JPH0749469B2 - 含浸に好適なエポキシ樹脂組成物 - Google Patents

含浸に好適なエポキシ樹脂組成物

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JPH0749469B2
JPH0749469B2 JP63106945A JP10694588A JPH0749469B2 JP H0749469 B2 JPH0749469 B2 JP H0749469B2 JP 63106945 A JP63106945 A JP 63106945A JP 10694588 A JP10694588 A JP 10694588A JP H0749469 B2 JPH0749469 B2 JP H0749469B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、含浸に好適な液状エポキシ樹脂組成物に関す
るものである。
〔従来技術及びその問題点〕
従来、含浸用に適したエポキシ樹脂組成物として、脂環
式エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン類及び無水物か
らなるものが知られている(特開昭57−174314号公
報)。この公報においては、その実施例中に、脂環式エ
ポキシ樹脂として、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
トを用いると共に、酸無水物として、無水メチルハイミ
ック酸及びジヒドロキシベンゼンとして、レゾルシノー
ルを用い、この混合物を、少量のトリエタノールアミン
の存在下、120℃で16時間加熱した後、さらに180℃で16
時間加熱して硬化させた例が示されている。
しかしながら、このようなエポキシ樹脂組成物を、自動
車等に用いるモータや発電機における固定子コイル(ス
テータコイル)や回転子コイル(アーマチュアコイル)
を製作する際に、そのコイル内に含浸させてコイルを固
定化しようとした時に、そのエポキシ樹脂組成物はコイ
ル内へよく浸透するものの、硬化物の耐熱性が悪く、高
温条件(200℃以上)下での使用に耐えるものではなか
った。また、耐熱性の高いエポキシ樹脂を用いて耐熱性
を高めようとすると、硬化物にクラックが発生するとい
う問題も生じた。
〔目的〕
本発明は、従来のエポキシ樹脂組成物に見られる前記欠
点を克服することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、前記目的を達成すべく種々研究を重ねた
結果、酸無水物系硬化剤を添加したエポキシ樹脂に対
し、マレイミド樹脂とワラストナイトを配合したエポキ
シ樹脂組成物は、耐熱性と耐クラック性に改善された硬
化物を与えることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
すなわち、本発明によれば、液状エポキシ樹脂に、酸無
水物系硬化剤を配合するとともに、さらにマレイミド樹
脂及びワラストナイトを配合したことを特徴とするエポ
キシ樹脂組成物が提供される。
本発明で用いるエポキシ樹脂は、常温で液状を示し、エ
ポキシ基を1分子に2個以上持つポリエポキシ化合物で
あれば特に制限されず、種々のものが使用可能である。
このようなものとしては、例えば、ビスフェノールAの
グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ビスフェノールF
のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、フェノールノボ
ラック型のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリセ
リンのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ポリアルキ
レンオキサイドのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、
ダイマー酸のグリシジルエステル型エポキシ樹脂、ブロ
ム化ビスフェノールAのグリシジルエーテル型エポキシ
樹脂、ビニルシクロヘキセンジオキサイド等の脂環式エ
ポキシ樹脂、ポリブタジエンを過酢酸でエポキシ化した
エポキシ樹脂等が挙げられる。上記エポキシ樹脂の混合
物およびエポキシ樹脂の粘度を低下させるためのエポキ
シ化合物との混合物も使用することができる。
さらに、上記液状エポキシ樹脂や混合物には液状を保持
する限り、常温で結晶化しているエポキシ樹脂、例えば
レゾルシンやハイドロキノンのグリシジル型エポキシ樹
脂や、常温固体状エポキシ樹脂を溶解することができ
る。
本発明で用いる硬化剤は、酸無水物系硬化剤であり、そ
の具体例としては、例えば、メチルテトラヒドロ無水フ
タル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチル
ナジック酸等が挙げられる。さらに、酸無水物は、2種
以上を混合して使用することもできる。また上記酸無水
物は液状を保持する限り、常温で結晶化している酸無水
物や常温固体の酸無水物、例えばベンゾフェノテトラカ
ルボン酸二無水物、メチルシクロヘキセンジカルボン酸
無水物、ジシクロペンタジエンと無水マレイン酸の反応
生成物等を溶解し使用することができる。また、硬化促
進剤としては、通常用いられる三級アミン、三級アミン
塩、四級アンモニウム塩、金属塩、イミダゾール類、BF
3−アミン錯体、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデ
ンセン−7及びその付加物等が用いられる。これらの例
としては、ベンジルジメチルアミン、トリス(2,4,6−
ジメチルアミノメチル)フェノール及びその2エチルヘ
キシル酸塩、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、
トリメチルアンモニウムクロライド、BF3モノエチルア
ミン等がある。
エポキシ樹脂に対する酸無水物系硬化剤の配合量は、エ
ポキシ樹脂のエポキシ基1当量に対して、0.5〜1.5当
量、好ましくは0.7〜1.3等量である。また、酸無水物に
ワラストナイトを配合することも可能である。
本発明においては、前記酸無水物系硬化剤を含むエポキ
シ樹脂に対し、さらに、その耐熱性と耐クラック性を改
善するために、マレイミド樹脂とワラストナイトを配合
する。
前記マレイミド樹脂は、次の一般式で表わされる構造単
位を1分子中に2個以上有するものである。
前記式中、Rは水素、ハロゲン、アルキル基又はアルコ
キシ基である。
前記一般式で表わされるマレイミド樹脂は、常法に従っ
て、無水マレイン酸化合物と多価アミノ化合物とを反応
させてマレイミド酸とした後、マレアミド酸を脱水環化
することによって製造することができる。この場合、多
価アミノ化合物としては、例えば、フェニレンジアミ
ン、キシリレンジアミン,4,4′−ジアミノジフェニル、
ビス(4−アミノフェニル)メタン、ビス(4−アミノ
フェニル)エーテル、ビス(4−アミノ−3−メチルフ
ェニル)メタン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プ
ロパン、2,2−ビス(4−アミノ−3−メチルフェニ
ル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノ−3−クロロフ
ェニル)プロパン、1,1−ビス(4−アミノフェニル)
−−フェニルエタン等が挙げられる。また、マレイミド
樹脂としては、三菱油化社製MP−2000X、MB−3000、住
友化学工業社製Bestlex、SM−20、AL−90等が挙げられ
る。
前記ワラストナイト(メタ硅酸カルシウム)としては、
平均粒径0.5〜100μm、好ましくは2〜25μmのものが
用いられる。このワラストナイトはCaSiO3の化学式で表
わされ、通常、繊維状又は長柱状の粒子形状を示す。
本発明の組成物において、マレイミド樹脂は、エポキシ
樹脂100重量部に対して、3〜50重量部、好ましくは5
〜20重量部の割合で配合される。この配合量が前記範囲
より少なくなると、硬化物の耐熱性に劣るようになり、
また前記範囲よりも多くなると、耐クラック性及び含浸
性が悪くなる等の問題を生じる。ワラストナイトの配合
量は、エポキシ樹脂100重量部に対して、50〜400重量
部、好ましくは100〜300重量部である。この配合量が前
記範囲よりも少なくなると、硬化物の耐クラック性が損
われるようになり、また前記範囲より多くなると含浸性
が悪くなる等の問題が生じる。
本発明の組成物には、前記成分の他、目的に応じて、さ
らに、難燃剤、カップリング剤、チクソトロピー付与
剤、レベリング剤、潤滑剤、タレ防止剤、沈降防止剤、
分散剤、密着付与剤、湿潤剤、染料、顔料等を配合する
ことができる。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、その保存及び輸送に際
しては、好ましくは、液状エポキシ樹脂とマレイミド樹
脂とワラストナイトを含む第1液と、酸無水物系硬化剤
を含む第2液とからなる2液性の組成物として取扱わ
れ、使用に際し、両者は混合される。
〔効果〕
本発明のエポキシ樹脂組成物は、常温液状のもので、す
ぐれた含浸性を示し、その上、硬化速度も大きく、ポッ
トライフも長く、かつ硬化物の密着性、耐熱性及び耐ク
ラック性にすぐれたものである。本発明のエポキシ樹脂
組成物は、温度160〜200℃において、10〜120分間加熱
することにより硬化させることができ、モータや発電機
における固定子及び回転子のコイル固定用の熱硬化性樹
脂として好適のものである。
〔実施例〕
次に本発明を実施例と比較例によりさらに詳細に説明す
る。
実施例および比較例 表−1に示す成分組成(重量部)のエポキシ樹脂組成物
を調製し、この組成物について、その含浸性、硬化性、
耐熱性及び耐クラック性を以下のようにして評価し、そ
の結果を表−1に示した。
なお、表−1において示した符号の内容は次の通りであ
る。
エピコート828…ビスフェノールA型エポキシ樹脂、分
子量380(油化シェルエポキシ社製) エピコート807…ビスフェノールF型エポキシ樹脂、分
子量330(油化シェルエポキシ社製) セロキサイド2021…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(ダイセル化学工業社製) MP2000X…マレイミド樹脂(三菱油化社製) Me−HHPA…メチルヘキサヒドロフタル酸無水物 Me−THPA…メチルテトラヒドロフタル酸 IB2MZ…1ベンジル2メチルイミダゾール(四国化成社
製) 〔性能評価〕 (1)含浸性 小型発電機用の回転子コアに線径2mmの銅線を約5層に
巻いた回転子コイルを製作し、この回転子コイルを160
℃に加熱してこの上からエポキシ樹脂を滴下含浸させ16
0℃で硬化させた後、冷却して巻線方向に対して横断す
る方向に回転子コイルを切断し、樹脂の含浸状況を観察
し、含浸性を次のように区分し、「○」を含浸性が良と
評価した。
巻線の全層にわたって樹脂が含浸しているもの:[○] 巻線の3層または4層までしか含浸していないもの:
[△] 巻線の1層または2層にしか樹脂が含浸していないも
の:[×] (2)巻線と硬化樹脂との界面の剥離、クラックの有無 前記(1)の含浸性測定法と同様にして、巻線にエポキ
シ樹脂を含浸、硬化させて得られた回転子コイルに空気
中155℃/30分間〜−40℃/30分間のヒートサイクルを10
サイクルかけた後、室温にして巻線と硬化樹脂との界面
を拡大鏡にて観察し、剥離、クラックの有(×)無
(○)を判断した。
(3)耐熱性 前記(1)の含浸性測定法と同様にして、巻線にエポキ
シ樹脂を含浸、硬化させて得られた回転子コイルを空気
中400℃/30分間放置した後、室温にして巻線と硬化樹脂
との界面を観察し、剥離、クラックの有(×)無(○)
を判断した。
なお、表−1の比較例8における「耐熱性」の欄の
「−」は、比較例8のエポキシ樹脂組成物は、「巻線と
硬化物との界面の剥離、クラックの有無」の判定結果が
×であり、この点において既に使用に実耐え得るもので
はなかったので、耐熱性試験を割愛したことを意味す
る。
また、表−1の比較例9及び比較例10における、「巻線
と硬化物との界面の剥離、クラックの有無」並びに「耐
熱性」の欄の「−」は、比較例9及び比較例10のエポキ
シ樹脂組成物は「含浸性」の判定結果が「×」であり、
既にこの点において実使用に耐え得るものではなかった
ので、「巻線と硬化物との界面の剥離、クラックの有
無」並びに「耐熱性」の試験を割合したことを意味す
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松崎 邦光 東京都中央区銀座4丁目11番2号 ソマー ル株式会社内 (72)発明者 松尾 敏夫 東京都中央区銀座4丁目11番2号 ソマー ル株式会社内 (72)発明者 藤井 隆一 東京都中央区銀座4丁目11番2号 ソマー ル株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−90012(JP,A) 特開 昭57−174317(JP,A) 特開 昭55−118952(JP,A) 特開 昭56−23762(JP,A) 特開 昭56−129253(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】液状エポキシ樹脂100重量部に、酸無水物
    系硬化剤を配合するとともに、さらにマレイミド樹脂3
    〜50重量部及びワラストナイト50〜400重量部を配合し
    たことを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
  2. 【請求項2】前記液状エポキシ樹脂と前記マレイミド樹
    脂と前記ワラストナイトを含む第1液と、前記酸無水物
    系硬化剤を含む第2液とからなる特許請求の範囲第1項
    記載のエポキシ樹脂組成物。
JP63106945A 1988-04-28 1988-04-28 含浸に好適なエポキシ樹脂組成物 Expired - Lifetime JPH0749469B2 (ja)

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