JP2013181124A - 一液型エポキシ樹脂組成物、硬化物、モータ及び発電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐熱性に優れたエポキシ樹脂硬化物が得られる一液型エポキシ樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】本発明の一液型エポキシ樹脂組成物は、1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)を液状エポキシ樹脂(a2)に溶解させて得られる混合エポキシ樹脂、(B)液状の硬化剤、(C)硬化促進剤を含むことを特徴とする。本発明の硬化物は、この一液型エポキシ樹脂組成物を加熱により硬化して得られることを特徴とする。
【選択図】なし
【解決手段】本発明の一液型エポキシ樹脂組成物は、1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)を液状エポキシ樹脂(a2)に溶解させて得られる混合エポキシ樹脂、(B)液状の硬化剤、(C)硬化促進剤を含むことを特徴とする。本発明の硬化物は、この一液型エポキシ樹脂組成物を加熱により硬化して得られることを特徴とする。
【選択図】なし
Description
本発明は、一液型エポキシ樹脂組成物、硬化物、モータ及び発電機に関するものである。
自動車や鉄道などの車両、又は産業機械に組み込まれているモータや発電機に使用されているエナメル被覆された絶縁コイルは、湿気、水分などの環境由来の影響、モータや発電機のローターが高速回転することによる振動、モータや発電機を搭載した自動車などの機器からの振動もしくは衝撃によって、被覆の絶縁性の低下、コイルの断線といった危険性がある。これらはモータや発電機にとって致命的な欠陥となり、機能が損なわれてしまう可能性がある。このような絶縁性の低下の防止、コイルの断線や損傷を保護する目的でコイル間に液状のエポキシ樹脂を含浸後硬化させ、絶縁コイル同士の固着が行われている。
特に自動車用途において、コイル固着用のエポキシ樹脂組成物に求められる要求特性は厳しくなってきている。生産コスト短縮のためエポキシ樹脂組成物の硬化時間の短縮、さらにはハイブリッド化への流れを受け、モータや発電機の小型化や高出力化が要求され、これに伴い、コイルの巻き線密度の向上、回転数の増加の傾向がある。これにより、モータや発電機からの発熱量が増加してきており、耐熱性向上の要求が特に高まっている。
従来使用されているエポキシ樹脂の一例として、特許文献1に開示されているエポキシ樹脂組成物が挙げられる。これは、常温で液状のビスフェノールA型及び/又はビスフェノールF型エポキシ樹脂と、常温で液状の脂環式酸無水物系硬化剤としての無水メチルハイミック酸と、潜在性N含有硬化促進剤とを配合した一液型エポキシ樹脂組成物であるが、硬化時間を短縮すると耐熱性が低下してしまい、上述の耐熱性向上の要求に対しては十分に応えられるものではなかった。
一方、エポキシ樹脂硬化物の耐熱性を向上させる手法としては、多官能エポキシ樹脂を用いて架橋密度を向上させる方法が知られている。一例として、特許文献2、3に開示されているエポキシ樹脂組成物が挙げられる。しかしながら、いずれも固形の多官能エポキシ樹脂と硬化剤を配合した固形のエポキシ樹脂組成物であるため、液状のエポキシ樹脂組成物と比較して高粘度のため、コイルの巻き線間への浸透性に乏しく、十分に絶縁コイル間を固着できない可能性があり、コイル固着用として適用できるものではなかった。また、溶剤を加えることで固形エポキシ樹脂をワニス状としたうえで含浸性を改善する方法も考えられるものの、残留溶剤による揮発分がボイドや絶縁不良を引き起こす可能性があった。このような状況において、耐熱性と含浸性とを両立させることが可能となる高耐熱の液状エポキシ樹脂組成物が求められていた。
本発明は、従来の一液型エポキシ樹脂組成物のこのような問題を解決するために成され
たもので、その目的とするところは耐熱性に優れたエポキシ樹脂硬化物が得られる一液型エポキシ樹脂組成物を提供することにある。
たもので、その目的とするところは耐熱性に優れたエポキシ樹脂硬化物が得られる一液型エポキシ樹脂組成物を提供することにある。
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の一液型エポキシ樹脂組成物は、(A)1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)を液状エポキシ樹脂(a2)に溶解させて得られる混合エポキシ樹脂、(B)液状の硬化剤、(C)硬化促進剤を含むことを特徴とする。
本発明の一液型エポキシ樹脂組成物は、前記1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)中のエポキシ基がグリシジルエーテル基であるものとすることができる。
本発明の一液型エポキシ樹脂組成物は、前記1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)の融点又は軟化点が120℃以下であるものとすることができる。
本発明の一液型エポキシ樹脂組成物は、前記1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)が、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン構造を有するエポキシ樹脂及びテトラキス(ヒドロキシフェニル)エタン構造を有するエポキシ樹脂から選ばれる1種以上であるものとすることができる。
本発明の一液型エポキシ樹脂組成物は、前記液状エポキシ樹脂(a2)100質量部に対し、前記1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)を10質量部以上、150質量部以下の割合で含むものとすることができる。
本発明の一液型エポキシ樹脂組成物は、前記(B)液状の硬化剤に対する前記(A)混合エポキシ樹脂の当量比が0.5以上、1.5以下であるものとすることができる。
本発明の一液型エポキシ樹脂組成物は、前記(A)混合エポキシ樹脂100質量部に対し、前記(C)硬化促進剤を0.2質量部以上、20質量部以下の割合で含むものとすることができる。
本発明の一液型エポキシ樹脂組成物は、前記(C)硬化促進剤が潜伏性硬化促進剤であるものとすることができる。
本発明の一液型エポキシ樹脂組成物は、前記(C)硬化促進剤がイミダゾール系潜伏性硬化触媒であるものとすることができる。
本発明の硬化物は、上述の一液型エポキシ樹脂組成物を加熱により硬化して得られることを特徴とする。
本発明のモータは、上述の一液型エポキシ樹脂組成物をコイル間に含浸し、加熱により前記コイル同士を固着されたことを特徴とする。
本発明の発電機は、上述の一液型エポキシ樹脂組成物をコイル間に含浸し、加熱により前記コイル同士を固着されたことを特徴とする。
本発明に従うと、耐熱性に優れたエポキシ樹脂硬化物が得られる一液型エポキシ樹脂組
成物が得られる。このため、モータや発電機のコイルを含浸固着させるのに特に好適に用いることができる。
成物が得られる。このため、モータや発電機のコイルを含浸固着させるのに特に好適に用いることができる。
本発明の一液型エポキシ樹脂組成物は、(A)1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)を液状エポキシ樹脂(a2)に溶解させて得られる混合エポキシ樹脂、(B)液状の硬化剤、(C)硬化促進剤を含むことを特徴とする。本発明の硬化物は、本発明の一液型エポキシ樹脂組成物を加熱により硬化して得られることを特徴とする。本発明のモータは、本発明の一液型エポキシ樹脂組成物をコイル間に含浸し、加熱により前記コイル同士を固着されたことを特徴とする。本発明の発電機は、本発明の一液型エポキシ樹脂組成物をコイル間に含浸し、加熱により前記コイル同士を固着されたことを特徴とする。
先ず、本発明の一液型エポキシ樹脂組成物について詳細に説明する。本発明の一液型エポキシ樹脂組成物は、(A)1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)を液状エポキシ樹脂(a2)に溶解させて得られる混合エポキシ樹脂、(B)液状の硬化剤、並びに(C)硬化促進剤を含むものである。
本発明の一液型エポキシ樹脂組成物に用いる1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)は、特に制限されないが、具体的な例としては、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン構造を有するエポキシ樹脂、テトラキス(ヒドロキシフェニル)エタン構造を有するエポキシ樹脂、ナフタレン構造を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールA型構造を有するエポキシ樹脂、オキシシラニルシクロヘキサン構造を有するエポキシ樹脂、アミノフェノール構造を有するエポキシ樹脂、ビス(アミノフェニル)メタン構造を有するエポキシ樹脂が挙げられる。このようなエポキシ樹脂としては、例えば、三菱化学株式会社製jER1032H60(トリス(ヒドロキシフェニル)メタン構造を有するエポキシ樹脂)、三菱化学株式会社製jER1031S(テトラキス(ヒドロキシフェニル)エタン構造を有するエポキシ樹脂)、DIC株式会社製HP−4770(ナフタレン構造を有するエポキシ樹脂)、日本化薬株式会社製NC−6000(ビスフェノールA型構造を有するエポキシ樹脂)、株式会社ダイセル製EHPE3150(オキシシラニルシクロヘキサン構造を有するエポキシ樹脂)、三菱化学株式会社製jER630(アミノフェノール構造を有するエポキシ樹脂)、三菱化学株式会社製jER604(ビス(アミノフェニル)メタン構造を有するエポキシ樹脂)等が市販品として入手可能である。
本発明の一液型エポキシ樹脂組成物に用いる1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)は、エポキシ基がグリシジルエーテル基であることが好ましい。グリシジルエーテル基以外ではグリシジルアミン基が考えられるが、含有する窒素原子が促進剤として作用し、得られるエポキシ樹脂組成物のポットライフが悪化する場合がある。そのため、保管温度を低温にしなくてはならず、使用条件が制限されたり、高コストとなるところ、エポキシ基がグリシジルエーテル基であれば、ポットライフが悪化し難く、使用条件の制限が大幅に緩和できるからである。
本発明の一液型エポキシ樹脂組成物に用いる1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)の融点又は軟化点は、120℃以下であることが好ましく、100℃以下であることがさらに好ましい。この範囲より融点が高いと、液状エポキシ樹脂(a2)に加熱溶解させことができなくなる可能性があり、樹脂組成物を硬化させた際に、部分的に未硬化部分が生じ、硬化物の強度が著しく低下してしまう場合がある。また、樹脂組成物の粘度が高くなり、ハンドリング性が著しく悪化してしまう場合がある。
エポキシ基がグリシジルエーテル基であり、かつ融点又は軟化点が120℃以下である
エポキシ樹脂としては、例えば、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン構造を有するエポキシ樹脂、テトラキス(ヒドロキシフェニル)エタン構造を有するエポキシ樹脂、ナフタレン構造を有するエポキシ樹脂、フェノールノボラック樹脂構造を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールA型構造を有するエポキシ樹脂、オキシシラニルシクロヘキサン構造を有するエポキシ樹脂が挙げられるが、樹脂硬化物の耐熱性を向上させる観点では、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン構造を有するエポキシ樹脂、テトラキス(ヒドロキシフェニル)エタン構造を有するエポキシ樹脂が特に好ましい。
エポキシ樹脂としては、例えば、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン構造を有するエポキシ樹脂、テトラキス(ヒドロキシフェニル)エタン構造を有するエポキシ樹脂、ナフタレン構造を有するエポキシ樹脂、フェノールノボラック樹脂構造を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールA型構造を有するエポキシ樹脂、オキシシラニルシクロヘキサン構造を有するエポキシ樹脂が挙げられるが、樹脂硬化物の耐熱性を向上させる観点では、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン構造を有するエポキシ樹脂、テトラキス(ヒドロキシフェニル)エタン構造を有するエポキシ樹脂が特に好ましい。
本発明の一液型エポキシ樹脂組成物に用いる液状エポキシ樹脂(a2)としては、特に限定するものではないが、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールAD、ビスフェノールS、テトラメチルビスフェノールA、テトラメチルビスフェノールF、テトラメチルビスフェノールAD、テトラメチルビスフェノールS、テトラブロモビスフェノールA、テトラクロロビスフェノールA、テトラフルオロビスフェノールA等のビスフェノール類をグリシジル化したビスフェノール型エポキシ樹脂;ビフェノール、ジヒドキシナフタレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン等のその他の2価フェノール類をグリシジル化したエポキシ樹脂;1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、4,4−(1−(4−(1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル)フェニル)エチリデン)ビスフェノール等のトリスフェノール類をグリシジル化したエポキシ樹脂;1,1,2,2,−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン等のテトラキスフェノール類をグリシジル化したエポキシ樹脂;フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ビスフェノールAノボラック、臭素化フェノールノボラック、臭素化ビスフェノールAノボラック等のノボラック類をグリシジル化したノボラック型エポキシ樹脂等;多価フェノール類をグリシジル化したエポキシ樹脂;グリセリンやポリエチレングリコール等の多価アルコールをグリシジル化した脂肪族エーテル型エポキシ樹脂;p−オキシ安息香酸、β−オキシナフトエ酸等のヒドロキシカルボン酸をグリシジル化したエーテルエステル型エポキシ樹脂;フタル酸、テレフタル酸等のポリカルボン酸をグリシジル化したエステル型エポキシ樹脂;4,4−ジアミノジフェニルメタン、m−アミノフェノール等のアミン化合物のグリシジル化物やトリグリシジルイソシアヌレート等のアミン型エポキシ樹脂等のグリシジル型エポキシ樹脂;3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート等の脂環族エポキサイドが例示される。これらの中でも、組成物の粘度の観点から、ビスフェノールAをグリシジル化したエポキシ樹脂、ビスフェノールFをグリシジル化したエポキシ樹脂が好ましい。これらの液状エポキシ樹脂(a2)は、1種をを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の、1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)を液状エポキシ樹脂(a2)に溶解させる製造方法は、特に限定されないが、例えば1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)と液状エポキシ樹脂(a2)を加熱させて混合エポキシ樹脂を得る方法(以下、溶融混合)、1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)と液状エポキシ樹脂(a2)を共溶剤に溶解させ、溶媒を除去し混合エポキシ樹脂を得る方法(以下、溶液混合)が挙げられる。
溶融混合における1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)の添加方法は特に限定されないが、例えば、加熱した液状エポキシ樹脂(a2)に1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)を徐々に添加、又は一括添加し混合する方法や、加熱した1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)に液状エポキシ樹脂(a2)を加え混合する方法がある。加熱温度は、1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)の軟化点又は融点〜200℃とすることが好ましい。軟化点又は融点以上に加熱しないと、1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹
脂(a1)が溶融せず分散不良となり、混合エポキシ樹脂は硬化が不均一進行してしまい、硬化物の強度が著しく低下してしまう。200℃以上に加熱するとエポキシ樹脂が分解してしまう場合がある。
脂(a1)が溶融せず分散不良となり、混合エポキシ樹脂は硬化が不均一進行してしまい、硬化物の強度が著しく低下してしまう。200℃以上に加熱するとエポキシ樹脂が分解してしまう場合がある。
溶液混合に使用される溶媒は特に限定されないが、1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)と液状エポキシ樹脂(a2)が溶解する溶媒であれば良い。例えば、ジクロロメタン、クロロホルムなどの無極性溶媒、アセトン、メタノール、N−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシドなどの極性溶媒、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾールなどのクレゾールなどが挙げられる。これらを単独又は2種類以上組み合わせて使用することができるが、通常、アセトン、メタノールが多く用いられる。
本発明の一液型エポキシ樹脂組成物に用いる1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)の配合量は、液状エポキシ樹脂(a2)100質量部に対して、10質量部以上、150質量部以下であることが好ましく、20質量部以上、125質量部以下であることがさらに好ましい。この範囲より配合量が少ないと、耐熱性向上の効果がほとんど得られない。一方、この範囲より配合量が多いと、液状エポキシ樹脂に加熱溶解させた後に得られる樹脂組成物の粘度が高くなり、ハンドリング性が著しく悪化する。
本発明の一液型エポキシ樹脂組成物に用いる(B)液状の硬化剤としては、特に限定するものではないが、例えば、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、水素化メチルナジック酸無水物、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸無水物、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水マレイン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、ドデセニル無水コハク酸等が挙げられる。これらの酸を単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせても良い。
本発明の一液型エポキシ樹脂組成物に用いる(B)液状の硬化剤の配合量は、(B)液状の硬化剤に対する(A)混合エポキシ樹脂の当量比が0.5以上、1.5以下であることが好ましく、0.7以上、1.3以下であることがさらに好ましい。この範囲より少ないと、耐熱性が低下してしまう場合がある。一方、この範囲より多い場合も、著しく耐熱性が低下してしまう。ここで、(B)液状の硬化剤に対する(A)混合エポキシ樹脂の当量比とは、(A)混合エポキシ樹脂のエポキシ当量を(B)液状の硬化剤の硬化剤当量で割った値のことであり、硬化剤当量とは硬化剤の分子量を官能基数で割った値を指す。なお、酸無水物に含有される酸無水物基1つの官能基数は2として計算する。
本発明の一液型エポキシ樹脂組成物に用いる(C)硬化促進剤は、特に限定するものではないが、例えば、アミン類、イミダゾール類、有機ホスフィン類、ルイス酸等が挙げられる。これらのなかでも、潜伏性を有する硬化促進剤であることが好ましく、イミダゾール系潜伏性硬化促進剤であることがさらに好ましい。潜伏性を有さないと、樹脂組成物のポットライフが悪化してしまう場合があるためである。イミダゾール系の硬化促進剤を用いて得られた硬化物は耐熱性が向上するため特に好ましい。潜伏性を有する硬化促進剤としては、例えば、固形のイミダゾール化合物、ジシアンジアミド及びその誘導体、アミンーエポキシアダクト系化合物、イミダゾールーエポキシアダクト系化合物、マイクロカプセル型硬化促進剤等が挙げられる。また、イミダゾール系潜伏性硬化促進剤としては、例えば、HX−2742、HX−3722、HX−3741、HX−3721、HX−3921HP,HX−3941HP(いずれも、旭化成イーマテリアルズ株式会社製)等が市販品として入手可能である。
本発明の一液型エポキシ樹脂組成物に用いる(C)硬化促進剤の配合量は、(A)混合エポキシ樹脂100質量部に対して、0.2質量部以上、20質量部以下であることが好ましく、0.4質量部以上15質量部以下であることがさらに好ましい。この範囲より少ないと、硬化時間が延びてしまうため生産性が悪くなる場合がある。一方、この範囲より多いと、樹脂組成物のポットライフが悪化してしまう場合がある。
なお、本発明の一液型エポキシ樹脂組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲内で、充填剤、レベリング剤、潤滑剤、沈降防止剤、分散剤、難燃剤、密着付与剤、顔料など、他の添加剤を加えても良い。
本発明の一液型エポキシ樹脂組成物は、各原料成分を、ミキサー等を用いて充分に均一に混合したもの、その後、さらにニーダ、ロール等の混練機により混練したものなどを用いることができる。
次に、本発明の硬化物について説明する。本発明の硬化物は、本発明の一液型エポキシ樹脂組成物を加熱により硬化して得ることができる。より具体的には、本発明の一液型エポキシ樹脂組成物を80〜200℃で10分間〜10時間加熱することにより硬化物を得ることができる。
次に、本発明の一液型エポキシ樹脂組成物を用いて、モータや発電機のコイルを固着する方法について説明する。本発明の一液型エポキシ樹脂組成物を用いて、モータや発電機のコイルを固着する方法としては特に制限はないが、例えば、コイルに本発明の一液型エポキシ樹脂組成物滴下し、コイル間に樹脂組成物を含浸させた後、80℃〜200℃で10分間〜10時間、樹脂組成物を加熱硬化させることにより、コイル同士を固着することができる。
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例および比較例において用いた各原材料は以下のとおりである。
(1)1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)
多官能エポキシ樹脂1:三菱化学株式会社製「jER1032H60」(トリス(ヒドロキシフェニル)メタン構造を有するエポキシ樹脂、エポキシ当量169g/eq、軟化点60℃)
多官能エポキシ樹脂2:三菱化学株式会社製「jER1031S」(テトラキス(ヒドロキシフェニル)エタン構造を有するエポキシ樹脂、エポキシ当量200g/eq、軟化点98℃)
多官能エポキシ樹脂3:三菱化学株式会社製「jER604」(ビス(アミノフェニル)メタン構造を有するエポキシ樹脂、エポキシ当量120g/eq、室温で液状)
(2)液状エポキシ樹脂(a2)
液状エポキシ樹脂1:ダウ・ケミカル日本株式会社製「DER−331J」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量186g/eq)
(3)液状の硬化剤(B)
酸無水物1:日立化成工業株式会社製「HN−5500」(3−又は4−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸、硬化剤当量169g/eq)
酸無水物2:日立化成工業株式会社製「MHAC−P」(メチル−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、硬化剤当量178g/eq)
(4)硬化促進剤(C)
硬化促進剤1:旭化成イーマテリアルズ株式会社製「ノバキュア HX−3742」(
イミダゾール系潜伏性硬化触媒)
硬化促進剤2:味の素ファインテクノ株式会社製「アミキュア MY−24」(第三級アミン系潜伏性硬化触媒)
(1)1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)
多官能エポキシ樹脂1:三菱化学株式会社製「jER1032H60」(トリス(ヒドロキシフェニル)メタン構造を有するエポキシ樹脂、エポキシ当量169g/eq、軟化点60℃)
多官能エポキシ樹脂2:三菱化学株式会社製「jER1031S」(テトラキス(ヒドロキシフェニル)エタン構造を有するエポキシ樹脂、エポキシ当量200g/eq、軟化点98℃)
多官能エポキシ樹脂3:三菱化学株式会社製「jER604」(ビス(アミノフェニル)メタン構造を有するエポキシ樹脂、エポキシ当量120g/eq、室温で液状)
(2)液状エポキシ樹脂(a2)
液状エポキシ樹脂1:ダウ・ケミカル日本株式会社製「DER−331J」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量186g/eq)
(3)液状の硬化剤(B)
酸無水物1:日立化成工業株式会社製「HN−5500」(3−又は4−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸、硬化剤当量169g/eq)
酸無水物2:日立化成工業株式会社製「MHAC−P」(メチル−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、硬化剤当量178g/eq)
(4)硬化促進剤(C)
硬化促進剤1:旭化成イーマテリアルズ株式会社製「ノバキュア HX−3742」(
イミダゾール系潜伏性硬化触媒)
硬化促進剤2:味の素ファインテクノ株式会社製「アミキュア MY−24」(第三級アミン系潜伏性硬化触媒)
(実施例1)
250mLのPP製ポリ容器に、多官能エポキシ樹脂1を50g、液状エポキシ樹脂1を50gいれ、100℃にて1時間加熱し、混合エポキシ樹脂A1を得た。さらに、表1に示す配合割合で、酸無水物1、硬化促進剤1を加え、スリーワン モーター(新東科学株式会社製、BL1200Ft)を用いて、25℃、回転数400rpmにて5分間均一に混合し、一液型エポキシ樹脂組成物を得た。
250mLのPP製ポリ容器に、多官能エポキシ樹脂1を50g、液状エポキシ樹脂1を50gいれ、100℃にて1時間加熱し、混合エポキシ樹脂A1を得た。さらに、表1に示す配合割合で、酸無水物1、硬化促進剤1を加え、スリーワン モーター(新東科学株式会社製、BL1200Ft)を用いて、25℃、回転数400rpmにて5分間均一に混合し、一液型エポキシ樹脂組成物を得た。
(実施例2)
多官能エポキシ樹脂1を20g、液状エポキシ樹脂1を80gいれ、100℃にて1時間加熱し、混合エポキシ樹脂A2を得た。さらに、当量比が合うように硬化促進剤1の量を調整した以外は、実施例1と同様にして一液型エポキシ樹脂組成物を得た。
多官能エポキシ樹脂1を20g、液状エポキシ樹脂1を80gいれ、100℃にて1時間加熱し、混合エポキシ樹脂A2を得た。さらに、当量比が合うように硬化促進剤1の量を調整した以外は、実施例1と同様にして一液型エポキシ樹脂組成物を得た。
(実施例3)
多官能エポキシ樹脂1を10g、液状エポキシ樹脂1を90gいれ、100℃にて1時間加熱し、混合エポキシ樹脂A3を得た。さらに、当量比が合うように硬化促進剤1の量を調整した以外は、実施例1と同様にして一液型エポキシ樹脂組成物を得た。
多官能エポキシ樹脂1を10g、液状エポキシ樹脂1を90gいれ、100℃にて1時間加熱し、混合エポキシ樹脂A3を得た。さらに、当量比が合うように硬化促進剤1の量を調整した以外は、実施例1と同様にして一液型エポキシ樹脂組成物を得た。
(実施例4)
250mLのPP製ポリ容器に、多官能エポキシ樹脂2を62g、液状エポキシ樹脂1を38gいれ、120℃にて1時間加熱し、混合エポキシ樹脂A4を得た。さらに、当量比が合うように硬化促進剤1の量を調整した以外は実施例1と同様にして一液型エポキシ樹脂組成物を得た。
250mLのPP製ポリ容器に、多官能エポキシ樹脂2を62g、液状エポキシ樹脂1を38gいれ、120℃にて1時間加熱し、混合エポキシ樹脂A4を得た。さらに、当量比が合うように硬化促進剤1の量を調整した以外は実施例1と同様にして一液型エポキシ樹脂組成物を得た。
(実施例5)
250mLのPP製ポリ容器に、多官能エポキシ樹脂3を50g、液状エポキシ樹脂1を50gいれ、50℃にて1時間加熱し、混合エポキシ樹脂A5を得た。さらに、当量比が合うように硬化促進剤1の量を調整した以外は実施例1と同様にして一液型エポキシ樹脂組成物を得た。
250mLのPP製ポリ容器に、多官能エポキシ樹脂3を50g、液状エポキシ樹脂1を50gいれ、50℃にて1時間加熱し、混合エポキシ樹脂A5を得た。さらに、当量比が合うように硬化促進剤1の量を調整した以外は実施例1と同様にして一液型エポキシ樹脂組成物を得た。
(実施例6、7)
実施例1と同様にして混合エポキシ樹脂A1を作製した後、表1に示す配合割合で液状の硬化剤及び硬化促進剤を用いた以外は、実施例1と同様にして一液型エポキシ樹脂組成物を得た。
実施例1と同様にして混合エポキシ樹脂A1を作製した後、表1に示す配合割合で液状の硬化剤及び硬化促進剤を用いた以外は、実施例1と同様にして一液型エポキシ樹脂組成物を得た。
(比較例1、2)
混合エポキシ樹脂を用いる代わりに液状エポキシ樹脂1のみを用い、液状の硬化剤を表1に示す配合割合で用いた以外は、実施例1と同様にして一液型エポキシ樹脂組成物を得た。
混合エポキシ樹脂を用いる代わりに液状エポキシ樹脂1のみを用い、液状の硬化剤を表1に示す配合割合で用いた以外は、実施例1と同様にして一液型エポキシ樹脂組成物を得た。
(比較例3)
実施例1と同様に多官能エポキシ樹脂1を50g、液状エポキシ樹脂1を50g用いるものの、溶融混合は行わずに、表1に示す配合割合で、酸無水物1、硬化促進剤1を加え、実施例1と同様にして一液型エポキシ樹脂組成物を得た。
実施例1と同様に多官能エポキシ樹脂1を50g、液状エポキシ樹脂1を50g用いるものの、溶融混合は行わずに、表1に示す配合割合で、酸無水物1、硬化促進剤1を加え、実施例1と同様にして一液型エポキシ樹脂組成物を得た。
(硬化物の作製)
実施例1〜7、比較例1〜3において作製した一液型エポキシ樹脂組成物をφ50mm
アルミ製カップに20g秤量し、190℃で20分間加熱し、硬化物を得た。得られた硬化物を以下に示す方法で評価した。評価結果を表1に示した。
実施例1〜7、比較例1〜3において作製した一液型エポキシ樹脂組成物をφ50mm
アルミ製カップに20g秤量し、190℃で20分間加熱し、硬化物を得た。得られた硬化物を以下に示す方法で評価した。評価結果を表1に示した。
評価方法
(ガラス転移温度)
硬化物について、セイコーインスツルメンツ株式会社製TMA/SS6000の熱機械分析を用い、昇温速度10℃/min、測定温度30℃〜250℃、空気雰囲気下でガラス転移温度を測定した。
(ガラス転移温度)
硬化物について、セイコーインスツルメンツ株式会社製TMA/SS6000の熱機械分析を用い、昇温速度10℃/min、測定温度30℃〜250℃、空気雰囲気下でガラス転移温度を測定した。
(硬化物の外観)
硬化物について目視にて評価した。硬化物が透明であれば均一(○)、不透明であれば不均一(×)と判定した。
硬化物について目視にて評価した。硬化物が透明であれば均一(○)、不透明であれば不均一(×)と判定した。
実施例1〜7で作製した一液型エポキシ樹脂組成物は、本発明のエポキシ樹脂組成物であり、それらから得られた硬化物のガラス転移温度は、1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)を配合しない比較例1,2と比べ高く、高耐熱となった。また、1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)を配合してはいるものの、液状エポキシ樹脂(a2)に溶融させなかった比較例3と比べても、ガラス転移温度が高く、かつ均一な硬化物が得られた。したがって、本発明では耐熱性を向上させた一液型エポキシ樹脂組成物が得られることを確認した。
本発明に従うと、耐熱性に優れた一液型エポキシ樹脂組成物、及びその硬化物を得ることができるため、特に耐熱性が求められるモータや発電機のコイルの固着材料などに好適に用いることができる。
Claims (12)
- (A)1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)を液状エポキシ樹脂(a2)に溶解させて得られる混合エポキシ樹脂、(B)液状の硬化剤、(C)硬化促進剤を含むことを特徴とする一液型エポキシ樹脂組成物。
- 前記1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)中のエポキシ基がグリシジルエーテル基である請求項1記載の一液型エポキシ樹脂組成物。
- 前記1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)の融点又は軟化点が120℃以下である請求項1又は2に記載の一液型エポキシ樹脂組成物。
- 前記1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)が、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン構造を有するエポキシ樹脂及びテトラキス(ヒドロキシフェニル)エタン構造を有するエポキシ樹脂から選ばれる1種以上である請求項1ないし3の何れか1項に記載の一液型エポキシ樹脂組成物。
- 前記液状エポキシ樹脂(a2)100質量部に対し、前記1分子中に3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂(a1)を10質量部以上、150質量部以下の割合で含む請求項1ないし4項のいずれか1項に記載の一液型エポキシ樹脂組成物。
- 前記(B)液状の硬化剤に対する前記(A)混合エポキシ樹脂の当量比が0.5以上、1.5以下である、請求項1ないし5のいずれか1項に記載の一液型エポキシ樹脂組成物。
- 前記(A)混合エポキシ樹脂100質量部に対し、前記(C)硬化促進剤を0.2質量部以上、20質量部以下の割合で含む請求項1ないし6のいずれか1項に記載の一液型エポキシ樹脂組成物。
- 前記(C)硬化促進剤が潜伏性硬化促進剤である請求項1ないし7項のいずれかに1項に記載の一液型エポキシ樹脂組成物。
- 前記(C)硬化促進剤がイミダゾール系潜伏性硬化触媒である請求項1ないし8のいずれか1項に記載の一液型エポキシ樹脂組成物。
- 請求項1ないし9のいずれかに1項に記載の一液型エポキシ樹脂組成物を加熱により硬化して得られることを特徴とする硬化物。
- 請求項1ないし9のいずれかに1項に記載の一液型エポキシ樹脂組成物をコイル間に含浸し、加熱により前記コイル同士を固着されたことを特徴とするモータ。
- 請求項1ないし9のいずれかに1項に記載の一液型エポキシ樹脂組成物をコイル間に含浸し、加熱により前記コイル同士を固着されたことを特徴とする発電機。
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- 2012-03-02 JP JP2012046797A patent/JP2013181124A/ja active Pending
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