説明

電気絶縁用樹脂組成物及びエナメル線、並びに耐熱性樹脂組成物及び塗料

【課題】 耐摩耗性および可とう性に優れたポリアミドイミド系電気絶縁用樹脂組成物及びこれを用いたエナメル線並びに耐熱性樹脂組成物及び塗料を提供する。
【解決手段】 塩基性極性溶媒中で、ジイソシアネート化合物又はジアミン化合物と三塩基酸無水物又は三塩基酸無水物クロライドとを反応させて得られる(A)ポリアミドイミド樹脂と、(B)2-アミノベンズイミダゾ-ルを必須成分として含有してなる電気絶縁用樹脂組成物及びこれを用いたエナメル線並びに耐熱性樹脂組成物及び塗料。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電気絶縁用樹脂組成物及びエナメル線、並びに耐熱性樹脂組成物及び塗料に関する。
【背景技術】
【0002】
ポリアミドイミド樹脂は、耐熱性、耐薬品性および耐溶剤性が優れているため、各種基材のコート剤として広く使用され、例えば、エナメル線用ワニス、耐熱塗料などとして使用されている。
近年、エナメル線を使用する電気メーカーでは、機器の製造工程の合理化のため、自動高速巻線機を導入しているが、巻線加工時にエナメル線が摩擦や衝撃等を受けてエナメル線の絶縁層に機械的損傷を生じ、レヤーショートとアース不良等が発生して製品の不良率が増加するという問題が発生している。そこでこのような機械的損傷の少ないエナメル線が要望されている。
【0003】
従来のポリアミドイミド線は、機械的強度が他のポリエステル、ポリエステルイミド線より優れるため、特に厳しい条件で作業される場合には、例えば、4,4,-ジフェニルメタンジイソシアネ-トと無水トリメリット酸との反応により得られるポリアミドイミド樹脂(例えば、特許文献1及び2など参照)が単層または多層構造で適用されていた。しかし、近年、さらに巻線機の高速化および巻線加工の複雑化が進み、上記ポリアミドイミド樹脂では充分に対応できなくなってきた。
【0004】
【特許文献1】特公昭44-19274号公報
【特許文献2】特公昭45-27611号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、耐摩耗性および可とう性に優れたポリアミドイミド樹脂系電気絶縁用樹脂組成物及びこれを用いたエナメル線、並びに耐熱性樹脂組成物及び塗料を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は(A)ポリアミドイミド樹脂及び、(B)2-アミノベンズイミダゾ-ルを含有してなる電気絶縁用樹脂組成物に関する。
また、本発明は、(A)ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量が10,000〜50,000である上記の電気絶縁用樹脂組成物に関する。
さらに、本発明は、(A)ポリアミドイミド樹脂100重量部に対し、前記(B)2-アミノベンズイミダゾ-ル0.01〜10重量部である、上記の電気絶縁用樹脂組成物に関する。
さらに、本発明は、上記の電気絶縁用樹脂組成物を導体上に直接または他の絶縁物を介して塗布、焼付けたエナメル線に関する。
【0007】
また本発明は(A)ポリアミドイミド樹脂及び、(B)2-アミノベンズイミダゾ-ルを含有してなる耐熱性樹脂組成物に関する。
また、本発明は、上記の耐熱性樹脂組成物を塗膜成分として含有してなる塗料に関する。
【発明の効果】
【0008】
本発明の電気絶縁用樹脂組成物によれば、耐摩耗性および可とう性の良好な塗膜を形成することができ、各種基材への絶縁皮膜、保護コ-トなどに有用であり、特にエナメル線などの近年の過酷な巻線、加工、組立て作業に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
本発明に用いられる(A)ポリアミドイミド樹脂は、下記一般式(1):
【0010】
【化1】

(式中、Rは3価の有機基を表し、Rは2価の有機基を表し、nは整数を表す。)で示される繰り返し構造単位を有する。
【0011】
は、芳香環を有する炭素数6〜30の3価の有機基が好ましく、炭素数6〜20のものがより好ましく、炭素数6〜15のものがさらに好ましい。Rとしては、芳香環を有する炭素数6〜30の2価の有機基が好ましく、炭素数6〜20のものがより好ましく、炭素数6〜18のものがさらに好ましい。nは繰り返し構造単位(I)の数であり、R及びRの構造によって異なるが、一般的に10〜100とするのが好ましい。RおよびRの構造によって異なるが、一般的に10〜100とするのが好ましい。
【0012】
本発明に用いられるポリアミドイミド樹脂は、塩基性極性溶媒中で、ジイソシアネート化合物又はジアミン化合物を、三塩基酸無水物又は三塩基酸無水物クロライドとを反応させて得られるものが好ましい。
ジイソシアネ-ト化合物又はジアミン化合物と三塩基酸無水物又は三塩基酸無水物クロライドは、いずれも芳香族化合物を使用することが好ましく、例えば以下の化合物を用いることができる。
ジイソシアネート化合物としては、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネ−ト、キシリレンジイソシアネ−ト、3′−ジフェニルメタンジ イソシアネ−ト、3,3′−ジメトキシビフェニル−4,4′−ジイソシアネ−ト、ビフェニル−3,4′−ジイソシアネ−ト、2,2′−ジエチルビフェニル−4,4′−ジイソシアネ−ト、フェニレンジイソシアネ−ト等が挙げられる。本発明において好ましい化合物は、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネ−ト、フェニレンジイソシアネ−トであり、さらに好ましくは、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネ−トである。
また、ジアミンとしては、4,4′−ジアミノジフェニルメタン、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、4,4′−ジアミノジフェニルスルホン、4,4′−ジアミノジアミノベンゾフェノン、4,4′−ジアミノジフェニルプロパン、3,3′−ジアミノジフェニルスルホン、4,4′−ジアミノジフェニルヘキサフルオロプロパン、キシリレンジアミン、フェニレンジアミン等が挙げられる。本発明において好ましい化合物は、4,4′−ジアミノジフェニルメタン、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、であり、さらに好ましくは、4,4′−ジアミノジフェニルメタンである。
【0013】
また、三塩基酸無水物としては、トリメリット酸無水物等が挙げられ、三塩基酸無水物クロライドとしては、トリメリット酸無水物クロライド等が挙げられる。
【0014】
ポリアミドイミド樹脂を合成する際に、ジカルボン酸、テトラカルボン酸二無水物等をポリアミドイミド樹脂の特性を損なわない範囲で同時に反応させることができる。
【0015】
ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、ジクエン酸、フタルジイミドジカルボン酸、2,4′−ナフタレンジカルボン酸、2,5′−チオフェンジカルボン酸等が挙げられ、テトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ジフェニルスルホン酸二無水物等が挙げられる。本発明において好ましいジカルボン酸は、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸であり、さらに好ましくは、テレフタル酸である。また、本発明において好ましいテトラカルボン酸二無水物は、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物であり、さらに好ましくは、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物である。
【0016】
本発明に用いられるポリアミドイミド樹脂は、塩基性極性溶媒中でジイソシアネート化合物またはジアミン化合物と、三塩基酸無水物又は三塩基酸無水物クロライドを反応させてえることができる。合成反応において、ジイソシアネ−ト化合物またはジアミン化合物、三塩基酸無水物または三塩基酸水物クロライド、および必要に応じて使用するジカルボン酸およびテトラカルボン酸二無水物の量は、生成されるポリアミドイミド樹脂の分子量、架橋度の観点から、酸成分の総量1.0モルに対してジイソシアネート化合物又はジアミン化合物を0.8〜1.1モルとすることが好ましく、0.95〜1.08モルとすることがより好ましく、特に、1.0〜1.08モル使用されることが好ましい。また、酸成分中、ジカルボン酸及びテトラカルボン酸二無水物は、これらの総量が0〜50モル%、さらに好ましくは0〜30モル%の範囲で使用されるのが好ましい。塩基性極性溶媒としては、N-メチル-2-ピロリドンなどの高沸点溶媒を用いるのが好ましい。また、使用量にとくに制限はないが、ジイソシアネ−ト化合物またはジアミン化合物と三塩基酸二無水物または三塩基酸二無水物の総量100重量部に対して100〜500重量部とするのが好ましい。反応温度は、通常、80〜200℃である。
【0017】
本発明に用いられるポリアミドイミド樹脂は、数平均分子量が10,000〜50,000のものが好ましい。数平均分子量が10,000未満では、塗膜としたときの、塗膜の耐熱性や機械的特性等の諸特性が低下する傾向があり、50,0000を超えると、塗料として適正な濃度で溶媒に溶解したときに粘度が高くなり、塗装時の作業性に劣る傾向がある。このことから、数平均分子量は12,000〜30,000とすることが好ましく、18,000〜25,000とすることが特に好ましい。
【0018】
なお、ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量は、樹脂合成時にサンプリングし、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)により、標準ポリスチレンの検量線を用いて測定し、目的の数平均分子量になるまで合成を継続することにより、所轄の範囲に調整することができる。
【0019】
本発明に用いられる(B)2-アミノベンズイミダゾ-ルとしては、一般に下記一般式(2)
【0020】
【化2】

で表される。
【0021】
2-アミノベンズイミダゾ-ルの使用量は、上記ポリアミドイミド樹脂100重量部に対して好ましくは0.01〜10重量部であり、より好ましくは0.1〜5重量部であり、さらに好ましくは0.05〜3重量部である。なお、2-アミノベンズイミダゾ-ルの使用量が上記ポリアミドイミド樹脂100重量部に対して0.01重量部未満では当該2-アミノベンゾイミダゾ-ルの効果が十分に発現せず、10重量部を超えると塗膜の耐熱性が低下する傾向がある。
【0022】
上記の(A)ポリアミドイミド樹脂に上記(B)成分を添加する方法は特に制限はない。例えば、有機溶剤に溶解させた(A)ポリアミドイミド樹脂に(B)2-アミノベンゾイミダゾ-ルを直接または、有機溶剤に溶解させたものを添加し、混合する方法がある。
【0023】
本発明の電気絶縁用樹脂組成物には、有機溶媒を含むことができるが、通常、固形分を20〜40重量%含有する状態の電気絶縁用樹脂組成物として用いる。本発明の電気絶縁用樹脂組成物を導体上に直接または他の絶縁物を介して塗布、焼付けてエナメル線をえることができる。本発明の電気絶縁用樹脂組成物を用いた場合には、2-アミノベンズイミダゾ-ルを添加することにより導体との密着性が向上し、耐摩耗性および可とう性に優れたエナメル線をえることができる。
【実施例】
【0024】
次に本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではなく、発明の主旨に基づいたこれら以外の多くの実施態様を含むことは言うまでもない。
【0025】
実施例1
無水トリメリット酸194.1g(1.01モル)、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート262.8g(1.05モル)、N−メチル−2−ピロリドン848.5gを温度計、攪拌機、冷却管を備えたフラスコに入れ、この混合物を乾燥させた窒素気流中で、反応により生ずる炭酸ガスの急激な発泡に注意しながら約5時間かけて徐々に昇温して140℃まで昇温した。該混合物を140℃にて8時間保温し、数平均分子量が27,000のポリアミドイミド樹脂溶液(樹脂分濃度:30%)をえた。次に、えられたポリアミドイミド樹脂溶液100重量部に2-アミノベンズイミダゾ-ル(和光純薬社製)0.09重量部を添加し、攪拌混合させ、電気絶縁用樹脂組成物をえた。
【0026】
実施例2
実施例1において、4、4-ジアミノジフェニルエ-テル200.2g(1.00モル)、無水トリメリット酸192.1g(1.00モル)、N-メチル-2-ピロリドン915gおよびホウ酸3.5gを温度計、攪拌機、冷却管を備えたフラスコに入れ、乾燥させた窒素気流中で、約5時間かけて徐々に昇温して200℃まで昇温した。該混合物を、200℃にて20時間保温してえられた数平均分子量が20,500のポリアミドイミ樹脂溶液(樹脂分濃度:30%)100重量部を用いた以外は実施例1と同様にして電気絶縁用樹脂組成物をえた。
【0027】
実施例3
無水トリメリット酸134.5g(0.70モル)、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物96.7g(0.3モル)4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート255.3g(1.02モル)、N−メチル−2−ピロリドン1135gを温度計、攪拌機、冷却管を備えたフラスコに入れ、この混合物を乾燥させた窒素気流中で、反応により生ずる炭酸ガスの急激な発泡に注意しながら約5時間かけて徐々に昇温して130℃まで昇温した。
該混合物を130℃にて7時間保温し、数平均分子量が17,000のポリアミドイミド樹脂溶液(樹脂分濃度:28%)をえた。次に、えられたポリアミドイミド樹脂溶液100重量部に2-アミノベンズイミダゾ-ル0.6166重量部添加し、攪拌混合させ、電気絶縁用樹脂組成物をえた。
【0028】
実施例4
実施例3において、2-アミノベンズイミダゾ-ル(和光純薬社製)50重量にN-メチル-2-ピロリドン50重量部を添加し、40℃にて1h混合溶解させた溶液0.84重量部を用いた以外は実施例3と同様にして電気絶縁用樹脂組成物をえた。
【0029】
比較例1
実施例1において、2-アミノベンズイミダゾ-ル(和光純薬社製)を加えなかったことを除いては、実施例1と同様にして電気絶縁用樹脂組成物をえた。
【0030】
比較例2
実施例3において、2-アミノベンズイミダゾ-ル(和光純薬社製)を加えなったことを除いては、実施例3と同様にして電気絶縁用樹脂組成物をえた。
【0031】
実施例1〜4および比較例1〜2でえられた電気絶縁用樹脂組成物を用いて下記に示す焼付け条件にしたがって直径1.0mmの銅線に塗布、焼付けを行いエナメル線を製造した。
塗装回数:ダイス8回
焼付炉 :竪型熱風炉(炉長5m)
炉温 :入口/出口=320℃/430℃
線速 :16m/分
【0032】
えられたエナメル線皮膜は、いずれも外観上平滑で異常が認められず、各エナメル線皮膜の特性を下記の方法により試験し、結果を表1に示した。
(1)ピンホール :JIS C 3003.36に準じて測定した。
(2)往復式摩耗性 :JIS C 3003(1966年度制定版).10.1に準じて測定した。
(3)一方向式摩耗性 :JIS C 3003.10に準じて測定した。
(4)可とう性 :JIS C 3003.8.1(1)に準じて測定した。
(5)絶縁破壊電圧 :JIS C 3003.11.(2)に準じて測定した。
(6)耐軟化性 :JIS C 3003.12(2)に準じて測定した。
【0033】
【表1】

【0034】
表1から、本発明の電気絶縁用樹脂組成物を用いてえられたエナメル線は、比較例1および2と比べて耐摩耗性に優れており、しかも可とう性および耐軟化性もほぼ同等に良好であることが分かる。



【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)ポリアミドイミド樹脂及び、(B)2-アミノベンズイミダゾ-ルを含有してなる電気絶縁用樹脂組成物。
【請求項2】
(A)ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量が10,000〜50,000である請求項1記載の電気絶縁用樹脂組成物。
【請求項3】
(A)ポリアミドイミド樹脂100重量部に対し、(B)2-アミノベンズイミダゾ-ル0.01〜10重量部を含む請求項1〜2いずれか1項記載の電気絶縁用樹脂組成物。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれか1項記載の電気絶縁用樹脂組成物を導体上に直接または他の絶縁物を介して塗布、焼付けたエナメル線。
【請求項5】
(A)ポリアミドイミド樹脂及び、(B)2-アミノベンズイミダゾ-ルを含有してなる耐熱性樹脂組成物。
【請求項6】
請求項5記載の耐熱性樹脂組成物を塗膜成分として含有してなる塗料。


【公開番号】特開2006−16487(P2006−16487A)
【公開日】平成18年1月19日(2006.1.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−195465(P2004−195465)
【出願日】平成16年7月1日(2004.7.1)
【出願人】(000004455)日立化成工業株式会社 (4,649)
【Fターム(参考)】