JPH0881539A - 耐熱性滴下含浸樹脂 - Google Patents

耐熱性滴下含浸樹脂

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JPH0881539A
JPH0881539A JP22120994A JP22120994A JPH0881539A JP H0881539 A JPH0881539 A JP H0881539A JP 22120994 A JP22120994 A JP 22120994A JP 22120994 A JP22120994 A JP 22120994A JP H0881539 A JPH0881539 A JP H0881539A
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JP
Japan
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heat
epoxy resin
resistant
resin
type epoxy
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JP22120994A
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English (en)
Inventor
Masao Okiyokota
政雄 沖横田
Takehiro Hamamura
武広 浜村
Toru Nishizawa
徹 西澤
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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メタクリル酸を主
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に代
えてメタクリル酸エチルもしくはメタクリル酸メチルを
用い、硬化剤としてテトラヒドロフタリックアンハイド
ライド、硬化促進剤として1,8−ジアザ−ビシクロ
(5、4、0)ウンデン−7・オレイン酸塩を用いる。

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メタ
クリル酸と、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%、メタクリル酸を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メ
タクリル酸に代えて、メタクリル酸メチルもしくはメタ
クリル酸エ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アンハ
イドライドを用いるとともに硬化促進剤として1,8−
ジアザ−ビシクロ(5、4、0)ウンデン−7・オレイ
ン酸塩を用いており、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、この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
する材料としてメタクリル酸(一例として商品名GE−
110)を用いて、これ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
を5〜30重量%、有機過酸化物を0.1〜3重量%と
した。
【0018】次に硬化剤として酸無水物であるテトラヒ
ドロフタリックアンハイドライド(一例として商品名H
N−2200,エポキシ当量=166)に、硬化促進剤
として1,8−ジアザ−ビシクロ(5、4、0)ウンデ
ン−7・オレイン酸塩(一例として商品名SA102)
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、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)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
される耐熱性200℃の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14.9分であり、温度135
℃におけるゲルタイムは9.1分、温度150℃におけ
るゲルタイムは3.9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】次に本実施例の変形例として、前記可撓性
を付与する材料として用いたメタクリル酸に代えて、メ
タクリル酸エチル(一例として商品名EMA)を用いる
か、もしくはメタクリル酸メチル(一例として商品名M
MA)を用いてもほぼ同様な結果が得られた。尚、メタ
クリル酸エチルを用いた際の硬化物は、温度120℃に
おけるゲルタイムが15.0分、温度135℃における
ゲルタイムが9.8分、温度150℃におけるゲルタイ
ムは5.0分であり、メタクリル酸メチルを用いた際の
硬化物は、温度120℃におけるゲルタイムが15.0
分、温度135℃におけるゲルタイムが9.8分、温度
150℃におけるゲルタイムは5.0分であった。
【0028】
【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。
【0029】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。
【0030】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メタクリル
    酸と、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%、メタクリル酸を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1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
    のメタクリル酸に代えて、メタクリル酸エチルもしくは
    メタクリル酸メチルを用いた請求項1,2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アンハイドライドを用いるとと
    もに硬化促進剤として1,8−ジアザ−ビシクロ(5、
    4、0)ウンデン−7・オレイン酸塩を用いて、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。
JP22120994A 1994-09-16 1994-09-16 耐熱性滴下含浸樹脂 Pending JPH0881539A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109873539A (zh) * 2019-01-14 2019-06-11 江森自控日立万宝压缩机(广州)有限公司 一种电机定子绝缘滴漆方法

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