JP2651826B2

JP2651826B2 - 耐熱・耐吸湿性電気絶縁材料

Info

Publication number: JP2651826B2
Application number: JP62253834A
Authority: JP
Inventors: 房夫河野
Original assignee: UBE MATERIARUZU KK
Current assignee: UBE MATERIARUZU KK
Priority date: 1987-10-09
Filing date: 1987-10-09
Publication date: 1997-09-10
Anticipated expiration: 2012-09-10
Also published as: JPH0197303A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はMgOを主成分とする耐吸湿性の優れたマグネ
シウムからなる電気絶縁材料に関するもので、特にシー
スヒーターの絶縁充填材として適するものである。

［従来の技術］マグネシアは高周波電気絶縁抵抗および高温下での電
気絶縁抵抗が非常に高い物質であり、絶縁充填材として
広く用いられている。しかし、マグネシアは吸湿し易い
という欠点も有する。このマグネシアの吸湿あるいは水
分の吸着による絶縁抵抗の劣化や寿命低下が問題であっ
た。

そのためヒーターの末端部にシリコーンゴムやエポキ
シ樹脂を封入したり、充填材であるマグネシア粉にシリ
コーンレンジを添加したり、さらにはマグネシア粉にシ
リコーン樹脂を塗布する等の方法が実施されている。

［発明が解決しようとする問題点］ヒーターの末端部にシリコーンゴムやエポキシ樹脂を
封入する方法は従来から最も用いられている方法である
が、耐湿性が十分ではなかった。またシリコーン樹脂を
塗布したり、混合、加熱処理したりしたもの（特公昭53
−4932）も、耐湿性の向上は見られるものの、耐熱性に
おいて十分満足し得るものでなかった。

また、無機物を利用する方法（特公昭55−49397）も
あるが、高い温度で加熱処理する必要があり、製造が困
難であった。さらに、マグネシア粉にシリコンオイルと
シリカ粉をコーティングする方法（特公昭59−47870）
もある。しかし、耐湿性は秀れているものの、耐熱性が
不十分であった。

［問題点を解決するための手段］上記問題点を解決するための本発明の構成は耐熱性、
耐吸湿性に優れた電気絶縁材料であり、マグネシア粉の
表面を、側鎖に反応性官能基を有するシリコーンオイル
を媒体として、撥水性を有するシリカ粉が被覆している
耐熱・耐吸湿性電気絶縁材料である。

本発明に用いるシリコーンオイルの作用はたとえばメ
チルハイドロポリシロキサンのようにSi−Ｈの結合を持
ち、それが空気中の酸素の作用により下に示す反応が起
こり、いわゆる架橋反応により、三次元構造化し、マグネシ
ア粉の表面を覆うと推察される。

本発明に用いたシリカ粉は粒子径10〜40nmで表面にメ
チル基を持った超微粒子で撥水性を有するものをいう。
また、シリコーンオイルは側鎖に反応性官能基を有して
おり、その反応性官能基としてCOOH基、CO基、Ｈ基、OH
基、アルコキシ基のうち何れか一種以上を有するシリコ
ーンオイルが、特に秀れた特性を有し、好ましくは、Ｈ
基、OH基、OCH₃基を有するもので本発明でいう効果を有
する。

本発明のマグネシア粉はその表面を内層がシリコーン
オイル、外層をシリカ粉が被覆しているものである。

マグネシア粉の表面を被覆するシリコーンオイルは0.
1〜0.5wt％、かつシリカ粉は0.2〜2.5wt％が適当であ
る。シリコーンオイルが0.1wt％未満では耐吸湿性が発
揮されず、0.5wt％を越えるとマグネシア粉の流動性を2
20sec/100g以下にすることができない。また、シリカ粉
が0.2wt％未満では耐熱性が悪く2.0wt％を越えるとシリ
カ粉の嵩比重が極めて低いために充填性が著しく悪化す
る。

また充填物の流動性（sec/100g）はシースヒーターに
粉体を充填する際の製造上、特に作業効率上、重要な要
素であり、上記粉体で流動性は220sec/100g以下である
ことが必要である。

さらに充填性（g/cm³）の低い粉体を用いるとヒータ
ーに充填したのち圧縮減径して充填性を良くしなければ
ならない。さらにその工程でひびが入ったり歪みが生じ
るために後工程として熱処理が必要であり、充填性が高
い方が製造コスト上も好ましい。本発明のマグネシア粉
は2.30g/ml以上の充填性を有する。

本発明の上記マグネシア粉は例えば次の様にして製造
することができる。

焼結マグネシア粉100kgをコンクリート用ミキサーの
如きミキサーに入れ、それにシリコーンオイルを0.2wt
％加え、約20分撹拌・混合する。次に0.5wt％のシリカ
粉を投入し、同じく約30分撹拌・混合する。

本発明の電気絶縁材料の耐熱性は肉径10mmのハイプと
外径5mmの芯極との間にこの絶縁材料（マグネシア粉）
を25mmの長さに1.5T/cm²の圧力で圧縮充填したものを各
温度に保持した電気炉内に１時間保持しておく。このセ
ルを直ちに温度40℃、相対湿度90％の恒温恒温槽内へ入
れ、15時間保持したのち、絶縁計（東亜電波製SE−５
型、測定範囲0.2〜２×10⁷MΩ・cm）を用いて抵抗を測
定した。

本発明における耐吸湿性は50mlのビーカーに水50mlを
入れ、フェノールフタレインを２〜３滴滴下した溶液の
中へ、マグネシア粉を約1gを入れて真赤になるまでの時
間を調べ、耐吸湿性の目安とした。

また粉体のフロータイム及び密度はASTM standard D
2755に規定されている方法によりアメリカのBoeh Tool
and Die Company製の装置を用いて測定した。

粒度分布はJIS標準篩を用いて篩分して求めた。

本発明における実施例の化学組成のMgO、CaO、SiO₂、
Fe₂O₃、Al₂O₃、B₂O₃はマグネシア粉体を塩酸水溶液で熱
溶解したのち、冷却し、本ジャーレルアッシュ製の575
−II型のICAPを用いて測定した。

［実施例］以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。

実施例１ロータリキルンにより、2000℃の温度で焼成した0.42
mm以下のマグネシア粉100kgをコンクリートミキサーに
入れシリコーンオイルとして構造式で表わされるものを0.2wt％加えてさらに約15分間撹拌
した。さらにシリカ粉として日本アエロジル社製、商品
名R972を0.5wt％加えて、約15分間撹拌混合した。いず
れの撹拌時間とも15分以上でも支障はないが15分以下で
は混合が不十分であった、コンクリートミキサーから上
記の処理をしたマグネシア粉を取り出し、0.42mmで篩分
しアンダー品を以下の試験の試料とした。

下記第１表は処理前後におけるマグネシア粉の化学組
成、粒度分布、耐熱性、耐吸湿性、充電性、流動性（以
下全ての測定値という。）を示した。I gloss（灼熱減
量）はマグネシア粉10gを正確に秤量し、白金ルツボに
入れ;1000℃の電気炉の中に１時間保持したのち原料を
重量％で表わした。

比較例１実施例１に用いたマグネシア粉にシリコーンオイルと
して本発明以外のオイル（例えばトーレシリコンのSR24
02）を用い、以下実施例１と同じ処理を施し全ての測定
値を第１表に示した。

また、第２表に耐熱性について本発明のマグネシア粉
と比較例１のマグネシア粉とを比較して示した。

本発明のマグネシア粉が耐熱性に優れているのが明ら
かである。

実施例２実施例１に用いたマグネシア粉、シリコーンオイル、
シリカ粉を第３表で示すような混合量で同じ処理を施し
た。

そのマグネシア粉の耐熱性と耐吸湿性を第３表に示し
た。

［発明の効果］以上説明したように、本発明の電気絶縁材料は従来か
ら絶縁充填材として用いられていた電気絶縁材料に比較
して耐熱性、耐吸湿性が向上している。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】マグネシア粉の表面を、側鎖に反応性官能
基を有するシリコーンオイルを媒体として、撥水性を有
するシリカ粉が被覆していることを特徴とする耐熱・耐
吸湿性電気絶縁材料。
【請求項２】反応性官能基が、Ｈ基、OH基、OCH₃基を有
する特許請求の範囲（１）記載の耐熱・耐吸湿性電気絶
縁材料。
【請求項３】シリコーンオイルを0.1〜0.5wt％、シリカ
粉を0.2〜2.0wt％含有する上記特許請求の範囲（１）な
いし（３）の何れかに記載の耐熱・耐吸湿性電気絶縁材
料。
【請求項４】マグネシア粉が焼結マグネシアである特許
請求の範囲（１）ないし（３）の何れかに記載の耐熱・
耐吸湿性電気絶縁材料。
【請求項５】流動性が220sec/100g以下、充填性が2.30g
/cm³以上である特許請求の範囲（１）ないし（４）の何
れかに記載の耐熱・耐吸湿性電気絶縁材料。