JPH11288836A - コンデンサ用含浸アクリル樹脂組成物及びその硬化物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポットライフ長く、しかも加熱硬化時の時間
が短かく、またそれを含浸硬化させた硬化物は、電気特
性、耐溶剤性に優れている硬化型コンデンサ用含浸アク
リル樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 アクリロイル基を少なくとも１つ以上有
する化合物（Ａ）６０〜９０重量％、スチレン系化合物
（Ｂ）１０〜４０重量％、熱重合開始剤（Ｃ）または光
重合開始剤（Ｄ）０．１〜５重量％からなる熱硬化型コ
ンデンサ用含浸アクリル樹脂組成物およびそれを含浸硬
化させた硬化物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィルムコンデン
サの絶縁に用いる含浸用アクリル樹脂組成物及びそれか
ら得られる硬化物に関する。

【０００２】

【従来の技術】フィルムコンデンサなどの絶縁に使用さ
れる含浸用樹脂組成物としては、エポキシ樹脂組成物が
良く知られている。このようなエポキシ樹脂組成物に要
求される特性としては、耐熱性および耐湿性に優れるこ
とと作業性に優れることなどが挙げられる。通常、絶縁
に使用される含浸用樹脂組成物は、液状のエポキシ樹脂
組成物に反応性希釈剤を添加して低粘度化して使用され
る（特開昭６０−７７０９号公報）。この様なエポキシ
樹脂組成物は、酸無水物などの硬化剤と併用して使われ
るが、硬化時間が数時間と長く、フィルムコンデンサの
生産性が悪くなること、含浸用樹脂組成物としてポット
ライフ（可使時間）が短いことなどが問題となってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、硬化
時間が短く、ポットライフが長く、熱開始剤を添加した
場合には、加熱硬化時間が短く、その硬化物は優れた電
気特性、耐溶剤性を有すること、また、光重合開始剤を
添加した場合に、活性エネルギー線により短時間で硬化
し、熱硬化物と同様の性能を有するフィルムコンデンサ
の絶縁に使用する含浸用樹脂組成物及びその硬化物を提
供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで本発明者は、上記
課題を解決すべき鋭意検討した結果、エポキシ（メタ）
アクリレートと（メタ）アクリロイル基を２〜６つ含有
するモノマーからなる特定の化合物を特定量配合するこ
とにより、硬化時間が短く、ポットライフが長く、その
硬化物が優れた電気特性、耐溶剤性を有することを見出
し、本発明に至った。

【０００５】すなわち本発明の第１は、（メタ）アクリ
ロイル基を少なくとも１つ以上有する化合物（Ａ）６０
〜９０重量％、スチレン系化合物（Ｂ）１０〜４０重量
％（（Ａ）＋（Ｂ）の合計は１００重量％である）、及
び、（Ａ）＋（Ｂ）の合計１００重量部に対して重合開
始剤（Ｃ）０．１〜５重量部からなることを特徴とする
コンデンサ用含浸アクリル樹脂組成物を提供する。本発
明の第２は、重合開始剤が熱重合開始剤又は光重合開始
剤である本発明の第１に記載のコンデンサ用含浸アクリ
ル樹脂組成物を提供する。本発明の第３は、（メタ）ア
クリロイル基を１つ以上有する化合物（Ａ）が、エポキ
シ（メタ）アクリレートと（メタ）アクリロイル基を２
〜６つ含有するモノマーとの混合物であることを特徴と
する本発明の第１または２に記載のコンデンサ用含浸ア
クリル樹脂組成物を提供する。本発明の第４は、エポキ
シ（メタ）アクリレートが、触媒としてクロム系触媒を
用いて合成したエポキシ（メタ）アクリレートであるこ
とを特徴とする本発明の第３に記載のコンデンサ用含浸
アクリル樹脂組成物を提供する。本発明の第５は、本発
明の第１、２、３または４記載のコンデンサ用含浸アク
リル樹脂組成物をコンデンサに含浸させて、熱及び／又
は光により硬化させてなる硬化物を提供する。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明について、詳細に説
明する。 （Ａ）（メタ）アクリロイル基を少なくとも１つ以上有
する化合物 本発明のアクリル樹脂組成物に使用する、（メタ）アク
リロイル基を１つ以上有する化合物（Ａ）としては、特
に限定されず、通常使用されているものなら何れも使用
できる。この様な化合物（Ａ）としては、例えば、エポ
キシ（メタ）アクリレート（Ａ’）、ポリエステル（メ
タ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレートなど
のオリゴマー類、または、（メタ）アクリロイル基を含
有するモノマー（Ａ”）などが挙げられる。この中でも
オリゴマー類としてはエポキシ（メタ）アクリレートが
好ましく、（メタ）アクリロイル基を含有するモノマー
としては、（メタ）アクリロイル基を２〜６つ含有する
モノマーが好ましい。これらの化合物は１種類を用いて
もよいし、２種以上の混合物であってもよい。特に、エ
ポキシ（メタ）アクリレートと（メタ）アクリロイル基
を２〜６つ含有するモノマーとの併用が好ましい。

【０００７】（Ａ’）エポキシ（メタ）アクリレート エポキシ（メタ）アクリレートは、エポキシ樹脂と（メ
タ）アクリル酸もしくはカルボキシル基含有（メタ）ア
クリレート（以下、カルボキシル基含有（メタ）アクリ
レート等という）とから触媒の存在下に製造される。原
料のエポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型、Ｆ
型、Ｓ型エポキシ樹脂など、フェノールノボラック型エ
ポキシ樹脂、脂環型エポキシ樹脂などが挙げられる。ま
た、他方の原料のカルボキシル基含有（メタ）アクリレ
ート等としては、（メタ）アクリル酸、β−カルボキシ
エチル（メタ）アクリレートなどが挙げられる。上記反
応の触媒としては、クロムオクトエートなどのクロム系
化合物；トリフェニルホスフィンなどのリン系化合物；
テトラエチルアンモニウムなどの４級アミン化合物；塩
化トリメチルベンジルアンモニウムなどのアンモニウム
塩系化合物；２−メチル−イミダゾールなどのイミダゾ
ール系化合物などが挙げられる。特にクロムオクトエー
トなどのクロム系化合物が好ましい。

【０００８】エポキシ樹脂とカルボキシル基含有（メ
タ）アクリレート等との付加反応は、溶剤の存在下また
は無溶剤下、反応温度６０〜１４０℃、好ましくは、７
０〜１２０℃で反応させることが好ましい。反応時に使
用する溶剤は特に制限はないが、ヘキサン、シクロヘキ
サン、トルエン、ベンゼン、キシレン、グリコールエー
テル、グリコールアセテートなどが使用できる。

【０００９】上記エポキシ（メタ）アクリレートの数平
均分子量は、５００〜３，０００の範囲、好ましくは８
００〜２，０００の範囲である。数平均分子量が５００
未満では、このエポキシ（メタ）アクリレートから調製
された硬化物は、その耐熱性、耐湿性などが不充分であ
る。また、数平均分子量が３，０００超では、アクリル
樹脂組成物の粘度が高すぎて、コンデンサ用含浸の用途
に使用する際に含浸しにくいという問題を生じる。な
お、ここでエポキシ（メタ）アクリレートの数平均分子
量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ（Gel Perm
eation Chromatogrephy:GPC)法による測定値を、標準ポ
リスチレンに換算した値を意味する（以下、下記のオリ
ゴマー類の数平均分子量についてもこれに同じ）。

【００１０】（Ａ”）（メタ）アクリロイル基を含有す
るモノマー （メタ）アクリロイル基を含有するモノマー（Ａ”）と
しては、例えば、フェノキシエチル（メタ）アクリレー
ト、イソボルニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メ
タ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレー
トのような１官能モノマー；ジプロピレングリコールジ
アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）ア
クリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アク
リレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレ
ートのような２官能モノマー；トリメチロールプロパン
トリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンエ
トキシトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロ
パンプロポキシトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリ
スリトールトリ（メタ）アクリレート、カプロラクトン
変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレー
ト、グリセリンエトキシトリ（メタ）アクリレート、グ
リセリンプロポキシトリ（メタ）アクリレートのような
３官能モノマー；ジトリメチロールプロパンテトラ（メ
タ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メ
タ）アクリレートのような多官能モノマーなどが挙げら
れる。

【００１１】好ましくは、２〜６官能のモノマーであ
り、特に好ましくは、トリメチロールプロパントリ（メ
タ）アクリレート、トリメチロールプロパンエトキシト
リ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンプロ
ポキシトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトー
ルトリ（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性トリ
メチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、グリセ
リンエトキシトリ（メタ）アクリレート、グリセリンプ
ロポキシトリ（メタ）アクリレートである。

【００１２】（Ｂ）スチレン系化合物 本発明に使用されるスチレン系化合物（Ｂ）としては、
スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニ
ルキシレンなどが挙げられる。これらの化合物は１種類
を用いてもよいし、２種以上併用してもよい。

【００１３】（Ｃ）重合開始剤 重合開始剤（Ｃ）としては熱重合開始剤（Ｃ’）又は光
重合開始剤（Ｃ”）を使用することができる。熱重合開
始剤（Ｃ’）としては、過酸化ベンゾイル、過酸化メチ
ルエチルケトン、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエートな
どが挙げられる。また、光重合開始剤（Ｃ”）として
は、ベンゾフェノン、ベンゾイン安息香酸メチル、２−
ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−
オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、
ベンジルジメチルケタールなどが挙げられる。これらの
重合開始剤は１種類を用いてもよいし、２種以上併用し
てもよい。

【００１４】本発明の熱硬化型コンデンサ用含浸アクリ
ル樹脂組成物は、前記で説明した（メタ）アクリロイル
基を１つ以上有する化合物（Ａ）６０〜９０重量％、ス
チレン系化合物（Ｂ）１０〜４０重量％（（Ａ）＋
（Ｂ）の合計は１００重量％である）、（Ａ）＋（Ｂ）
の合計１００重量部に対して及び重合開始剤（Ｃ）０．
１〜５重量部からなる。上記組成物において、（メタ）
アクリロイル基を１つ以上有する化合物（Ａ）が、６０
重量％以下では電気特性が不十分となり、また、９０重
量％以上では、硬化が不十分となり好ましくない。ま
た、オリゴマー類（例えばエポキシ（メタ）アクリレー
ト）と（メタ）アクリロイル基を含有するモノマー（例
えば、（メタ）アクリロイル基を２〜６つ含有するモノ
マー）とを混合して使用する場合には、オリゴマー類に
対する（メタ）アクリロイル基を含有するモノマーの比
率は、５０〜８０：５０〜２０が好ましい。特に、エポ
キシ（メタ）アクリレートに対する（メタ）アクリロイ
ル基を２〜６つ含有するモノマーの比率は、５０〜８
０：５０〜２０が好ましい。また、上記組成物におい
て、スチレン系化合物（Ｂ）が、１０重量％未満では硬
化が不十分となり、また４０重量％超では、電気特性が
不十分となり好ましくない。さらに、重合開始剤（Ｃ）
は、０．１重量部未満では硬化が不十分となり、また、
５重量％超では、ポットライフが悪くなり好ましくな
い。

【００１５】コンデンサ用含浸アクリル樹脂組成物は、
所定量の上記の（メタ）アクリロイル基を１つ以上有す
る化合物（Ａ）、スチレン系化合物（Ｂ）、重合開始剤
（Ｃ）を均一に撹拌することにより容易に製造すること
ができる。

【００１６】本発明のコンデンサ用含浸アクリル樹脂組
成物には、粘度調整のためにチクソトロピー性付与剤、
硬化性を良くする目的でナフテン酸金属塩、その他、添
加剤として染顔料、消泡剤、レベリング剤などを必要に
より加えることができる。

【００１７】本発明の熱重合開始剤（Ｃ’）を含有する
熱硬化コンデンサ用含浸アクリル樹脂組成物を用いて含
浸させた硬化物は、８０〜１４０℃、好ましくは１００
〜１２０℃で１０分〜１時間と短時間の硬化時間で得る
ことができる。また、本発明の光重合開始剤（Ｃ”）を
含有する光硬化コンデンサ用含浸アクリル樹脂組成物を
用いて含浸させた硬化物は、紫外線を照射することによ
り数秒間のような短時間で硬化ができる。

【００１８】紫外線照射を行う時の光源としては、高圧
水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、キセノン
灯、メタハライド灯などが用いられる。照射時間は、通
常数秒であり、長くとも数十秒である。紫外線照射後
は、必要に応じて加熱を行って硬化を完全に図ることも
出来る。

【００１９】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。な
お、実施例および比較例中の組成比率は、特にことわり
の無い限りすべて重量部を意味する。

【００２０】（合成例１）エポキシアクリレート（１）
の合成 フラスコにエポキシ樹脂としてビスフェノールＡ型エポ
キシ樹脂（エピコート８２８、油化シェル（株）社製）
３６６ｇ（１モル）を仕込み、１１０℃まで昇温し、ア
クリル酸１４４ｇ（２モル）と、触媒としてクロムオク
トエート（Chromium Octoate）を、エポキシ樹脂とアク
リル酸の合計に対して１５００ｐｐｍ滴下した。その
後、系内のオキシラン酸素濃度が０．２％以下になるま
で熟成し、数平均分子量１，４００のエポキシアクリレ
ート（１）を得た。

【００２１】（合成例２）エポキシメタクリレート
（２）の合成 アクリル酸１４４ｇをメタクリル酸１７２ｇ（２モル）
に変更した以外は合成例１と同様に行い、数平均分子量
１，６００のエポキシメタクリレート（２）を得た。

【００２２】（合成例３）エポキシアクリレート（３）
の合成 触媒として、クロムオクトエート１，５００ｐｐｍの代
りに、トリエチルアミン１％を使用した以外は合成例１
と同様に行い、数平均分子量２，０００のエポキシアク
リレート（３）を得た。

【００２３】[実施例１〜５]上記で得られたエポキシ
（メタ）アクリレート、スチレン、重合開始剤、硬化性
改良剤として６％ナフテン酸マンガンを表１に示す割合
で混合して、熱硬化型コンデンサ用含浸アクリル樹脂組
成物を得た。得られた樹脂組成物をフィルムコンデンサ
に含浸させて、１１０℃で熱硬化又は紫外線で光硬化さ
せ、ポットライフ、硬化性、電気特性、耐溶剤性を測定
した。結果を表１に示す。

【００２４】[比較例１]従来使用されている含浸用樹脂
組成物として、表１に示すものを使用して樹脂組成物を
フィルムコンデンサに含浸させて、実施例１と同様に熱
硬化させ、各種特性を測定した。結果を表１に示す。

【００２５】ポットライフ、硬化性、電気特性、耐溶剤
性は、以下のように測定した。 （ポットライフ）樹脂組成物を２５℃で１ヶ月保存した
後、目視により、ゲル化の有無を観察した。評価基準は
以下の通りである。 〇：全くゲル化していない △：少しゲル化している ×：完全にゲル化している （熱硬化）樹脂組成物をフィルムコンデンサに含浸させ
て、１１０℃で硬化させ、表面のタックがなくなるまで
の時間で評価した。 （紫外線硬化）樹脂組成物をフィルムコンデンサに含浸
させて、高圧水銀灯１２０Ｗ／ｃｍ²で硬化させ、表面
のタックがなくなったときのコンベア速度で評価した。 （電気特性）樹脂を含浸させた後、熱又は光で硬化させ
たフィルムコンデンサの、８５℃及び１１０℃における
誘電損失（tanδ）、熱容量差（ΔＣ）を測定した。ま
た耐湿テスト（８０℃、湿度８５％、１，０００時間）
後の誘電損失（tanδ）、熱容量差（ΔＣ）も測定し
た。 （耐溶剤性）硬化塗膜をアセトンで拭いて、表面状態を
観察した。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【発明の効果】本発明のコンデンサ用含浸アクリル樹脂
組成物は、ポットライフが長く、しかも加熱硬化時間が
短かいコンデンサ用含浸アクリル樹脂組成物が得られ
た。この硬化物は電気特性、耐溶剤性に優れている。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （メタ）アクリロイル基を１つ以上有す
   る化合物（Ａ）６０〜９０重量％、スチレン系化合物
   （Ｂ）１０〜４０重量％（（Ａ）＋（Ｂ）の合計は１０
   ０重量％である）、及び、（Ａ）＋（Ｂ）の合計１００
   重量部に対して重合開始剤（Ｃ）０．１〜５重量部から
   なることを特徴とするコンデンサ用含浸アクリル樹脂組
   成物。
2. 【請求項２】 重合開始剤が熱重合開始剤又は光重合開
   始剤である請求項１に記載のコンデンサ用含浸アクリル
   樹脂組成物。
3. 【請求項３】 （メタ）アクリロイル基を１つ以上有す
   る化合物（Ａ）が、エポキシ（メタ）アクリレートと
   （メタ）アクリロイル基を２〜６つ含有するモノマーと
   の混合物であることを特徴とする請求項１または２に記
   載のコンデンサ用含浸アクリル樹脂組成物。
4. 【請求項４】 エポキシ（メタ）アクリレートが、触媒
   としてクロム系触媒を用いて合成したエポキシ（メタ）
   アクリレートであることを特徴とする請求項３に記載の
   コンデンサ用含浸アクリル樹脂組成物。
5. 【請求項５】 請求項１、２、３または４記載のコンデ
   ンサ用含浸アクリル樹脂組成物をコンデンサに含浸させ
   て、熱及び／又は光により硬化させてなる硬化物。