JPH0297553A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野〕 本発明はエポキシ樹脂組成物に関し、さらに詳しくは六
フッ化イオウ（ＳＦ６）ガスが封入されたガス封入型電
気装置の絶縁構造物に好適に用いることができるエポキ
シ樹脂組成物に関するものである。

（従来の技術） 近年、ＳＦ６などのフッ素系ガスは、電気絶縁性および
消弧性に優れ、化学的にも極めて安定であり、機器の小
型軽量化を図ることができるため、回路しゃ断器、変圧
器等の電気装置の絶縁に広く使われている。しかし、フ
ッ素系ガスは、装置内で発生するアークやコロナ放電等
によって分解し、極めて反応性の強い分解物を生成する
。例えばＳＦ６はアークによって分解してＳＦ、、ＳＦ
、、Ｓｚ　Ｆｔ　、５ＯＦｚ　、ＳＯＦ４　、ＳＯｚ　
Ｆ４等を生ずる。これら低フツ化イオウの中で最も多（
生する生成物はＳＦ、であり、他は少量である。これら
の分解生成物が、水または水蒸気に接触すると、例えば
ＳＦ、は ＳＦ４　＋Ｌ　Ｏ→５ＯＦｚ＋２ＨＦ ＳＯＦ！　＋Ｈｚ　Ｏｏ−３ｏ　＋２ＨＦのような分解
反応を行い、他の絶縁材料を腐食するフッ酸を生成する
。

エポキシ樹脂組成物のＳＦ、ガス分解生成物に対する耐
久性は、充填剤の特性に大きく関係する。

特に前記分解生成物は、Ｓｉｎ、を著しく腐食するため
、ガラス、シリカ等が充填された絶縁構造物を腐食し、
その表面抵抗を低下させ、電気装置の絶縁破壊を招き、
さらに腐食が著しくなると機械的特性をも低下させる。

ＳＦ、ガス分解生成物に対する耐久性を付与するために
、充填剤として酸化アルミニウム（アルミナ）粉末が用
いられている。しかし、該アルミナ粉末の誘電率が９．
３とやや高く、エポキシ樹脂に充填剤として配合すると
、得られる硬化物の誘電率も高くなる欠点があった。

最近では、電気装置の高電圧化、小型化のため、より苛
酷な条件に耐えることができる絶縁構造物が要求されて
いる。特に電気的には、形状からみた電界集中によるコ
ロナ開始電圧の低下が問題となっており、電界設計上誘
電率を小さくすることが要望されている。硬化物の誘電
率を小さくすることは、アルミナ粉末よりも小さい誘電
率を持つ充填剤を配合することで可能となるが、該誘電
率の小さいシリカ粉末を用いると、前述したように耐Ｓ
Ｆ４分解ガス性が劣る欠点があった。

誘電率がアルミナ粉末より小さく、しかも耐ＳＦ４分解
ガス性のある充填剤としては、ドロマイト（Ｍ　ｇ　Ｃ
Ｏｘ　Ｃａ　ＣＯｘ　）　、フ・ン化ナトリウム（Ｎａ
Ｆ）、フッ化アルミニウム（Ａｊ２Ｆｓ）、フッ化マグ
ネシウム（ＭｇＦｚ）等が知られている。しかし、これ
らの充填剤を配合したエポキシ樹脂硬化物は、機械的特
性に劣り、またこれら充填剤のなかには沈降が生じやす
く、また注型物成形性の著しく悪いものがある。従って
、耐Ｓ　Ｆ　ｈ分解ガス性、機械的特性および成形性に
優れ、しかも誘電率が小さいという必要特性を付与する
ことができるエポキシ樹脂組成物の開発が要望されてい
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、前記従来技術の問題を解決し、優れた
耐ＳＦ、分解ガスおよび機械的特性を有し、かつ誘電率
の小さい硬化物を得ることができるエポキシ樹脂組成物
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は分子内に少なくとも２個のエポキシ基を有する
エポキシ樹脂、酸無水物硬化剤、アルミナ、フッ化アル
ミニウムおよび５以上のアスペクト比を有する鱗片状充
填剤を含むエポキシ樹脂組成物であって、かつ、（１）
前記アルミナとフッ化アルミニウムの体積含有比が１０
／９０〜５０１５０、（２）前記アルミナ、フッ化アル
ミニウムおよび５以上のアスペクト比を有する鱗片状充
填剤の混合物中の５以上のアスペクト比を有する鱗片状
充填剤の体積含有率が５〜３０％、（３）前記混合物の
エポキシ樹脂組成物中に占める体積含有率が３０〜６０
％ならびに（４）アルミナとフン化アルミニウムとの混
合物の平均粒子径が５〜３０μｍであって、かつ２μｍ
以下の粒子の累積重量％が０〜２０％、４０μｍ以下の
粒子の累積重量％が８０〜１００％であるエポキシ樹脂
組成物に関する。アスペクト比とは粒子の直径子粒子の
厚さの値である。

本発明においては、前記アルミナとフッ化アルミニウム
との混合物の平均粒子径が５〜３０μｍであって、かつ
、２μｍ以下の粒子の累積重量％が０〜２０％、４０μ
ｍ以下の粒子の累積重量％が８０〜１００％であること
が好ましい。

本発明に用いられる分子内に少なくとも２個のエポキシ
基を有するエポキシ樹脂としては、エピクロルヒドリン
ビスフェノールＡ系エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂
、フェノールノボラック系エポキシ樹脂、グリシジルエ
ステル系エポキシ樹脂などが挙げられ、これらは単独で
または２種以上混合して用いられる。

本発明に用いられる酸無水物硬化剤としては、無水フタ
ル酸または水素添加無水フタル酸、メチルへキサヒドロ
無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸これら
の誘導体等の二塩基酸無水物、四塩基酸無水物、二塩基
酸無水物と四塩基酸無水物との混合物などが挙げられる
。

本発明に用いられるアルミナは、高純度のα形アルミナ
が好ましい。

本発明に用いられるフッ化アルミニウムＡ／！Ｆ。

には特に制限はなく、アルミナとフッ酸との反応等によ
って得られるものが用いられる。

前記アルミナとフン化アルミニウムとの体積含有比は、
アルミナ／フッ化アルミニウム＝１０／９０〜５０１５
０であり、好ましくは２０／８０〜４０／６０である。

フッ化アルミニウムの体積含有比が５０未満ではエポキ
シ樹脂組成物の硬化物の誘電率低減の効果が少なくなり
、また９０を越えると耐クラツク性、曲げ強さなどの機
械的特性が低下する。

また前記アルミナとフン化アルミニウムとの混合物の平
均粒子径は５〜３０μｍで、その粒度分布が２）ノｍ以
下の粒子の累積重量％が０〜２０％、４０μｍ以下の粒
子の累積重量％が８０”〜１００％である。平均粒子径
および粒度分布がこの範囲外では、エポキシ樹脂組成物
において充填剤の沈降が生じやすく、注型物の成形性が
悪くなり、機械的特性が低下する。

本発明に用いられる５以上のアスペクト比を有する鱗片
状充填剤としては、珪酸マグネシウム（タルク）（３Ｍ
ｇ０・４ＳｉＯｚ　　・ＨｔＯ）　、Ｈ２ＫＡＩ　（Ｓ
　ｉ　Ｏ，）　、を主成分とする雲母（マイカ）等が用
いられる。アスペクト比が５未満では耐クラツク性等の
機械的特性が向上しない。また前記アルミナ、フン化ア
ルミニウムおよび鱗片状充填剤からなる混合物中の前記
鱗片状充填剤の占める体積含有率は５〜３０％であり、
好ましくはＸ０〜２０％である。該体積含有率が５％未
満では耐クラツク性等の機械的特性が向上せず、また３
０％を越えると、成形性が悪くなり、耐ＳＦ。

分解ガス性が低下する。

また前記混合物の全組成物中に占める体積含有率は３０
〜６０％であり、好ましくは３５〜５０％である。該体
積含有率が３０％未満ではエポキシ樹脂注型品の耐クラ
ツク性が著しく低下し１．６０％を越えるとエポキシ樹
脂組成物の粘度が高くなり、注型作業性が低下する。

本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じて硬化促
進剤を配合してもよい。硬化促進剤としては、例えばベ
ンジルジメチルアミン、トリスジメチルアミノフェノー
ル等の第３級アミン類、２−エチル−４−メチルイミダ
ゾール、ｌ−シアノエチル−４−メチルイミダゾール、
１−ベンジル−２−エチルイミダゾール等のイミダゾー
ルまたはその誘導体等が用いられる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により詳しく説明する。

実施例１および２ エポキシ樹脂としてＣＴ−２００（エポキシ当１４００
のエピクロルヒドリンビスフェノールＡ系エポキシ樹脂
、日本チバガイギ社製商品名）、酸無水物硬化剤として
ＨＮ−２２００（メチルテトラヒドロ無水フタル酸、日
立化成工業社製商品名）、アルミナとしてＡＬ−３３（
平均粒径１２μｍα形、誘電率９．３、住友化学工業社
製商品名）、フッ化アルミニウムとしてＡｐＦ：＋（平
均粒径１２０μｍ、誘電率５，０、森田化学工業社製）
を用い、また鱗片状充填剤として実施例１においては、
Ｃ：ＴＡ−１（アスペクト比１５、クニミネ工業社製商
品名、タルク）を、実施例２においては、硬質焼成マイ
カ粉（アスペクト比４５、日立化成工業社製）を用い、
これらを第１表に示す配合量でボールミルで粉砕し、平
均粒径２０μｍのエポキシ樹脂組成物を調整した。

前記エポキシ樹脂組成物を用いて得られる硬化物の２３
℃、５０Ｈｚの誘電率、および曲げ強さをＪＩＳ　　Ｋ
６９１１に準じて測定した。またナツト付きボルトを埋
込んだ試験片について第２表の試験条件により耐ヒート
サイクル性を調べた。

それらの結果を第１表に示した。

比較例１および２ 実施例１において、第１表に示す組成および配（オス乍
−ｘ’１４ｎ１掌し、（）−角！エダ、１イ澤オｆ６＊
　Ｌ’Ｚり合μとした以外は実施例１と同様にしてエポ
キシ樹脂組成物を調整し、さらに同様にして硬化物の特
性を測定し、結果を第１表に示した。

第 表 第 表 第１表の結果から、本発明のエポキシ樹月旨組成物の硬
化物は誘電率が小さく、機械的特性（曲ロデ強さ）が良
好で、しかもフ・ノ化アルミニウムをイ吏用することに
より生ずる耐ヒートサイクル性のイ氏下も改善されてい
ることが示される。

〔発明の効果〕

本発明のエポキシ樹脂組成物は、ＳＦ＆力゛スの分解生
成物に対して安定であり、製造■寺や（吏用■寺の温度
変化に対して耐クラツク性に優れ、耐ヒートサイクル性
の低下が改善される。また本発明のエポキシ樹脂組成物
は、低誘電率のフッ化アルミニウムを使用しているため
硬化物の誘電率が小さく、機器のコロナ開始電圧の向上
に効果があり、さらにアルミナとフッ化アルミニウムと
の粒度分布を調節しているため、機械的特性が良好で、
樹脂組成物の混合作業性や注形作業性もよい優れたもの
である。また、５以上のアスペクト比を有する鱗片状充
填剤の併用により硬化物のクラックの発生や進展が抑制
され、バランスのよいエポキシ樹脂成形品とすることが
できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、分子内に少なくとも２個のエポキシ基を有するエポ
   キシ樹脂、酸無水物硬化剤、アルミナ、フッ化アルミニ
   ウムおよび５以上のアスペクト比を有する鱗片状充填剤
   を含むエポキシ樹脂組成物であって、かつ、 （１）前記アルミナとフッ化アルミニウムの体積含有比
   が１０／９０〜５０／５０、 （２）前記アルミナ、フッ化アルミニウムおよび５以上
   のアスペクト比を有する鱗片状充填剤の混合物中の５以
   上のアスペクト比を有する鱗片状充填剤の体積含有率が
   ５〜３０％、 （３）前記混合物のエポキシ樹脂組成物中に占める体積
   含有率が３０〜６０％ならびに （４）アルミナとフッ化アルミニウムとの混合物の平均
   粒子径が５〜３０μｍであって、かつ２μｍ以下の粒子
   の累積重量％が０〜２０％、４０μｍ以下の粒子の累積
   重量％が８０〜１００％であるエポキシ樹脂組成物。