JP4969816B2 - RESIN COMPOSITION, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME AND ELECTRIC DEVICE USING THE SAME - Google Patents

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Description

本発明は、電気絶縁を行う注型部材や構造部材を有する電気機器に関するものであり、特に、高誘電率と低熱膨張率の両立を図った樹脂組成物に関する。   The present invention relates to an electric apparatus having a casting member or a structural member that performs electrical insulation, and particularly to a resin composition that achieves both a high dielectric constant and a low thermal expansion coefficient.

変電所等で用いられる高電圧回路の開閉装置および送電装置として、真空バルブを収納したスイッチギア、六弗化硫黄ガスが封入されたガス絶縁開閉装置および管路気中送電装置などが使用されている。これらの送変電機器では、真空バルブや高圧導体を絶縁するための注型部材、金属容器内で高圧導体を絶縁支持するための構造部材などが用いられているが、機器の小形化・高性能化の要求に伴い、これらの注型・構造部材の誘電率を変化させ、高圧導体と絶縁物の界面における電界を低減する試みが行われている。   Switchgears that house vacuum valves, gas-insulated switchgears that contain sulfur hexafluoride gas, and in-pipe power transmission devices are used as switchgears and power transmission devices for high-voltage circuits used in substations, etc. Yes. In these power transmission and transformation equipment, casting members for insulating vacuum valves and high-voltage conductors and structural members for insulating and supporting high-voltage conductors in metal containers are used. In response to demands for reducing the electric field, attempts have been made to reduce the electric field at the interface between the high-voltage conductor and the insulator by changing the dielectric constant of these casting and structural members.

例えば、特許文献1に記載のスイッチギアでは、真空バルブの固定側および可動側に取り付けられた絶縁バリアを覆う絶縁物の誘電率を、他の部分と異なる誘電率にすることで、絶縁バリアにおける電界を低減し、対地間および相間の絶縁耐力の向上を図っている。また、特許文献2に記載の絶縁スペーサでは、高圧導体部分と接地容器間において、高圧導体側と接地容器側で誘電率が異なる絶縁材料を用いることで、高圧導体と絶縁スペーサの境界部における電気ストレスの低減を図っている。   For example, in the switchgear described in Patent Literature 1, the dielectric constant of the insulator covering the insulating barrier attached to the fixed side and the movable side of the vacuum valve is set to a different dielectric constant from that of other parts, so that The electric field is reduced to improve the dielectric strength between ground and between phases. In addition, in the insulating spacer described in Patent Document 2, an insulating material having a different dielectric constant is used between the high-voltage conductor portion and the grounding vessel between the high-voltage conductor portion and the grounding vessel. We are trying to reduce stress.

上述のような注型・構造部材の材料としては、機械強度、耐熱性、電気絶縁性などの特性に優れたエポキシ樹脂からなる注型物が用いられるのが一般的であるが、実用上、エポキシ樹脂のみでは不十分な機械的・熱的物性を補うため、或いは新しい機能を付与するため、無機物粒子やガラス繊維等が補強材として充填して使用されている。例えば、特許文献3では、シリカ粒子とコアシェル型のゴム粒子を高充填することで、機械的強度の向上と熱膨張の抑制を図っている。また、特許文献4では、酸化チタンやチタン酸バリウムなど高誘電率の粒子をエポキシ樹脂に充填することで、樹脂混合物の高誘電率化を図っている。   As the material of the casting / structural member as described above, it is common to use a casting made of an epoxy resin having excellent properties such as mechanical strength, heat resistance, and electrical insulation. In order to supplement mechanical and thermal properties that are insufficient with epoxy resin alone, or to provide new functions, inorganic particles, glass fibers, and the like are used as a reinforcing material. For example, Patent Document 3 attempts to improve mechanical strength and suppress thermal expansion by highly filling silica particles and core-shell type rubber particles. Moreover, in patent document 4, the high dielectric constant of the resin mixture is aimed at by filling an epoxy resin with particles having a high dielectric constant such as titanium oxide or barium titanate.

特開2001−110287JP 2001-110287 A 特開平5−260619JP-A-5-260619 特開2002−15621JP2002-15621 特開2004−285105JP 2004-285105 A

しかしながら、上述の従来技術には、以下に述べるような課題がある。すなわち、特許文献1および特許文献2に記載されているように絶縁注型物の誘電率を変化させることで、高圧導体と絶縁スペーサの境界部における電気ストレスを低減することは、理論上可能であるが、これらの文献には、誘電率を変化させるための具体的な方法或いは誘電率を変化させた絶縁注型物の具体的な製造方法は一切記載されていない。また、特許文献3および特許文献4に記載の絶縁注型物により、特許文献1および特許文献2に記載の絶縁バリアのモールド或いは絶縁スペーサを作製することは非常に難しい。   However, the above-described conventional techniques have the following problems. That is, it is theoretically possible to reduce the electrical stress at the boundary between the high voltage conductor and the insulating spacer by changing the dielectric constant of the insulating casting as described in Patent Document 1 and Patent Document 2. However, these documents do not describe a specific method for changing the dielectric constant or a specific method for manufacturing an insulating casting having a changed dielectric constant. Moreover, it is very difficult to produce the insulating barrier mold or insulating spacer described in Patent Document 1 and Patent Document 2 using the insulating castings described in Patent Document 3 and Patent Document 4.

特許文献3に記載の絶縁注型物では、シリカ粒子とコアシェル型のゴム粒子を高充填することで、破壊靱性の向上と熱膨張率の抑制がなされているが、シリカ粒子およびゴム粒子の誘電率は、エポキシ樹脂の2〜3倍程度であるため、誘電率を大きく変化させることはできない。また、特許文献4に記載の絶縁組成物では、エポキシ樹脂の100倍程度と高い誘電率を有する酸化チタン粒子を充填することで、誘電率を変化させることが可能であるが、酸化チタン粒子の直径は、シリカ粒子と比較して概して小さいことから、酸化チタン粒子を高充填すると樹脂粘度が増加してしまい、作業性が著しく低下する。このため、酸化チタン粒子の高充填による熱膨張率の抑制が困難である。   In the insulating casting described in Patent Document 3, the fracture toughness is improved and the coefficient of thermal expansion is suppressed by highly filling silica particles and core-shell rubber particles. Since the rate is about 2 to 3 times that of the epoxy resin, the dielectric constant cannot be changed greatly. Moreover, in the insulating composition described in Patent Document 4, it is possible to change the dielectric constant by filling titanium oxide particles having a dielectric constant as high as about 100 times that of an epoxy resin. Since the diameter is generally smaller than that of the silica particles, when the titanium oxide particles are highly filled, the resin viscosity increases and workability is remarkably lowered. For this reason, it is difficult to suppress the coefficient of thermal expansion due to high filling with titanium oxide particles.

本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するために提案されたものであり、その目的は、エポキシ樹脂中に充填する材料を適切に選択することにより、高誘電率と低熱膨張率を併せ持ち、機械的強度にも優れた絶縁材料を提供可能な樹脂組成物とその製造方法を提供すると共に、そのような絶縁材料を使用することにより、小形・高性能で信頼性の高い電気機器を提供することである。   The present invention has been proposed in order to solve the problems of the prior art as described above, and its purpose is to appropriately select a material to be filled in the epoxy resin, thereby to achieve a high dielectric constant and a low coefficient of thermal expansion. In addition to providing a resin composition capable of providing an insulating material having excellent mechanical strength and a method for producing the same, the use of such an insulating material enables a small, high-performance and highly reliable electrical device. Is to provide.

上述の課題を解決するために、本発明は、1分子当たり2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物とエポキシ樹脂用硬化剤からなるエポキシ樹脂中に、層状シリケート化合物、シリカからなる酸化物系粒子、および酸化チタンからなる高誘電率粒子が分散してなる樹脂組成物において、前記エポキシ化合物100重量部に対して、前記層状シリケート化合物が10〜60重量部、前記酸化物系粒子が200〜250重量部、前記高誘電率粒子が200〜250重量部、の割合でそれぞれ充填され、かつ、酸化物系粒子と高誘電率粒子の充填量の合計が500重量部以下としたものである。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides an oxide-based particle comprising a layered silicate compound and silica in an epoxy resin comprising an epoxy compound having two or more epoxy groups per molecule and a curing agent for epoxy resin. In the resin composition in which high dielectric constant particles made of titanium oxide are dispersed, 10 to 60 parts by weight of the layered silicate compound and 200 to 250 of the oxide-based particles are used with respect to 100 parts by weight of the epoxy compound. Part by weight and the high dielectric constant particles are filled at a ratio of 200 to 250 parts by weight, respectively, and the total filling amount of the oxide-based particles and the high dielectric constant particles is 500 parts by weight or less.

すなわち、酸化物系粒子と高誘電率粒子の両方を充填することにより、熱膨張を抑制しながらエポキシ樹脂に必要な誘電率を付与すると共に、エポキシ樹脂の粘度上昇を抑制できるため、作業性が低下することもない。さらに、層状シリケート化合物は、ナノスケールでエポキシ樹脂中に分散することにより、エポキシ樹脂の高分子鎖を拘束し、熱による分子鎖の運動を抑制することで熱膨張を抑制すると共に、クラックが発生した場合、その進展を抑制できるため、破壊靱性を向上することができる。   That is, by filling both oxide-based particles and high dielectric constant particles, it is possible to impart the necessary dielectric constant to the epoxy resin while suppressing thermal expansion, and to suppress an increase in the viscosity of the epoxy resin. There is no decline. Furthermore, the layered silicate compound is dispersed in the epoxy resin at the nanoscale, thereby restraining the polymer chain of the epoxy resin and suppressing the movement of the molecular chain due to heat, thereby suppressing thermal expansion and generating cracks. In such a case, since the progress can be suppressed, the fracture toughness can be improved.

また、そのような高誘電率と低熱膨張率を併せ持ち、機械的強度にも優れた絶縁材料を電気機器の注型部材や構造部材などの絶縁物として使用することにより、高圧導体と絶縁物の境界部における電気ストレスを低減でき、絶縁物の熱膨張率を高圧導体と同程度にすることができるため、運転時の発熱による高圧導体と絶縁物界面の剥離を防ぐことができ、また、破壊靭性などの機械的強度も確保できる。したがって、小形・高性能で信頼性の高い電気機器を提供することができる。   In addition, by using an insulating material that has both a high dielectric constant and a low thermal expansion coefficient and excellent mechanical strength as an insulator for casting members and structural members of electrical equipment, The electrical stress at the boundary can be reduced, and the thermal expansion coefficient of the insulator can be made the same as that of the high-voltage conductor, so that the interface between the high-voltage conductor and the insulator due to heat generation during operation can be prevented and destroyed. Mechanical strength such as toughness can be secured. Therefore, it is possible to provide a small, high-performance and highly reliable electric apparatus.

以上説明したように、本発明によれば、エポキシ樹脂中に充填する材料を適切に選択することにより、高誘電率と低熱膨張率を併せ持ち、機械的強度にも優れた絶縁材料を提供可能な樹脂組成物とその製造方法を提供できると共に、そのような絶縁材料を使用することにより、小形・高性能で信頼性の高い電気機器を提供できる。   As described above, according to the present invention, an insulating material having both a high dielectric constant and a low coefficient of thermal expansion and excellent mechanical strength can be provided by appropriately selecting a material to be filled in an epoxy resin. A resin composition and a manufacturing method thereof can be provided, and by using such an insulating material, a small, high-performance and highly reliable electric apparatus can be provided.

以下には、上記のような本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention as described above will be described with reference to the drawings.

[樹脂組成物の構成]
図1は、本発明による樹脂組成物の一つの実施形態を示す模式図である。この図1に示すように、樹脂組成物1は、1分子当たり2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物とエポキシ樹脂用硬化剤からなるエポキシ樹脂2中に、層状シリケート化合物3、酸化物系粒子4、および高誘電率粒子5という3種類の無機粒子が均一に分散して構成されている。以下には、各構成要素2〜5についてより詳細に説明する。
[Configuration of Resin Composition]
FIG. 1 is a schematic view showing one embodiment of a resin composition according to the present invention. As shown in FIG. 1, a resin composition 1 includes a layered silicate compound 3 and an oxide-based particle in an epoxy resin 2 composed of an epoxy compound having two or more epoxy groups per molecule and a curing agent for epoxy resin. 4 and high dielectric constant particles 5 are constituted by uniformly dispersing three kinds of inorganic particles. Below, each component 2-5 is demonstrated in detail.

[エポキシ化合物]
エポキシ樹脂2に使用される1分子当たり2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物としては、炭素原子2個と酸素原子1個からなる三員環を1分子中に2個以上持った硬化し得る化合物であれば適宜使用可能であり、その種類は限定されるものではない。具体的なエポキシ化合物としては、例えば、エピクロルヒドリンと、ビスフェノール類などの多価フェノール類や多価アルコールとの縮合によって得られるビスフェノールA型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂などのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂や、エピクロルヒドリンとガルボン酸との縮合によって得られるグリジジルエステル型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアネートやエピクロルヒドリンとヒダイトン類との反応によって得られるヒダントイン型エポキシ樹脂のような複素環式エポキシ樹脂などが挙げられる。これらのエポキシ化合物は、少なくとも1種単独で、あるいは2種以上の混合物として使用することができる。
[Epoxy compound]
The epoxy compound having two or more epoxy groups per molecule used for the epoxy resin 2 can be cured with two or more three-membered rings composed of two carbon atoms and one oxygen atom in one molecule. Any compound can be used as appropriate, and the type of the compound is not limited. Specific epoxy compounds include, for example, bisphenol A type epoxy resins, brominated bisphenol A type epoxy resins, hydrogenated bisphenol A types obtained by condensation of epichlorohydrin with polyhydric phenols such as bisphenols and polyhydric alcohols. Epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, bisphenol AF type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, fluorene type epoxy resin, novolac type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, orthocresol novolak Type epoxy resins, tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resins, tetraphenylolethane type epoxy resins and other glycidyl ether type epoxy resins, and epichlor Dorin and glycidyl Jijiru ester epoxy resins obtained by condensation of Garubon acid, and heterocyclic epoxy resins such as hydantoin epoxy resin obtained by the reaction of triglycidyl isocyanate or epichlorohydrin with Hidaiton acids and the like. These epoxy compounds can be used alone or as a mixture of two or more.

[エポキシ樹脂用硬化剤]
エポキシ樹脂2に使用されるエポキシ樹脂用硬化剤としては、上述したエポキシ化合物と化学反応してエポキシ化合物を硬化させるものであれば、適宜使用可能であり、その種類は限定されるものではない。具体的なエポキシ樹脂用硬化剤としては、例えば、エチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、ヘキサメチレンジアミン、ジプロプレンジアミン、ポリエーテルジアミン、2,5−ジメチルヘキサメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、イミノビスプロピルアミン、ビス(ヘキサメチル)トリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、アミノエチルエタノールアミン、トリ(メチルアミノ)へキサン、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、メチルイミノビスプロピルアミン、メンセンジアミン、イソホロンジアミン、ビス(4−アミノ−3−メチルジシクロヘキシル)メタン、ジアミノジシクロヘキシルメタン、ビス(アミノメチル)シクロへキサン、N−アミノエチルピペラジン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン、m−キシレンジアミン、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルフォン、ジアミノジエチルジフェニルメタン、ジシアンジアミド、有機酸ジヒドラジド等のアミン系硬化剤、ドデセニル無水コハク酸、ポリアジピン酸無水物、ポリアゼライン酸無水物、ポリセバシン酸無水物、ポリ(エチルオクタデカン二酸)無水物、ポリ(フェニルヘキサデカン二酸)無水物、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルシクロへキセンジカルボン酸無水物、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、エチレングリコールビストリメリテート、グリセロールトリストリメリテート、無水ヘット酸、テトラブロモ無水フタル酸、無水ナジック酸、無水メチルナジック酸、無水ポリアゼライン酸等の酸無水物硬化剤、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール等のイミダゾール系硬化剤、ポリサルファイド、チオエステルなどのポリメルカプタン系硬化剤、フェノール系硬化剤、ルイス酸系硬化剤、イソシアネート系硬化剤などがあげられる。これらのエポキシ樹脂用硬化剤は、少なくとも1種単独で、あるいは2種類以上の混合物として使用することができる。
[Curing agent for epoxy resin]
The curing agent for epoxy resin used for the epoxy resin 2 can be appropriately used as long as it can chemically react with the above-described epoxy compound to cure the epoxy compound, and the kind thereof is not limited. Specific epoxy resin curing agents include, for example, ethylenediamine, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, hexamethylenediamine, dipropylenediamine, polyether diamine, 2,5-dimethylhexamethylenediamine, Trimethylhexamethylenediamine, diethylenetriamine, iminobispropylamine, bis (hexamethyl) triamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, aminoethylethanolamine, tri (methylamino) hexane, dimethylaminopropylamine, diethylamino Propylamine, methyliminobispropylamine, mensendiamine, isophoronediamine, bis (4-amino-3-methyldicyclohexyl) methane, diaminodi Chlohexylmethane, bis (aminomethyl) cyclohexane, N-aminoethylpiperazine, 3,9-bis (3-aminopropyl) 2,4,8,10-tetraoxaspiro (5,5) undecane, m- Amine-based curing agents such as xylenediamine, metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, diaminodiethyldiphenylmethane, dicyandiamide, organic acid dihydrazide, dodecenyl succinic anhydride, polyadipic acid anhydride, polyazeline acid anhydride, polysebacic acid anhydride , Poly (ethyloctadecanedioic acid) anhydride, poly (phenylhexadecanedioic acid) anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methylhymic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, tetrahydro Water phthalic acid, trialkyltetrahydrophthalic anhydride, methylcyclohexene dicarboxylic acid anhydride, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenone tetracarboxylic acid, ethylene glycol bistrimellitate, glycerol tris trimellitate, Acid anhydride hardeners such as het anhydride, tetrabromophthalic anhydride, nadic anhydride, methyl nadic anhydride, polyazeline anhydride, 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-heptadecylimidazole, etc. Imidazole-based curing agents, polymercaptan-based curing agents such as polysulfide and thioester, phenol-based curing agents, Lewis acid-based curing agents, and isocyanate-based curing agents. These epoxy resin curing agents can be used alone or as a mixture of two or more.

[エポキシ樹脂用硬化促進剤]
エポキシ樹脂2においてはさらに、上述したエポキシ樹脂用硬化剤と併用して、エポキシ樹脂の硬化反応を促進或いは制御可能なエポキシ樹脂用硬化促進剤を使用することができる。特に、エポキシ樹脂用硬化剤として酸無水物系硬化剤を使用した場合、その硬化反応はアミン系硬化剤などの他の硬化剤と比較して遅いため、エポキシ樹脂用硬化促進剤を使用することが望ましい。酸無水物系硬化剤用の硬化促進剤としては、例えば、三級アミンまたはその塩、四級アンモニウム化合物、イミダゾール、アルカリ金属アルコキシドなどが適している。
[Curing accelerator for epoxy resin]
In the epoxy resin 2, an epoxy resin curing accelerator capable of accelerating or controlling the curing reaction of the epoxy resin can be used in combination with the epoxy resin curing agent described above. In particular, when an acid anhydride curing agent is used as a curing agent for an epoxy resin, the curing reaction is slow compared to other curing agents such as an amine curing agent, so use an epoxy resin curing accelerator. Is desirable. Suitable curing accelerators for acid anhydride curing agents include, for example, tertiary amines or salts thereof, quaternary ammonium compounds, imidazoles, alkali metal alkoxides, and the like.

[層状シリケート化合物]
層状シリケート化合物3は、スメクタイト群、マイカ群、バーミキュライト群、雲母群からなる鉱物群から選択された少なくとも一種であればよい。ここで、スメクタイト群に属する層状シリケート化合物としては、モンモリロナイト、ヘクトライト、サポナイト、ソーコナイト、バイデライト、ステブンサイト、ノントロナイト等が挙げられる。また、マイカ群に属する層状シリケート化合物としては、クロライト、フロゴパイト、レピドライト、マスコバイト、バイオタイト、パラゴナイト、マーガライト、テニオライト、テトラシリシックマイカ等が挙げられる。また、バーミキュライト群に属する層状シリケート化合物としては、トリオクタヘドラルバーミキュライト、ジオクタヘドラルバーミキュライトが挙げられ、さらに、雲母群に属する層状シリケート化合物としては、白雲母、黒雲母、パラゴナイト、レビトライト、マーガライト、クリントナイト、アナンダイト等が挙げられる。いずれの層状シリケート化合物も選択可能であるが、エポキシ樹脂への分散性の点からは、特に、スメクタイト群に属する層状シリケート化合物が望ましい。これらの層状シリケート化合物は、少なくとも1種単独で、あるいは2種以上の混合物として使用することができる。
[Layered silicate compound]
The layered silicate compound 3 may be at least one selected from a mineral group consisting of a smectite group, a mica group, a vermiculite group, and a mica group. Here, examples of the layered silicate compound belonging to the smectite group include montmorillonite, hectorite, saponite, sauconite, beidellite, stevensite, nontronite and the like. Examples of the layered silicate compound belonging to the mica group include chlorite, phlogopite, lepidrite, mascobite, biotite, paragonite, margarite, teniolite, tetrasilicic mica and the like. Examples of layered silicate compounds belonging to the vermiculite group include trioctahedral vermiculite and dioctahedral vermiculite, and examples of layered silicate compounds belonging to the mica group include muscovite, biotite, paragonite, levitrite, margalite. Light, clintnite, anandite, etc. are mentioned. Any layered silicate compound can be selected. From the viewpoint of dispersibility in an epoxy resin, a layered silicate compound belonging to the smectite group is particularly desirable. These layered silicate compounds can be used alone or as a mixture of two or more.

また、これらの層状シリケート化合物は、シリケート層が積層した構造を有しており、イオン交換反応(インターカレーション)により、その層間にイオン、分子、クラスター等の種々の物質を保持することができるため、シリケート層の層間に種々の有機化合物を挿入することができる。層状シリケート化合物の層間に挿入する有機化合物としては、エポキシ樹脂に対する親和性を層状シリケート化合物に付与できる有機化合物であれば適宜使用可能であり、その種類は限定されるものではないが、イオン交換処理により層間挿入される度合を考慮すると四級アンモニウムイオンが望ましい。   Further, these layered silicate compounds have a structure in which silicate layers are laminated, and various substances such as ions, molecules, clusters, etc. can be held between the layers by an ion exchange reaction (intercalation). Therefore, various organic compounds can be inserted between the silicate layers. The organic compound inserted between the layers of the layered silicate compound can be used as long as it is an organic compound that can impart affinity to the epoxy resin to the layered silicate compound, and the type thereof is not limited, but ion exchange treatment Considering the degree of intercalation between the quaternary ammonium ions, it is desirable.

この四級アンモニウムイオンとしては、例えば、テトラブチルアンモニウムイオン、テトラヘキシルアンモニウムイオン、ジヘキシルジメチルアンモニウムイオン、ジオクチルジメチルアンモニウムイオン、ヘキサトリメチルアンモニウムイオン、オクタトリメチルアンモニウムイオン、ドデシルトリメチルアンモニウムイオン、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムイオン、ステアリルトリメチルアンモニウムイオン、ドコセニルトリメチルアンモニウムイオン、セチルトリメチルアンモニウムイオン、セチルトリエチルアンモニウムイオン、ヘキサデシルアンモニウムイオン、テトラデシルジメチルベンジルアンモニウムイオン、ステアリルジメチルベンジルアンモニウムイオン、ジオレイルジメチルアンモニウムイオン、N−メチルジエタノールラウリルアンモニウムイオン、ジプロパノールモノメチルラウリルアンモニウムイオン、ジメチルモノエタノールラウリルアンモニウムイオン、ポリオキシエチレンドデシルモノメチルアンモニウムイオン、ジメチルヘキサデシルオクタデシルアンモニウムイオン、トリオクチルメチルアンモニウムイオン、テトラメチルアンモニウムイオン、テトラプロピルアンモニウムイオン等が挙げられる。これらの四級アンモニウムイオンは、少なくとも1種単独で、あるいは2種以上の混合物として使用することができる。   Examples of the quaternary ammonium ion include tetrabutylammonium ion, tetrahexylammonium ion, dihexyldimethylammonium ion, dioctyldimethylammonium ion, hexatrimethylammonium ion, octatrimethylammonium ion, dodecyltrimethylammonium ion, hexadecyltrimethylammonium ion. , Stearyltrimethylammonium ion, dococenyltrimethylammonium ion, cetyltrimethylammonium ion, cetyltriethylammonium ion, hexadecylammonium ion, tetradecyldimethylbenzylammonium ion, stearyldimethylbenzylammonium ion, dioleyldimethylammonium ion, N-methyldi Tanol lauryl ammonium ion, dipropanol monomethyl lauryl ammonium ion, dimethyl monoethanol lauryl ammonium ion, polyoxyethylene dodecyl monomethyl ammonium ion, dimethyl hexadecyl octadecyl ammonium ion, trioctyl methyl ammonium ion, tetramethyl ammonium ion, tetrapropyl ammonium ion, etc. Is mentioned. These quaternary ammonium ions can be used alone or as a mixture of two or more.

酸化物系粒子4としては、例えば、シリカ、アルミナ三酸化ビスマス、二酸化セリウム、一酸化コバルト、酸化銅、三酸化鉄、酸化ホルミウム、酸化インジウム、酸化マンガン、酸化錫、酸化イットリウム、酸化亜鉛などが挙げられる。これらの酸化物系粒子は、少なくとも1種単独で、あるいは2種類以上の混合物として使用することができる。
Examples of the oxide-based particles 4 include silica, alumina , bismuth trioxide, cerium dioxide, cobalt monoxide, copper oxide, iron trioxide, holmium oxide, indium oxide, manganese oxide, tin oxide, yttrium oxide, and zinc oxide. Is mentioned. These oxide-based particles can be used alone or as a mixture of two or more.

[高誘電率粒子]
高誘電率粒子5としては、例えば、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸ビスマス、チタン酸バリウムネオジウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸バリウム錫、チタン酸ジルコン酸バリウム、カーボンブラック、シリコンカーバイド、チタン−バリウム−ネオジウム系複合酸化物、鉛−カルシウム系複合酸化物などが挙げられる。これらの高誘電率粒子は、少なくとも1種単独で、あるいは2種類以上の混合物として使用することができる。
[High dielectric constant particles]
Examples of the high dielectric constant particles 5 include titanium oxide, barium titanate, calcium titanate, strontium titanate, bismuth titanate, barium neodymium titanate, magnesium titanate, barium tin titanate, barium zirconate titanate, and carbon. Examples thereof include black, silicon carbide, titanium-barium-neodymium composite oxide, and lead-calcium composite oxide. These high dielectric constant particles can be used alone or as a mixture of two or more.

[カップリング剤または表面改質剤]
さらに、上述した層状シリケート化合物3、酸化物系粒子4、高誘電率粒子5の表面を改質し、エポキシ樹脂と層状シリケート化合物間の接着性を改善する目的で、あるいは、分散した層状シリケート化合物3がエポキシ樹脂1中で再凝集するのを抑制する目的で、カップリング剤または表面処理剤を使用することが可能である。カップリング剤または表面処理剤としては、例えば、γ−グリシドキシ−プロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピル−トリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピル−トリメトキシシラン等のシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤などが挙げられる。これらのカップリング剤または表面処理剤は、少なくとも1種単独で、あるいは2種類以上の混合物として使用することができる。
[Coupling agent or surface modifier]
Further, for the purpose of improving the adhesion between the epoxy resin and the layered silicate compound by modifying the surface of the layered silicate compound 3, the oxide-based particles 4 and the high dielectric constant particles 5, the dispersed layered silicate compound is used. For the purpose of suppressing the reaggregation of 3 in the epoxy resin 1, a coupling agent or a surface treatment agent can be used. Examples of the coupling agent or surface treatment agent include γ-glycidoxy-propyltrimethoxysilane, γ-aminopropyl-trimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidyloxypropyl- Examples include silane coupling agents such as trimethoxysilane, titanate coupling agents, and aluminum coupling agents. These coupling agents or surface treatment agents can be used alone or as a mixture of two or more.

[配合比率]
高誘電率と低熱膨張率を併せ持ち、機械的強度にも優れた絶縁材料を得るために、エポキシ化合物に対する3種の無機粒子、すなわち、層状シリケート化合物、酸化物系粒子、高誘電率粒子の配合比率は、望ましくは、図2に示す範囲内で設定される。図2に示すように、エポキシ化合物100重量部に対して、層状シリケート化合物が1〜50重量部、酸化物系粒子が100〜400重量部、高誘電率粒子が100〜400重量部、の割合でそれぞれ充填される。かつ、エポキシ化合物100重量部に対して、酸化物系粒子と高誘電率粒子の充填量の合計は500重量部以下とされる。このような無機粒子の配合比率の限定は、以下の理由による。
[Combination ratio]
In order to obtain an insulating material having both a high dielectric constant and a low thermal expansion coefficient and excellent mechanical strength, a combination of three types of inorganic particles, that is, a layered silicate compound, an oxide-based particle, and a high dielectric constant particle with respect to an epoxy compound The ratio is desirably set within the range shown in FIG. As shown in FIG. 2, the ratio of 1 to 50 parts by weight of the layered silicate compound, 100 to 400 parts by weight of the oxide-based particles, and 100 to 400 parts by weight of the high dielectric constant particles with respect to 100 parts by weight of the epoxy compound. Respectively. And the sum total of the filling amount of an oxide type particle | grain and a high dielectric constant particle shall be 500 weight part or less with respect to 100 weight part of epoxy compounds. The limitation of the blending ratio of such inorganic particles is due to the following reason.

層状シリケート化合物の配合量は、エポキシ化合物100重量部に対して1〜50重量部とすることにより、樹脂組成物の熱膨張を抑制し、破壊靱性を向上することができると共に、樹脂組成物の粘度上昇を抑制し、注型・構造部材製造の作業効率低下を防止できる。すなわち、層状シリケート化合物の配合量が、エポキシ化合物100重量部に対して1重量部未満であると、樹脂組成物の熱膨張を抑制することが困難となり、破壊靱性を向上することが困難となる。逆に、層状シリケート化合物の配合量が、エポキシ化合物100重量部に対して50重量部を超えると、樹脂組成物の粘度が上昇するため、酸化物系粒子、高誘電率粒子を均一分散することが困難になると共に、注型・構造部材製造の作業効率の低下にもつながる。   The amount of the layered silicate compound is 1 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy compound, thereby suppressing the thermal expansion of the resin composition and improving the fracture toughness. The increase in viscosity can be suppressed, and the work efficiency of casting and structural member manufacturing can be prevented from being lowered. That is, when the compounding amount of the layered silicate compound is less than 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy compound, it becomes difficult to suppress the thermal expansion of the resin composition, and it becomes difficult to improve the fracture toughness. . On the contrary, when the compounding amount of the layered silicate compound exceeds 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy compound, the viscosity of the resin composition increases, so that the oxide particles and the high dielectric constant particles are uniformly dispersed. Is difficult, and also leads to a decrease in work efficiency of casting and structural member manufacturing.

酸化物系粒子の配合量は、エポキシ化合物100重量部に対して100〜400重量部とすることにより、樹脂組成物の熱膨張および粘度上昇を抑制することができる。すなわち、酸化物系粒子の配合量が、エポキシ化合物100重量部に対して100重量部未満であると、樹脂組成物の熱膨張を抑制することが困難となる。逆に、酸化物系粒子の配合量が、エポキシ化合物100重量部に対して400重量部を超えると、樹脂組成物の粘度が上昇するため、酸化物系粒子、高誘電率粒子を均一分散することが困難になる。   The compounding amount of the oxide particles can be 100 to 400 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy compound, thereby suppressing the thermal expansion and viscosity increase of the resin composition. That is, when the compounding amount of the oxide-based particles is less than 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy compound, it is difficult to suppress the thermal expansion of the resin composition. Conversely, when the compounding amount of the oxide-based particles exceeds 400 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy compound, the viscosity of the resin composition increases, so that the oxide-based particles and the high dielectric constant particles are uniformly dispersed. It becomes difficult.

高誘電率粒子の配合量は、エポキシ化合物100重量部に対して100〜400重量部とすることにより、樹脂組成物に必要な誘電率を付与すると共に、樹脂組成物の粘度上昇を抑制することかできる。すなわち、高誘電率粒子の配合量が、エポキシ化合物100重量部に対して100重量部未満であると、樹脂組成物に必要な誘電率を付与することが困難となる。逆に、高誘電率粒子の配合量が、エポキシ化合物100重量部に対して400重量部を超えると、樹脂組成物の粘度が上昇するため、酸化物系粒子、高誘電率粒子を均一分散することが困難になる。   The blending amount of the high dielectric constant particles is 100 to 400 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy compound, thereby giving the resin composition a necessary dielectric constant and suppressing an increase in the viscosity of the resin composition. I can do it. That is, when the blending amount of the high dielectric constant particles is less than 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy compound, it is difficult to impart a necessary dielectric constant to the resin composition. On the contrary, when the blending amount of the high dielectric constant particles exceeds 400 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy compound, the viscosity of the resin composition increases, so that the oxide particles and the high dielectric constant particles are uniformly dispersed. It becomes difficult.

酸化物系粒子と高誘電率粒子の充填量の合計は、エポキシ化合物100重量部に対して500重量部以下とすることにより、樹脂組成物の粘度上昇を抑制することかできる。すなわち、酸化物系粒子と高誘電率粒子の個々の配合比率が上記の範囲内であっても、その充填量の合計が、エポキシ化合物100重量部に対して500重量部を超えると、樹脂組成物の粘度上昇が著しくなり、注型用樹脂として使用することが困難となる。   By making the total filling amount of the oxide-based particles and the high dielectric constant particles 500 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the epoxy compound, an increase in the viscosity of the resin composition can be suppressed. That is, even when the individual blending ratio of the oxide particles and the high dielectric constant particles is within the above range, if the total filling amount exceeds 500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy compound, the resin composition The increase in the viscosity of the product becomes significant, making it difficult to use as a casting resin.

[樹脂組成物の製造工程]
図3は、上述した樹脂組成物の製造工程の一例を示すフローチャートである。この図3に示すように、樹脂組成物の製造に当たっては、まず、エポキシ化合物に層状シリケート化合物を添加し、剪断力を加えながら混合して分散させる(S01)。剪断力を加えることにより、層状シリケート化合物をエポキシ樹脂中に均一分散させることが可能となる。
[Production process of resin composition]
FIG. 3 is a flowchart showing an example of the manufacturing process of the resin composition described above. As shown in FIG. 3, in the production of the resin composition, first, a layered silicate compound is added to an epoxy compound, and mixed and dispersed while applying a shearing force (S01). By applying a shearing force, the layered silicate compound can be uniformly dispersed in the epoxy resin.

すなわち、層状シリケート化合物は、長さおよび幅が各々100nm程度、厚さが数nmの、大きなアスペクト比を持つ平板状物質が積層したナノサイズの粒子で、均一に分散するためには剪断混合を行う必要がある。この場合に、酸化物系粒子、高誘電率粒子のように、層状シリケート化合物よりも粒子径の大きな粒子がエポキシ化合物中に存在すると、混合機からの剪断力が層状シリケート化合物まで十分に及ばなくなるので、均一に分散することが困難となる。このため、エポキシ化合物に対する粒子分散工程では、図3に示すように、層状シリケート化合物を最初に分散する必要がある。   That is, the layered silicate compound is nano-sized particles with a large aspect ratio laminated with a length and width of about 100 nm each and a thickness of several nanometers. There is a need to do. In this case, if a particle having a particle size larger than that of the layered silicate compound, such as an oxide-based particle or a high dielectric constant particle, is present in the epoxy compound, the shearing force from the mixer does not sufficiently reach the layered silicate compound. Therefore, it becomes difficult to uniformly disperse. For this reason, in the particle dispersion step for the epoxy compound, it is necessary to first disperse the layered silicate compound as shown in FIG.

また、剪断混合を行う混合装置としては、剪断力を加えながら混合可能な装置であれば、適宜に使用可能であり、その種類は特に限定されるものではないが、具体例としては、ビーズミル混合機、3本ロールミル混合機、ホモジナイザー混合機、ラボプラストミル混合機(東洋精機製作所社製)、ミラクルKCK(浅田鉄工所社製)、Distromix(エーテクジャパン社製)等、Clear S55(エム・テクニック社製)などが挙げられる。   In addition, as a mixing apparatus for performing shear mixing, any apparatus that can mix while applying a shearing force can be used as appropriate, and the type of the mixing apparatus is not particularly limited. , Three roll mill mixer, homogenizer mixer, lab plast mill mixer (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.), Miracle KCK (manufactured by Asada Iron Works), Distromix (manufactured by ATEC Japan Co., Ltd.), Clear S55 (M Technic Co., Ltd.).

層状シリケート化合物の剪断混合(S01)時にはまた、カップリング剤あるいは表面処理剤を共に混合することで、層状シリケート化合物の表面をカップリング剤あるいは表面処理剤で改質することが望ましい。このように層状シリケート化合物の表面改質を行うことにより、エポキシ樹脂と層状シリケート化合物の界面接着を強固にすることができる。さらに、層状シリケート化合物は、四級アンモニウムイオンにより予め有機修飾することにより、エポキシ化合物に対する親和性を向上することができる。   During the shear mixing (S01) of the layered silicate compound, it is also desirable to modify the surface of the layered silicate compound with the coupling agent or the surface treatment agent by mixing the coupling agent or the surface treatment agent together. By performing the surface modification of the layered silicate compound in this manner, the interface adhesion between the epoxy resin and the layered silicate compound can be strengthened. Further, the layered silicate compound can be improved in affinity for the epoxy compound by organic modification with a quaternary ammonium ion in advance.

続いて、層状シリケート化合物を分散させたエポキシ化合物に、酸化物系粒子と高誘電率粒子を添加して、混合・分散させる(S02)。この場合、層状シリケート化合物の剪断混合(S01)時にカップリング剤あるいは表面処理剤が混合されていれば、酸化物系粒子と高誘電率粒子についても表面改質を行うことができ、エポキシ樹脂との界面接着を強固にすることができる。   Subsequently, oxide particles and high dielectric constant particles are added to the epoxy compound in which the layered silicate compound is dispersed, and mixed and dispersed (S02). In this case, if the coupling agent or the surface treatment agent is mixed during the shear mixing (S01) of the layered silicate compound, the surface modification can be performed also on the oxide particles and the high dielectric constant particles. The interfacial adhesion can be strengthened.

以上のように、エポキシ化合物に、層状シリケート化合物を剪断混合により分散させ、続いて、酸化物系粒子、および高誘電率粒子を分散させてなる混合物に、エポキシ樹脂用硬化剤を添加してさらに混合する(S03)ことにより、上記の樹脂組成物を得ることができる。さらに、この樹脂組成物を加熱硬化することで、目的とする絶縁材料を作製することができる。   As described above, the epoxy resin curing agent is added to the mixture obtained by dispersing the layered silicate compound in the epoxy compound by shear mixing, and subsequently dispersing the oxide-based particles and the high dielectric constant particles. By mixing (S03), the above resin composition can be obtained. Furthermore, the target insulating material can be produced by heat-curing the resin composition.

[実施形態の作用・効果]
以上のように、本実施形態によれば、1分子当たり2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物とエポキシ樹脂用硬化剤からなるエポキシ樹脂中に、層状シリケート化合物、酸化物系粒子、および高誘電率粒子を分散させることにより、高誘電率と低熱膨張率を併せ持ち、機械的強度にも優れた絶縁材料を提供できる。
[Operations and effects of the embodiment]
As described above, according to the present embodiment, a layered silicate compound, an oxide-based particle, and a high dielectric constant are contained in an epoxy resin composed of an epoxy compound having two or more epoxy groups per molecule and an epoxy resin curing agent. By dispersing the rate particles, an insulating material having both a high dielectric constant and a low coefficient of thermal expansion and excellent mechanical strength can be provided.

すなわち、酸化物系粒子と高誘電率粒子の両方を充填することにより、熱膨張を抑制しながらエポキシ樹脂に必要な誘電率を付与すると共に、エポキシ樹脂の粘度上昇を抑制できるため、作業性が低下することもない。さらに、層状シリケート化合物は、ナノスケールでエポキシ樹脂中に分散することにより、エポキシ樹脂の高分子鎖を拘束し、熱による分子鎖の運動を抑制することで熱膨張を抑制すると共に、クラックが発生した場合、その進展を抑制できるため、破壊靱性を向上することができる。   That is, by filling both oxide-based particles and high dielectric constant particles, it is possible to impart the necessary dielectric constant to the epoxy resin while suppressing thermal expansion, and to suppress an increase in the viscosity of the epoxy resin. There is no decline. Furthermore, the layered silicate compound is dispersed in the epoxy resin at the nanoscale, thereby restraining the polymer chain of the epoxy resin and suppressing the movement of the molecular chain due to heat, thereby suppressing thermal expansion and generating cracks. In such a case, since the progress can be suppressed, the fracture toughness can be improved.

また、そのような高誘電率と低熱膨張率を併せ持ち、機械的強度にも優れた絶縁材料を電気機器の注型部材や構造部材などの絶縁物として使用することにより、高圧導体と絶縁物の境界部における電気ストレスを低減でき、絶縁物の熱膨張率を高圧導体と同程度にすることができるため、運転時の発熱による高圧導体と絶縁物界面の剥離を防ぐことができ、また、破壊靭性などの機械的強度も確保できる。したがって、小形・高性能で信頼性の高い電気機器を提供することができる。   In addition, by using an insulating material that has both a high dielectric constant and a low thermal expansion coefficient and excellent mechanical strength as an insulator for casting members and structural members of electrical equipment, The electrical stress at the boundary can be reduced, and the thermal expansion coefficient of the insulator can be made the same as that of the high-voltage conductor, so that the interface between the high-voltage conductor and the insulator due to heat generation during operation can be prevented and destroyed. Mechanical strength such as toughness can be secured. Therefore, it is possible to provide a small, high-performance and highly reliable electric apparatus.

[電気機器への適用]
具体的な電気機器への適用としては、本実施形態の樹脂組成物により、図4に示すような真空バルブ41をモールドする注型絶縁物42を製造したり、図5に示すような高圧導体51を絶縁・支持する絶縁スペーサ52を製造することができる。このような注型絶縁物42や絶縁スペーサ52では、高圧導体と絶縁物の境界部における電気ストレスを低減でき、高圧導体などの金属(銅、アルミニウム等)と絶縁物の熱膨張率を同程度にすることができるため、運転時の発熱による高圧導体と絶縁物界面の剥離を防止でき、また、破壊靭性などの機械的強度も確保できる。
[Application to electrical equipment]
As a specific application to an electric device, a cast insulator 42 for molding a vacuum valve 41 as shown in FIG. 4 is manufactured from the resin composition of this embodiment, or a high-voltage conductor as shown in FIG. Insulating spacers 52 that insulate and support 51 can be manufactured. Such cast insulator 42 and insulating spacer 52 can reduce the electrical stress at the boundary between the high-voltage conductor and the insulator, and the thermal expansion coefficient of the metal (copper, aluminum, etc.) such as the high-voltage conductor and the insulator is comparable. Therefore, separation of the interface between the high-voltage conductor and the insulator due to heat generated during operation can be prevented, and mechanical strength such as fracture toughness can be secured.

したがって、ガス絶縁開閉装置や管路気中送電装置などのスイッチギアにおいて、図4や図5に示すような真空バルブ41や絶縁スペーサ52を用いることにより、小形・高性能で信頼性の高いスイッチギアを実現できる。   Therefore, in a switchgear such as a gas insulated switchgear or a pipeline air power transmission device, a small, high-performance and highly reliable switch can be obtained by using the vacuum valve 41 and the insulating spacer 52 as shown in FIGS. Gear can be realized.

次に、本発明の具体的な実施例および従来技術による比較例を示し、これらの実施例および比較例の対照的な評価により、本発明の作用・効果についてさらに詳しく説明する。   Next, specific examples of the present invention and comparative examples according to the prior art will be shown, and actions and effects of the present invention will be described in more detail by contrasting evaluation of these examples and comparative examples.

[実施例1]
実施例1としては、図2に記載の範囲の望ましい配合比率で、前述した実施形態に記載の製造工程(図3)により、有機修飾された層状シリケート化合物と表面処理用のカップリング剤をエポキシ化合物に添加して剪断混合し、続いて、酸化物系粒子と高誘電率粒子を混合した。この実施例1の詳細は以下の通りである。
[Example 1]
In Example 1, an organically modified layered silicate compound and a surface treatment coupling agent were epoxy-modified by the production process described in the above-described embodiment (FIG. 3) at a desirable blending ratio within the range described in FIG. It was added to the compound and shear mixed, followed by mixing of oxide-based particles and high dielectric constant particles. The details of Example 1 are as follows.

まず、エポキシ化合物100重量部(ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ジャパンエポキシレジン社製)に、四級アンモニウムイオンで有機修飾されている層状シリケート化合物10重量部(一次粒径1〜数100nm、コープケミカル社製)とシランカップリング剤:γ−グリシドキシ−プロピルトリメトキシシラン(日本ユニカー社製、商品名:A187)1重量部を添加し、剪断力を加えて混合した。   First, 100 parts by weight of an epoxy compound (bisphenol A type epoxy resin, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) and 10 parts by weight of a layered silicate compound that is organically modified with a quaternary ammonium ion (primary particle size of 1 to several hundred nm, Coop Chemical Co., Ltd.) And silane coupling agent: 1 part by weight of γ-glycidoxy-propyltrimethoxysilane (manufactured by Nihon Unicar Co., Ltd., trade name: A187) was added and mixed by applying shearing force.

この混合物に、酸化物系粒子としてシリカ(クリスタライトA1、龍森社)200重量部と、高誘電率粒子として酸化チタン(MT−100S、テイカ社製)200重量部を添加し、万能混合攪拌機(ダルトン製社、商品名:5DMV−r型)を用いて混合した。この混合物に、エポキシ樹脂用酸無水物系硬化剤(新日本理化社製、商品名:リカシッド MH−700)86重量部と、酸無水物系硬化剤用硬化促進剤(日本油脂社製、商品名:M2−100)1重量部とを添加し、80℃で10分間の混合を行って、樹脂組成物を調製した。   To this mixture, 200 parts by weight of silica (Crystallite A1, Tatsumori) as oxide-based particles and 200 parts by weight of titanium oxide (MT-100S, manufactured by Teika) as high-permittivity particles are added. (Dalton Co., Ltd., trade name: 5DMV-r type). To this mixture, 86 parts by weight of an acid anhydride curing agent for epoxy resin (manufactured by Nippon Nippon Chemical Co., Ltd., trade name: Ricacid MH-700) and a curing accelerator for acid anhydride curing agent (manufactured by NOF Corporation, product Name: M2-100) 1 part by weight was added and mixed at 80 ° C. for 10 minutes to prepare a resin composition.

このように調整した樹脂組成物を、予め100℃に加熱した金型に流し込み、真空脱泡後に100℃×3時間(一次硬化)+150℃×15時間(二次硬化)の条件で硬化処理を施すことによって、目的とする絶縁材料を作製した。この絶縁材料を後述する特性評価に供した。   The resin composition thus adjusted is poured into a mold heated to 100 ° C. in advance, and after vacuum degassing, a curing treatment is performed under conditions of 100 ° C. × 3 hours (primary curing) + 150 ° C. × 15 hours (secondary curing). By applying, the target insulating material was produced. This insulating material was subjected to the characteristic evaluation described later.

なお、他の実施例2,3、および比較例1,2についても、具体的に使用した材料の種類や装置の型などの製品識別(製造元や商品名)は実施例1と同様であるため、以下の説明においては、個々の製品識別の記載を省略する。   In the other Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 and 2, the product identification (manufacturer and product name) such as the type of material used and the type of device is the same as in Example 1. In the following description, description of individual product identification is omitted.

[実施例2]
実施例2としては、実施例1と同様の配合比率としながら、実施例1とは異なる製造工程により、表面処理用のカップリング剤を使用せず、酸化物系粒子と高誘電率粒子をエポキシ化合物に混合した後、有機修飾されていない層状シリケート化合物を剪断力を加えることなく混合した。この実施例2の詳細は以下の通りである。
[Example 2]
As Example 2, the same mixing ratio as in Example 1 was used, but the oxide particles and the high dielectric constant particles were bonded to the epoxy particles without using a surface treatment coupling agent by a production process different from Example 1. After mixing with the compound, the non-organically modified layered silicate compound was mixed without applying shear. The details of Example 2 are as follows.

まず、エポキシ樹脂100重量部に、酸化物系粒子としてシリカ200重量部と、高誘電率粒子として酸化チタン200重量部を添加し、万能混合攪拌機を用いて混合した。この混合物に、有機修飾されていない層状シリケート化合物10重量部を加えて、万能混合攪拌機を用いて混合した。この混合物に、エポキシ樹脂用酸無水物系硬化剤86重量部と、酸無水物系硬化剤用硬化促進剤1重量部とを添加し、80℃で10分間の混合を行って樹脂組成物を調製した。   First, 200 parts by weight of silica as oxide-based particles and 200 parts by weight of titanium oxide as high dielectric constant particles were added to 100 parts by weight of epoxy resin, and mixed using a universal mixing stirrer. To this mixture, 10 parts by weight of a layered silicate compound not organically modified was added and mixed using a universal mixing stirrer. To this mixture, 86 parts by weight of an acid anhydride curing agent for epoxy resin and 1 part by weight of a curing accelerator for acid anhydride curing agent are added and mixed at 80 ° C. for 10 minutes to obtain a resin composition. Prepared.

このように調整した樹脂組成物に対して、実施例1と同様の条件で硬化処理を施すことによって、目的とする絶縁材料を作製した。この絶縁材料を後述する特性評価に供した。   The resin composition thus adjusted was subjected to a curing treatment under the same conditions as in Example 1 to produce a target insulating material. This insulating material was subjected to the characteristic evaluation described later.

[実施例3]
実施例3としては、無機粒子の配合比率を図2に記載の範囲から逸脱させる点以外は、実施例1と同様の製造工程により、有機修飾された層状シリケート化合物と表面処理用のカップリング剤をエポキシ化合物に添加して剪断混合し、続いて、酸化物系粒子と高誘電率粒子を混合した。この実施例3の詳細は以下の通りである。
[Example 3]
In Example 3, except that the blending ratio of the inorganic particles deviates from the range shown in FIG. 2, the organically modified layered silicate compound and the coupling agent for surface treatment were produced by the same production process as in Example 1. Was added to the epoxy compound and shear mixed, followed by mixing of oxide-based particles and high dielectric constant particles. The details of Example 3 are as follows.

まず、エポキシ樹脂100重量部に、四級アンモニウムイオンで有機修飾されている層状シリケート化合物60重量部とシランカップリング剤:γ−グリシドキシ−プロピルトリメトキシシラン1重量部を添加し、剪断力を加えて混合した。   First, 60 parts by weight of a layered silicate compound organically modified with quaternary ammonium ions and 1 part by weight of a silane coupling agent: γ-glycidoxy-propyltrimethoxysilane are added to 100 parts by weight of an epoxy resin, and shear force is applied. And mixed.

この混合物に、酸化物系粒子としてシリカ250重量部と、高誘電率粒子として酸化チタン250重量部を添加し、万能混合攪拌機を用いて混合した。この混合物に、エポキシ樹脂用酸無水物系硬化剤86重量部と、酸無水物系硬化剤用硬化促進剤1重量部とを添加し、80℃で10分間の混合を行って、樹脂組成物を調製した。   To this mixture, 250 parts by weight of silica as oxide-based particles and 250 parts by weight of titanium oxide as high dielectric constant particles were added and mixed using a universal mixing stirrer. To this mixture, 86 parts by weight of an acid anhydride curing agent for epoxy resin and 1 part by weight of a curing accelerator for acid anhydride curing agent were added and mixed at 80 ° C. for 10 minutes to obtain a resin composition. Was prepared.

このように調整した樹脂組成物に対して、実施例1と同様の条件で硬化処理を施すことによって、目的とする絶縁材料を作製した。この絶縁材料を後述する特性評価に供した。   The resin composition thus adjusted was subjected to a curing treatment under the same conditions as in Example 1 to produce a target insulating material. This insulating material was subjected to the characteristic evaluation described later.

[比較例1]
比較例1としては、層状シリケート化合物を使用しない点以外は、実施例1と同様の配合比率の酸化物系粒子と高誘電率粒子を用いて、表面処理用のカップリング剤と共にエポキシ化合物に添加して混合した。この比較例1の詳細は以下の通りである。
[Comparative Example 1]
As Comparative Example 1, except that no layered silicate compound is used, oxide-based particles and high dielectric constant particles having the same blending ratio as in Example 1 are added to the epoxy compound together with a coupling agent for surface treatment. And mixed. Details of Comparative Example 1 are as follows.

まず、エポキシ樹脂100重量部に、酸化物系粒子としてシリカ200重量部と、高誘電率粒子として酸化チタン100重量部と、シランカップリング剤:γ−グリシドキシ−プロピルトリメトキシシラン1重量部を添加し、万能混合攪拌機を用いて混合した。この混合物に、エポキシ樹脂用酸無水物系硬化剤86重量部と、酸無水物系硬化剤用硬化促進剤1重量部とを添加し、80℃で10分間の混合を行って、樹脂組成物を調製した。   First, 200 parts by weight of silica as oxide-based particles, 100 parts by weight of titanium oxide as high dielectric constant particles, and 1 part by weight of silane coupling agent: γ-glycidoxy-propyltrimethoxysilane are added to 100 parts by weight of epoxy resin. And mixed using a universal mixing stirrer. To this mixture, 86 parts by weight of an acid anhydride curing agent for epoxy resin and 1 part by weight of a curing accelerator for acid anhydride curing agent were added and mixed at 80 ° C. for 10 minutes to obtain a resin composition. Was prepared.

このように調整した樹脂組成物に対して、実施例1と同様の条件で硬化処理を施すことによって、目的とする絶縁材料を作製した。この絶縁材料を後述する特性評価に供した。   The resin composition thus adjusted was subjected to a curing treatment under the same conditions as in Example 1 to produce a target insulating material. This insulating material was subjected to the characteristic evaluation described later.

[比較例2]
比較例2としては、高誘電率粒子を使用しない点以外は、実施例1と同様の配合比率の層状シリケート化合物と酸化物系粒子を用いて、有機修飾された層状シリケート化合物と表面処理用のカップリング剤をエポキシ化合物に添加して剪断混合し、続いて、酸化物系粒子を混合した。この比較例2の詳細は以下の通りである。
[Comparative Example 2]
As Comparative Example 2, except that high dielectric constant particles are not used, an organically modified layered silicate compound and a surface treatment using a layered silicate compound and oxide-based particles having the same mixing ratio as Example 1 are used. A coupling agent was added to the epoxy compound and shear mixed, followed by mixing of the oxide-based particles. Details of Comparative Example 2 are as follows.

まず、エポキシ樹脂100重量部に、四級アンモニウムイオンで有機修飾されている層状シリケート化合物10重量部と、シランカップリング剤:γ−グリシドキシ−プロピルトリメトキシシラン1重量部を添加し、剪断力を加えて混合した。   First, 10 parts by weight of a layered silicate compound organically modified with quaternary ammonium ions and 1 part by weight of a silane coupling agent: γ-glycidoxy-propyltrimethoxysilane are added to 100 parts by weight of an epoxy resin, and the shearing force is increased. Added and mixed.

この混合物に、酸化物系粒子としてシリカ250重量部を添加し、万能混合攪拌機を用いて混合した。この混合物に、エポキシ樹脂用酸無水物系硬化剤86重量部と、酸無水物系硬化剤用硬化促進剤1重量部とを添加し、80℃で10分間の混合を行って、樹脂組成物を調製した。   To this mixture, 250 parts by weight of silica as oxide-based particles was added and mixed using a universal mixing stirrer. To this mixture, 86 parts by weight of an acid anhydride curing agent for epoxy resin and 1 part by weight of a curing accelerator for acid anhydride curing agent were added and mixed at 80 ° C. for 10 minutes to obtain a resin composition. Was prepared.

このように調整した樹脂組成物に対して、実施例1と同様の条件で硬化処理を施すことによって、目的とする絶縁材料を作製した。この絶縁材料を後述する特性評価に供した。   The resin composition thus adjusted was subjected to a curing treatment under the same conditions as in Example 1 to produce a target insulating material. This insulating material was subjected to the characteristic evaluation described later.

以下の表1は、上述した実施例1〜3および比較例1,2で使用した配合組成物とその配合比率および製造工程の違いをまとめたものである。

Figure 0004969816
Table 1 below summarizes the blending compositions used in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 described above, the blending ratios, and the differences in the manufacturing process.
Figure 0004969816

[実施例・比較例で得た絶縁材料の物性値測定方法]
次に、上述した実施例1〜3および比較例1,2により得た絶縁材料について、下記に示す方法で線膨張係数、誘電率、破壊靱性、樹脂粘度の測定を行った。
[Method for measuring physical properties of insulating materials obtained in Examples and Comparative Examples]
Next, the linear expansion coefficient, dielectric constant, fracture toughness, and resin viscosity of the insulating materials obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 described above were measured by the following methods.

〈線膨張係数の測定方法〉
縦5mm×横5mm×高さ15mmの試験片を用いて、熱機械分析装置(TMS−110:セイコーインスツルルメンツ)により線膨張係数を求めた。測定温度範囲は20〜200℃、昇温速度は2℃/分とした。
<Measuring method of linear expansion coefficient>
The linear expansion coefficient was calculated | required with the thermomechanical analyzer (TMS-110: Seiko Instruments) using the test piece of 5 mm long x 5 mm wide x 15 mm in height. The measurement temperature range was 20 to 200 ° C., and the heating rate was 2 ° C./min.

〈誘電率の測定方法〉
JIS− K6911に従い、直径100mm×厚さ2mmの円形試験片を用いて、室温においてGRブリッジ(GR1616:General Radio)により誘電率を測定した。測定周波数は60Hzである。
<Measurement method of dielectric constant>
In accordance with JIS-K6911, a dielectric constant was measured by a GR bridge (GR1616: General Radio) at room temperature using a circular test piece having a diameter of 100 mm and a thickness of 2 mm. The measurement frequency is 60 Hz.

〈破壊靱性の測定方法〉
ASTM D5045−91に従い、コンパクトテンション試験片に初期亀裂を生成させ、引張り荷重を加え、亀裂が進展して破断した時の荷重から、破壊靭性値(KIC)を算出した。また、クロスヘッドの移動速度は1mm/分、測定温度は室温である。
<Measurement method of fracture toughness>
According to ASTM D5045-91, an initial crack was generated in the compact tension test piece, a tensile load was applied, and the fracture toughness value (K IC ) was calculated from the load when the crack progressed and broke. The moving speed of the crosshead is 1 mm / min, and the measurement temperature is room temperature.

〈樹脂粘度の測定方法〉
エポキシ樹脂化合物に各粒子を分散し、続いてエポキシ樹脂硬化剤を加えた後、加熱硬化前の樹脂組成物を60℃まで温め、B型粘度計により樹脂粘度を測定した。
<Measurement method of resin viscosity>
After dispersing each particle in the epoxy resin compound and subsequently adding an epoxy resin curing agent, the resin composition before heat curing was warmed to 60 ° C., and the resin viscosity was measured with a B-type viscometer.

[実施例・比較例で得た絶縁材料の物性値測定結果]
以下の表2は、以上の測定方法による測定結果を示す。表2の測定結果が示すように、本発明の実施例1〜3による絶縁材料は、比較例1〜2による絶縁材料と比較して、熱膨張率が導体の材料である銅と同程度と小さく、高誘電率で、破壊靱性が高く、粘度も注型作業に適した値であることが分かる。以下には、表1,2において実施例1〜3と比較例1,2を比較参照することで、本発明の作用・効果についてさらに詳しく説明する。
[Measurement results of physical properties of insulating materials obtained in Examples and Comparative Examples]
Table 2 below shows the measurement results obtained by the above measurement method. As the measurement results in Table 2 show, the insulating material according to Examples 1 to 3 of the present invention has a thermal expansion coefficient comparable to that of copper as a conductor material, compared with the insulating material according to Comparative Examples 1 and 2. It can be seen that it is small, has a high dielectric constant, has high fracture toughness, and has a viscosity suitable for casting operations. In the following, the operations and effects of the present invention will be described in more detail by comparing and referring to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 in Tables 1 and 2.

Figure 0004969816
Figure 0004969816

[実施例1と比較例1,2の比較]
まず、表1,2において実施例1と比較例1,2を比較することで、層状シリケート化合物、酸化物系粒子、高誘電率粒子という3種類の無機粒子を充填することによる作用・効果を説明することができる。すなわち、表1に示すように、実施例1による絶縁材料では、層状シリケート化合物、酸化物系粒子、高誘電率粒子の3種類が充填されている。これに対して、比較例1では、酸化物系粒子と高誘電率粒子のみが充填され、層状シリケート化合物が充填されていない。また、比較例2では、層状シリケート化合物と酸化物系粒子のみが充填され、高誘電率粒子が充填されていない。
[Comparison between Example 1 and Comparative Examples 1 and 2]
First, by comparing Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 in Tables 1 and 2, the action and effect of filling three types of inorganic particles, a layered silicate compound, an oxide-based particle, and a high dielectric constant particle, are shown. Can be explained. That is, as shown in Table 1, the insulating material according to Example 1 is filled with three types of layered silicate compound, oxide-based particles, and high dielectric constant particles. On the other hand, in Comparative Example 1, only the oxide particles and the high dielectric constant particles are filled, and the layered silicate compound is not filled. In Comparative Example 2, only the layered silicate compound and the oxide-based particles are filled, and the high dielectric constant particles are not filled.

表2に示すように、実施例1では、比較例1よりも線膨張係数が小さく、破壊靱性が高くなっている。この理由は、エポキシ樹脂中にナノスケールで分散した層状シリケート化合物が、エポキシ樹脂の高分子鎖を拘束し、熱による分子鎖の運動を抑制することで熱膨張を抑制すると共に、クラックが発生した場合、その進展を抑制できることから、破壊靱性を向上するためであると考えられる。また、実施例1では、高誘電率粒子が充填されているため、比較例2よりも高い誘電率を示している。   As shown in Table 2, in Example 1, the linear expansion coefficient is smaller than that of Comparative Example 1, and the fracture toughness is high. This is because the layered silicate compound dispersed on the nanoscale in the epoxy resin restrains the polymer chain of the epoxy resin and suppresses the movement of the molecular chain due to heat, thereby suppressing thermal expansion and causing cracks. In this case, the progress can be suppressed, which is considered to improve the fracture toughness. In Example 1, since the high dielectric constant particles are filled, the dielectric constant is higher than that of Comparative Example 2.

[実施例1と実施例3の比較]
次に、表1,2において実施例1と実施例3を比較することで、無機粒子の充填量(エポキシ化合物に対する配合比率)の限定による作用・効果を説明することができる。すなわち、表1に示すように、実施例1における無機粒子の充填量は、図2に示す望ましい範囲内となっている。一方、実施例3における無機粒子の充填量は、図2に示す範囲を逸脱している。
[Comparison between Example 1 and Example 3]
Next, by comparing Example 1 and Example 3 in Tables 1 and 2, the action and effect due to the limitation of the filling amount of inorganic particles (mixing ratio with respect to the epoxy compound) can be explained. That is, as shown in Table 1, the filling amount of the inorganic particles in Example 1 is within a desirable range shown in FIG. On the other hand, the filling amount of the inorganic particles in Example 3 deviates from the range shown in FIG.

表2に示すように、実施例1における樹脂の粘度が十分低いのに比べて、実施例3における樹脂の粘度は著しく高くなっている。このことは、無機粒子の充填量が図2に示す望ましい範囲内であれば、樹脂の粘度上昇を抑制できる一方で、当該範囲を逸脱した場合には、樹脂の粘度上昇が著しいことを意味している。また、表2に示す粘度以外の各物性値は、実施例1と実施例3の間で大きな差はないが、実施例3のように樹脂粘度が非常に高いと、注型などの作業性が著しく低下する。   As shown in Table 2, the viscosity of the resin in Example 3 is significantly higher than the viscosity of the resin in Example 1 is sufficiently low. This means that the increase in the viscosity of the resin can be suppressed if the filling amount of the inorganic particles is within the desirable range shown in FIG. 2, while the increase in the viscosity of the resin is remarkable when the amount exceeds the range. ing. In addition, each physical property value other than the viscosity shown in Table 2 is not greatly different between Example 1 and Example 3. However, when the resin viscosity is very high as in Example 3, workability such as casting is improved. Is significantly reduced.

[実施例1と実施例2の比較]
続いて、表1,2において実施例1と実施例2を比較することで、層状シリケート化合物を酸化物系粒子および高誘電率粒子より先に剪断混合する点、層状シリケート化合物を四級アンモニウムイオンで有機修飾する点、および無機粒子をシランカップリング剤により表面処理する点、による作用・効果を説明することができる。すなわち、表1に示すように、実施例1の製造工程はこれらの特徴を有するのに対し、実施例2の製造工程はこれらの特徴を持たない。
[Comparison between Example 1 and Example 2]
Subsequently, by comparing Example 1 and Example 2 in Tables 1 and 2, the layered silicate compound was shear mixed before the oxide-based particles and the high dielectric constant particles, and the layered silicate compound was quaternary ammonium ion. The effect | action and the effect by the point which carries out organic modification by (1) and the point which surface-treats an inorganic particle with a silane coupling agent can be demonstrated. That is, as shown in Table 1, the manufacturing process of Example 1 has these characteristics, whereas the manufacturing process of Example 2 does not have these characteristics.

まず、実施例1では、実施例2に比べて、線膨張係数が小さく、破壊靱性が高くなっている。すなわち、実施例1では、ナノサイズの粒径を持つ層状シリケート化合物を、粒子径の大きな酸化物系粒子および高誘電率粒子より先に、剪断混合によりエポキシ化合物中に分散していることから、層状シリケート化合物に対して剪断力を効率よく与えて混合することができ、エポキシ化合物中に均一に分散させることができるため、線膨張係数が小さく、破壊靱性が高くなっているものと考えられる。これに対して、実施例2では、エポキシ化合物に酸化物系粒子と高誘電率粒子を分散した後に、層状シリケート化合物を大きな剪断力が加わらない汎用の混合装置で分散していることから、層状シリケート化合物を実施例1ほど均一に分散させることができないため、線膨張率が若干大きく、破壊靱性値が若干小さくなっているものと考えられる。   First, in Example 1, compared with Example 2, the linear expansion coefficient is small and the fracture toughness is high. That is, in Example 1, since the layered silicate compound having a nano-size particle size is dispersed in the epoxy compound by shear mixing before the oxide-based particles having a large particle size and the high dielectric constant particles, It can be considered that the layered silicate compound can be efficiently mixed with a shearing force and can be uniformly dispersed in the epoxy compound, so that the linear expansion coefficient is small and the fracture toughness is high. On the other hand, in Example 2, since the oxide-based particles and the high dielectric constant particles are dispersed in the epoxy compound, the layered silicate compound is dispersed by a general-purpose mixing device that does not apply a large shearing force. Since the silicate compound cannot be dispersed as uniformly as in Example 1, it is considered that the linear expansion coefficient is slightly large and the fracture toughness value is slightly small.

さらに、実施例1では、層状シリケート化合物を四級アンモニウムイオンで有機修飾しているため、四級アンモニウムイオンによりシリケート層の表面エネルギーが低減され、かつ、層間が親油性雰囲気となる。実施例1では、このような四級アンモニウムイオンによる有機修飾の効果によって、層状シリケート化合物のエポキシ樹脂に対する親和性が高くなり、剪断応力を加えて混合することで、層状シリケート化合物は層間で剥離して、各層が絶縁材料中でより均一に分散することができるものと考えられる。これに対して、実施例2では、層状シリケート化合物を四級アンモニウムイオンで有機修飾していないため、このような四級アンモニウムイオンによる有機修飾の効果を得ることもできない。   Furthermore, in Example 1, since the layered silicate compound is organically modified with quaternary ammonium ions, the surface energy of the silicate layer is reduced by the quaternary ammonium ions, and the interlayer becomes an oleophilic atmosphere. In Example 1, due to the effect of such organic modification with quaternary ammonium ions, the affinity of the layered silicate compound to the epoxy resin is increased, and the layered silicate compound is peeled off between the layers by applying shear stress and mixing. Thus, it is considered that each layer can be more uniformly dispersed in the insulating material. On the other hand, in Example 2, since the layered silicate compound is not organically modified with quaternary ammonium ions, the effect of organic modification with such quaternary ammonium ions cannot be obtained.

また、実施例1では、シランカップリング剤により無機粒子を表面処理しているが、このような表面処理は、無機粒子と樹脂の界面を化学結合するため、エポキシ樹脂の高分子鎖を拘束し易くなり、熱による分子鎖の運動を抑制でき、クラック進展の弱点となる粒子/樹脂界面の接着を強固にすることができる。これに対して、実施例2では、シランカップリング剤による無機粒子の表面処理を行っていないため、表面処理による上記の効果を得ることができない。このこともまた、実施例1の破壊靱性値が実施例2より高いことの一因であると考えられる。   In Example 1, the inorganic particles are surface-treated with a silane coupling agent. However, since such a surface treatment chemically bonds the interface between the inorganic particles and the resin, the polymer chain of the epoxy resin is restrained. It becomes easy, the movement of the molecular chain due to heat can be suppressed, and the adhesion of the particle / resin interface, which is a weak point of crack propagation, can be strengthened. On the other hand, in Example 2, since the surface treatment of the inorganic particles with the silane coupling agent is not performed, the above-described effect due to the surface treatment cannot be obtained. This is also considered to contribute to the fact that the fracture toughness value of Example 1 is higher than that of Example 2.

[他の実施形態]
なお、本発明は、前述した各実施形態や実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で他にも多種多様な変形例が実施可能である。例えば、前記実施形態および実施例で示した材料の種類や組成、装置の型は一例にすぎず、具体的に使用する材料の種類や組成、具体的な装置の型は適宜選択可能である。また、具体的に使用する材料の種類や組成、装置の型などに応じて、具体的な製造工程や処理条件なども適宜選択可能である。
[Other Embodiments]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various other modifications can be implemented within the scope of the present invention. For example, the types and compositions of materials and the types of devices shown in the embodiments and examples are merely examples, and the types and compositions of materials specifically used and specific types of devices can be selected as appropriate. In addition, specific manufacturing processes, processing conditions, and the like can be selected as appropriate in accordance with the type and composition of the material used, the type of apparatus, and the like.

本発明による樹脂組成物の一実施形態を示す模式図。The schematic diagram which shows one Embodiment of the resin composition by this invention. 本発明の一実施形態における層状シリケート化合物、酸化物系粒子、高誘電粒子の充填量の望ましい範囲を示す概念図。The conceptual diagram which shows the desirable range of the filling amount of the layered silicate compound in one embodiment of this invention, an oxide type particle | grain, and a high dielectric particle. 本発明による樹脂組成物の製造工程の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the manufacturing process of the resin composition by this invention. 本発明による樹脂組成物によりモールドされた真空バルブを示す模式図。The schematic diagram which shows the vacuum valve molded with the resin composition by this invention. 本発明による樹脂組成物により作製された絶縁スペーサを示す模式図。The schematic diagram which shows the insulating spacer produced with the resin composition by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…樹脂組成物
2…エポキシ樹脂
3…層状シリケート化合物
4…酸化物系粒子
5…高誘電率粒子
41…真空バルブ
42…注型絶縁物
51…高圧導体
52…絶縁スペーサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Resin composition 2 ... Epoxy resin 3 ... Layered silicate compound 4 ... Oxide type particle | grain 5 ... High dielectric constant particle 41 ... Vacuum valve 42 ... Casting insulator 51 ... High voltage conductor 52 ... Insulating spacer

Claims (6)

1分子当たり2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物とエポキシ樹脂用硬化剤からなるエポキシ樹脂中に、層状シリケート化合物、シリカからなる酸化物系粒子、および酸化チタンからなる高誘電率粒子が分散してなる樹脂組成物において、
前記エポキシ化合物100重量部に対して、
前記層状シリケート化合物が10〜60重量部、前記酸化物系粒子が200〜250重量部、前記高誘電率粒子が200〜250重量部、の割合でそれぞれ充填され、かつ、酸化物系粒子と高誘電率粒子の充填量の合計が500重量部以下である
ことを特徴とする樹脂組成物。
A layered silicate compound, oxide particles composed of silica, and high dielectric constant particles composed of titanium oxide are dispersed in an epoxy resin composed of an epoxy compound having two or more epoxy groups per molecule and a curing agent for epoxy resin. In the resin composition obtained,
For 100 parts by weight of the epoxy compound,
10 to 60 parts by weight of the layered silicate compound, 200 to 250 parts by weight of the oxide-based particles, and 200 to 250 parts by weight of the high dielectric constant particles, respectively, The total filling amount of dielectric particles is 500 parts by weight or less.
前記層状シリケート化合物は、スメクタイト群、マイカ群、バーミキュライト群、および雲母群からなる鉱物群の中から選択される少なくとも1種、または2種以上の混合物である
ことを特徴とする請求項1記載の樹脂組成物。
2. The layered silicate compound is at least one selected from a mineral group consisting of a smectite group, a mica group, a vermiculite group, and a mica group, or a mixture of two or more types. Resin composition.
前記層状シリケート化合物は、四級アンモニウムイオンで有機修飾され、
前記酸化物系粒子および前記高誘電率粒子より先に、剪断混合により前記エポキシ化合物中に分散させられ、
且つ、前記層状シリケート化合物、前記酸化物系粒子、および前記高誘電率粒子の表面は、カップリング剤により改質されている
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の樹脂組成物。
The layered silicate compound is organically modified with a quaternary ammonium ion,
Prior to the oxide-based particles and the high dielectric constant particles, dispersed in the epoxy compound by shear mixing,
And the surface of the said layered silicate compound, the said oxide type particle | grain, and the said high dielectric constant particle is modified by the coupling agent. The resin composition of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. .
電気絶縁を行う注型部材または構造部材を有する電気機器において、
前記注型部材または構造部材は、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の樹脂組成物を硬化してなる
ことを特徴とする電気機器。
In an electrical device having a casting member or a structural member that performs electrical insulation,
The said casting member or structural member hardens | cures the resin composition of any one of Claim 1 thru | or 3. Electric equipment characterized by the above-mentioned.
1分子当たり2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物とエポキシ樹脂用硬化剤からなるエポキシ樹脂中に物性改善用の材料を分散させて樹脂組成物を製造する方法において、
前記エポキシ化合物中に層状シリケート化合物を剪断混合により分散させた後、シリカからなる酸化物系粒子および酸化チタンからなる高誘電率粒子を分散させてなる混合物に、前記エポキシ樹脂用硬化剤を添加し、
前記エポキシ化合物100重量部に対して、
前記層状シリケート化合物が10〜60重量部、前記酸化物系粒子が200〜250重量部、前記高誘電率粒子が200〜250重量部、の割合でそれぞれ充填され、かつ、酸化物系粒子と高誘電率粒子の充填量の合計が500重量部以下である
ことを特徴とする樹脂組成物の製造方法。
In a method for producing a resin composition by dispersing a material for improving physical properties in an epoxy resin comprising an epoxy compound having two or more epoxy groups per molecule and an epoxy resin curing agent,
After the layered silicate compound is dispersed by shear mixing in the epoxy compound, the curing agent for epoxy resin is added to a mixture in which oxide particles made of silica and high dielectric constant particles made of titanium oxide are dispersed. ,
For 100 parts by weight of the epoxy compound,
10 to 60 parts by weight of the layered silicate compound, 200 to 250 parts by weight of the oxide-based particles, and 200 to 250 parts by weight of the high dielectric constant particles, respectively, The total filling amount of dielectric constant particles is 500 parts by weight or less. A method for producing a resin composition, comprising:
前記層状シリケート化合物を、前記分散前に四級アンモニウムイオンで予め有機修飾し、
且つ、前記層状シリケート化合物、前記酸化物系粒子、および前記高誘電率粒子の表面を、前記分散時にカップリング剤により改質する
ことを特徴とする請求項5に記載の樹脂組成物の製造方法。
The layered silicate compound is previously organically modified with a quaternary ammonium ion before the dispersion,
6. The method for producing a resin composition according to claim 5, wherein surfaces of the layered silicate compound, the oxide-based particles, and the high dielectric constant particles are modified with a coupling agent during the dispersion. .
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