JP5273447B2

JP5273447B2 - Resin composition for electrical insulation treatment and electrical equipment using the same

Info

Publication number: JP5273447B2
Application number: JP2008137893A
Authority: JP
Inventors: 伊三雄馬上; 学岡田
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd; Resonac Corp
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2008-05-27
Filing date: 2008-05-27
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2028-05-27
Also published as: JP2009289443A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin composition for insulating treatment of electric equipment, the composition being excellent in adhesiveness with a polyamide resin even at high temperatures, and to provide electric equipment using the same. <P>SOLUTION: The resin composition for insulating treatment of electric equipment contains (A) a 20-70 pts.wt. bisphenol-A type epoxy resin, (B) a 10-60 pts.wt. aromatic expoxy resin having three or more glycidyl groups in each molecule, (C) a 10-60 pts.wt. epoxy resin having glycigyl amine groups, and (D) 50-200 pts.wt. acid anhydride based on the total 100 pts.wt. (A)-(C). The electric equipment is subjected to electrically insulating treatment using the resin composition. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電気絶縁処理用樹脂組成物及びそれを用いた電気機器に関し、更に詳しくは、モータ、トランスなどの電気機器の耐熱向上に対応した電気機器絶縁処理用樹脂組成物に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a resin composition for electrical insulation treatment and electrical equipment using the same, and more particularly to a resin composition for electrical equipment insulation treatment corresponding to improvement in heat resistance of electrical equipment such as motors and transformers.

モータ、トランス等の電気機器は、鉄コアの固着または防錆、コイルの絶縁または固着等を目的として、電気絶縁用樹脂組成物で処理されている。電気絶縁用樹脂組成物としては、固着性、硬化性、耐熱性、電気絶縁性などのバランスに優れたエポキシ樹脂組成物が広く用いられている。
近年の電気機器は、小型・軽量化、高出力化が進んだため、運転時に過大な負荷により発生する熱量が増大し、電気機器の運転時の温度が上昇する傾向があるため、使用される各材料は、より耐熱性及び熱放散性が高いものが求められるようになってきた。
特に、その中で、電気機器を構成する材料として、耐熱性・軽量化・強度を併せ持つエンジニアリングプラスチックが広く用いられており、その中の一つにポリアミド系樹脂が挙げられる。
ポリアミド系樹脂の中で、ナイロン（デュポン社商標）は、ギア、プーリー、シャフト、ボビン、テープ、チューブ、絶縁紙等の電気機器を構成する材料として多く使用されているが、電気絶縁用樹脂組成物に対し、充分な接着強度が得られない場合が多く、特に、高温域では、接着力が極端に低下してしまう傾向が有った。 Electrical devices such as motors and transformers are treated with an electrical insulating resin composition for the purpose of fixing or rust prevention of iron cores, insulation or fixing of coils, and the like. As resin compositions for electrical insulation, epoxy resin compositions having a good balance of adhesion, curability, heat resistance, electrical insulation and the like are widely used.
In recent years, electrical devices have become smaller, lighter, and higher in output, so the amount of heat generated by excessive loads during operation tends to increase and the temperature during operation of electrical devices tends to rise. Each material has been required to have higher heat resistance and higher heat dissipation.
In particular, engineering plastics that have both heat resistance, weight reduction, and strength are widely used as materials constituting electrical equipment, and one of them is polyamide-based resin.
Among polyamide-based resins, nylon (trademark of DuPont) is widely used as a material constituting electrical equipment such as gears, pulleys, shafts, bobbins, tapes, tubes, and insulating paper. In many cases, sufficient adhesive strength cannot be obtained with respect to objects, and in particular, the adhesive strength tends to be extremely reduced at high temperatures.

特開２００３−３４２３５５号公報JP 2003-342355 A

本発明は、電気絶縁用樹脂組成物において、近年の要求性能を満足すべく、耐熱性が良好で、且つ、高温度でもナイロンとの接着が良好な電気機器絶縁処理用樹脂組成物、及びそれを用いた電気機器を提供するものである。 In the resin composition for electrical insulation, the present invention provides a resin composition for electrical equipment insulation treatment that has good heat resistance and good adhesion to nylon even at high temperatures, in order to satisfy recent performance requirements, and It provides an electric device using the.

本発明者らは上記課題を解決するため鋭意検討の結果、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、一分子内にグリシジル基を３個以上有する芳香族系エポキシ樹脂、グリシジルアミン基を有するエポキシ樹脂、酸無水物を主成分とする電気絶縁用樹脂組成物を用いる事によって、耐熱性が良好で、且つ、高温度でもナイロンとの接着が良好となる事を見出した。
すなわち、本発明は、（Ａ）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を２０〜７０重量部、（Ｂ）一分子内にグリシジル基を３個以上有する芳香族系エポキシ樹脂を１０〜６０重量部、（Ｃ）グリシジルアミン基を有するエポキシ樹脂を１０〜６０重量部、（Ｄ）酸無水物を（Ａ）〜（Ｃ）の合計１００重量部に対し、５０〜２００重量部を含有してなる電気機器絶縁処理用樹脂組成物に関する。
また、本発明は、上記に記載の電気機器絶縁処理用樹脂組成物を用いて電気絶縁処理されてなる電気機器に関する。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have determined that bisphenol A type epoxy resins, aromatic epoxy resins having 3 or more glycidyl groups in one molecule, epoxy resins having glycidylamine groups, acid anhydrides It has been found that the use of a resin composition for electrical insulation containing as a main component provides good heat resistance and good adhesion to nylon even at high temperatures.
That is, the present invention comprises (A) 20 to 70 parts by weight of a bisphenol A type epoxy resin, (B) 10 to 60 parts by weight of an aromatic epoxy resin having three or more glycidyl groups in one molecule, (C) Electrical equipment insulation treatment comprising 10 to 60 parts by weight of epoxy resin having a glycidylamine group and 50 to 200 parts by weight of (D) acid anhydride for 100 parts by weight in total of (A) to (C) The present invention relates to a resin composition.
Moreover, this invention relates to the electric equipment by which an electrical insulation process is carried out using the resin composition for an electrical equipment insulation process as described above.

本発明になる電気機器絶縁処理用樹脂組成物は、電気機器に含浸させて絶縁処理することによって、耐熱性が良好で、且つ、高温度でもナイロンとの接着性を改善する事が出来る。 The resin composition for electrical equipment insulation treatment according to the present invention has good heat resistance and can improve adhesion to nylon even at a high temperature by impregnating the electrical equipment for insulation treatment.

本発明に用いられる（Ａ）成分のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンから合成され、得られたエポキシ樹脂の分子量には制限が無く、液状から固体まで用いることが出来る。例えば、三井石油化学株式会社製エポミックＲ１４０、エポミックＲ３０１、エポミックＲ３０４、エポミックＲ３０７、ジャパンエポキシレジン株式会社製エピコート８２８、エピコート１００１、エピコート１００７等があり、これらを単品で用いても、いくつかの種類を組み合わせて用いても良い。 The bisphenol A type epoxy resin (A) used in the present invention is synthesized from bisphenol A and epichlorohydrin, and the molecular weight of the obtained epoxy resin is not limited, and can be used from liquid to solid. For example, there are EPOMIC R140, EPOMIC R301, EPOMIC R304, EPOMIC R307, EPOCOAT 828, ECOCOAT 1001, ECOCOAT 1007, etc. manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd. May be used in combination.

本発明に用いられる（Ｂ）成分の一分子内にグリシジル基を３個以上有する芳香族系エポキシ樹脂は、化学構造には制限が無く、ポリフェノール型、アルコール型、エステル型、脂環式等が挙げられる。例えば、大日本インキ化学工業株式会社製Ｎ−７３０、ジャパンエポキシレジン株式会社製エピコート１５２、エピコート１５４、エピコート１５７、エピコート１０３１、エピコート１０３２、東都化成株式会社製ＹＨ−３００、日本化薬株式会社製ＢＲＥＮ−Ｓ等があり、これらを単品で用いても、いくつかの種類を組み合わせて用いても良い。 The aromatic epoxy resin having 3 or more glycidyl groups in one molecule of the component (B) used in the present invention has no restriction on the chemical structure, such as polyphenol type, alcohol type, ester type, and alicyclic type. Can be mentioned. For example, Dai-Nihon Ink Chemical Co., Ltd. N-730, Japan Epoxy Resin Co., Ltd. Epicoat 152, Epicoat 154, Epicoat 157, Epicoat 1031, Epicoat 1032, Tohto Kasei Co., Ltd. YH-300, Nippon Kayaku Co., Ltd. There are BREN-S and the like, and these may be used alone or in combination of several kinds.

本発明に用いられる（Ｃ）成分のグリシジルアミン基を有するエポキシ樹脂は、ジャパンエポキシレジン株式会社製エピコート６０４、住友化学工業株式会社製ＥＬＭ−４３４、大日本インキ化学工業株式会社製４３０、東都化成株式会社製ＹＨ−４３４、日本化薬株式会社製ＧＡＮ、ＧＯＴ等があり、これらを単品で用いても、いくつかの種類を組み合わせて用いても良い。 The epoxy resin having a glycidylamine group as component (C) used in the present invention is Epicoat 604 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., ELM-434 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., 430 manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc., and Toto Kasei. There are YH-434 manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., GAN, GOT manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., etc., and these may be used alone or in combination of several types.

本発明に用いられる（Ｄ）成分の酸無水物は、３−メチル−１，２，３，６、−テトラヒドロ無水フタル酸、３−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチル−３，６エンドメチレン−１，２，３，６−テトラヒドロ無水フタル酸等があり、これらを単品で用いても、いくつかの種類を組み合わせて用いても良い。 The acid anhydride of component (D) used in the present invention is 3-methyl-1,2,3,6, -tetrahydrophthalic anhydride, 3-methyl-hexahydrophthalic anhydride, methyl-3,6 endomethylene- There are 1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride and the like, and these may be used alone or in combination of several kinds.

また、必要に応じて、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）を用いた樹脂組成物に、トリスジメチルアミノメチルフェノール、トリエチルアミン等の３級アミンを混合しても良く、これらを単品で用いても、いくつかの種類を組み合わせて用いても良い。
更に、必要に応じて、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）を用いた樹脂組成物に、二酸化ケイ素、水酸化アルミニウム、ケイ酸カルシウム等の無機充填剤を混合しても良く、これらを単品で用いても、いくつかの種類を組み合わせて用いても良い。 If necessary, a tertiary amine such as trisdimethylaminomethylphenol or triethylamine may be mixed with the resin composition using (A), (B), (C), or (D). May be used alone or in combination of several types.
Further, if necessary, an inorganic filler such as silicon dioxide, aluminum hydroxide, calcium silicate or the like may be mixed with the resin composition using (A), (B), (C), (D). These may be used alone or in combination of several kinds.

本発明の電気機器絶縁処理用樹脂組成物は、（Ａ）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を２０〜７０重量部、（Ｂ）一分子内にグリシジル基を３個以上有する芳香族系エポキシ樹脂を１０〜６０重量部、（Ｃ）グリシジルアミン基を有するエポキシ樹脂を１０〜６０重量部、（Ｄ）酸無水物を（Ａ）〜（Ｃ）の合計１００重量部に対し、５０〜２００重量部含有する。 The resin composition for electrical equipment insulation treatment of the present invention comprises (A) 20 to 70 parts by weight of a bisphenol A type epoxy resin, and (B) 10 to 10 aromatic epoxy resins having three or more glycidyl groups in one molecule. 60 parts by weight, (C) 10 to 60 parts by weight of an epoxy resin having a glycidylamine group, and (D) 50 to 200 parts by weight of an acid anhydride with respect to a total of 100 parts by weight of (A) to (C). .

本発明の電気機器絶縁処理用樹脂組成物は、エアコン用ファン、発電機、扇風機、車載モータ、洗たく機等のコンデンサーモートル、テレビ、ステレオ、コンパクトディスクプレーヤー等の電源トランス等の電気機器の絶縁処理に適用される。 The resin composition for electrical equipment insulation treatment of the present invention is used for insulation treatment of electrical equipment such as power transformers such as condenser motors such as air conditioner fans, generators, fans, in-vehicle motors, washing machines, etc., televisions, stereos, compact disc players, etc. Applied.

以下実施例により本発明を具体的に説明する。下記例中の部は、重量部を意味する。
（実施例１）
（Ａ）成分のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂として、ジャパンエポキシレジン株式会社製エピコート８２８４５重量部、（Ｂ）成分の一分子内にグリシジル基を３個以上有する芳香族系エポキシ樹脂として、ジャパンエポキシレジン株式会社製エピコート１０３２２７重量部、（Ｃ）成分のグリシジルアミン基を有するエポキシ樹脂として、ジャパンエポキシレジン株式会社製エピコート６０４２８重量部、（Ｄ）成分の酸無水物として、日立化成工業株式会社製ＭＨＡＣ−Ｐ（メチル-3,6 エンドメチレン-1,2,3,6-テトラヒドロ無水フタル酸）１００重量部を撹拌混合して電気機器絶縁処理用樹脂組成物を調製した。 The present invention will be specifically described below with reference to examples. The part in the following example means a weight part.
Example 1
As the bisphenol A type epoxy resin of component (A), 45 parts by weight of Epicoat 828 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd. As the aromatic epoxy resin having three or more glycidyl groups in one molecule of component (B), Japan Epoxy Resin Epicote 1032 manufactured by 27 parts by weight, epoxy resin having a glycidylamine group as component (C), 28 parts by weight of Epicoat 604 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., as acid anhydride of component (D), Hitachi Chemical Co., Ltd. 100 parts by weight of MHAC-P (methyl-3,6 endomethylene-1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride) manufactured by stirring was mixed to prepare a resin composition for electrical equipment insulation treatment.

（実施例２）
ジャパンエポキシレジン株式会社製エピコート８２８４０重量部、ジャパンエポキシレジン株式会社製エピコート１５７１０重量部、ジャパンエポキシレジン株式会社製エピコート１０３１７重量部、ジャパンエポキシレジン株式会社製エピコート１０３２１０重量部、ジャパンエポキシレジン株式会社製エピコート６０４３３重量部、日立化成工業株式会社製ＨＮ−５５００（3or4-メチル-ヘキサヒドロ無水フタル酸）１００重量部を撹拌混合して電気機器絶縁処理用樹脂組成物を調製した。 (Example 2)
Japan Epoxy Resin Co., Ltd. Epicoat 828 40 parts by weight, Japan Epoxy Resin Co., Ltd. Epicoat 157 10 parts by weight, Japan Epoxy Resin Co., Ltd. Epicoat 1031 7 parts by weight, Japan Epoxy Resin Co., Ltd. Epicoat 1032 10 parts by weight, Japan Epoxy Resin Co., Ltd. Epicoat 604 33 parts by weight and Hitachi Chemical Co., Ltd. HN-5500 (3or4-methyl-hexahydrophthalic anhydride) 100 parts by weight were stirred and mixed to prepare a resin composition for electrical equipment insulation treatment.

（比較例１）
ジャパンエポキシレジン株式会社製エピコート８２８７３重量部、ジャパンエポキシレジン株式会社製エピコート１０３２２７重量部、日立化成工業株式会社製ＭＨＡＣ−Ｐ１００重量部を撹拌混合して電気絶縁用樹脂組成物を調製した。 (Comparative Example 1)
73 parts by weight of Epicoat 828 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd. 27 parts by weight of Epicoat 1032 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., and 100 parts by weight of MHAC-P manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. were stirred and mixed to prepare a resin composition for electrical insulation. .

（比較例２）
ジャパンエポキシレジン株式会社製エピコート８２８７３重量部、ジャパンエポキシレジン株式会社製エピコート１５７１０重量部、ジャパンエポキシレジン株式会社製エピコート１０３１７重量部、ジャパンエポキシレジン株式会社製エピコート１０３２１０重量部、日立化成工業株式会社製ＨＮ−５５００１００重量部を撹拌混合して電気絶縁用樹脂組成物を調製した。 (Comparative Example 2)
Japan Epoxy Resin Co., Ltd. Epicoat 828 73 parts by weight, Japan Epoxy Resin Co., Ltd. Epicoat 157 10 parts by weight, Japan Epoxy Resin Co., Ltd. Epicoat 1031 7 parts by weight, Japan Epoxy Resin Co., Ltd. Epicoat 1032 10 parts by weight, Hitachi Chemical 100 parts by weight of HN-5500 manufactured by Kogyo Co., Ltd. was stirred and mixed to prepare a resin composition for electrical insulation.

得られた電気機器絶縁処理用樹脂組成物（電気絶縁用樹脂組成物）について、
（１）ガラス転移温度（Ｔｇ）
（２）ナイロン６，６同士でのせん断接着力
（３）絶縁破壊の強さ、を測定した。
その結果をまとめて配合と共に表１に示した。 About the obtained resin composition for electrical equipment insulation treatment (resin composition for electrical insulation)
(1) Glass transition temperature (Tg)
(2) Shear adhesive strength between nylons 6 and 6 (3) Strength of dielectric breakdown was measured.
The results are summarized in Table 1 together with the formulation.

尚、これら特性の試験方法は、以下の通りである。
（１）ガラス転移温度（Ｔｇ）：２ｍｍのスペーサーを用いた金型に、所定の電気絶縁用樹脂組成物を流し込み、１２０℃、２時間、そして１５０℃、２時間硬化を行い、得られた樹脂板を、セイコー株式会社製ＴＭＡ３０００を用いてＴｇを測定した。
（２）ナイロン６，６同士でのせん断接着力：所定の電気絶縁用樹脂組成物を用いて、長さ１５０ｍｍ、巾１０ｍｍ、厚さ２ｍｍのナイロン６，６の板同士の長さ１０ｍｍの部位に塗布して接着し、クリップで押え、１２０℃、２時間、さらに、１７０℃、２時間硬化を行い、所定雰囲気温度（２３℃、１８０℃）でナイロン６，６同士での接着力を測定した。
（３）絶縁破壊の強さ：２ｍｍのスペーサーを用いた金型に、所定の電気絶縁用樹脂組成物を流し込み、１２０℃、２時間、さらに、１５０℃、２時間硬化を行い、得られた樹脂板を用いて、ＪＩＳＣ２１０５に準じて試験を行った。 The test methods for these characteristics are as follows.
(1) Glass transition temperature (Tg): obtained by pouring a predetermined resin composition for electrical insulation into a mold using a spacer of 2 mm and curing at 120 ° C. for 2 hours, and 150 ° C. for 2 hours. Tg was measured for the resin plate using TMA3000 manufactured by Seiko Corporation.
(2) Shear adhesive strength between nylons 6 and 6: Using a predetermined resin composition for electrical insulation, a portion having a length of 10 mm between plates of nylon 6 and 6 having a length of 150 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm Apply and adhere to, hold with a clip, cure at 120 ° C for 2 hours, further at 170 ° C for 2 hours, and measure the adhesive strength between nylon 6 and 6 at a predetermined ambient temperature (23 ° C, 180 ° C) did.
(3) Strength of dielectric breakdown: obtained by pouring a predetermined resin composition for electrical insulation into a mold using a spacer of 2 mm and curing at 120 ° C. for 2 hours, further at 150 ° C. for 2 hours. A test was performed in accordance with JIS C 2105 using a resin plate.

本発明の（Ａ）成分のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、（Ｂ）成分の一分子内にグリシジル基を３個以上有する芳香族系エポキシ樹脂、（Ｃ）成分のグリシジルアミン基を有するエポキシ樹脂及び（Ｄ）成分の酸無水物を含有する電気機器絶縁処理用樹脂組成物は、Ｔｇ、絶縁破壊の強さが高く、しかもポリアミド系樹脂の接着力が強い。これに対し、（Ｃ）成分を用いない比較例１、２は、Ｔｇが低く、高温度での接着力が弱い。 (A) component bisphenol A epoxy resin of the present invention, (B) aromatic epoxy resin having 3 or more glycidyl groups in one molecule, (C) component glycidylamine group epoxy resin and ( The resin composition for electrical equipment insulation treatment containing the acid anhydride of component D) has a high Tg and dielectric breakdown strength, and also has a strong adhesion to the polyamide resin. On the other hand, Comparative Examples 1 and 2 not using the component (C) have a low Tg and a low adhesive strength at high temperatures.

本発明の実施例の断接着力の測定方法を説明する斜視図。The perspective view explaining the measuring method of the breaking adhesive force of the Example of this invention.

Explanation of symbols

１：長さ１５０ｍｍ、巾１０ｍｍ、厚さ２ｍｍのナイロン６，６の板
２：電気機器絶縁処理用樹脂組成物の塗布部位 1: 150 mm long, 10 mm wide, 2 mm thick nylon 6,6 plate 2: Application site of resin composition for electrical equipment insulation treatment

Claims

(A) 20 to 70 parts by weight of a bisphenol A type epoxy resin, (B) 10 to 60 parts by weight of an aromatic epoxy resin having 3 or more glycidyl groups in one molecule, and (C) an epoxy having a glycidylamine group A resin composition for electrical equipment insulation treatment comprising 10 to 60 parts by weight of a resin and 50 to 200 parts by weight of (D) an acid anhydride based on a total of 100 parts by weight of (A) to (C).

An electrical device obtained by electrical insulation treatment using the resin composition for electrical equipment insulation treatment according to claim 1.