを製造した。
【００２８】
この組成物Ｆに、シリカ２００ｇ、炭酸カルシウム１００ｇ、ナフテン酸マンガン１ｇおよび１，１−ビス（ターシャリーブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン１０ｇを添加配合して、均一になるまで攪拌混合しワニスＧを製造した。
【００２９】
比較例１
実施例１で得られたに組成物Ｂに、ナフテン酸マンガン１ｇと１，１−ビス（ターシャリーブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン１０ｇを添加配合して、均一になるまで攪拌混合しワニスＨを製造した。
【００３０】
比較例２
無水マレイン酸１３０ｇ、イソフタル酸２１０ｇ、エチレングリコール２５０ｇおよびハイドロキノン０．１ｇを加え、約２００℃で反応させ、酸価２５の樹脂Ｉを得た。この樹脂Ｉに、スチレン４００ｇとハイドロキノン０．２ｇを加え、さらにナフテン酸マンガンと１，１−ビス（ターシャリーブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンを添加配合して樹脂組成物Ｊを製造した。
【００３１】
この組成物Ｊに、炭酸カルシウム３００ｇとシリカ１２００ｇを加えて、均一になるまで攪拌混合しワニスＫを製造した。
【００３２】
比較例３
比較例２で得られた樹脂組成物Ｊに、タルク１２０ｇと炭酸カルシウム３０ｇを加えて、均一になるまで攪拌混合しワニスＬを製造した。
【００３３】
実施例１〜３および比較例１〜３で製造したワニスを用いて、同サイズのトランスに含浸させた後、１２０℃に加温した後、放冷によるトランスの表面温度の推移を試験し、その結果を図１に示した。図１において、横軸は放冷した時間（分）、縦軸はトランス表面温度（℃）である。また、熱伝導率の比較を表１に示した。
【００３４】
また、無機充填剤を配合した実施例１，２，３および比較例２，３についてそれぞれφ４０ｍｍのガラスシリンダーに入れて４０℃の恒温槽に静置し、無機充填剤の沈降を比較した結果を表２に示した。
【００３５】
以上の結果から、比較例の樹脂組成物と比較して、本発明の樹脂組成物における熱放散性の向上、耐沈降性の向上のいずれもが認められることから、本発明の効果が確認できた。
【００３６】
【表１】
【表２】
＊１：無機充填剤を配合しない比較例１を除く実施例１，２，３および比較例２，３についてそれぞれφ４０ｍｍのガラスシリンダーに入れて４０℃の恒温槽に静置して無機充填剤の堆積の有無で評価した。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明および図１、表１、２から明らかなように、本発明の樹脂組成物は、従来の樹脂組成物と比較して、熱伝導率が向上してコイルの温度低下に寄与しており、また耐沈降性も向上した優れたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、放冷によるトランスの表面温度の推移を表したグラフである。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a resin composition for impregnation in which a coil or the like is mainly impregnated with an unsaturated polyester as a main component. The present invention relates to an impregnating resin composition having excellent sedimentation properties.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an insulating varnish containing unsaturated polyester as a main component and styrene as a reactive monomer is generally used for impregnating coils such as transformers and stators. These coils generate heat when energized, and the treatment of the heat often becomes a problem. If the heat of the coil is left untreated, the deterioration of the insulating varnish, the magnet wire and other constituent materials may be promoted, which may cause a layer short or the like.
[0003]
For this reason, a formulation has been considered in which an inorganic substance is filled in the impregnating resin to increase the heat conductivity, thereby improving the heat dissipation. However, the inorganic filler compounded in the insulating varnish settles with the passage of time and becomes hard, and has a drawback that it cannot be dispersed and mixed even if it is stirred again.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has increased the thermal conductivity of a solventless resin impregnated in a coil or the like, and has made it possible to suppress the sedimentation of an inorganic filler. It is intended to provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that the above object can be achieved by a resin composition containing an unsaturated polyester as a main component described below, and have completed the present invention.
[0006]
That is, the present invention
(A) an unsaturated polyester obtained by reacting (a) an alcohol containing propylene glycol with (b) an acid;
(B) a reactive monomer and (C) an inorganic filler as essential components, and 100 to 300 parts by weight of the unsaturated polyester of (A), 40 to 300 parts by weight of the reactive monomer (B), (C) A highly heat-dissipating unsaturated polyester resin composition, characterized by comprising 30 to 300 parts by weight of an inorganic filler.
[0007]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0008]
The unsaturated polyester (A) used in the present invention is obtained by adding and reacting (a) an alcohol component containing propylene glycol and (b) an acid component.
[0009]
As the alcohol component (a) used here, propylene glycol is used alone, or ethylene glycol, dipropylene glycol, diethylene glycol, 1,3-butanediol, neopentyl glycol, glycerin, pentaerythritol, polyether polyalcohol, tris ( Alcohols such as (2-hydroxyethyl) isocyanurate and the like can be used as a mixture of two or more. It is desirable that the equivalent ratio of propylene glycol in the total amount of the alcohol of the component (a) be 20 to 100% in order to suppress the sedimentation of the inorganic filler.
[0010]
(B) Examples of the acid component include unsaturated acids such as maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, tetrahydrophthalic acid, and tetrahydrophthalic anhydride, and phthalic acid, phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, hexahydrophthalic acid, Saturated acids such as hexahydrophthalic anhydride, adipic acid and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination.
[0011]
The above-mentioned unsaturated polyester (A) can be modified by adding a modifying component other than the thermosetting polyester resin, if necessary. Examples of the modifying component of the thermosetting polyester include, for example, linseed oil, soybean oil, tall oil, petroleum resin, xylene resin, dicyclopentadiene, epoxy resin and the like, and these may be used alone or as a mixture of two or more. be able to.
[0012]
Examples of the reactive monomer (B) used in the present invention include aromatic vinyl compounds, acrylates and derivatives thereof, methacrylates and derivatives thereof, and various allyl esters. For example, styrene, vinyltoluene, divinylbenzene, 2,5-dimethylstyrene, 3,4,6-trimethylstyrene, p-chlorostyrene, p-methoxystyrene, diallyl phthalate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, methacrylic acid ( 2-hydroxyethyl), allyl methacrylate and the like. In some cases, alkyl methacrylate, tridecyl methacrylate, stearyl methacrylate, lauryl methacrylate and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination.
[0013]
The mixing ratio of the reactive monomer (B) is desirably 40 to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the unsaturated polyester (A). If the amount is less than 40 parts by weight, the viscosity is high and the workability is impaired. If the amount exceeds 300 parts by weight, sufficient reactivity and mechanical strength cannot be obtained.
[0014]
As the inorganic filler (C) used in the present invention, silica, talc, kaolin clay, dolomite, mica, glass fiber, gypsum, barium sulfate, boron nitride, silicon carbide, fluorine, aluminum fluoride, calcium fluoride, hydroxide Metal oxides such as aluminum, calcium hydroxide, silica sand, calcium carbonate, magnesium carbonate, hydrated alumina, magnesium oxide, iron oxide, titanium oxide, or a mixture of these with an unsaturated polyester resin, and the like. They can be used alone or in combination of two or more. It is desirable that the compounding ratio of (C) the inorganic filler is 30 to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the unsaturated polyester (A). If the amount is less than 30 parts by weight, sufficient thermal conductivity cannot be obtained. If the amount exceeds 300 parts by weight, the viscosity becomes high and the workability is impaired, the impregnation of the coil with the resin becomes poor, and the obtained cured product is brittle. It is possible that such adverse effects occur.
[0015]
The resin composition of the present invention contains (A) an unsaturated polyester, (B) a reactive monomer, and (C) an inorganic filler as essential components. Further, other components, for example, a curing agent, a curing accelerator, a polymerization inhibitor, a pigment, an antifoaming agent, a leveling agent, an anti-settling agent and the like can be added and blended.
[0016]
Examples of the curing agent include organic peroxides, for example, benzoyl peroxide, tertiary butyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, acyl peroxide, cumene peroxide, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. be able to. The amount of the curing agent added is desirably 0.2 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin composition.
[0017]
Examples of the curing accelerator include metal salts of naphthenic acid or octylic acid (metal salts such as cobalt, zinc, zirconium, manganese, and calcium), and these can be used alone or in combination of two or more.
[0018]
Examples of the polymerization inhibitor include quinones such as hydroquinone, methoquinone, p-tert-butylcatechol, and pyrogallol, and these can be used alone or in combination of two or more.
[0019]
The unsaturated polyester resin composition of the present invention is easily manufactured by blending (A) an unsaturated polyester, (B) a reactive monomer, (C) an inorganic filler, and other components, and uniformly stirring and mixing. be able to.
[0020]
[Action]
The resin composition for impregnation of the present invention, that is, the unsaturated polyester resin composition containing propylene glycol as an alcohol component of the unsaturated polyester, improves heat dissipation by blending an inorganic filler with a solventless resin impregnating the coil. This makes it possible to lower the temperature of the coil without taking a complicated structure and suppress the sedimentation of the filler, as compared with a conventional solventless unsaturated polyester resin.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[0022]
Example 1
130 g of isophthalic acid, 60 g of tetrahydrophthalic anhydride, 120 g of maleic anhydride, 220 g of propylene glycol and 0.03 g of hydroquinone were added and reacted at 180 to 220 ° C. to obtain a resin A having an acid value of 10.
[0023]
To this resin A, 0.4 g of hydroquinone and 500 g of styrene were added and stirred and mixed until a uniform solution was obtained, thereby producing a curable resin composition B.
[0024]
To this composition B, 300 g of calcium carbonate, 1200 g of silica, 1 g of manganese naphthenate and 10 g of 1,1-bis (tert-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane were added and mixed until uniform. The varnish C was manufactured by stirring and mixing.
[0025]
Example 2
To the composition B obtained in Example 1, 120 g of talc, 30 g of calcium carbonate, 1 g of manganese naphthenate and 10 g of 1,1-bis (tert-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane were added and blended. Then, varnish D was manufactured by stirring and mixing until the mixture became uniform.
[0026]
Example 3
100 g of propylene glycol, 50 g of glycerin, 50 g of phthalic anhydride, 100 g of maleic anhydride and 200 g of coconut oil fatty acid were reacted at 180 to 200 ° C. to obtain a resin E having an acid value of 15.
[0027]
To this resin E, 0.5 g of hydroquinone and 500 g of styrene were added and stirred and mixed until a uniform solution was obtained, thereby producing a curable resin composition F.
[0028]
To this composition F, 200 g of silica, 100 g of calcium carbonate, 1 g of manganese naphthenate and 10 g of 1,1-bis (tert-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane were added and mixed until uniform. The varnish G was manufactured by stirring and mixing.
[0029]
Comparative Example 1
To the composition B obtained in Example 1, 1 g of manganese naphthenate and 10 g of 1,1-bis (tert-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane were added and mixed until uniform. The varnish H was manufactured by stirring and mixing.
[0030]
Comparative Example 2
130 g of maleic anhydride, 210 g of isophthalic acid, 250 g of ethylene glycol and 0.1 g of hydroquinone were added and reacted at about 200 ° C. to obtain a resin I having an acid value of 25. To this resin I, 400 g of styrene and 0.2 g of hydroquinone were added, and manganese naphthenate and 1,1-bis (tert-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane were further added and blended. Was manufactured.
[0031]
To this composition J, 300 g of calcium carbonate and 1200 g of silica were added, and the mixture was stirred and mixed until it became uniform, thereby producing a varnish K.
[0032]
Comparative Example 3
To the resin composition J obtained in Comparative Example 2, 120 g of talc and 30 g of calcium carbonate were added, followed by stirring and mixing until the mixture became uniform, thereby producing a varnish L.
[0033]
Using the varnishes produced in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, after impregnating a transformer of the same size, heating to 120 ° C., and then testing the transition of the surface temperature of the transformer by cooling, The result is shown in FIG. In FIG. 1, the abscissa indicates the cooling time (minutes) and the ordinate indicates the transformer surface temperature (° C.). Table 1 shows a comparison of the thermal conductivity.
[0034]
In addition, the results of comparison of the settling of the inorganic filler with respect to Examples 1, 2, 3 and Comparative Examples 2 and 3 each containing the inorganic filler were set in a glass cylinder having a diameter of 40 mm and allowed to stand in a constant-temperature bath at 40 ° C. The results are shown in Table 2.
[0035]
From the above results, compared with the resin composition of the comparative example, both the improvement of the heat dissipation property and the improvement of the sedimentation resistance of the resin composition of the present invention are recognized, so that the effect of the present invention can be confirmed. Was.
[0036]
[Table 1]
[0037]
【The invention's effect】
As is clear from the above description and FIG. 1 and Tables 1 and 2, the resin composition of the present invention has improved thermal conductivity and contributes to lowering the coil temperature as compared with the conventional resin composition. And excellent sedimentation resistance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing transition of a surface temperature of a transformer by cooling.
