JPS5946276B2 - ハ−メチックモ−タ−用耐冷媒性低臭気無溶剤ワニス組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は特にハーメチックモーター用として優れた耐
冷媒性を有した硬化絶縁組織を与える、低臭気の無溶剤
ワニス組成物に関するものである。

一般にハーメチックモーターは冷媒や冷凍機油などの混
合系の中に浸漬された状態下で使用されるものであり、
該モーターの硬化絶縁組織としては諸特性、たとえば電
気的性質、機械的性質、耐熱安定性などが優れたもので
あると同時に前記した観点から、特にその耐冷媒性が優
れたものであることが強く要求される。このために、上
記したような多岐に渡つた要求事項を高水準で満す、優
れた耐冷媒性ワニスの開発は容易でないことと、従来品
の使用実積を重んじることから、この種のワニスとして
はかなり以前に開発されたものが現在でも多用されてい
る。

従来のワニスとしては溶媒形ワニスと無溶剤形ワニスが
あり、これらは通例対象機種によつて使い分けがなされ
る。いずれのワニスの場合もベースレジンとしては耐冷
媒性を付与することから、特に耐薬品性に優れているエ
ポキシ樹脂成分を多く含有したものが使用されることが
多い。上記溶媒形ワニスは、ベースレジンを例えばトル
エン、キシレン、ｎ−ブタノールさらにはメタクレゾー
ル、フエノールなどの溶媒に溶かしたものが用いられる
。

これらの溶媒はおおむねベースレジンの５０重量％も使
用され、ワニスの乾燥工程中で完全に揮発させてしまう
ものである。一方、無溶剤形ワニスは低粘度で速硬化性
であるなど加工作業性が良好なものであることから、た
とえばスチレンモノマーを反応性希釈剤とした、エポキ
シ変成不飽和ポリエステルなどが用いられている。これ
らの無溶剤ワニスではスチレンモノマーは硬化樹脂成分
となるものであるが、実際にはワニス処理工程中を通じ
揮散し、この揮散量は処理条件によつて異なるが、おお
むね２０〜３０％におよぶことが多い。上記のように従
来の耐冷媒性ワニスはそのワニス処理工程中に多量の揮
発成分があり、このことは節資源化の点からも、さらに
は安全衛生上および臭気対策の面からも、改善を施すこ
とが必要となつている。

本発明者らは上述した事情に鑑み、鋭意研究した結果本
発明に到つた。

すなわち本発明は１絶縁材料として要求される性能が従
来のものに劣らず高水準でかつ耐冷媒性に極めて優れて
いること、２低粘度・速硬化性で、易加工作業性である
こと、３特にワニスは低無臭性のものでかつ低毒性であ
ること、を満足する耐冷媒性低臭気無溶剤ワニス組成物
を提供するものである。本発明の骨子はビスフエノール
Ａのジグリシジルエーテル型のエポキシ樹脂１モルと、
（メタ）アクリル酸１．５〜２，０モルを反応させるこ
とによつて得られるエポキシアクリレート４０〜８０重
量部と、一般式（但し、式中、Ｒは２価の低級アルキレ
ン基でＸは−０Ｈ又は−００Ｃ−Ｃ−ＣＨ２であるか、
またはＲとＸとは一緒になつて長鎖アルキル基を表わす
）で表わされる、沸点が少くとも９『Ｃ／１０龍Ｈｇ以
上のメタクリル酸エステル系モノマーの少なくとも一種
を６０〜２０重量部、および所要量のアシルパーオキシ
ド、過酸エステル、有機ハイドロパーオキシド、ジアル
キルパーオキシドから選ばれた重合用触媒を配合してな
る・・−メチツクモータ一用耐冷媒性低臭気無溶剤ワニ
ス組成物を得ることにある。

上記エポキシアクリレートは上記エポキシ樹脂、たとえ
ばシエル化学社製の商品名エピコート８１５、８１９、
８２７、８２８、８３２、８３４、８７１、８７２、１
００１、１００４などのようにエポキシ当量が約１８０
〜１０００程度のピスフエノールＡのジグリシジルエー
テル、大日本インキ化学工業社製の商品名エピクロン８
００１１０１０、３０１０、１０００のようにエポキシ
当量約１９０〜５２５のメチル置換形のピスフエノール
型エポキシ樹脂などからなる群より選ばれた１種または
２種以上の混合系を１モルとメタクリル酸もしくはアク
リル酸１．５〜２．０モルを反応させることによつて得
られる。

このようにして得られたものが耐冷媒性のすぐれた好適
なベースレジンとしては使用しうるのであり、その製造
法をさらに詳述すれば、前記エポキシ樹脂１モルと少量
（たとえば０．０１〜０．５重量部）の重合禁止剤（た
とえばハイドロキノン、キンヒドロン、硫黄華、銅粉な
ど）を添加し、１００〜１３０℃の加温下でメタクリル
酸もしくはアクリル酸にエポキシ基の開環用触媒たとえ
ばベンジルジメチルアミンなどのような第３級アミン類
、亜鉛やアルミニウムなどの金属石けんまたはアセチル
アセテートなどのようなキレート化合物を少量（たとえ
ば０．０１〜１重量部）を溶解したものを前記エポキシ
樹脂中に分割添加し、酸価が５以下好ましくは１〜２に
なるまで反応させることによつて得ることができる。

而して製造されたエポキシアクリレートは前記一般式で
示されるメタクリル酸エステル系モノマーたとえばヒド
ロキシエチルメタクリレートやヒドロキシプロピルメタ
クリレートのようなグリコールのモノメタクリルエステ
ル、エチレングリコールジメタクリレートやジエチレン
グリコールジメタクリレートのようなグリコールまたは
ポリオールのジメタクリルエステル、ステアリルメタク
リレートのような長鎖のアルキルメタクリレート、など
のように高沸点（たとえば９０℃／１０龍Ｈｇ以上）の
ものに溶解し、低粘度のワニスとする。

該ワニス化には前記エポキシアクリレート４０〜８０重
量部に前記メタクリルエステルモノマーを単独でもしく
はこれらの数種混合系にしたものを６０〜２０重量部配
合することで行われる。ここで前記モノマーの配合量を
６０重量部より多くすると、最終的に硬化して得られる
絶縁組織の性能がモノマーの重合体の物性に近いものと
なつて、たとえば目標とする耐冷媒性が不十分になるな
どの傾向が生じてくる。一方、モノマー配合量を２０重
量部より少くした場合には、ワニス粘度が高くなり、加
工作業性に不便を来すことがある。したがつてモノマー
とベースレジンの配合は上記した範囲から選定するのが
よい。次に上記のようにして製造された低臭気ワニスを
硬化させるには、通常使用される重合開始剤たとえばベ
ンゾイルパーオキシドのようなアシルパーオキシド、ｔ
−ブチルパーベンゾエートのような過酸エステル、ｔ−
ブチルハイドロパーオキシドのような有様ハイドロバー
オキシド、ジクミルパーオキシドのようなジアルキルパ
ーオキシドなどを０．５〜３重量部添加すること、さら
には必要に応じ促進剤としてたとえば第３級アミン（た
とえばベンジルジメチルアニリン）または金属石けん（
たとえばナフテン酸コバルトなど）を微量（たとえば０
．０１〜０．１重量部）添加し、通常１００〜１５０℃
の温度で０．５〜３時間程度加熱することによつて行な
われる。

上記のようにして得られるワニス組成物は、既述したよ
うに極めて高沸点のモノマーを使用するものであり、ワ
ニス処理工程中を通じモノマー揮散の問題は顕著に改善
しうる。

また前記列挙したモノマー類はいずれも低毒性であり、
たとえば経口毒性ＬＤ５Ｏ値は大凡７９００〜１８００
０（ネズミ、η／Ｋｇ）であるが現用ワニスに多用され
るスチレンモノマーはＬＤ，Ｏ値４９２０（ネズミ〜／
Ｋｇ）である。周知のように化学物質の安全対策には万
全を期すことが必要であることは当然のことであり、上
記の例のようにＬＤ５Ｏ値のみを比較することは出来な
い。

しかしながら、変更もしくは代替するワニスのＬＤ５Ｏ
値が従来のワニスよりも大きいものであることは有利で
あることには変りないと考えられる。また、本発明のワ
ニス組成物はベースレジンとして耐薬品性に優れたビス
フエノールＡ型エポキシを分る骨格としたプレポリマ一
であり、極めて優れた耐冷媒性の硬化物を与えるもので
ある。

さらに本発明になるワニス組成物はこのように優れた硬
化組織を低粘度のワニスで、しかも速硬化性の下に形成
させることができ、特にハーメチツクモータ一用の絶縁
処理用に好適のものとして用いることができる。（他の
電気機器の絶縁ワニスとして用いても勿論差し支えない
。）本発明に係るワニス組成物は、従来のワニス処理方
法たとえば浸漬、真空含浸、滴下含浸などを用いるプロ
セスに特別な制限なく活用できるものである。

以下実施例を挙げこの発明をさらに詳細に説明する。

実施例 １ 攪拌棒、温度計、還流冷却器および分液ロードを付設し
た四ロフラスコにエピコート８２８（エポキシ当量約１
９０）１モル（３８０７）と０．１％のハイドロキノン
（０．３８ｆ）を加え、フラスコ内容物の温度を１２０
℃に保つたところへ、メタクリル酸１３９モル（１７４
ｙ）中に０．３％のベンジルジメチルアミン（０．５？
）を添加した混合液を分液ロードより約１．５時間で滴
下終了するように滴下する。

この間フラスコ内温度は１２５℃±５℃になるように調
節する。この後さらに２時間反応させた後、内温を１１
０〜１２０℃に保ちつつ、チツ素ガスをゆるやかに通じ
ながら、酸価が３以下になるまで反応させた。而して、
淡黄色透明な室温で粘稠であるベースレジンとしてのエ
ポキシアクリレートを得た。次に、このエポキシアクリ
レート６０重量部にヒドロキシエチルメタクリレート４
０重量部および１重量部のｔ−ブチルバーベンゾエート
と０．０７５重量部のナフテン酸コバルトを添加し、均
質に溶解させてワニスとした。

このワニスは２５℃で１０８ｃｐの粘度を示すものであ
つた。実施例 ２実施例１のエポキシアクリレート６０
重量部に、エチレングリコールジメタクリレート４０重
量部および１重量部のｔ−ブチルハイドロパーオキシド
と０．０７５重量部のナフテン酸コバルトを添加し、均
質に溶解させワニスとした。

このワニスは２５℃で１２８ｃｐの粘度を示すものであ
つた。実施例 ３エポキシ樹脂としてエピクロン８００
（エポキシ当量約２１０）１モル（４２０ｙ）を用いる
他は、実施例１と同様の配合および反応方法により酸価
が２．８の淡黄色透明な室温で粘稠であるエポキシアク
リレートを得た。

次にこのエポキシアクリレート６０重量部にヒドロキシ
エチルメタクリレート４０重量部および１重量部のｔ−
ブチルパーベンゾエートと０，１重量部のナフテン酸コ
バルトを添加し、均質に溶解させてワニスとした。

このワニスは２５℃で１１８ｃｐの粘度を示すものであ
つた。実施例 ４ 実施例３のエポキシアクリレート６０重量部にヒドロキ
シエチルメタクリレート２５重量部メタクリル酸ステア
リル１５重量部および１重量部のｔ−ブチルハイドロパ
ーオキシドと０．１重量部のナフテン酸コバルトを添加
し、均質に溶解させてワニスとした。

このワニスは２５℃で１９２ｃｐの粘度を示すものであ
つた。実施例 ５ 実施例１と同様のフラスコにエピコート８２８（エポキ
シ当量約１９０）１モル（３８０ｙ）と０．１％のハイ
ドロキノン（０．３８７）を加え、フラスコ内容物の温
度を１２０℃に保つたところヘアクリル酸１．９モル（
１３７ｙ）中に０．３％のベンジルジメチルアミン（０
．４ｙ）を添加したものを分液ロードより実施例１と同
様にして添加して反応させ、酸価が８以下になるまで反
応させた。

而して淡黄色透明な室温で粘稠であるベースレジン、エ
ポキシアクリレートを得た。次にこのエポキシアクリレ
ート４０重量部にテトラエチレングリコールジメタクリ
レート６０重量部および０．５重量部のベンゾイルパー
オキシドと１重量部のジクミルパーオキシド、さらに０
．０３５重量部のナフテン酸コバルトと０，０４重量部
のオクチル酸亜鉛を添加し、均質に溶解させワニスとし
た。

このワニスは２５℃で９０ｃｐの粘度を示すものであつ
た。実施例 ６ 実施例５のエポキシアクリレート８０重量部にテトラエ
チレングリコールジメタクリレート２０重量部および０
，３重量部のベンゾイルパーオキシドと１．７重量部の
ジクミルパーオキシドさらに０．０３５重量部のナフテ
ン酸コバルトと０．０８５重量部のオクチル酸亜鉛を添
加し、均質に溶解させワニスとした。

このワニスは２５℃で６３５ｃｐの粘度を示すものであ
つた。比較例 １ プロピレングリコール１．１ギゝル、水添ビスフエノー
ルＡ１モル、無水フタル酸０．２５モル、無水テトラヒ
ドロフタル酸０．２５モルおよび無水マレイン酸１．５
モルより公知の方法で酸価１８の室温で固体の不飽和ポ
リエステルを得た。

このプレポリマ一６０重量部にスチレン４０重量部およ
びベンゾイルパーオキシド１重量部を添加し、均質に溶
解させワニスとした。このワニスは２５℃で４８５ｃｐ
の粘度を示すものであつた。以上の実施例１〜４″と比
較例１で得られたワニスについてそれぞれ次のようなテ
ストを行なつた。

テスト１；ワニスの臭気を確認するために、広ロポリエ
チレンピン（２００ｃｃ）に約１００ＣＣのワニスを入
れたものの常温下での匂いを直接嗅ぐことによつて求め
た。テスト２；硬化ワニスの耐冷媒性を求めるために、
実用の冷媒であるフレオン１２および／もしくはフレオ
ン２２（「フレオン］はデユポン社商品名）より苛酷な
冷媒テストと云われているクカロホルム抽出テストを行
つた。

実験は周知の方法であるソツクスレ一抽出器を用いる（
クロロホルムの沸点下で８時間曝した）ことによつて行
い、評価は硬化物の抽出減量を求めることと、溶媒中へ
の抽出量を求めること、さらにぱ硬化物の外観変化（た
とえばキレツの有無など）を観察することで行つた。抽
出減量と抽出量は次式によつてそれぞれ求めた。Ｗ１：
最初の硬化ワニスの重量 Ｗ２：クロロホルムの沸点下で８時間曝した硬化物を１
５０℃、０．１ｍ１１Ｈｇ下で２４時間乾燥処理をした
後の硬化ワニスの重量ＷＢ：抽出器のフラスコの重量 Ｗｓ；クロロホルムを蒸発乾固させた後のフラスコ重量
なお、硬化ワニスはスペーサーギヤツプ０．２ｍｍの離
形処理をしたガラス板間にワニスを封入し、実施例１〜
６は１３５℃で１．５時間、比較例１は１３５℃で５時
間加熱硬化した後ガラス板よりとりはずした硬化シート
を用いた。

テスト３；硬化ワニスの機械的強度ならびにその耐冷媒
性を求めるために、模凝コイルによるテストを行つた。

模凝コイルは１關φの裸軟銅線を５ｍｍφの鋼棒に密巻
した外径７ｍｍφのへリカルコイルを作りこれに上記実
施例並びに比較例のワニスで処理した硬化コイルを作り
、該コイルを引張り試験機によつて、支点間隔５０關で
、引張速度１０ｍｍ／分の条件下で、コイルの抗折力を
求めることで行つた。

この抗折力は最初の硬化コイルでテストすることと、硬
化コイルを常温下のクロロホルム中に２４時間浸漬して
おき、これをとり出した後直ちに前記抗折力をテストす
ることによつて求めた。実施例１〜６、および比較例１
のテスト結果は次表にまとめて示した。この結果から明
らかなように、本発明に係るワニス組成物は極めて臭気
の少い、低臭〜無臭のワニスであり、速硬化性ならびに
低粘度で加作業性にも優れているものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル型のエポ
   キシ樹脂１モルと（メタ）アクリル酸１．５〜２．０モ
   ルを反応させて得られるエポキシアクリレート４０〜８
   ０重量部、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒは２価の低級アルキレン基でＸは−ＯＨ又は
   ▲数式、化学式、表等があります▼であるか、またはＲ
   とＸとは一緒になつて長鎖アルキル基を表わす）で表わ
   される、沸点が少なくとも９０℃／１０ｍｍＨｇ以上の
   メタクリル酸エステル系モノマーの少なくとも一種を６
   ０〜２０重量部、および所要量のアシルパーオキシド、
   過酸エステル、有機ハイドロパーオキシド、ジアルキル
   パーオキシドから選ばれた重合用触媒を配合してなるハ
   ーメチックモーター用耐冷媒性低臭気無溶剤ワニス組成
   物。 ２ メタクリル酸エステル系モノマーがヒドロキシエチ
   ルメタクリレートである特許請求の範囲第１項記載のハ
   ーメチツクモーター用耐冷媒性低臭気無溶剤ワニス組成
   物。 ３ メタクリル酸エステル系モノマーがエチレングリコ
   ールジメタクリレートである特許請求の範囲第１項記載
   のハーメチックモーター用耐冷媒性低臭気無溶剤ワニス
   組成物。 ４ メタクリル酸エステル系モノマーがヒドロキシエチ
   ルメタクリレートとメタクリル酸ステアリルとの混合物
   である特許請求の範囲第１項記載のハーメチックモータ
   ー用耐冷媒性低臭気無溶剤ワニス組成物。 ５ メタクリル酸エステル系モノマーがテトラエチレン
   グリコールジメタクリレートである特許請求の範囲第１
   項記載のハーメチックモーター用耐冷媒性低臭気無溶剤
   ワニス組成物。