JPH0130871B2 - - Google Patents

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JPH0130871B2
JPH0130871B2 JP58175294A JP17529483A JPH0130871B2 JP H0130871 B2 JPH0130871 B2 JP H0130871B2 JP 58175294 A JP58175294 A JP 58175294A JP 17529483 A JP17529483 A JP 17529483A JP H0130871 B2 JPH0130871 B2 JP H0130871B2
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JP
Japan
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prepolymer
spiroacetal
reaction
polyurethane
diisocyanate
Prior art date
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JP58175294A
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Japanese (ja)
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JPS6067569A (en
Inventor
Juzo Yamazaki
Toshiro Nishizawa
Akihiko Umemoto
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Totoku Electric Co Ltd
Original Assignee
Totoku Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、鑞着性を有しかつ、耐クレージング
特性に優れたポリウレタン絶縁電線に関するもの
である。 ポリウレタン絶縁電線は、導体上に被覆された
絶縁皮膜を剥離せずにそのまゝ半田付けができる
鑞着性を有するため、広く弱電関係のコイル用巻
線に多用されている。近時機器の小型軽量化に伴
い、鑞着特性を損うことなく、従来のポリウレタ
ン絶縁電線の耐熱区分であるE種よりも更に高い
B種、F種の耐熱性を有する絶縁電線の出現が望
まれている。またポリウレタン絶縁電線はクレー
ジング、3%伸長時のピンホール(水中ピンホー
ル)の発生という欠点を有し、これを防止するこ
とも技術的課題であつた。 ポリウレタン絶縁電線の鑞着特性と耐熱特性と
は、一方を改良すると他方の性質が阻害されると
いう二律波反の関係にあり、従来一般のポリイソ
シアネートブロツク体を架橋成分として使用する
のでは、特性向上に限界があるため、本発明では
新規なポリイソシアネートブロツク体を合成し、
これと活性化水素を有するオリゴマー又はプレポ
リマーを有機溶剤に溶解してなる絶縁塗料を、導
体上に塗布焼付し耐熱ポリウレタン絶縁電線を奴
ることに成功したものである。一方クレージング
を改良したポリウレタン絶縁電線も、従来から
種々開発されているが、これらは一般に熱的特性
が低く、また例えば架橋成分たるポリイソシアネ
ートブロツク体に配合されるポリオール成分とし
て、活性化水素を有し水酸基当量が70〜150程度
の分子量が小さい汎用のポリエステルポリマーに
代えて、活性化水素を有する分子量3000、水酸基
当量300程度のエポキシプレポリマーを使用した
ものなどは、完全なノークレージング型でなく、
0.2%食塩水中で伸長しながら直流12Vを印加し
ピンホール試験を行うとクレージングを生ずる。
またポリイソシアネート成分に2官能のイソシア
ネートブロツク体例えばジフエニルメタンジイソ
シアネートをキシレノール酸で安定化したブロツ
ク体を使用する手段もとられるが、これとてもク
レージングを完全に防止することは不可能であ
る。本発明はこの耐クレージング性の問題をも同
時に解決することに成功したものである。 本発明者らの開発になる新規なイソシアネート
架橋剤は、スピロアセタール環を有するジオール
とジイソシアネート化合物とを反応させ残余のイ
ソシアネート基をフエノール系の化合物で閉塞し
たジイソシアネートブロツク体で、具体的には、
構造式 (式中R1は
The present invention relates to a polyurethane insulated wire that has brazing properties and excellent anti-crazing properties. Polyurethane insulated wires have brazing properties that allow them to be soldered without peeling off the insulating film coated on the conductor, and are therefore widely used in coil windings for light electrical applications. In recent years, as equipment has become smaller and lighter, insulated wires have emerged that have heat resistance of Class B and F, which is even higher than the heat resistance class E of conventional polyurethane insulated wires, without impairing the soldering properties. desired. Furthermore, polyurethane insulated wires have drawbacks such as crazing and the formation of pinholes (underwater pinholes) when elongated by 3%, and preventing this has also been a technical issue. The brazing properties and heat resistance properties of polyurethane insulated wires are in an anti-tonic relationship, meaning that improving one will impede the other. Since there is a limit to the improvement of properties, in the present invention, a new polyisocyanate block body is synthesized,
An insulating paint made by dissolving this and an oligomer or prepolymer containing activated hydrogen in an organic solvent was applied and baked onto a conductor, and a heat-resistant polyurethane insulated wire was successfully formed. On the other hand, various polyurethane insulated wires with improved crazing have been developed, but these generally have low thermal properties and contain activated hydrogen as a polyol component blended into the polyisocyanate block body, which is a crosslinking component. However, instead of a general-purpose polyester polymer with a small molecular weight and a hydroxyl equivalent of about 70 to 150, it is possible to use an epoxy prepolymer with activated hydrogen and a molecular weight of 3,000 and a hydroxyl equivalent of about 300, which is not a completely non-crazing type. ,
When a pinhole test is performed by applying 12 V DC while being stretched in 0.2% saline, crazing occurs.
Although it is also possible to use a difunctional isocyanate block as the polyisocyanate component, such as a block obtained by stabilizing diphenylmethane diisocyanate with xylenoleic acid, it is impossible to completely prevent craze. The present invention has also succeeded in solving this problem of crazing resistance. The novel isocyanate crosslinking agent developed by the present inventors is a diisocyanate block obtained by reacting a diol having a spiroacetal ring with a diisocyanate compound and blocking the remaining isocyanate groups with a phenol compound. Specifically,
Structural formula (In the formula, R 1 is

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】R2は[Formula] R 2 is

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】の各基を示す。) で示される。 スピロアセタール環を有するジオールは、スピ
ロアセタール環を骨格とし両末端にアルコール性
水酸基を有しているため、ジイソシアネート化合
物と簡単に反応しウレタン結合を形成する。この
反応の仕込量はジイソシアネート過剰で行われ、
残余のイソシアネート基をフエノール系の化合物
で閉塞し安定化したジイソシアネートブロツク体
は、2官能で従来のジイソシアネートブロツク体
に比較して、分子鎖がきわめて長い。 合成例 1 スピロアセタール変性トルエンジイソシアネー
トブロツク体(SPG−TDI−クレゾール架橋
剤)の合成 温度計、撹拌計、冷却管、分液ロートを備えた
4ツ口セパラブルフラスコに、スピロアセタール
グリコール91.2g(0.3モル)、反応稀釈剤として
キシロール261.2g、触媒としてトリエチルアミ
ン0.8gを秤量し加え、十分に撹拌し均一に分散
させる。次いで分液ロート中に、秤量したトルエ
ンジイソシアネート104.4g(0.6モル)を入れ、
徐々にこれを滴下させスピロアセタールグリコー
ルと反応させる。このとき反応系の温度は約70℃
に上昇する。この間撹拌は十分に行う。反応系の
温度が室温に戻つた時点で、残余のイソシアネー
ト基をブロツクするため、さらにm−クレゾール
64.8gを加え、イソシアネートの赤外吸収帯2240
cm-1のなくなるのが確認されるまで撹拌を継続す
る。反応が終了した時点で反応系の固形分が30%
となるようにm−クレゾール348gを加え、SPG
−TDI−クレゾールブロツク体溶液とした。 合成例 2 スピロアセタール変性ジフエニルメタンジイソ
シアネートブロツク体(SPG−MDI−クレゾ
ール架橋剤)の合成 温度計、撹拌機、冷却管、分液ロートを備えた
4ツ口セパラブルフラスコに、スピロアセタール
グリコール91.2g(0.3モル)、反応稀釈剤として
キシロール306g、触媒としてトリエチルアミン
0.8gを秤量し加え、十分に撹拌し均一に分散さ
せる。次いで分液ロート中に、秤量したジフエニ
ルメタンジイソシアネート150g(0.6モル)を45
℃に加温液状として入れ、徐々にこれを滴下させ
スピロアセタールグリコールと反応させる。この
とき反応系の温度は50〜60℃の上昇する。この間
撹拌は十分に行う。反応系の温度が室温に戻つた
時点で、残余のイソシアネート基をブロツクする
ため、さらにm−クレゾール64.8gを加え、イソ
シアネートの赤外吸収帯2240cm-1のなくなるのが
確認されるまで撹拌を継続する。反応が終了した
時点で反応系の固形部が30%となるようにm−ク
レゾール408gを加え、SPG−MDI−クレゾール
ブロツク体溶液とした。 上記ブロツクイソシアネート架橋剤と反応しウ
レタン結合を生じせしめるためのOH成分として
は、アルコール性水酸基を有するプレポリマー、
望ましくは活性化水素を有する分子量3000以上、
水酸基当量300程度のエポキシプレポリマーが用
いられる。 実施例 合成例1及び2により得たスピロアセタール変
性ジイソシアネートブロツク体を用い、これにア
ルコール性水酸基を有するプレポリマーを次表の
組成で配合し、クレゾールとキシロールの混合溶
剤に樹脂濃度30%となるように溶解し、ポリウレ
タン絶縁塗料を調製した。そしてこの塗料を導体
径0.35mmの銅線に均一厚に塗布焼付し、本発明に
係るポリウレタン絶縁電線を製造した。
Each group of [Formula] is shown. ). Since a diol having a spiroacetal ring has a spiroacetal ring as its skeleton and alcoholic hydroxyl groups at both ends, it easily reacts with a diisocyanate compound to form a urethane bond. This reaction is carried out with an excess amount of diisocyanate,
A diisocyanate block obtained by blocking and stabilizing the remaining isocyanate groups with a phenol-based compound is difunctional and has an extremely long molecular chain compared to conventional diisocyanate blocks. Synthesis Example 1 Synthesis of spiroacetal-modified toluene diisocyanate block (SPG-TDI-cresol cross-linking agent) 91.2 g of spiroacetal glycol ( 0.3 mol), 261.2 g of xylene as a reaction diluent, and 0.8 g of triethylamine as a catalyst were weighed and added, and stirred thoroughly to disperse them uniformly. Next, 104.4 g (0.6 mol) of weighed toluene diisocyanate was placed in a separating funnel.
This is gradually added dropwise to react with spiroacetal glycol. At this time, the temperature of the reaction system is approximately 70℃
rise to During this time, stir thoroughly. When the temperature of the reaction system returns to room temperature, m-cresol is further added to block the remaining isocyanate groups.
Add 64.8g, infrared absorption band of isocyanate 2240
Continue stirring until it is confirmed that cm -1 is gone. At the end of the reaction, the solid content of the reaction system is 30%.
Add 348g of m-cresol so that
-TDI-cresol block solution. Synthesis Example 2 Synthesis of spiroacetal-modified diphenylmethane diisocyanate block (SPG-MDI-cresol crosslinker) In a 4-neck separable flask equipped with a thermometer, stirrer, cooling tube, and separating funnel, add spiroacetal glycol 91.2 g (0.3 mol), 306 g of xylene as reaction diluent, triethylamine as catalyst
Weigh and add 0.8g and stir thoroughly to disperse uniformly. Next, in a separating funnel, 150 g (0.6 mol) of diphenylmethane diisocyanate was added to 45
It is heated as a liquid at ℃ and then gradually added dropwise to react with spiroacetal glycol. At this time, the temperature of the reaction system increases by 50 to 60°C. During this time, stir thoroughly. When the temperature of the reaction system returned to room temperature, 64.8 g of m-cresol was added to block the remaining isocyanate groups, and stirring was continued until it was confirmed that the infrared absorption band of isocyanate at 2240 cm -1 disappeared. do. When the reaction was completed, 408 g of m-cresol was added so that the solid content of the reaction system was 30% to prepare an SPG-MDI-cresol block solution. The OH component for reacting with the blocked isocyanate crosslinking agent to form a urethane bond includes a prepolymer having an alcoholic hydroxyl group,
Preferably a molecular weight of 3000 or more with activated hydrogen,
An epoxy prepolymer with a hydroxyl equivalent of about 300 is used. Example Using the spiroacetal-modified diisocyanate blocks obtained in Synthesis Examples 1 and 2, a prepolymer having alcoholic hydroxyl groups was blended with the composition shown in the following table, and the resin concentration was 30% in a mixed solvent of cresol and xylene. Polyurethane insulation paint was prepared by melting as follows. This paint was applied to a copper wire having a conductor diameter of 0.35 mm in a uniform thickness and baked to produce a polyurethane insulated wire according to the present invention.

【表】 得られたポリウレタン絶縁電線の諸特性を次表
に示す。なお比較例として、塗料組成中にスピロ
アセタール環を含まない従来公知の汎用ポリウレ
タン絶縁電線の特性を示した。
[Table] The properties of the obtained polyurethane insulated wire are shown in the table below. As a comparative example, the characteristics of a conventionally known general-purpose polyurethane insulated wire that does not contain spiroacetal rings in the coating composition are shown.

【表】【table】

【表】 前9頁のポリウレタン絶縁電線の諸特性は、
TGIを除き、日本工業規格(JIS)「エナメル銅線
及びエナメルアルミニウム線試験方法(JIS
C3003−1976)」に従つて測定したものである。
またTGIは各供試ポリウレタン絶縁電線の絶縁皮
膜の加熱減量曲線を実測し、この加熱減量曲線よ
り下記(1)式に基づき算出したものである。 TGI=A+B/2K ………(1) 但し、K=2.462 上(1)式において、Aは供試ポリウレタン絶縁皮
膜の加熱減量曲線の20%減量時の点と50%減量時
の点とを結ぶ直線と当該供試皮膜の初期重量値の
基準横軸の交差する点における温度であり、Bは
50%減量時の点の温度である。Kは本測定おける
定数で、上記(1)式と同様にして算出されたポリイ
ミド絶縁電線の絶縁皮膜のTGI240を基準にして
求めた値である。 本発明において用いられるスピロアセタール環
を有するブロツクイソシアネート架橋剤は、前記
したように従来のジイソシアネートブロツク体に
比較して、分子鎖がきわめて長く、これをアルコ
ール性水酸基を有するプレポリマーと反応させた
場合、架橋間隔を長くとることができ、絶縁皮膜
の分子構造はより線状分子に類似した構造とな
る。したがつて本発明に係るポリウレタン絶縁電
線は、皮膜に柔軟性が付与され、かつ環内に4つ
の酸素原子を有するスピロ環の耐酸化作用に起因
して耐熱性が大幅に向上する。即ち特性表により
明らかな如く、耐劣化性を示す加熱劣化後の絶縁
破壊電圧値の残率が59〜68%と高い値を示し、ま
た絶縁皮膜の加熱減量曲線より求めたTGIの値も
139〜149と高い値を示している。同時に従来から
の技術的課題であつたクレージングの問題も完全
に解消した。 なおブロツクイソシアネート架橋剤のNCO基
とアルコール性水酸基を有するプレポリマーの
OH基との反応当量比を1:0.7〜1.2なる率に限
定したのは、この範囲を逸脱する場合はいづれも
架橋反応が不十分となり、絶縁皮膜が熱的、機械
的にもろくなるためである。
[Table] The characteristics of the polyurethane insulated wire on the previous 9 pages are as follows:
Except for TGI, Japanese Industrial Standards (JIS) "Enamelled copper wire and enamelled aluminum wire test method (JIS
C3003-1976).
In addition, TGI was calculated by actually measuring the heating loss curve of the insulation film of each test polyurethane insulated wire and using the heating loss curve based on the following equation (1). TGI=A+B/2K......(1) However, K=2.462 In the above equation (1), A is the point at 20% weight loss and the point at 50% weight loss on the heating loss curve of the polyurethane insulation film under test. B is the temperature at the point where the connecting line intersects the standard horizontal axis of the initial weight value of the test film, and B is
This is the temperature at the point of 50% weight loss. K is a constant in this measurement, and is a value determined based on TGI240 of the insulation film of the polyimide insulated wire, which was calculated in the same manner as the above equation (1). As mentioned above, the blocked isocyanate crosslinking agent having a spiroacetal ring used in the present invention has an extremely long molecular chain compared to conventional diisocyanate blocks, and when this is reacted with a prepolymer having an alcoholic hydroxyl group, , the distance between crosslinks can be increased, and the molecular structure of the insulating film becomes more similar to a linear molecule. Therefore, in the polyurethane insulated wire according to the present invention, flexibility is imparted to the coating, and heat resistance is significantly improved due to the oxidation-resistant effect of the spiro ring having four oxygen atoms in the ring. That is, as is clear from the characteristic table, the residual rate of dielectric breakdown voltage after heat aging, which indicates resistance to aging, is as high as 59 to 68%, and the TGI value calculated from the heating loss curve of the insulation film is also high.
It shows a high value of 139-149. At the same time, the problem of crazing, which had been a technical problem in the past, was completely resolved. In addition, the blocking isocyanate crosslinking agent is a prepolymer with NCO groups and alcoholic hydroxyl groups.
The reason why the reaction equivalent ratio with the OH group was limited to a ratio of 1:0.7 to 1.2 is because if it deviates from this range, the crosslinking reaction will be insufficient and the insulating film will become thermally and mechanically brittle. be.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 スピロアセタール環を有するジオールとジイ
ソシアネート化合物との反応により得られるブロ
ツクイソシアネートを架橋成分とし、これにアル
コール性水酸基を有するプレポリマーを、上記ブ
ロツクイソシアネート架橋剤のNCO基と上記プ
レポリマーのOH基との反応当量比が1:0.7〜
1.2なる率で加え、有機溶剤に溶解してなる絶縁
塗料を、導体上に直接又は他の絶縁皮膜を介して
塗布焼付したことを特徴とするポリウレタン絶縁
電線。
1 A blocked isocyanate obtained by the reaction of a diol having a spiroacetal ring and a diisocyanate compound is used as a crosslinking component, and a prepolymer having an alcoholic hydroxyl group is added to this, and the NCO group of the blocked isocyanate crosslinking agent and the OH group of the prepolymer are combined. The reaction equivalent ratio is 1:0.7~
A polyurethane insulated wire, characterized in that an insulating paint made by adding a polyurethane material at a ratio of 1.2 and dissolved in an organic solvent is applied and baked onto the conductor directly or via another insulating film.
JP58175294A 1983-09-22 1983-09-22 Polyurethane insulated wire Granted JPS6067569A (en)

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