JPH01242655A

JPH01242655A - エポキシ樹脂組成物

Info

Publication number: JPH01242655A
Application number: JP6843888A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Oyamada; 小山田　満; Michihiko Koyama; 充彦小山; Yoshihiro Kagawa; 加川　芳弘
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-03-23
Filing date: 1988-03-23
Publication date: 1989-09-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、エポキシ樹脂組成物に関する。

（従来の技術）近年、電気機器はコンパクト化、大容量化に対応するた
めに、充電部を絶縁物で取り囲むようにした樹脂モール
ド形の電気機器が数多く開発されている。これらの電気
機器は、汚損湿潤環境や屋外に設置される。また、絶縁
物には高電圧が印加される。このような、条件下で使用
される絶縁物には、セラミックスやガラス等の無機材料
が用いられていたが、これらの無機材料は、機械的強度
、生産性、寸法精度等に信頼性がなかった。また、形状
も制限されるため、電気機器の各部品を直接埋め込むこ
とができず、構造が複雑となり、機構も大がかりで、製
造コストがアップする等の欠点を有していた。

上述のような欠点に鑑みて、最近では電気機器の充電部
を熱硬化性樹脂で取り囲んだ樹脂モールド形の電気機器
が採用されている。一般に、この熱硬化性樹脂は汚損湿
潤環境や屋外で使用された場合、その表面に導電性揮発
分（例えば水分）が付着するために、ここに、漏れ電流
が流れてドライパントを形成する。そして、このドライ
パント間で放電が生じ、この放電によって熱硬化性樹脂
の表面が熱分解を生じて炭化導電路（以下、トラッキン
グという）を形成し、沿面絶縁破壊にいたる。従って、
樹脂モールド形電気機器に使用する熱硬化性樹脂には、
耐トラツキング性に優れた樹脂を選定しなければならな
い。

一般には、化学構造上環状脂肪族エポキシ樹脂をヘキザ
ヒドロ無水フタル酸（以下、ＨＨＰＡという）で硬化し
たものが耐トラツキング性に優れている。ところが、電
気機器を熱硬化性樹脂で取り囲んだ場合に、環状脂肪族
エポキシ樹脂とＨＨＰＡだけでモールドするのではなく
、これらの樹脂組成物の硬化収縮や発熱を抑制御２、ま
た樹脂組成物の耐クラツク性を向上させ、機械的強度を
向上させるために、これらの樹脂組成物には充填＋１が
配合されている。具体的に、この充填材には耐ｌ・ラッ
キング性を向」ニさせるものとして三水和アルミナ粉末
がある。この三水和アルミナ粉末を環状脂肪族エポキシ
樹脂とＨＨＰ　Ａに配合することによって、非常に耐ト
ラツキング性に優れた樹脂組成物を製作することができ
る。

ところが、このようにして製作された樹脂組成物におい
Ｃも、機械的強度が小さく、電気機器をモールドした場
合には、樹脂組成物にクラックを生じてしまい、電気機
器の電気絶縁性が失われることになる。そのため、この
樹脂組成物は耐トラツキング性には優れているが、耐ク
ラツク性が劣るため樹脂モ・−ルド形電気機器用の樹脂
組成物としては不適当である。すなわち、汚損湿潤環境
や屋外で使用される樹脂組成物には、耐トラツキング性
と耐クラツク性の両者に優れていることが要求される。

そこで、環状脂肪族エポキシ樹脂とＨＩＩ　Ｐ　Ａの樹
脂組成物の機械的強度を大きくして耐クラツク性を向」
ニさせるため、充填材と１７で三水和アルミナ粉末の代
わりにシリカ粉末が配合される。環状脂肪族エポキシ樹
脂とＨＨＰ　Ａにシリカ粉末を配合１、た樹脂組成物は
、」１記した三水和アルミナ粉末を配合したものよりも
、機械的強度が１．８倍、耐クラツク性が２゜４倍に向
」ニする。１．かじ、耐トラツキング性においては、三
水和アルミナ粉末を配合（７たものよりも低下して１．
＝まう。

そこで、シリカ粉末を配合しても耐トラツキング性が低
下しないように、シリカ粉末を予めシランカップリング
剤で処理（以下、シラン処理シリカ粉末という）シ、こ
のシラン処理シリカ粉末を環状脂肪族エポキシ樹脂とＨ
ＨＰＡに配合することにより、耐トラツキング性が向上
する。これは、シラン処理シリカ粉末を用いると樹脂と
シリカ粉末との接着が強固になり、耐侵食性が増し、漏
れ電流の増加を抑制するためである。このように環状脂
肪族エポキシ樹脂とＨＨＰＡにシラン処理シリカ粉末を
配合した樹脂組成物は、耐トラツキング性と耐クラツク
性の両者に優れているために、汚損湿潤環境や屋外で使
用される電気機器を取り囲んだ樹脂組成物とし、て使用
されている。

（発明が解決しようとする課″Ｓ）ところが、環状脂肪族エポキシ樹脂とＨＨＰＡにシラン
処理シリカ粉末を配合して、耐トラツキング性と耐クラ
ツク性の両者に優れた樹脂組成物であっても、やはり屋
外環境−ドで使用した場合には、太陽光、雨、風および
塵埃等の屋外環境因子によって、環状脂肪族エポキシ樹
脂が化学的物理的に劣化して１．まうことになる。この
環状脂肪族エポキシ樹脂が劣化すると、まず充填材であ
るシラン処理シリカ粉末の粒子が環状脂肪族エポキシ樹
脂表面に露出Ｉ７てくる。さらに、環状脂肪族エポキシ
樹脂の劣化が進行１．、シラン処理シリカ粉末の粒子が
ある程度露出してしまうと、シラン処理シリカ粉末の粒
子が脱落し、この脱落１７たところが窪みとなる。とこ
ろが、このシラン処理シリカ粉末の粒子の粒径は大きい
ため、シラン処理シリカ粉末の粒子の脱落したところは
、大きく深い窪みとなる。また、シラン処理シリカ粉末
の粒子の粒径が大きいため、露出している部分も大きく
なり、樹脂組成物の表面粗さが大きくなる。このように
、樹脂組成物の表面粗さが大きいと、汚損物が付きやす
く、露や雨による水の付着量が多くなり、そこに流れる
電流も大きくなる。この漏れ電流によりドライパントが
形成されると、ドライパント間で放電が発生するが、漏
れ電流が大きいため、発生した放電エネルギも大きく、
樹脂組成物の表面に与えるダメージも大きく、トラッキ
ング発生までの時間が短く、二ローションの速度も速く
なる。また、汚損物や水の付着量が多いため、フラッジ
オーバを起こし易くなる等の欠点がある。

本発明は上述のような欠点に鑑みてなされたもので、屋
外等で使用しても、屋外の環境因子により樹脂組成物の
表面粗さは小さくなり、汚損物が付きずらく、また露や
雨による水の付着量が少ないために、漏れ電流が小さく
、放電が発生しても放電によるダメージが小さく、さら
に、フラッジオーバを起こすことのない耐候性に優れた
エポキシ樹脂組成物を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は、環状脂肪族エポキシ樹脂とヘキサヒドロ無水
フタル酸とに充填材を配合してなるエポキシ樹脂組成物
において、上記充填材は粒径が１０μｍ以下で、平均粒
径が２〜７μｍであるシランカップリング材で処理した
シリカ微粉末であることを特徴とするエポキシ樹脂組成
物に関する。

（作　用）環状脂肪族エポキシ樹脂とヘキサヒドロ無水フタル酸と
にシランカップリング材で処理した粒径１０μｍ以下、
平均粒径２〜７μｍのシリカ微粉末（以下、シラン処理
シリカ微粉末という）とを配合して、耐トラツキング性
、耐クラツク性に優れた樹脂組成物を屋外環境下で使用
した場合には、太陽光、雨、風および塵埃等の屋外環境
因子によって、環状脂肪族エポキシ樹脂が化学的物理的
に劣化してしまうことになる。この環状脂肪族エポキシ
樹脂が劣化すると、まず充填材であるシラン処理シリカ
微粉末の粒子が環状脂肪族エポキシ樹脂の表面に露出し
てくる。さらに、環状脂肪族エポキシ樹脂の劣化が進行
し、シラン処理シリカ微粉末の粒子がある程度露出して
しまうと、シラン処理シリカ微粉末の粒子が脱落し、こ
の脱落した所が窪みとなる。ところが、本発明における
シラン処理シリカ微粉末の粒子の粒径が小さいために、
脱落した所は小さく浅い窪みとなる。また、シラン処理
シリカ微粉末の粒子の粒径が小さいため、露出している
部分も小さくなり、樹脂組成物の表面粗さが小さくなる
。このように、樹脂組成物の表面粗さが小さいと、汚損
物が付きにくく、露や雨による水の付着量が少なくてす
み、そこを流れる電流も小さくなる。そのため、放電が
発生しても放電エネルギが小さいので、放電によるダメ
ージも小さい。さらに、降雨時に起こりやすいフラッジ
オーバの発生を防止できる。

（実施例）以下、本発明の一実施例について説明する。

予めシランカップリング材で処理した粒径１０μｍ以下
、平均粒径２〜７μｍのシリカ微粉末（以下、シラン処
理シリカ微粉末という）を１００℃前後で乾燥しておく
。一方、環状脂肪族エポキシ樹脂（日本チバガイギー社
製、アラルダイトＣＹ１８４）１００重量部と、ヘキサ
ヒドロ無水フタル酸（以下、ＨＨＰＡという）（日本チ
バガイギー社製、アラルダイトＨＴ９０４）９０重量部
とを８０℃前後に加熱混合し、所定時間経過後、上記シ
ラン処理シリカ微粉末３５０重量部を添加し、混合脱泡
させる。そこで、所定時間混合脱泡させた後、さらに硬
化促進剤（日本チバガイギー社製、アラルダイトＤＹＯ
６５）１２重量部を添加し、所定時間混合脱泡させる。

その後、これを予め、所定温度に予熱しておいた電気機
器の各部分にセットした金型に流し込み、８０℃で１５
時間硬化させ、さらにその後１５０℃で１５時間硬化さ
せて、本発明におけるエポキシ樹脂組成物を得ることが
できる。

環状脂肪族エポキシ樹脂とヘキサヒドロ無水フタル酸と
に、シラン処理シリカ微粉末とを配合して、耐トラツキ
ング性、耐クラツク性に優れた樹脂組成物を屋外環境下
で使用した場合には、太陽光、雨、風および塵埃等の屋
外環境因子によって、環状脂肪族エポキシ樹脂が化学的
物理的に劣化してしまうことになる。この環状脂肪族エ
ポキシ樹脂が劣化すると、まず充填材であるシラン処理
シリカ微粉末の粒子が環状脂肪族エポキシ樹脂の表面に
露出してくる。さらに、環状脂肪族エポキシ樹脂の劣化
が進行し、シラン処理シリカ微粉末の粒子がある程度露
出してしまうと、シラン処理シリカ微粉末の粒子が脱落
し、この脱落した所が窪みどなる。ところが、本発明に
おけるシラン処理シリカ微粉末の粒子の粒径が小さいた
めに、脱落した所は小さく浅い窪みとなる。また、シラ
ン処理シリカ微粉末の粒子の粒径が小さいため、露出し
ている部分も小さくなり、樹脂組成物の表面粗さが小さ
くなる。このように、樹脂組成物の表面粗さが小さいと
、汚損物が付きに＜＜、露や雨による水の付着量が少な
くてすみ、そこを流れる電流も小さくなる。そのため、
放電が発生しても放電エネルギが小さいので、放電によ
るダメージも小さい。さらに、降雨時に起こりやすいフ
ラッジオーバの発生を防止できる。

第１図はこのようにして得られたエポキシ樹脂組成物と
、従来のエポキシ樹脂組成物の屋外暴露による表面粗さ
の経年変化を示したものである。

これからもわかる様に、本願におけるエポキシ樹脂組成
物の方が表面粗さが小さい。また、第２図は表面が濡れ
てから乾くまでの時間を汚損表面回復特性で示したもの
である。この図から本発明におけるエポキシ樹脂組成物
の方が表面抵抗が短い時間で高くなることがわかる。こ
れは、本発明におけるエポキシ樹脂組成物の方が、表面
が濡れてから乾くまでの時間が短かいことを示している
。

また、環状脂肪族エポキシ樹脂とＨＨＰＡの配分が上述
に示１．たちのである場合に、充填剤として使用される
シラン処理シリカ微粉末の量は、２５０〜４００重量部
が適当である。

また、本発明におけるエポキシ樹脂組成物には、環状脂
肪族エポキシ樹脂、Ｈ）ｆＰＡ、シラン処理シリカ微粉
末の他に、硬化促進剤、滑剤、酸化防止剤、紫外線吸収
剤、強化剤、帯電防止剤、着色剤、表面処理剤、熱安定
剤等を適宜用いることによって、さらに注型品の目的に
応じた特性を向上させることができる。

〔発明の効果〕

本発明は、環状脂肪族エポキシ樹脂とヘキサヒドロ無水フタル酸と
に、シランカップリング材で処理した粒径１０μｍ以下
、平均粒径２〜７μｍのシリカ微粉末とを配合した樹脂
組成物としたこによって、屋外環境因子によって、環状
脂肪族エポキシ樹脂が化学的物理的に劣化しても、シラ
ン処理シリカ微粉末の粒子の粒径が小さいために、脱落
した所は小さく浅い窪みとなる。また、シラン処理シリ
カ微粉末の粒子の粒径が小さいため、露出している部分
も小さくなり、樹脂組成物の表面粗さが小さくなる。こ
のように、樹脂組成物の表面粗さが小さいと、汚損物が
付きにくく、露や雨による水の付着量が少なくてすみ、
そこを流れる電流も小さくなる。そのため、放電が発生
しても放電エネルギが小さいので、放電によるダメージ
も小さい。

さらに、降雨時に起こりやすいフラッジオーバの発生を
防止することができる。また、露や雨で、表面が濡れて
も乾きやすいため、表面で放電（２ている時間が短く、
放電回数によるダメージも小さい等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における場合と従来技術における場合で
の屋外暴露年数と表面粗さとの関係を示す図、第２図は
屋外暴露時間と汚損表面抵抗との関係で、汚損表面回復
特性を示す線図である。出願人代理人　　佐　　藤　　−雄

Claims

【特許請求の範囲】

環状脂肪族エポキシ樹脂とヘキサヒドロ無水フタル酸と
に充填材を配合してなるエポキシ樹脂組成物において、
上記充填材は粒径が１０μｍ以下で、平均粒径が２〜７
μｍであるシランカップリング材で処理したシリカ微粉
末であることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。