JPH07207123A - 含浸用樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 硬化時間が短く、耐熱性及び可とう性に優れ
た含浸用樹脂組成物を提供する。 【構成】 ビスフェノール系エポキシ樹脂、クレゾール
ノボラック系エポキシ樹脂、脂環系エポキシ樹脂をそれ
ぞれ含有し、可とう性付与剤としてポリサルファイド変
性エポキシ樹脂を含有する組成物を主剤とする含浸用樹
脂組成物。好ましくは、前記クレゾールノボラック系エ
ポキシ樹脂の配合比を１０〜４０(wt％)、脂環系エポキ
シ樹脂の配合比を１０〜４０(wt％)、ポリサルファイド
変性エポキシ樹脂の配合比を２０(wt％)以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は含浸用樹脂組成物に関
し、特に硬化後の耐熱性及び絶縁性が求められる、電気
絶縁等に用いる含浸用樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、含浸用樹脂組成物は電気絶縁含浸
等の種々の分野において用いられており、例えば回転機
器の固定子または回転子の絶縁含浸等に用いられてい
る。絶縁含浸時には、固定子や回転子を通電加熱して含
浸用樹脂組成物をコイルエンド部より滴下する。

【０００３】このような含浸用樹脂組成物においては、
硬化した後の絶縁性、耐熱性に優れたものが望ましい。

【０００４】含浸用樹脂組成物として、耐熱性Ｃ種（最
高許容温度１８０℃）以上のものが市販されているが、
これらは完全に硬化させるまでには２４時間程度を必要
とする。

【０００５】電気機器の生産効率を向上するためには樹
脂の硬化時間を短くすることが好ましく、短時間で硬化
可能の滴下含浸樹脂の開発が求められている。短時間で
硬化可能な滴下含浸樹脂としては、現在２〜３時間程度
で硬化を終えるものもあるが、これらは耐熱性Ｆ種（最
高許容温度１５５℃）までに止まっている。

【０００６】現在、電気機器のコンパクト化、高出力化
に伴って、短時間で硬化するとともに耐熱性の高い含浸
用樹脂組成物が望まれている。特に、エポキシ樹脂は電
気特性や接着性等に優れていることから、これを主成分
とした含浸用樹脂組成物の研究がなされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】エポキシ樹脂は電気特
性や接着性等に優れているうえ、樹脂や硬化剤の化学構
造を選択することによって様々な特性を持った硬化物が
得られることから、短時間硬化滴下含浸樹脂としてもよ
く用いられている。

【０００８】しかし、エポキシ樹脂を用いた含浸用樹脂
組成物は脆さが欠点であり、特に耐熱性の高いものでは
硬化物にクラックが発生しやすくなる。

【０００９】本発明は上記背景の下になされたものであ
り、硬化時間が短く、耐熱性及び可とう性に優れた含浸
用樹脂組成物を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するため、本発明はビスフェノール系エポキシ樹脂、ク
レゾールノボラック系エポキシ樹脂、脂環系エポキシ樹
脂をそれぞれ含有し、可とう性付与剤としてポリサルフ
ァイド変性エポキシ樹脂を含有する組成物を主剤とした
ことを特徴とする含浸用樹脂組成物を提供する。

【００１１】また、前記クレゾールノボラック系エポキ
シ樹脂の配合比を１０〜４０(wt％）、脂環系エポキシ
樹脂の配合比を１０〜４０（ｗｔ％)、ポリサルファイ
ド変性エポキシ樹脂の配合比を０〜２０(wt％)としたこ
とを特徴とする含浸用樹脂組成物も提供される。

【００１２】上記のようにポリサルファイド変性エポキ
シ樹脂を含有させると、可とう性が高くなる。この際耐
熱性、接着力は多少低くなるものの実用には十分高い強
度が得られる。

【００１３】特に、ポリサルファイド変性樹脂の添加量
を０〜２０％、好ましくは添加量の下限を１％、さらに
好ましくは添加量の下限を１０％とすることによって、
十分な可とう性、耐熱性、接着力が得られる。

【００１４】尚、ポリサルファイド樹脂のエポキシ当量
が高くなるにつれて耐熱性等は低くなる傾向にあるの
で、ポリサルファイド樹脂のエポキシ当量が高くなるに
つれてその添加量を少なくすることが好ましい。

【００１５】

【実施例】以下、図面を用いて本発明を説明する。本実
施例においては、エポキシ樹脂の脆さを補うために可と
う性付与剤をエポキシ樹脂に加えて含浸用樹脂組成物を
得た。以下に各実施例を示す。

【００１６】第１実施例 （ａ）主剤 本実施例では、主剤として硬化時間の短いエポキシ系樹
脂を用いて含浸用樹脂組成物を得た。

【００１７】ベース樹脂として一般的な特性を有するビ
スフェノールＡタイプエポキシ樹脂を用い、耐熱性を高
めるためにクレゾールノボラック型エポキシ樹脂を１０
〜４０(wt％)、機械強度等の温度特性に優れた環状脂肪
族型エポキシ樹脂（ＥＬＲ４２２１）を１０〜４０(wt
％)用い、可とう性付与剤としてポリサルファイド変性
エポキシ樹脂を０〜２０(wt％)用いた。

【００１８】尚、ビスフェノールＡタイプエポキシ樹脂
としては、エポキシ当量１９０〜２１０のもの（油化シ
ェル製、エピコート８２８）を、クレゾールノボラック
型エポキシ樹脂としてはエポキシ当量２００〜２３０の
もの（東都化成製、ＹＤＣＮ７０１）を、環状脂肪族型
エポキシ樹脂としてはエポキシ当量１４０のもの（チッ
ソ製、ＥＬＲ４２２１）を用いた。また、可とう性付与
剤としてはエポキシ当量２８０のもの（東レチオコール
製、ＦＬＥＰ−６０）を用いた。

【００１９】これら各樹脂をステンレスビーカーにと
り、８０(℃)で加熱しながら均一になるまで撹拌した。

【００２０】（ｂ）硬化剤 次に、硬化剤として、酸無水物であるテトラヒドロフタ
リックアンハイドライド（日立化成製、ＨＮ−２２０
０、エポキシ当量１６６）を主剤に対して0.8〜1.2モル
用い、硬化時間を短縮するために1,8−ジアザ−ビシク
ロ(5,4,0)ウンデン−7・オレイン酸（サンアプロ製、Ｓ
Ａ１０２）を硬化促進剤として主剤に対して0.5〜3(wt
％)加え、均一になるまで撹拌した。

【００２１】（ｃ）硬化 （ａ）で得られた主剤、及び（ｂ）で得られた硬化剤を
重量比１：１の割合で混合し、均一になるまで撹拌した
ものを１３０〜２００(℃)で３時間程度加熱して硬化を
行った。

【００２２】（ｄ）硬化後の特性測定 図１〜５に硬化物の滴下含浸樹脂としての諸特性を示
す。これらは可とう性付与剤のＦＬＥＰ−６０を主剤中
に０〜２０(wt％)含むものについての例である。

【００２３】図１は硬化した含浸用樹脂組成物の耐熱性
を示すグラフであり、横軸は可とう性付与剤の添加量、
縦軸はＮＥＭＡ規格に則ったＴＧＩ（耐熱性温度指数）
を表す。

【００２４】この図に示されるように、可とう性を増す
ほど耐熱性が低下する傾向が見られる。しかし、ＦＬＥ
Ｐ−６０を２０(wt％)加えた場合でもＴＧＩは２８０
(℃)以上を示した。ＴＧＩが２８０(℃)以上ということ
は、一般的に耐熱性２００(℃)以上に対応しており、耐
熱性Ｃ種に対応できるといえる。

【００２５】図２に含浸用樹脂組成物とエナメル樹脂と
の接着性を表すグラフを示す。

【００２６】図２において横軸は測定温度、縦軸は接着
力を示す。この図に示されるように、可とう性が高くな
るほど高温での接着力は低下している。しかし、ＦＬＥ
Ｐ−６０を２０(wt％)加えた場合でも１８０(℃)におけ
る接着力は５(kgf)以上の値となっており、実用に耐え
得る良好な値が得られている。

【００２７】図３にＨＤＴ（熱変形温度）を示す。図３
において横軸は可とう性付与剤の添加量、縦軸はＨＤＴ
を表す。この図に示されるように、可とう性を増すほど
ＨＤＴは低下する傾向にあるが、ＦＬＥＰ−６０を２０
(wt％)加えた場合でも１３５(℃)以上の良好な値が得ら
れている。

【００２８】図４に１５０(℃)におけるゲル化時間を示
す。この図に示されるように、可とう性付与剤の添加量
とゲル化時間には特に相関はみられず、添加量にかかわ
らず５分以内で迅速にゲル化していることがわかる。

【００２９】図５に８０(℃)における未硬化物の粘度を
示す。図のように、可とう性をますと粘度は若干増加す
るが、いずれの例においても８０(℃)において１（Ｐ）
＝１００（Ｃ.Ｐ.）以下の値が得られており、実用に十
分耐え得る良好な値が得られている。

【００３０】第２実施例 本実施例においては、第１実施例で用いたエポキシ当量
２８０のポリサルファイド変性エポキシ樹脂に代えてエ
ポキシ当量３３０のポリサルファイド変性エポキシ樹脂
（東レチオコール製、ＦＬＥＰ−５０）を用い、他は第
１実施例と同様にして含浸用樹脂組成物を製造し、その
硬化物の各種特性を調べた。

【００３１】図６〜１０に硬化物の滴下含浸樹脂として
の諸特性を示す。これらは可とう性付与剤のＦＬＥＰ−
６０を主剤中に０〜２０(wt％)含むものについての例で
ある。尚、硬化剤種や硬化方法等もすべて第１実施例と
同様とした。

【００３２】図６は硬化した含浸用樹脂組成物の耐熱性
を示すグラフであり、横軸は可とう性付与剤の添加量、
縦軸はＮＥＭＡ規格に則ったＴＧＩ（耐熱性温度指数）
を表す。

【００３３】この図に示されるように、可とう性を増す
ほど耐熱性が低下する傾向が見られる。しかし、ＦＬＥ
Ｐ−６０を２０(wt％)加えた場合でもＴＧＩは２８０
(℃)以上を示した。ＴＧＩが２８０(℃)以上ということ
は、一般的に耐熱性２００(℃)以上に対応しており、耐
熱性Ｃ種に対応できるといえる。

【００３４】図７に含浸用樹脂組成物とエナメル樹脂と
の接着性を表すグラフを示す。

【００３５】図７において横軸は測定温度、縦軸は接着
力を示す。この図に示されるように、可とう性が高くな
るほど高温での接着力は低下している。しかし、ＦＬＥ
Ｐ−５０を１０(wt％)加えた場合でも１８０(℃)におけ
る接着力は５(kgf)以上の値となっており、実用に耐え
得る良好な値が得られている。

【００３６】図８にＨＤＴ（熱変形温度）を示す。この
図に示されるように、可とう性を増すほどＨＤＴは低下
する傾向にあるが、ＦＬＥＰ−５０を１０(wt％)加えた
場合でも１３５(℃)以上の良好な値が得られている。

【００３７】図９に１５０(℃)におけるゲル化時間を示
す。この図に示されるように、可とう性付与剤の添加量
とゲル化時間には特に相関はみられず、添加量にかかわ
らず５分以内で迅速にゲル化していることがわかる。

【００３８】図１０に８０(℃)における未硬化物の粘度
を示す。図のように、可とう性をますと粘度は若干増加
するが、いずれの例においても８０(℃)において１
（Ｐ）＝１００（Ｃ.Ｐ.）以下の値が得られており、実
用に十分耐え得る良好な値が得られている。

【００３９】第３実施例 本実施例においては、第１実施例で用いたエポキシ当量
２８０のポリサルファイド変性エポキシ樹脂に代えて、
エポキシ当量３３０のポリサルファイド変性エポキシ樹
脂（ＦＬＥＰ−５０）とエポキシ当量２８０のポリサル
ファイド変性樹脂（ＦＬＥＰ−６０）との混合物を用
い、他は第１実施例と同様にして含浸用樹脂組成物を製
造し、その硬化物の各種特性を調べた。

【００４０】図１１〜１５に硬化物の滴下含浸樹脂とし
ての諸特性を示す。これらは可とう性付与剤を主剤中に
０〜２０(wt％)含むものについての例である。尚、硬化
剤種や硬化方法等もすべて第１実施例と同様とした。

【００４１】図１１は硬化した含浸用樹脂組成物の耐熱
性を示すグラフであり、横軸は可とう性付与剤の添加
量、縦軸はＮＥＭＡ規格に則ったＴＧＩ（耐熱性温度指
数）を表す。

【００４２】この図に示されるように、可とう性を増す
ほど耐熱性が低下する傾向が見られる。しかし、ＦＬＥ
Ｐ−６０を２０(wt％)加えた場合でもＴＧＩは２８０
(℃)以上を示した。ＴＧＩが２８０(℃)以上ということ
は、一般的に耐熱性２００(℃)以上に対応しており、耐
熱性Ｃ種に対応できるといえる。

【００４３】図１２に含浸用樹脂組成物とエナメル樹脂
との接着性を表すグラフを示す。

【００４４】図１２において横軸は測定温度、縦軸は接
着力を示す。この図に示されるように、可とう性が高く
なるほど高温での接着力は低下している。しかし、ＦＬ
ＥＰ−６０とＦＬＥＰ−５０との混合物を可とう性付与
剤として１０(wt％)加えた場合でも１８０(℃)における
接着力は５(kgf)以上の値となっており、実用に耐え得
る良好な値が得られている。

【００４５】図１３にＨＤＴ（熱変形温度）を示す。こ
の図に示されるように、可とう性を増すほどＨＤＴは低
下する傾向にあるが、可とう性付与剤を２０(wt％)加え
た場合でも１３５(℃)以上の良好な値が得られている。

【００４６】図１４に１５０(℃)におけるゲル化時間を
示す。この図に示されるように、可とう性付与剤の添加
量とゲル化時間には特に相関はみられず、添加量にかか
わらず５分以内で迅速にゲル化していることがわかる。

【００４７】図１５に８０(℃)における未硬化物の粘度
を示す。図のように、可とう性をますと粘度は若干増加
するが、いずれの例においても８０(℃)において１
（Ｐ）＝１００（Ｃ.Ｐ.）以下の値が得られており、実
用に十分耐え得る良好な値が得られている。

【００４８】第４実施例 本実施例においては、第１実施例で用いたエポキシ当量
２８０のポリサルファイド変性エポキシ樹脂に代えて、
エポキシ当量３６０のポリサルファイド変性エポキシ樹
脂（東レチオコール製、ＦＬＥＰ−１０）とエポキシ当
量２８０のポリサルファイド変性樹脂（ＦＬＥＰ−６
０）との混合物を用い、他は第１実施例と同様にして含
浸用樹脂組成物を製造し、その硬化物の各種特性を調べ
た。

【００４９】図１６〜２０に硬化物の滴下含浸樹脂とし
ての諸特性を示す。これらは可とう性付与剤を主剤中に
０〜２０(wt％)含むものについての例である。尚、硬化
剤種や硬化方法等もすべて第１実施例と同様とした。

【００５０】図１６は硬化した含浸用樹脂組成物の耐熱
性を示すグラフであり、横軸は可とう性付与剤の添加
量、縦軸はＮＥＭＡ規格に則ったＴＧＩ（耐熱性温度指
数）を表す。

【００５１】この図に示されるように、可とう性を増す
ほど耐熱性が低下する傾向が見られる。しかし、可とう
性付与剤を２０(wt％)加えた場合でもＴＧＩは２８０
(℃)以上を示した。ＴＧＩが２８０(℃)以上ということ
は、一般的に耐熱性２００(℃)以上に対応しており、耐
熱性Ｃ種に対応できるといえる。

【００５２】図１７に含浸用樹脂組成物とエナメル樹脂
との接着性を表すグラフを示す。

【００５３】図１７において横軸は測定温度、縦軸は接
着力を示す。この図に示されるように、可とう性が高く
なるほど高温での接着力は低下している。しかし、ＦＬ
ＥＰ−６０とＦＬＥＰ−１０との混合物を可とう性付与
剤として１０(wt％)加えた場合でも１８０(℃)における
接着力は５(kgf)以上の値となっており、実用に耐え得
る良好な値が得られている。

【００５４】図１８にＨＤＴ（熱変形温度）を示す。こ
の図に示されるように、可とう性を増すほどＨＤＴは低
下する傾向にあるが、可とう性付与剤を２０(wt％)加え
た場合でも１３５(℃)以上の良好な値が得られている。

【００５５】図１９に１５０(℃)におけるゲル化時間を
示す。この図に示されるように、可とう性付与剤の添加
量とゲル化時間には特に相関はみられず、添加量にかか
わらず５分以内で迅速にゲル化していることがわかる。

【００５６】図２０に８０(℃)における未硬化物の粘度
を示す。図のように、可とう性をますと粘度は若干増加
するが、いずれの例においても８０(℃)において１
（Ｐ）＝１００（Ｃ.Ｐ.）以下の値が得られており、実
用に十分耐え得る良好な値が得られている。

【００５７】以上各実施例の結果から、ビスフェノール
エポキシ樹脂をベースとし、クレゾールノボラック系エ
ポキシ樹脂の配合比を１０〜４０(wt％)、脂環系エポキ
シ樹脂の配合比を１０〜４０(wt％)、ポリサルファイド
変性エポキシ樹脂の配合比を１０〜２０(wt％)すること
で、耐熱性、接着性等の各種特性に優れた含浸用樹脂組
成物が得られることがわかる。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、硬化時間が短く、耐熱
性及び可とう性に優れた含浸用樹脂組成物が得られる。

【００５９】この樹脂組成物を絶縁材料として用いるこ
とで、電気機器のコンパクト化、高出力化がはかれる。
また、含浸処理時間も短いので生産性の向上及び製造コ
ストの低減化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】可とう性付与剤添加量と耐熱性との相関を示す
グラフ。

【図２】各可とう性付与剤添加量における接着力の相関
を示すグラフ。

【図３】可とう性付与剤添加量ろＨＤＴとの相関を示す
グラフ。

【図４】可とう性付与剤添加量とゲル化時間の相関を示
すグラフ。

【図５】可とう性付与剤添加量と粘度との相関を示すグ
ラフ。

【図６】可とう性付与剤添加量と耐熱性との相関を示す
グラフ。

【図７】各可とう性付与剤添加量における接着力の相関
を示すグラフ。

【図８】可とう性付与剤添加量ろＨＤＴとの相関を示す
グラフ。

【図９】可とう性付与剤添加量とゲル化時間の相関を示
すグラフ。

【図１０】可とう性付与剤添加量と粘度との相関を示す
グラフ。

【図１１】可とう性付与剤添加量と耐熱性との相関を示
すグラフ。

【図１２】各可とう性付与剤添加量における接着力の相
関を示すグラフ。

【図１３】可とう性付与剤添加量ろＨＤＴとの相関を示
すグラフ。

【図１４】可とう性付与剤添加量とゲル化時間の相関を
示すグラフ。

【図１５】可とう性付与剤添加量と粘度との相関を示す
グラフ。

【図１６】可とう性付与剤添加量と耐熱性との相関を示
すグラフ。

【図１７】各可とう性付与剤添加量における接着力の相
関を示すグラフ。

【図１８】可とう性付与剤添加量ろＨＤＴとの相関を示
すグラフ。

【図１９】可とう性付与剤添加量とゲル化時間の相関を
示すグラフ。

【図２０】可とう性付与剤添加量と粘度との相関を示す
グラフ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビスフェノール系エポキシ樹脂、クレゾ
   ールノボラック系エポキシ樹脂、脂環系エポキシ樹脂を
   それぞれ含有し、可とう性付与剤としてポリサルファイ
   ド変性エポキシ樹脂を含有する組成物を主剤としたこと
   を特徴とする含浸用樹脂組成物。
2. 【請求項２】 請求項１記載の含浸用樹脂組成物におい
   て、 前記クレゾールノボラック系エポキシ樹脂の配合比を１
   ０〜４０(wt％)、脂環系エポキシ樹脂の配合比を１０〜
   ４０(wt％)、ポリサルファイド変性エポキシ樹脂の配合
   比を２０(wt％)以下としたことを特徴とする含浸用樹脂
   組成物。