JP4556455B2 - 含浸用樹脂組成物 - Google Patents
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Description
本発明は含浸用樹脂組成物に関し、特に高圧大型回転機器用コイルに用いる含浸無溶剤樹脂に関する。
高圧大型回転機用のコイル含浸用樹脂組成物としては、一般的にエポキシ樹脂系が使用されており、集成マイカテープを巻き回した絶縁コイルに真空含浸されている。その後加熱硬化、成形加工されて回転機のステータ用鉄心に装着されている。
エポキシ樹脂は、酸無水物と組み合わせて使用した場合は低粘度となり、大型コイルを真空含浸するためには大量の樹脂が必要となる。
また、本体含浸方式ではコイルをステータに装着し、これごと樹脂中に浸漬して含浸させるので、含浸後に含浸タンク中に多量の樹脂が残る。この残存樹脂は次回含浸時に不足分の樹脂を加えて再使用することとなるので、使用しきるまで長時間を要する。
従って、このような含浸用樹脂組成物においてはできるだけ経時変化がすくなく、増粘しにくいものであることが要求される。
一方、コイル含浸を終了したコイル中の含浸樹脂は硬化加熱したときにはコイル中でできるだけ早くゲル化して硬化しなければならない。樹脂粘度は加熱によって下がるので、加熱して早急に硬化しないと樹脂がたれ落ちてしまう。
このため、硬化触媒として第３級アミンやイミダゾール等が用いられているが、これらの触媒は、室温においてもエポキシ樹脂と酸無水物との反応を少なからず促進しており、貯蔵寿命に影響している。
更に、空気中の水分を吸収しやすい点も増粘に影響している。これらの欠点を除き、長寿命で耐熱性を損なわない安価な樹脂が求められている。
エポキシ樹脂は酸無水物で硬化し、耐熱性や電気特性には優れている。しかし、無触媒でも空気中の湿気等が入り込むと粘度の上昇が始まるので、寿命延長には限界がある。
ポリエステルは、安価で触媒をうまく選択すれば長寿命が得られ、エポキシ樹脂に比べて長い間増粘させずに貯蔵することができる。しかし、電気特性や耐熱性に多少劣り、また硬化収縮率が大きく成形しにくいところがある。
更に、耐熱性、特に熱劣化を改善する場合、ポリイミド樹脂が良好な特性を持っており、これを加えることによって更に特性を向上させることが望ましい。
このような事情に鑑み、貯蔵寿命に優れ、かつ硬化後の電気特性、耐熱性等に優れた含浸用樹脂組成物を提供することを目的として、以下に示す含浸用樹脂組成物の発明がなされた(例えば、特許文献１参照。)。
ポリエステル樹脂２０〜５０部、エポキシ樹脂１〜２５部、ポリイミド樹脂１〜１５部を含有することを特徴とする含浸用樹脂組成物であり、好ましくは、前記ポリエステル樹脂として、酸成分としてイソフタル酸とマレイン酸とを主成分とするものを用い、また、前記ポリイミド樹脂として、ポリイミド分子中に架橋可能な２重結合を少なくとも潜在的に有するものを用いることが好ましい。具体的にはdiphenylmethane-4,4'-bisallylnadieimideやその誘導体等を用い、エポキシ樹脂としては、１分子中にエポキシ基を１個以上含むものを用いることが好ましい。具体的にはノボラック系エポキシ樹脂、エピビス系エポキシ樹脂を用いる。
この発明により得られる耐熱性樹脂組成物はゲル化時間が短く、硬化後の耐熱性、電気特性、機械特性等に優れており、寿命も長い。硬化収縮率も小さいので成形性にも優れている。特に、上記含浸用樹脂組成物は高速、高温用回転機器等の絶縁材料として好適に使用できる。
特許第３１４１０５７号公報
上記含浸用樹脂組成物と一般的なエポキシ含浸樹脂との特性比較を下記表１に示す。
表１に示すように、上記含浸用樹脂組成物は一般的なエポキシ樹脂の問題点をほぼ改良した高性能の樹脂であるが、樹脂を用いる機器の小型化、高性能化の要求に伴う使用温度の上昇にも対応するため、より高い(例えば、耐熱クラス≧２００℃)と、１００℃以上などでの高温時の高接着性が強く求められている。
本発明はかかる事情に鑑みなされたもので、その目的は、上記課題を解決した高い長期耐熱性と高温時の高接着性を有する含浸用樹脂組成物を提供することにある。
上記課題を解決するために、請求項１は含浸用樹脂組成物であってポリエステル樹脂とエポキシ樹脂とを含有する混合樹脂にノボラック型エポキシを基本骨格に有するエポキシアクリレートを添加して成ることを特徴とする。
また請求項２は請求項１において、前記混合樹脂の含有率が２５〜７５ｗｔ％であり、前記エポキシアクリレートの含有率が７５〜２５ｗｔ％であることを特徴とする。
また請求項３は請求項１において、前記混合樹脂の含有率が７５ｗｔ％であり、前記エポキシアクリレートの含有率が２５ｗｔ％であることを特徴とする。
また請求項４は請求項１〜３において、前記混合樹脂は酸価が４０のイソフタル酸系ポリエステルとエポキシ等量が１９０のエピビス系エポキシ樹脂とから成ることを特徴とする。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、従来高圧大型回転機用のコイルに使用されていた樹脂の基本特性を低下させずに、従来使用されていた樹脂の問題点であったＨＤＴ、高温時の接着温度特性について改善し、かつ長期耐熱性についても耐熱クラス２００℃の実力を有する含浸用樹脂組成物を提供することができる。
以下、図面等を用いて、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態においては、ポリエステル樹脂＃７２５(明電ケミカル製、イソフタル酸系ポリエステル、酸価４０)３５部、エピビス系エポキシ樹脂(エポキシ等量１９０)１５部を均一に混合したものをＡ樹脂とし、このＡ樹脂にエポキシアクリレート(例えばＨ−６００、昭和高分子製)を添加して含浸用樹脂組成物を得た。なお、Ａ樹脂とエポキシアクリレートとの混合比についてＡ樹脂；１００〜０ｗｔ％、エポキシアクリレート；０〜１００ｗｔ％の範囲で行った。
この時、エポキシアクリレートの中でもノボラック型エポキシを基本骨格に有するものを用いると、後述のように含浸用樹脂組成物のＨＤＴが高くなり高温接着性も向上し、かつ長期耐熱性の向上の実現が可能であった。
この含浸用樹脂組成物について行った特性測定試験の測定条件及び装置を表２に、並びに含浸用樹脂組成物及び特性測定試験の測定結果を表３及び図１に示す。
表３に示すように、Ａ樹脂が１００ｗｔ％のものを従来樹脂、Ａ樹脂が７５ｗｔ％、Ｈ−６００が２５ｗｔ％のものを樹脂１、Ａ樹脂が５０ｗｔ％、Ｈ−６００が５０ｗｔ％のものを樹脂２、Ａ樹脂が２５ｗｔ％、Ｈ−６００が７５ｗｔ％のものを樹脂３、Ｈ−６００が１００ｗｔ％のものを樹脂４、として、これらの樹脂について、表２に示す特性測定試験を行った。
ゲル時間(分)については、表３に示すように、Ｈ−６００の含有率が多くなるに従い特性が向上し樹脂４が最もよい値を示した。
可使時間(４０℃)日、については表３に示すように、Ｈ−６００の含有率が少なくなるに従い特性が向上し従来樹脂が最もよい値を示したが、樹脂３でも可使時間は４０日を示しており、従来樹脂の基本特性を低下させるには至っていない。
ＨＤＴ(℃) については、表３に示すように、Ｈ−６００の含有率が多くなるに従い特性が向上し樹脂４が最もよい値を示した。
長期耐熱性を示す温度インデックスＴＩ(℃) については、表３に示すように、Ｈ−６００の含有率が多くなるに従い特性が向上し樹脂４が最もよい値を示した。
高温時の接着温度特性については図１に示すように、１４０℃以下においては樹脂１がもっとも良い接着温度特性を示し、樹脂２、３についても従来樹脂と比較すると高温時の接着温度特性は大きく改善されている。１４０℃以上では樹脂１〜３はほぼ同等の接着温度特性を示し、従来樹脂と比較すると高温時の接着温度特性は大きく改善されている。
上記の結果から、樹脂１〜３については従来樹脂の基本特性を低下させることなく、ＨＤＴ(℃)、長期耐熱性、高温時の接着温度特性を向上させることが可能である。
Claims (4)
- ポリエステル樹脂とエポキシ樹脂とを含有する混合樹脂に、ノボラック型エポキシを基本骨格に有するエポキシアクリレートを添加して成ることを特徴とする含浸用樹脂組成物。
- 前記混合樹脂の含有率が２５〜７５ｗｔ％であり、前記エポキシアクリレートの含有率が７５〜２５ｗｔ％であることを特徴とする請求項１に記載の含浸用樹脂組成物。
- 前記混合樹脂の含有率が７５ｗｔ％であり、前記エポキシアクリレートの含有率が２５ｗｔ％であることを特徴とする請求項１に記載の含浸用樹脂組成物。
- 前記混合樹脂は酸価が４０のイソフタル酸系ポリエステルとエポキシ等量が１９０のエピビス系エポキシ樹脂とから成ることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の含浸用樹脂組成物。
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