JPH08109316A - 耐熱性滴下含浸樹脂 - Google Patents

耐熱性滴下含浸樹脂

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JPH08109316A
JPH08109316A JP24582894A JP24582894A JPH08109316A JP H08109316 A JPH08109316 A JP H08109316A JP 24582894 A JP24582894 A JP 24582894A JP 24582894 A JP24582894 A JP 24582894A JP H08109316 A JPH08109316 A JP H08109316A
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JP
Japan
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methacrylate
epoxy resin
resin
heat
type epoxy
Prior art date
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Pending
Application number
JP24582894A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Okiyokota
政雄 沖横田
Toru Nishizawa
徹 西澤
Takehiro Hamamura
武広 浜村
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種電気機器の絶縁用材料として使用される
滴下含浸樹脂の硬化時間を短縮し、最高許容温度を高め
て汎用性に優れ、しかも硬化物の機械的強度と温度特性
を満足する耐熱性滴下含浸樹脂を提供することを目的と
する。 【構成】 ビスフェノール型エポキシ樹脂に耐熱性を高
めるためのクレゾールノボラック型エポキシ樹脂と、機
械的強度及び温度特性を高めるための環状脂肪族型エポ
キシ樹脂と、可撓性を付与するためのグリシジルメタク
リレートを主剤とし、この主剤に重合開始剤としての有
機過酸化物と硬化剤・硬化促進剤を所定量添加して加
熱,撹拌して耐熱性滴下含浸樹脂を得ている。可撓性を
付与する材料として、メタクリル酸エチル,メタクリル
酸アリル,メタクリル酸,メタクリル酸シクロヘキテ
ル,メタクリル酸グリシジルもしくはメタクリル酸メチ
ルを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は各種電気機器の絶縁用材
料として使用される短時間硬化性の耐熱性滴下含浸樹脂
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に滴下含浸用の樹脂としては、通常
耐熱性C種といわれる最高許容温度180℃以上のもの
が市販されているが、これらは完全に硬化するまでに約
24時間という長い時間を要するので各種電気機器の生
産効率を高める上での難点があり、特に生産性を向上さ
せるという観点から硬化時間が短縮された耐熱性滴下含
浸樹脂の開発が希求されている。
【0003】他方で短時間で硬化可能な滴下含浸樹脂と
して、2〜3時間程度で硬化可能なエポキシ系の樹脂が
あるが、これらは耐熱性F種といわれる最高許容温度1
55℃のものであるために汎用性が低く、各種電気機器
のコンパクト化及び高出力化に伴って最高許容温度を高
めて汎用性に優れた樹脂が求められている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来から硬化時間の短
い素材として知られているエポキシ系の樹脂は、電気的
特性並びに接着性に優れているだけでなく、樹脂自体及
び硬化剤の化学構造を解明し、且つ材料を選択すること
によって種々の特性を有する硬化物が得られることから
短時間硬化性の耐熱性滴下含浸樹脂として注目されてい
る。
【0005】しかしこのエポキシ系樹脂を素材として用
いた滴下含浸樹脂の硬化物は、機械的強度の面で脆弱で
あることが難点となっており、特に耐熱性の高いもので
は該硬化物にクラックが発生する惧れがあり、電気機器
の信頼性を高度に維持する上での問題点となっている。
【0006】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、硬化時間の短縮がはかれるとともに最高許容温度
を高めて汎用性にも優れ、しかも硬化物にクラック等が
発生することなく、機械的強度と温度特性を満足する耐
熱性滴下含浸樹脂を提供することを目的とするものであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、主剤としてビスフェノール型エポキシ樹脂
に耐熱性を高めるためのクレゾールノボラック型エポキ
シ樹脂と、機械的強度及び温度特性を高めるための環状
脂肪族型エポキシ樹脂と、可撓性を付与するためのグリ
シジルメタクリレートを用いて、この主剤に重合開始剤
としての有機過酸化物を所定量添加して加熱,撹拌して
耐熱性滴下含浸樹脂を得ている。
【0008】配合割合として、ビスフェノール型エポキ
シ樹脂を40〜75重量%、クレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂を10〜40重量%、環状脂肪族型エポキシ
樹脂を10〜40重量%、グリシジルメタクリレートを
5〜30重量%、重合開始剤としての有機過酸化物を
0.1〜3重量%とする。
【0009】又、上記可撓性を付与する材料としてのグ
リシジルメタクリレートとして、メタクリル酸エチル,
メタクリル酸アリル,メタクリル酸,メタクリル酸シク
ロヘキテル,メタクリル酸グリシジルもしくはメタクリ
ル酸メチルを用いた例を提供する。更に滴下含浸樹脂に
加える硬化剤としてテトラヒドロフタリックハイドライ
ドを用いるとともに硬化促進剤として4,4’-メチレ
ン-ビス-(2-エチル-5-メチルイミダゾール)を用い
ており、硬化剤は主剤に対して0.8〜1.2モルの割
合とし、硬化促進剤は主剤に対して0.5〜5重量%の
割合とする。
【0010】又、上記滴下含浸樹脂に硬化剤・硬化促進
剤を重量比で1:1の割合になるように混合して添加す
る。
【0011】
【作用】かかる耐熱性滴下含浸樹脂によれば、可撓性付
与剤の添加量が増すと耐熱性温度指数が低下する傾向が
見られたが、この可撓性付与剤の添加量が30%に達し
ても耐熱性温度指数は280℃以上であり、通常の耐熱
性C種と呼称される滴下含浸樹脂に対応できるものが得
られた。
【0012】又、得られた硬化物の耐クラック性試験に
よれば、従来のエポキシ樹脂のみを用いた硬化物試料の
指数平均は3.8であったのに対して、本実施例を適用
した硬化物の指数平均は11であり、機械的強度と温度
特性の面で大幅に改善されていることが確認された。
【0013】更に本実施例による硬化物は、滴下含浸樹
脂が半溶融状態から完全に固化するまでの時間であるゲ
ルタイムが従来のエポキシ樹脂のみを用いた場合のゲル
タイムに比してはるかに短縮されており、その結果、硬
化時間の短縮がはかれて各種電気機器の製造工程に適用
した際の処理時間が大幅に短縮され、これら機器の生産
性が高められるという顕著な作用が得られる。
【0014】
【実施例】以下本発明にかかる耐熱性滴下含浸樹脂の具
体的な実施例を説明する。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に耐熱性を高める材料、機械
的強度及び温度特性を高める材料、可撓性を付与する材
料を用いており、更に上記主剤に重合開始剤を混合し
て、適宜温度で加熱しながら撹拌することにより、所望
の特性を有する滴下含浸樹脂を得た。
【0015】そして得られた滴下含浸樹脂の特性をチェ
ックするため、この滴下含浸樹脂に硬化剤及び硬化促進
剤を添加して撹拌し、適宜の温度条件と所定の時間を保
持しながら加熱して硬化を行い、得られた硬化物特性の
チェックと耐クラック性試験を実施した。
【0016】先ず滴下含浸樹脂の作製方法を述べると、
主剤としてビスフェノール型エポキシ樹脂(一例として
商品名エピコート828,エポキシ当量=195)に耐
熱性を高める材料としてクレゾールノボラック型エポキ
シ樹脂(一例として商品名YDCN701,エポキシ当
量=210)と機械的強度及び温度特性を高める材料と
して環状脂肪族型エポキシ樹脂(一例として商品名EL
R4221,エポキシ当量=140)及び可撓性を付与
する材料としてのグリシジルメタクリレートの中でメタ
クリル酸エチル(一例として商品名EMA)を採用し、
上記主剤に重合開始剤として有機過酸化物(一例として
商品名パークミルH)を加えて各所定量をステンレスビ
ーカにとり、80℃の温度で加熱しながら撹拌して滴下
含浸樹脂を得た。
【0017】上記各成分の配合割合は、例えばビスフェ
ノール型エポキシ樹脂を40〜75重量%、クレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂を10〜40重量%、環状脂
肪族型エポキシ樹脂を10〜40重量%、メタクリル酸
エチルを5〜30重量%とし、更に重合開始剤としての
有機過酸化物は0.1〜3重量%の配合割合とした。
【0018】次に硬化剤として酸無水物であるテトラヒ
ドロフタリックハイドライド(一例として商品名HN−
2200,エポキシ当量=166)に、硬化促進剤とし
て4,4’-メチレン-ビス-(2-エチル-5-メチルイミ
ダゾール)(一例として商品名キュアゾール)を適量添
加し、均一になるまで撹拌した。硬化剤は主剤に対して
0.8〜1.2モルの割合とし、硬化促進剤は0.5〜
5重量%の割合とした。
【0019】そして前記主剤に硬化剤・硬化促進剤を重
量比で1:1の割合になるように混合し、重合開始剤と
ともに充分に撹拌してから130℃〜200℃の温度範
囲で約3時間加熱することによって本実施例にかかる硬
化物を得た。
【0020】次に得られた硬化物の特性をチェックし
た。図1は横軸に可撓性付与剤(メタクリル酸エチル)
の添加量(重量%)をとり、縦軸にNEMA規格による
耐熱性温度指数(TGI)をとってプロットしたグラフ
である。
【0021】図1によれば、可撓性付与剤の添加量が増
すほどに耐熱性温度指数が低下する傾向が見られた。し
かし可撓性付与剤の添加量が30%に達しても耐熱性温
度指数は280℃以上であり、通常の耐熱性C種と呼称
される滴下含浸樹脂に対応できるものであることが理解
される。
【0022】更に得られた硬化物の耐クラック性試験を
実施した。表1により上記耐クラック性試験の1〜12
サイクルにおける試験状態としての温度(℃)の変化、
試験時間及び指数を一覧表として示す。
【0023】
【表1】
【0024】表1におけるサイクル1とは無負荷の状態
を、サイクル2は前記硬化物を25(℃)から5(℃)
まで10分間かけて降下した試験条件であることを示し
ている。このサイクル2で硬化物にクラックが発生しな
かった場合は、指数「1」となる。以下サイクル3から
サイクル11まで表中に示した条件で耐クラック性試験
を実施して、夫々指数「2」〜指数「10」を求め、サ
イクル11以上の試験条件はすべてサイクル12とし
て、指数は「11」とした。
【0025】尚、比較のために従来のエポキシ樹脂のみ
を用いた硬化物試料によって上記の耐クラック性試験を
実施したところ、複数個の試料の指数平均は3.8であ
ったのに対して、本実施例を適用した硬化物の指数平均
は11、即ちサイクル11以上の試験条件をクリヤした
ことが確認された。
【0026】更に本実施例による硬化物は、温度120
℃におけるゲルタイムが10.1分であり、温度135
℃におけるゲルタイムは3.9分、温度150℃におけ
るゲルタイムは2.1分であることが確認された。この
ゲルタイムとは、滴下含浸樹脂が半溶融状態から完全に
固化するまでの時間であり、従来のエポキシ樹脂のみを
用いた場合のゲルタイムに比してはるかに短縮されてい
ることが確認された。
【0027】一方、他の実施例として前記可撓性を付与
する材料として用いたメタクリル酸エチルに代えて他の
グリシジルメタクリレートであるメタクリル酸アリル
(一例として商品名AMA)もしくはメタクリル酸(一
例として商品名GE−110)を用いてもほぼ同様な結
果が得られた。尚、メタクリル酸アリルを用いた際の硬
化物は、温度120℃におけるゲルタイムが9.1分、
温度135℃におけるゲルタイムが4.2分、温度15
0℃におけるゲルタイムは2.2分であり、メタクリル
酸を用いた際の硬化物は、温度120℃におけるゲルタ
イムが9.9分、温度135℃におけるゲルタイムが4.
3分、温度150℃におけるゲルタイムは1.8分であ
った。
【0028】更に他の実施例として前記可撓性を付与す
る材料として用いたメタクリル酸アリルもしくはメタク
リル酸に代えて、他のグリシジルメタクリレートである
メタクリル酸シクロヘキテル(一例として商品名CHM
A)を用いるか、もしくはメタクリル酸グリシジル(一
例として商品名GE−510)を用いてもほぼ同様な結
果が得られた。尚、メタクリル酸シクロヘキテルを用い
た際の硬化物は、温度120℃におけるゲルタイムが1
1.1分、温度135℃におけるゲルタイムが6.0分、
温度150℃におけるゲルタイムは2.5分であり、メ
タクリル酸グリシジルを用いた際の硬化物は、温度12
0℃におけるゲルタイムが9.8分、温度135℃にお
けるゲルタイムが4.5分、温度150℃におけるゲル
タイムは1.8分であった。
【0029】又、可撓性を付与する材料として用いたメ
タクリル酸シクロヘキテルに代えて、他のグリシジルメ
タクリレートであるメタクリル酸メチル(一例として商
品名EMA)を用いてもほぼ同様な結果が得られた。
尚、メタクリル酸メチルを用いた際の硬化物は、温度1
20℃におけるゲルタイムが9.9分、温度135℃に
おけるゲルタイムが4.2分、温度150℃におけるゲ
ルタイムは2.5分であった。
【0030】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる耐熱性滴下含浸樹脂を用いることにより、従来のエ
ポキシ系樹脂を素材として用いた滴下含浸樹脂が有して
いる脆弱性をなくして、得られた硬化物の機械的強度と
温度特性とを大幅に改善することができる。
【0031】更に本実施例による硬化物は、滴下含浸樹
脂が半溶融状態から完全に固化するまでの時間であるゲ
ルタイムが従来のエポキシ樹脂のみを用いた場合のゲル
タイムに比してはるかに短縮されているため、硬化時間
の短縮がはかれて各種電気機器の製造工程に適用した際
の処理時間を大幅に短縮し、生産性を高めることができ
る。
【0032】又、硬化時間の短縮とともに最高許容温度
が高められたことにより、各種電気機器のコンパクト化
及び高出力化に伴う要求を満足する汎用性が得られて、
前記機械的強度の向上とも相俟って電気機器の信頼性を
高度に維持することを可能とする耐熱性滴下含浸樹脂を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例により得られた硬化物の可撓性付与剤
の添加量と耐熱性温度指数(TGI)の関係を示すグラ
フ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビスフェノール型エポキシ樹脂に耐熱性
    を高めるためのクレゾールノボラック型エポキシ樹脂
    と、機械的強度及び温度特性を高めるための環状脂肪族
    型エポキシ樹脂と、可撓性を付与するためのグリシジル
    メタクリレートと、重合開始剤としての有機過酸化物と
    を混合し、加熱,撹拌して得たことを特徴とする耐熱性
    滴下含浸樹脂。
  2. 【請求項2】 上記ビスフェノール型エポキシ樹脂を4
    0〜75重量%、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂
    を10〜40重量%、環状脂肪族型エポキシ樹脂を10
    〜40重量%、グリシジルメタクリレートを5〜30重
    量%、有機過酸化物を0.1〜3重量%の配合割合とし
    た請求項3記載の耐熱性滴下含浸樹脂。
  3. 【請求項3】 上記可撓性を付与するための材料として
    のグリシジルメタクリレートとして、メタクリル酸エチ
    ル,メタクリル酸アリル,メタクリル酸,メタクリル酸
    シクロヘキテル,メタクリル酸グリシジルもしくはメタ
    クリル酸メチルを用いた請求項1記載の耐熱性滴下含浸
    樹脂。
  4. 【請求項4】 上記滴下含浸樹脂に加える硬化剤として
    テトラヒドロフタリックハイドライドを用いるとともに
    硬化促進剤として4,4'-メチレン-ビス-(2-エチル-
    5-メチルイミダゾール)を用いて、硬化剤は主剤に対
    して0.8〜1.2モルの割合とし、硬化促進剤は主剤
    に対して0.5〜5重量%の割合とした請求項1,2,
    3記載の耐熱性滴下含浸樹脂。
  5. 【請求項5】 上記滴下含浸樹脂に硬化剤・硬化促進剤
    を重量比で1:1の割合になるように混合して添加した
    請求項1,2,3,4記載の耐熱性滴下含浸樹脂。
JP24582894A 1994-10-12 1994-10-12 耐熱性滴下含浸樹脂 Pending JPH08109316A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013172064A1 (ja) 2012-05-16 2013-11-21 株式会社日立産機システム エポキシ‐ビニル共重合型液状樹脂組成物、その硬化物及び当該硬化物を用いた電子・電気機器並びに当該硬化物の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9493605B2 (en) 2012-05-16 2016-11-15 Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. Epoxy-vinyl copolymerization type liquid resin composition, cured product of the same, electronic/electric apparatus using the cured product, and method of producing the cured product

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