JP3791110B2

JP3791110B2 - Thermosetting resin composition and coil for rotating equipment using the same

Info

Publication number: JP3791110B2
Application number: JP10901997A
Authority: JP
Inventors: 学山根
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2017-04-25
Also published as: JPH10298416A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱硬化性樹脂組成物及びこれを用いて絶縁処理された回転機器用コイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電動工具用モートル、車両用モートル、発電機などの稼動中に大きな振動が加わる回転機、また、点火用トランス、電子レンジ用トランスなどの高電圧が発生する機器、電磁コイル等の電気機器の絶縁ワニスには、高温時の機械特性、電気絶縁性、高電圧特性（耐アーク性、耐トラッキング性）に優れた酸無水物硬化型のエポキシワニスが多用されている。
近年、これらの電気機器に従来以上に性能及び信頼性の向上が要求されるようになり、特に、稼動中に大きな振動が加わる回転機では、コイルエンド及びコイルの結束糸の固着が不十分な場合に、振動によってコイルエンド及びコイルのエナメル線が動く等の問題点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、エナメル線との相性に優れ、かつ高温での接着力及びコイル固着力に優れた熱硬化性樹脂組成物及びこれを用いた回転機器用コイルを提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、（Ａ）（ａ）ジシクロペンタジエンとマレイン酸の付加体（ジシクロペンタジエニルモノマレエート）５〜１５モル、（ｂ）炭素数２〜６のアルキレンジアルコール又はアルケニレンジアルコール０．５〜３モル、（ｃ）マレイン酸，無水マレイン酸又はフマル酸３〜１０モル、（ｄ）炭素数２〜４のオキシジアルキレンアルコール５〜２０モル及び（ｅ）無水フタル酸０．５〜３モルを縮合反応させて得られる不飽和ポリエステル樹脂を１００重量部、（Ｂ）スチレン又はその誘導体を２０〜１５０重量部、（Ｃ）ジアルキルパーオキサイドを上記（Ａ）成分と（Ｂ）成分の総重量に対して０．５〜３．０重量％含有してなる回転機器用コイル用熱硬化性樹脂組成物に関する。また本発明は、前記回転機器用コイル用熱硬化性樹脂組成物を用いて絶縁処理されてなる回転機器用コイルに関する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明に（Ａ）成分として用いる不飽和ポリエステル樹脂は、上記のように（ａ）成分〜（ｅ）成分を縮合反応させて得られるものであるが、ジシクロペンタジエンとマレイン酸の付加体合成時に水を添加した後で、激しい発熱があるため、第１段目合成でジシクロペンタジエンとマレイン酸の付加体合成を行い、第２段目合成において、炭素数２〜６のアルキレンジアルコール又はアルケニレンジアルコール、マレイン酸、無水マレイン酸又はフマル酸、炭素数２〜４のオキシジアルキレンアルコール及び無水フタル酸の反応を行うことが好ましい。反応温度及び時間には特に制限はなく、例えば、第１段目合成は９０〜１４０℃で２時間、第２段目合成は、２０５℃で５〜１０時間で酸価２５以下の縮合物が合成される。
【０００６】
本発明に用いられる不飽和ポリエステル樹脂中の酸成分は、ジシクロペンタジエンとマレイン酸の付加体５〜１５モル、マレイン酸、無水マレイン酸又はフマル酸３〜１０モル、無水フタル酸０．５〜３モルとされるのが好ましく、それぞれの含有量がこの範囲外の場合、接着力が低下するなどの問題が生ずる。
【０００７】
不飽和ポリエステル樹脂を構成するアルコール成分は、炭素数２〜６のアルキレンジアルコール又はアルケニレンジアルコール０．５〜３モル、炭素数２〜４のオキシジアルキレンアルコール５〜２０モルとされるのが好ましく、この範囲外では接着力が低下するなどの問題が生ずる。
【０００８】
本発明の熱硬化性樹脂組成物には、（Ｂ）成分としてスチレン又はその誘導体が配合される。その使用量は、粘度のバランスの点から、不飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して２０〜１５０重量部、好ましくは３０〜１００重量部とされる。
【０００９】
本発明に（Ｃ）成分として用いられるジアルキルパーオキサイドとしては、ジクミルパーオキサイド、ターシャリブチルクミルパーオキサイドなどが挙げられる。その使用量は、樹脂組成物の硬化性及びポットライフのバランスの点から、不飽和ポリエステル樹脂及びスチレン又はスチレン誘導体の総重量に対して、０．５〜３．０重量％とされる。
【００１０】
本発明による樹脂組成物には、必要に応じてハイドロキノン、ピロガロール、キノン類等の一般に使用されている重合禁止剤が用いられる。
また、硬化促進剤として、ナフテン酸又はオクテン酸のコバルト、マンガン、鉄、鉛などの金属塩が使用され、その使用量は、不飽和ポリエステル樹脂及びスチレン又はスチレン誘導体の総重量に対して０．０１〜５．０重量％の範囲が好ましい。
【００１１】
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、エナメル線との相性に優れ、かつ高温での接着力及びコイル固着力に優れており、この組成物を用いて絶縁処理することによりコイルエンド及びコイルの結束糸の固着が充分な回転機器用コイルが得られる。回転機器用コイルとしては、例えば、モートルのステータコイル、モートルのアーマチュアコイル、電磁コイルなどがあり、処理法としては、浸漬含浸、滴下含浸等が行われる。処理条件には、特に制限はない。
【００１２】
【実施例】
次に、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれによって制限されるものではない。なお、下記例中の「部」は、特に断らない限り「重量部」を意味する。
【００１３】
実施例１
ジシクロペンタジエン８モルとマレイン酸８モルを合成釜に仕込み、さらにハイドロキノンを上記２物質の総重量の０．０２重量％を仕込み、７０℃に昇温し、水を０．４モル添加する。反応熱に注意しながら１４０℃まで昇温し、次に９０℃に降温する。さらに、水を０．４モル添加し、反応熱に注意しながら１４０℃に昇温し、１４０℃で１時間反応させた後、１００℃以下に降温する。次に、エチレングリコール１モル、２，２′−オキシジエタノール１０モル、無水フタル酸１モル、無水マレイン酸５モルを仕込み、２０５℃で９時間合成し、酸価が２５以下になったところで反応を終了させ、不飽和ポリエステル樹脂を得た。
得られた不飽和ポリエステル樹脂１００部とスチレン４５部を８０℃で１時間混合し、溶解した後、３０℃に冷却し、ジクミルパーオキサイド２．９部を加えて混合し、樹脂組成物を得た。この組成物の接着力及びエナメル線との相性を下記の方法で調べ、結果を表１に示した。
【００１４】
▲１▼接着力
ＪＩＣ−２１０５のストラッカ接着力試験に準じて試験を行った。ただし、直径１．２mmのピアノ線を直径２．０mmのポリエステル線に、また試験片長を１００mmと５０mmをそれぞれ８０mmと４０mmに変更して試験片とした。
試験片を樹脂組成物で塗布処理し、１６０℃で３０分熱処理し、供試試験片とした。試験は、１００℃、１２０℃及び１５０℃で各５個ずつ行い、その平均値をとった。
▲２▼エナメル線との相性
直径０．５mmのポリエステル線を１５％伸長し、撚り回数２倍のツイストペアを作成した。そのツイストペアを直径５mm、高さ１８０mmの試験管に入れ、さらに樹脂組成物を５．２ｇ入れ、１４０℃で３０分熱処理し、供試試験片とした。常温にて線間に連続方形波パルス（ｆ＝５０kHz）を印加昇圧し、絶縁破壊電圧を測定した。ｎ＝５０個の試験を行い、絶縁破壊電圧値が１ｋＶ未満を不良と判定した。
【００１５】
実施例２
エチレングリコールを３モル、無水マレイン酸を７モルとした以外は、実施例１と同様に樹脂組成物を作製し、接着力及びエナメル線との相性試験を行い、結果を表１に示した。
【００１６】
比較例１
エチレングリコールを５モル、無水マレイン酸を９モルとした以外は、実施例１と同様に樹脂組成物を作製し、接着力及びエナメル線との相性試験を行い、結果を表１に示した。
【００１７】
比較例２
実施例１のジクミルパーオキサイド２．９部の代わりに、ターシャリブチルパーオキシベンゾエート１．５部を用いた以外は、実施例１と同様に樹脂組成物を作製し、接着力及びエナメル線との相性試験を行い、結果を表１に示した。
【００１８】
比較例３
ジメチルテレフタレート５モルとエチレングリコール１０モル合成釜に仕込み、さらにテトラブチルチタネートを上記２物質の総重量の０．０７重量％及びハイドロキノンを上記２物質の総重量の０．１０重量％入れ、２００℃で５時間反応させた後、９０℃に冷却し、無水マレイン酸５モルを仕込み、２１０℃で１８時間反応させ、酸価が３０以下になったところで反応を終了させ、不飽和ポリエステル樹脂を得た。
得られた不飽和ポリエステル樹脂１００部とスチレン１００部を８０℃で１時間混合し、溶解した後、３０℃以下に冷却し、ターシャリブチルパーオキシベンゾエート２部を加えて混合し、樹脂組成物を作製し、接着力及びエナメル線との相性試験を行い、結果を表１に示した。
【００１９】
比較例４
エピビス型エポキシ樹脂１００部（三井石油化学株式会社製、商品名Ｒ−１４０）、酸無水物８０部（日立化成工業株式会社製、商品名ＨＮ−２２００）、２−エチル−４−メチルイミダゾール１部を混合し、樹脂組成物を作製し、接着力及びエナメル線との相性試験を行い、結果を表１に示した。
【００２０】
【表１】

【００２１】
【発明の効果】
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、高温での接着力に優れ、エナメル線との相性にも優れているため、回転機器等のコイルエンド及びコイルのエナメル線の固着を充分に行うことができ、このような固着が必要な機器の信頼性を高めることができる。本発明の回転機器用コイルは、コイルの固着が充分に行われるため、電気機器の性能及び信頼性を向上する。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermosetting resin composition and a coil for rotating equipment that is insulated using the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, electric tools motors, vehicle motors, generators and other rotating machines that are subject to significant vibration during operation, ignition transformers, microwave ovens and other devices that generate high voltage, and electromagnetic coils and other electrical devices As the insulating varnish, an acid anhydride-curing type epoxy varnish excellent in mechanical properties, electrical insulation properties, and high voltage properties (arc resistance, tracking resistance) at high temperatures is often used.
In recent years, these electrical devices have been required to have higher performance and reliability than ever before, and in particular, in a rotating machine to which a large vibration is applied during operation, the coil end and the binding yarn of the coil are not sufficiently fixed. In some cases, the coil end and the enamel wire of the coil move due to vibration.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides a thermosetting resin composition excellent in compatibility with an enameled wire and excellent in adhesive strength and coil fixing strength at high temperatures, and a coil for a rotating device using the same.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes (A) (a) an adduct of dicyclopentadiene and maleic acid (dicyclopentadienyl monomaleate) 5 to 15 mol , (b) an alkylene dialcohol or alkenylene dialcohol having 2 to 6 carbon atoms 0.5-3 mol, (c) maleic acid, maleic acid or fumaric acid 3-10 moles anhydride, (d) oxydialkylene alcohol 5 to 20 mol and 2 to 4 carbon atoms (e) phthalic anhydride 0. 100 parts by weight of unsaturated polyester resin obtained by condensation reaction of 5 to 3 moles , (B) 20 to 150 parts by weight of styrene or a derivative thereof, (C) dialkyl peroxide as the component (A) and (B) The present invention relates to a thermosetting resin composition for a coil for rotating equipment, which is contained in an amount of 0.5 to 3.0% by weight based on the total weight of the components. The present invention relates to a coil for rotating device formed by insulated with pre Symbol rotating equipment coil heat curable resin composition.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The unsaturated polyester resin used as the component (A) in the present invention is obtained by subjecting the components (a) to (e) to a condensation reaction as described above, but an adduct synthesis of dicyclopentadiene and maleic acid. Sometimes, after adding water, there is intense exotherm, so the adduct synthesis of dicyclopentadiene and maleic acid is performed in the first stage synthesis, and in the second stage synthesis, the alkylene dialcohol having 2 to 6 carbon atoms or It is preferable to carry out the reaction of alkenylene alcohol, maleic acid, maleic anhydride or fumaric acid, an oxydialkylene alcohol having 2 to 4 carbon atoms and phthalic anhydride. The reaction temperature and time are not particularly limited. For example, the first-stage synthesis is 90 to 140 ° C. for 2 hours, and the second-stage synthesis is 205 ° C. for 5 to 10 hours and a condensate having an acid value of 25 or less. Synthesized.
[0006]
The acid component in the unsaturated polyester resin used in the present invention is an adduct of dicyclopentadiene and maleic acid, 5 to 15 mol, maleic acid, maleic anhydride or fumaric acid 3 to 10 mol, phthalic anhydride 0.5 to The amount is preferably 3 mol, and when the content of each component is outside this range, problems such as a decrease in adhesive strength arise.
[0007]
The alcohol component constituting the unsaturated polyester resin is 0.5 to 3 mol of an alkylene dialcohol or alkenylene dialcohol having 2 to 6 carbon atoms and 5 to 20 mol of an oxydialkylene alcohol having 2 to 4 carbon atoms. Preferably, problems such as a decrease in adhesive strength occur outside this range.
[0008]
In the thermosetting resin composition of the present invention, styrene or a derivative thereof is blended as the component (B). The amount to be used is 20 to 150 parts by weight, preferably 30 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the unsaturated polyester resin, from the viewpoint of viscosity balance.
[0009]
Examples of the dialkyl peroxide used as the component (C) in the present invention include dicumyl peroxide and tertiary butyl cumyl peroxide. The amount used is 0.5 to 3.0% by weight based on the total weight of the unsaturated polyester resin and styrene or styrene derivative, from the viewpoint of the balance between curability of the resin composition and pot life.
[0010]
Generally used polymerization inhibitors such as hydroquinone, pyrogallol, and quinones are used in the resin composition according to the present invention.
Further, metal accelerators such as naphthenic acid or octenoic acid such as cobalt, manganese, iron, lead, etc. are used as the curing accelerator, and the amount used is 0.000 based on the total weight of the unsaturated polyester resin and styrene or styrene derivative. A range of 01 to 5.0% by weight is preferred.
[0011]
The thermosetting resin composition of the present invention is excellent in compatibility with enameled wire, and excellent in adhesive strength and coil fixing strength at high temperature. By insulating treatment using this composition, the coil end and the coil A coil for a rotating device in which the binding yarn is sufficiently fixed can be obtained. Examples of the rotating device coil include a motor stator coil, a motor armature coil, and an electromagnetic coil. As the treatment method, immersion impregnation, dropping impregnation, and the like are performed. There are no particular limitations on the processing conditions.
[0012]
【Example】
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention, this invention is not restrict | limited by this. In the following examples, “parts” means “parts by weight” unless otherwise specified.
[0013]
Example 1
8 mol of dicyclopentadiene and 8 mol of maleic acid are charged into a synthesis kettle, 0.02% by weight of the total weight of the above two substances is further charged with hydroquinone, the temperature is raised to 70 ° C., and 0.4 mol of water is added. The temperature is raised to 140 ° C. while paying attention to the heat of reaction, and then lowered to 90 ° C. Further, 0.4 mol of water is added, the temperature is raised to 140 ° C. while paying attention to the heat of reaction, the reaction is carried out at 140 ° C. for 1 hour, and then the temperature is lowered to 100 ° C. or lower. Next, 1 mol of ethylene glycol, 10 mol of 2,2'-oxydiethanol, 1 mol of phthalic anhydride and 5 mol of maleic anhydride were added and synthesized at 205 ° C. for 9 hours. When the acid value became 25 or less, the reaction was performed. And an unsaturated polyester resin was obtained.
100 parts of the obtained unsaturated polyester resin and 45 parts of styrene were mixed at 80 ° C. for 1 hour and dissolved, then cooled to 30 ° C., 2.9 parts of dicumyl peroxide was added and mixed to obtain a resin composition. Obtained. The adhesive strength of this composition and the compatibility with the enamel wire were examined by the following method, and the results are shown in Table 1.
[0014]
(1) Adhesive strength A test was conducted in accordance with the JIC-2105 Stracker adhesive strength test. However, the piano wire having a diameter of 1.2 mm was changed to a polyester wire having a diameter of 2.0 mm, and the test piece lengths were changed from 100 mm and 50 mm to 80 mm and 40 mm, respectively, to obtain test pieces.
The test piece was coated with the resin composition and heat-treated at 160 ° C. for 30 minutes to obtain a test specimen. The test was performed at 100 ° C., 120 ° C., and 150 ° C., respectively, and the average value was taken.
(2) Compatibility with enameled wire A polyester wire having a diameter of 0.5 mm was stretched 15% to create a twisted pair with twice the number of twists. The twisted pair was put into a test tube having a diameter of 5 mm and a height of 180 mm, and 5.2 g of the resin composition was further put in, and heat-treated at 140 ° C. for 30 minutes to obtain a test specimen. A continuous square wave pulse (f = 50 kHz) was applied between lines at room temperature, and the dielectric breakdown voltage was measured. n = 50 tests were performed, and a breakdown voltage value of less than 1 kV was determined to be defective.
[0015]
Example 2
A resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 3 mol of ethylene glycol and 7 mol of maleic anhydride were used, and a compatibility test with an adhesive force and an enamel wire was performed. The results are shown in Table 1.
[0016]
Comparative Example 1
A resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 5 mol of ethylene glycol and 9 mol of maleic anhydride were used, and a compatibility test with the adhesive force and enamel wire was performed. The results are shown in Table 1.
[0017]
Comparative Example 2
A resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1.5 parts of tertiary butyl peroxybenzoate was used instead of 2.9 parts of dicumyl peroxide in Example 1, and adhesive strength and enameled wire were used. The results are shown in Table 1.
[0018]
Comparative Example 3
Charge 5 mol of dimethyl terephthalate and 10 mol of ethylene glycol, and add 0.07% by weight of tetrabutyl titanate to the total weight of the two substances and 0.10% by weight of the total weight of the two substances. And then cooled to 90 ° C., charged with 5 moles of maleic anhydride and reacted at 210 ° C. for 18 hours. When the acid value became 30 or less, the reaction was terminated to obtain an unsaturated polyester resin. It was.
100 parts of the obtained unsaturated polyester resin and 100 parts of styrene are mixed at 80 ° C. for 1 hour and dissolved, then cooled to 30 ° C. or lower, mixed with 2 parts of tertiary butyl peroxybenzoate, and mixed. Was prepared and subjected to a compatibility test with an adhesive force and an enamel wire, and the results are shown in Table 1.
[0019]
Comparative Example 4
Epibis type epoxy resin 100 parts (Mitsui Petrochemical Co., Ltd., trade name R-140), acid anhydride 80 parts (Hitachi Chemical Industries, trade name HN-2200), 2-ethyl-4-methylimidazole 1 Parts were mixed to prepare a resin composition, which was subjected to an adhesion test and compatibility test with an enameled wire. The results are shown in Table 1.
[0020]
[Table 1]

[0021]
【The invention's effect】
Since the thermosetting resin composition of the present invention has excellent adhesive strength at high temperatures and excellent compatibility with enameled wire, it is possible to sufficiently fix the coil end of a rotating device or the like and the enameled wire of the coil. It is possible to improve the reliability of devices that require such fixation. Since the coil for rotating equipment of the present invention is sufficiently fixed, the performance and reliability of the electrical equipment are improved.

Claims

(A) (a) Adduct of dicyclopentadiene and maleic acid (dicyclopentadienyl monomaleate) 5 to 15 mol , (b) C 2-6 alkylene dialcohol or alkenylene di alcohol 0.5 to 3 moles , (c) 3 to 10 moles of maleic acid, maleic anhydride or fumaric acid, (d) 5 to 20 moles of oxydialkylene alcohol having 2 to 4 carbon atoms and (e) 0.5 to 3 moles of phthalic anhydride 100 parts by weight of unsaturated polyester resin obtained by the condensation reaction, (B) 20 to 150 parts by weight of styrene or a derivative thereof, and (C) the total weight of component (A) and component (B) of dialkyl peroxide. A thermosetting resin composition for a coil for rotating equipment, which is contained in an amount of 0.5 to 3.0% by weight.

A coil for rotating equipment, which is insulated using the thermosetting resin composition for a coil for rotating equipment according to claim 1 .