JP2006089556A - 反応型ポリウレタン系電気絶縁塗料及びこれを用いたポリウレタン系絶縁電線 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 a)イソシアネート基含有化合物と(b)活性水素含有化合物と(c)反応遅延剤とからなる反応型ポリウレタン系電気絶縁塗料である。ポットライフ試験において(a)イソシアネート基含有化合物と(b)活性水素含有化合物と(c)反応遅延剤とを混合したときの粘度上昇の比(=各液混合1時間後の粘度/各液混合直後の粘度)が15以下であるである。
また、この反応型ポリウレタン系電気絶縁塗料を導体上に直接又は他の絶縁層を介して塗布し、焼付けて、絶縁層を形成したポリウレタン系絶縁電線である。
【選択図】 なし
Description
また、従来のポリウレタンエナメル線用絶縁塗料は、有機ポリイソシアネートのイソシアネート基をフェノール、クレゾール、キシレノール酸等のフェノール類でマスクして(ブロックして)安定化させたブロック有機ポリイソシアネート化合物とポリオール等の活性水素を有するプレポリマーとを共存させて1液化したものを絶縁塗料として使用しているが、ブロック有機ポリイソシアネート化合物及び活性水素含有プレポリマーは、それ自体が高粘度であるため、導体に対する塗布作業性を上げるため、多量の有機溶剤を使用しており、また、イソシアネート基を安定化させるために使用した毒性の高いフェノール類は、焼付けの際、高温に加熱しても、完全に解離して放散することがなく、絶縁皮膜中にかなりの量が残存してしまう、いわゆる残存溶剤量が高いという問題がある。この絶縁層中に残るフェノール類は、電気製品や電子機器などを使用中に、徐々に室内等の環境中に放出され、使用者が曝露されることにより、健康被害を及ぼし、さらに大気汚染や作業環境の悪化の一因とされる環境負荷物質になってしまう。
なお、2液ポリウレタン絶縁塗料も提案されているが、塗布焼付けに際して、有機ポリイソシアネート溶液と、活性水素含有プレポリマーとを混合したとき、短時間で粘度上昇が起こり、導体に対する塗布が困難となる不都合が生じていた。
(1) (a)イソシアネート基含有化合物と(b)活性水素含有化合物と(c)反応遅延剤とからなる反応型ポリウレタン系電気絶縁塗料であって、ポットライフ試験において(a)イソシアネート基含有化合物と(b)活性水素含有化合物と(c)反応遅延剤とを混合したときの粘度上昇の比(=各液混合1時間後の粘度/各液混合直後の粘度)が15以下であること、を特徴とする前記反応型ポリウレタン系電気絶縁塗料。
本発明の反応型ポリウレタン系電気絶縁塗料は(a)イソシアネート基含有化合物と(b)活性水素含有化合物と(c)反応遅延剤とからなるものであり、まず、本発明における(a)イソシアネート基含有化合物について説明する。
(a)イソシアネート基含有化合物としては、有機ポリイソシアネートを使用することもできるが、有機ポリイソシアネートとポリオール化合物とを水酸基に対してイソシアネート基過剰の条件下で反応させて得られるイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーが好ましい。
これらは単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
これらのうち、得られるポリウレタン系絶縁電線のはんだ付け性と耐熱性が良好な点、及び後述する(b)活性水素含有化合物と(c)反応遅延剤と混合したときのポットライフが長い点で、芳香族系ポリイソシアネートが好ましく、更に4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,2′−ジフェニルメタンジイソシアネート又はこれらの任意の2種以上の混合物等のジフェニルメタンジイソシアネート類が好ましく、特に2,4′―ジフェニルメタンジイソシアネートを少なくとも含有するジフェニルメタンジイソシアネート類(混合物)(例えば、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネートと2,4′―ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物)が好ましい。
これらのうち、得られるイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーの粘度が低い点で、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトールが好ましく、特にトリメチロールプロパンが好ましい。
なお、イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーの変成用として、数平均分子量が1,000を超えるポリオキシエチレンポリオール、ポリオキシプロピレンポリオール、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリブタジエンポリオール、ポリイソブチレンポリオールなどのポリオールを使用することもできる。
これらはいずれも単独で或いは2種以上を混合して使用することができる。
前記イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーのイソシアネート(NCO)含有量は固形分100質量%換算で1〜30質量%、更に5〜25質量%であることが好ましい。
この反応の際、必要に応じてポリウレタンやポリウレアの製造において公知の、オクチル酸亜鉛などの金属の有機系物質やトリエチルアミンなどの三級アミンを、反応を促進する触媒として使用することができる。
また、このイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーの製造において、溶剤を使用しないで反応させることもできるし、製造をし易くするためn−ヘキサン等の脂肪族系溶剤、シクロヘキサン等の脂環族系溶剤、キシレン等の芳香族系溶剤、メチル1,3−ブチレングリコールアセテート等のエステル系溶剤、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、灯油、工業ガソリン等の石油留分系溶剤など従来公知のイソシアネート基と反応しない有機溶剤の存在下に反応させることもできる。不揮発分が低いと経済性に悪影響を与え、絶縁塗料を導体に塗布し焼付け後形成した絶縁皮膜中の残留溶剤が多くなる。
このイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーの製造装置としては、上記の反応が達成できればいかなる装置でもよく、例えば、攪拌装置の付いた反応釜やニーダー、一軸又は多軸押し出し反応機などの混合混練装置が挙げられる。
高分子ポリオール類としては、具体的に例えば、ポリエステルポリオール、ポリイミドポリエステルポリオール、ポリウレタンポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、炭化水素系ポリオール、ポリ(メタ)アクリルポリオール、動植物ポリオール、これらのコポリオール等が挙げられ、これらのうち、ポリエステルポリオールが好ましい。
これらは単独で或いは任意の2種以上を混合して使用することができる。
なお、酸成分やアルコール成分としては、ポリエステルポリオールの変性用として、n−ステアリン酸やステアリルアルコールなどのモノカルボン酸類やモノアルコール類なども使用できる。
また例えば、これらの低分子ポリオール類、低分子ポリアミン類、低分子アミノアルコール類を開始剤として、ε−カプロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状エステル(ラクトン)モノマーの開環重合で得られるラクトン系ポリエステルポリオールも挙げられる。
前記の酸成分とアルコール成分のうち、得られるポリウレタン系絶縁電線の耐熱性が良好な点で、酸成分としてはポリカルボン酸及び/又はポリカルボン酸誘導体が好ましく、アルコール成分としては数平均分子量1,000以下の低分子ポリオール類が好ましい。
また、塗布焼付け作業性とはんだ付け性の点から、アルコール性水酸基/カルボキシル基(カルボン酸誘導体からのカルボキシル基も含む)の当量比を1.2/1〜5/1、更に1.5/1〜3/1、特に1.5/1〜2.5/1の範囲で反応させるのが好ましい。
ポリエステルポリオールの製造は、前記のアルコール成分と酸成分とを無触媒下で或いは金属系物質をエステル化反応触媒として、100〜250℃の温度で加熱反応させることにより好適に行われる。使用する原料により、脱水縮合反応或いはエステル交換反応となる。反応溶媒としては、前記イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーの製造のときと同様の溶剤が使用でき、そのまま塗料の(b)活性水素含有化合物として有機溶剤を含んだまま使用することができる。
本発明において、前記のエステル化反応触媒として使用しうる金属系物質とは、金属、金属の無機系化合物及び金属の有機系化合物の群から選択される1種以上を意味し、具体的に例えば、金属マグネシウム、金属カルシウム、金属バリウム、金属チタン、金属ジルコニウム、金属マンガン、金属鉄、金属銅、金属亜鉛、金属鉛、金属アルミニウム、金属珪素、金属錫、金属ビスマスなどが挙げられ、金属の無機系化合物としては、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、三塩化チタン、炭酸マグネシウムなどの前記の各種金属の酸化物、水酸化物、塩化物、炭酸塩などが挙げられ、金属の有機系化合物としては、アルミニウムトリ−sec−ブトキシド、テトラ−n−ブチルチタネート(TBT)などの前記の各種金属のアルコキシド、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、チタンテトラ(アセチルアセトネート)などの前記の各種金属のキレート化合物、酢酸マグネシウム、オクチル酸バリウム、酢酸マンガン、酢酸鉛、オクチル酸亜鉛、オクチル酸鉛、オクチル酸ジルコニウム、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸鉛などの前記の各種金属と有機酸との塩、ジブチルチタンジラウレートなどの前記の各種金属の有機金属と有機酸との塩などが挙げられる。
これらは単独で或いは2種以上を混合して使用することができる。
これらのうち、毒性が低く、取り扱い性のよい点で、金属の有機系化合物が好ましく、更にエステル化の反応促進効果に優れている点と得られるポリウレタン系絶縁電線の性能を維持する点で、チタンの有機系化合物とマンガンの有機系化合物が好ましく、特にテトラ−n−ブチルチタネート(TBT)と酢酸マンガンが好ましい。なお、金属鉛及び鉛化合物は環境負荷物質低減のために使用しないほうが好ましい。
エステル化反応触媒の使用量は、酸成分の合計100質量部に対し、0〜10質量部、更に0.01〜1質量部が好ましい。10質量部を超えると、(a)イソシアネート基含有化合物と(c)反応遅延剤と混合したとき反応遅延効果を悪化させる。
このアルコール成分としては、前記のポリエステルポリオールの製造に使用されるアルコール成分と同様のものが挙げられるが、焼付け後の耐熱性が良好な点で、前記のポリオールが好ましく、更に前記の数平均分子量1,000以下の低分子ポリオール類が好ましい。
イミド結合含有カルボン酸としては、ジアミン1モルに対して無水トリメリット酸2モルを反応させて得られるものなどが挙げられる。この際、前記のポリエステルポリオールの製造に用いられる酸成分も併用できる。このジアミンとしては、4,4′−ジアミノジフェニルメタン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、1,4−ジアミノナフタレン、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、ヘキサメチレンジアミン、ジアミノジフェニルスルホン等が挙げられ、これらは単独で或いは2種以上混合して用いることができる。
カルボン酸又はカルボン酸誘導体としては、例えば、前記ポリエステルポリオールの製造に使用されるものが挙げられ、これらも単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
これらポリイミドポリエステルポリオールのうち、得られるポリウレタン系絶縁電線の耐熱性が良好な点で、ポリオールと、イミド結合含有ポリカルボン酸及び/又はイミド結合含有ポリカルボン酸誘導体とから得られるポリイミドポリエステルポリオールが好ましい。
なお、本発明において、有機溶剤は(a)イソシアネート基含有化合物と(b)活性水素含有化合物と(c)反応遅延剤の反応の際、それぞれ所定の不揮発分になるように使用してもよいし、また、どちらか一方を高濃度で製造し、他方を低濃度で製造して、両者を混合したとき所定の不揮発分となるように使用してもよい。また、どちらか一方或いは双方を高濃度で製造しておいて、製造後或いは混合の時に有機溶剤を足して所定の不揮発分となるようにしてもよい。どの方法を採用するかは製造のし易さや貯蔵のし易さなどを勘案して適宜選択をすればよい。
本発明における有機溶剤の使用量は、環境汚染の防止と絶縁層中の残留溶剤を低減させる点で、(a)イソシアネート基含有化合物と(b)活性水素基含有化合物と(c)反応遅延剤とを混合したとき、不揮発分が60質量%以上となるように使用するのが好ましい。
オキシ酸化合物としては、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、サリチル酸、マンデル酸などが挙げられる。
リン酸エステル系化合物としては、正リン酸エステル系化合物、亜リン酸エステル系化合物などが挙げられる。正リン酸エステル系化合物としては、エチルアシッドホスフェート、ブチルアシッドホスフェート、ブトキシアシッドフォスフェート、2−エチルヘキシルアシッドホスフェート、オレイルアシッドホスフェートなどが挙げられる。亜リン酸エステル系化合物としては、トリフェニルホスファイト、トリス(ノニル)ホスファイト、トリデシルホスファイト、ジフェニルモノ(2−エチルヘキシル)ホスファイト、ジフェニルモノデシルホスファイト等の亜リン酸トリエステル化合物、ジラウリルハイドロゲンホスファイト、ジオレイルハイドロゲンホスファイト、ジフェニルハイドロゲンホスファイト等の亜リン酸ジエステル化合物などが挙げられる。
ホウ酸エステル系化合物としては、ホウ酸モノエチル、ホウ酸ジエチル、ホウ酸トリエチルなどが挙げられる。
有機酸及び無機酸としては、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、安息香酸、及び塩酸、硫酸などが挙げられる。
これらは単独で或いは2種以上を混合して使用することができる。
これらのうちリン酸エステル系化合物が好ましく、更には正リン酸エステル系化合物が好ましい。
(c)反応遅延剤の配合量は、(a)イソシアネート基含有化合物に対し(その固形分100質量%換算で)0.001〜10質量%、更には0.05〜1質量%が好ましい。0.001質量%未満では(a)イソシアネート基含有化合物と混合したとき反応遅延効果が乏しく、10質量%を超えると塗布、焼付け時の絶縁皮膜の形成に悪影響を及ぼすため好ましくない。
本発明においては硬化促進触媒は各液混合後の粘度上昇を抑えるため使用しないほうがよいが、本発明の目的を損なわない範囲で使用することができる。硬化促進触媒としては、例えば、前記ポリエステルポリオールのエステル化反応触媒として挙げたものと同様の金属系物質や、トリエチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、1,8−ジアザビシクロ−(5,4,0)ウンデセン−7(DBU)等の三級アミンや、これら三級アミンのオクチル酸塩、オレイン酸塩、蟻酸塩、p−トルエンスルホン酸塩などの各種酸性化合物の塩類が挙げられる。しかし、環境負荷物質低減のため金属鉛や鉛化合物を使用しないほうが好ましい。
本発明においては、ブロックポリイソシアネートを使用していないため、前記の製造方法により得られるポリウレタン系絶縁電線の絶縁層中の残留溶剤中には毒性の高いフェノール類を含有せず、かつ残留溶剤量が少ない、具体的には残留溶剤量が200ppm以下、更に100ppm以下、より更に50ppm以下、特に全く含有しない、ポリウレタン系絶縁電線を好適に製造することができる。
なお、本発明の反応型ポリウレタン系電気絶縁塗料による皮膜の厚さ、或いはこれ以外の皮膜との合計の厚さは、使用する銅線などの導体の太さや要求性能により適宜選択すればよい。このような皮膜厚さは1回の塗布及び焼付けで形成されない場合には、必要回数繰り返して塗布及び焼付けを行えばよい。
導体としては、例えば、銅、ニッケルメッキ銅、アルミニウム、金、金メッキ等の一般に電線の導体として使用されるものを挙げることができる。
他の絶縁層としては特に制限はないが、例えば、ポリビニルホルマール系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリエステルイミド系、ポリエステルアミドイミド系、ポリヒダントイン系、ポリアミドイミド系、ポリイミド系等の絶縁皮膜層を好適に挙げることができる。
合成例1
攪拌機、温度計、窒素シール管及び加温装置付きの反応容器内に、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(日本ポリウレタン工業社製ミリオネートMT)1250g、トリメチロールプロパン(広栄化学工業社製)150gを仕込み、窒素気流下で加熱し、80℃で2時間反応させた。この後、反応容器内に、メチル1,3−ブチレングリコールアセテート(ダイセル化学工業社製)300g、メチルイソブチルケトン(協和発酵工業社製)300gを加えて生成イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを溶解し、NCO含有量20質量%、粘度400(mPa・s/30℃)、不揮発分70質量%のイソシアネート基含有ウレタンプレポリマー溶液(a1)を得た。
合成例1と同様な反応容器内に、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(日本ポリウレタン工業社製ミリオネートMT)615g、2,4′−ジフェニルメタンジイソシアネートと4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネートの混合物(BASFイノアックポリウレタン社製ルプラネートMI)615g、トリメチロールプロパン(広栄化学工業社製)150gを仕込み、窒素気流下で加熱し、80℃で2時間反応させた。この後、反応容器内に、メチル1,3−ブチレングリコールアセテート(ダイセル化学工業社製)300g、メチルイソブチルケトン(協和発酵工業社製)300gを加えて生成イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを溶解し、NCO含有量20質量%、粘度300(mPa・s/30℃)、不揮発分70質量%のイソシアネート基含有ウレタンプレポリマー溶液(a2)を得た。
合成例1と同様な反応容器内に、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(日本ポリウレタン工業社製ミリオネートMT)615g、2,4′−ジフェニルメタンジイソシアネートと4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネートの混合物(BASFイノアックポリウレタン社製ルプラネートMI)615g、トリメチロールプロパン(広栄化学工業社製)150gを仕込み、窒素気流下で加熱し、80℃で2時間反応させた。この後、反応容器内に、メチル1,3−ブチレングリコールアセテート(ダイセル化学工業社製)300g、メチルイソブチルケトン(協和発酵工業社製)300g及びブチルアシッドフォスフェート(城北化学工業社製JP504)3.94gを加えて生成イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを溶解し、NCO含有量20質量%、粘度300(mPa・s/30℃)、不揮発分70質量%のイソシアネート基含有ウレタンプレポリマー溶液(a3)を得た。
攪拌機、温度計、窒素シール管及びコンデンサー付きの加温反応容器に、無水フタル酸(三菱ガス化学社製)592g、トリメチロールプロパン(広栄化学工業社製)536g、1,6−ヘキサンジオール(宇部興産社製)236gを仕込み、触媒を使用しないで窒素気流下で加熱し130℃で原料の溶解を確認後、副生成物である水を系外に除去しながら200℃まで5時間かけて昇温し、そのまま200℃で反応を続けた。内容物の酸価が5KOHmg/g以下となった後、減圧反応を行い、反応を終結させた。反応容器内に、メチル1,3−ブチレングリコールアセテート(ダイセル化学工業社製)280g、メチルイソブチルケトン(協和発酵工業社製)277gを加えて溶解させ、OH価368(mgKOH/g)、粘度2000(mPa・s/30℃)、不揮発分70質量%のポリエステルポリオール溶液を得た。
合成例1で得たイソシアネート基含有ウレタンプレポリマー溶液(a1)と合成例4で得たポリエステルポリオール溶液とブチルアシッドフォスフェートからなる反応型ポリウレタン系電気絶縁塗料Aとして、イソシアネート基含有ウレタンプレポリマー溶液(a1)とポリエステルポリオール溶液を1:1の質量比〔当量比(イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーのイソシアネート基/ポリエステルポリオールの水酸基)=0.75〕で混合し、この混合物1000gに対しブチルアシッドフォスフェート(城北化学工業社製JP504)を1g添加して、ワニスバスに注入した。
注入した混合溶液を0.40mmφの銅線上に、下記に示す条件で8パスで塗布、焼付けして、皮膜厚25μのポリウレタン系電気絶縁電線を製造した。なお、絶縁電線の製造は下記のダイス配列について行った。
〔塗布、焼付け条件〕
(1)ダイス配列
8パス:0.42mmφ×1、0.43mmφ×2、0.44mmφ×2、0.45mmφ×2、0.46mmφ×1
(2)焼付け炉:横型熱風循環路(炉長3.3m)
(3)炉温:420℃
(4)線速:120m/min
合成例1で得たイソシアネート基含有ウレタンプレポリマー溶液(a1)と合成例4で得たポリエステルポリオール溶液とブチルアシッドフォスフェートからなる反応型ポリウレタン系電気絶縁塗料Aとして、イソシアネート基含有ウレタンプレポリマー溶液(a1)とポリエステルポリオール溶液を1:1の質量比〔当量比(イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーのイソシアネート基/ポリエステルポリオールの水酸基)=0.75〕で混合し、この混合物1000gに対しブチルアシッドフォスフェート(城北化学工業社製JP504)を1g添加して、ワニスバスに注入した。
注入した混合溶液を0.40mmφの銅線上に、下記に示す条件で4パスで塗布、焼付けして、皮膜厚25μmのポリウレタン系電気絶縁電線を製造した。なお、絶縁電線の製造は下記のダイス配列について行った。
〔塗布、焼付け条件〕
(1)ダイス配列
4パス:0.44mmφ×1、0.45mmφ×1、0.46mmφ×1、0.47mmφ×1
(2)焼付け炉:横型熱風循環路(炉長3.3m)
(3)炉温:420℃
(4)線速:120m/min
実施例1において、イソシアネート基含有ウレタンプレポリマー溶液(a1)の代わりに、合成例2で得たイソシアネート基含有ウレタンプレポリマー溶液(a2)を使用して反応型ポリウレタン系電気絶縁塗料Bとした以外は同様にして、皮膜厚25μmのポリウレタン系電気絶縁電線を製造した。
実施例2において、イソシアネート基含有ウレタンプレポリマー溶液(a1)の代わりに、合成例2で得たイソシアネート基含有ウレタンプレポリマー溶液(a2)を使用して反応型ポリウレタン系電気絶縁塗料Bとした以外は同様にして、皮膜厚25μmのポリウレタン系電気絶縁電線を製造した。
合成例3で得たブチルアシッドフォスフェートを含有するイソシアネート基含有ウレタンプレポリマー溶液(a3)と合成例4で得たポリエステルポリオール溶液からなる反応型ポリウレタン系電気絶縁塗料Cとして、イソシアネート基含有ウレタンプレポリマー溶液(a3)とポリエステルポリオール溶液を1:1の質量比〔当量比(イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーのイソシアネート基/ポリエステルポリオールの水酸基)=0.75〕で混合し、ワニスバスに注入した。
注入した混合溶液を0.40mmφの銅線上に、下記に示す条件で4パスで塗布、焼付けして、皮膜厚25μmのポリウレタン系電気絶縁電線を製造した。なお、絶縁電線の製造は下記のダイス配列について行った。
〔塗布、焼付け条件〕
(1)ダイス配列
4パス:0.44mmφ×1、0.45mmφ×1、0.46mmφ×1、0.47mmφ×1
(2)焼付け炉:横型熱風循環路(炉長3.3m)
(3)炉温:420℃
(4)線速:120m/min
実施例1において、反応型ポリウレタン系電気絶縁塗料Aを使用する代わりに、1液ポリウレタン系電気絶縁塗料であるAPU−3147S(オート化学工業社製、不揮発分47質量%、粘度5500mPa・s/30℃)を使用して、下記のダイス配列で、8パスで塗布、焼付けした以外は同様にして、皮膜厚25μmのポリウレタン系電気絶縁電線を製造した。
ダイス配列(8パス):0.43mmφ×1、0.44mmφ×2、0.45mmφ×2、0.46mmφ×3
実施例1、3、5で得た反応型ポリウレタン系電気絶縁塗料A、B、C及び比較例1の1液ポリウレタン系塗料であるAPU−3147Sそれぞれのポットライフ試験を下記の手順で行った。
1)イソシアネート基含有ウレタンプレポリマー溶液(a1、a2又はa3)、ポリエステルポリオール溶液を個別にガラス製容器に入れ、30℃±1℃の制御された恒温水槽に1時間浸し、粘度を安定化させた。
2)粘度を安定化させたイソシアネート基含有ウレタンプレポリマー溶液(a1、a2又はa3)とポリエステルポリオール溶液を実施例通りの割合で量り取り、瞬時に攪拌機で1分間混合した。
3)得られた混合物をただちにガラス製容器に入れ、30℃±1℃の制御された恒温水槽に浸した。
4)混合終了後1分後にB型粘度計(ローターNo3、6〜60rpm、3分後)で粘度を測定した。
※なお、B型粘度計の起動から数値の読み取りに要する時間は3分であるため、ポットライフ測定に掛かる総時間は混合を開始してから5分である。この測定終了時間をポットライフ試験の初期時間(0分)とし、以後、30分後、60分後の粘度を測定した。
これらの試験結果をまとめて表1に示す。
実施例1〜5及び比較例1で製造したポリウレタン系絶縁電線を用いて、電線外観評価、耐軟化性試験、絶縁破壊電圧試験、はんだ付け性試験及び電気絶縁皮膜中の残留溶剤測定を行った。
電線外観評価:
JIS C2351「エナメル線用ワニス」7.6電線外観による。
焼付け1時間後の電線の外観を目視で評価し、表面が滑らかで一様な光沢と色を持っているものを○、そうでないものを×とした。
耐軟化性試験:
JIS C3003:1999「エナメル線試験方法」11.2B法、b)交差法による。おもりの質量は1種で試験。
絶縁破壊電圧試験:
JIS C3003:1999「エナメル線試験方法」10.2B法、b)2個より法による。
はんだ付け性:
JIS C3003:1999「エナメル線試験方法」14.2B法による。
不揮発分測定:
JIS C2351:1994「エナメル線用ワニス」7.3不揮発分試験による。
電気絶縁皮膜中の残留溶剤濃度の測定:
得られたポリウレタン系電気絶縁電線を5g量り取り、密閉できる容器(今回使用したのはアルミキャップ付き25cm3バイヤルビン)に入れた。この容器を150℃で60分間加熱した。
加熱により電気絶縁皮膜から発生した残留溶剤をガスクロマトグラフィー法で測定した。
※今回使用したガスクロマトグラフ装置は島津製作所製GC−14B、測定条件は、島津製作所製HR−1701カラム、キャリヤーガスヘリウム、流量40ml/min、検出器FID、インジェクション180℃、スタート温度45℃、昇温速度5℃/min、最終温度160℃である。
残留溶剤量(ppm)=GCによる測定(μg)/皮膜質量(g)
皮膜質量=電線質量(g)×(皮膜付着率/100)
皮膜付着率(%)=1.3π(D2 2−D1 2)/〔8.89πD1 2+1.3π(D2 2−D1 2)〕×100
D1:導体径 D2:電線外径
得られた測定結果からポリウレタン系電気絶縁皮膜中の残留溶剤濃度を求めた。
原料組成及び上記性能試験結果をまとめて表2に示す。
Claims (7)
- (a)イソシアネート基含有化合物と(b)活性水素含有化合物と(c)反応遅延剤とからなる反応型ポリウレタン系電気絶縁塗料であって、
ポットライフ試験において(a)イソシアネート基含有化合物と(b)活性水素含有化合物と(c)反応遅延剤とを混合したときの粘度上昇の比(=各液混合1時間後の粘度/各液混合直後の粘度)が15以下であること、を特徴とする前記反応型ポリウレタン系電気絶縁塗料。 - 前記(a)イソシアネート基含有化合物が、有機ポリイソシアネートとポリオール化合物とを水酸基に対してイソシアネート基過剰の条件下で反応させて得られるイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーである、請求項1に記載の反応型ポリウレタン系電気絶縁塗料。
- 前記有機ポリイソシアネートが、芳香族系ポリイソシアネートである、請求項2に記載の反応型ポリウレタン系電気絶縁塗料。
- 前記芳香族系ポリイソシアネートが、2,4′―ジフェニルメタンジイソシアネートを少なくとも含有するジフェニルメタンジイソシアネート類である、請求項3に記載の反応型ポリウレタン系電気絶縁塗料。
- 前記(c)反応遅延剤が、リン酸エステル系化合物である、請求項1に記載の反応型ポリウレタン系電気絶縁塗料。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の反応型ポリウレタン系電気絶縁塗料を導体上に直接又は他の絶縁層を介して塗布し、焼付けて、絶縁層を形成してなるポリウレタン系絶縁電線。
- 前記絶縁層が、残留溶剤としてフェノール類を含有しない絶縁層である、請求項6に記載のポリウレタン系絶縁電線。
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