JPH03192148A

JPH03192148A - 電気機器絶縁用エポキシ樹脂注型材料

Info

Publication number: JPH03192148A
Application number: JP33110789A
Authority: JP
Inventors: Akira Yoshizumi; 善積　章; Hisashi Hirai; 久之平井; Tsugio Sakamoto; 坂本　次雄; Min Tai Kao; カオ・ミン・タイ
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-12-22
Filing date: 1989-12-22
Publication date: 1991-08-22

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】し発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は耐クラツク性、強靭性、電気絶縁性に優れ、か
つ優れた成形性を有する電気機器絶縁用エポキシ樹脂注
型材料に関する。

（従来の技術）大型の高電圧電気機器では絶縁材料に耐コロナ性が要求
されることから、成形時のボイドレス化が不可欠であり
、成形法も射出成形法や移送成形法は適用できず、減圧
の容易な注型成形法によらざるを得ず、液状のエポキシ
樹脂を用いて成形が行われている。近年、特にこのよう
な大型の高電圧電気機器を中心として、電気絶縁用エポ
キシ樹脂注型材料の耐クラツク性の向上に対する要求が
高まってきている。

成形材料の耐クラツク性の改善手法は種々知られている
が、液状樹脂を用いる注型成形法に限定すれば、その手
法は限られる。すなわち、−樹脂のガラス転移温度を下
げる、柔軟性エポキシ樹脂を用いる、フィラーを高充填
する、などの手法が知られている。しかし、これらの手
法を用いると、以下のような問題が発生する。すなわち
、樹脂のガラス転移温度を下げると、耐熱性と電気絶縁
性能が低下する。また、柔軟性エポキシ樹脂を用いる成
形品は強度が低下する。また、充填剤を高充填すると、
成形性が劣化する。

（発明が解決しようとする課題）本発明は前記課題を解決するためになされたものであり
、耐クラツク性、強靭性、電気絶縁性に優れ、かつ優れ
た成形性を有する電気機器絶縁用エポキシ樹脂注型材料
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）本発明の電気機器絶縁用エポキシ樹脂注型材料は、（ａ
）液状エポキシ樹脂、（ｂ）無機質充填剤、及び（ｃ）
ＭＢＳ粉末を必須成分として含有することを特徴とする
ものである。

本発明において、（ａ）成分である液状エポキシ樹脂は
、エポキシ樹脂として通常知られているもののうち、液
状のものであればいかなるものでもよい。本発明におい
て、液状エポキシ樹脂には、通常、液状硬化剤が含まれ
る。また、液状エポキシ樹脂及び液状硬化剤に加えて、
硬化反応を促進するための触媒を加えてもよい。なお、
液状硬化剤を用いず、液状エポキシ樹脂を触媒で硬化さ
せる液状エポキシ樹脂単独硬化系も適用可能である。

液状エポキシ樹脂としては、例えば液状ビスフェノール
Ａ型エポキシ樹脂、液状ビスフェノールＦ型エポキシ樹
脂、液状ノボラック型エポキシ樹脂、液状脂環式エポキ
シ樹脂、液状水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、液
状トリグリシジルイソシアネート樹脂のような複素環式
エポキシ樹脂などが挙げられる。液状エポキシ樹脂の具
体例としテハ、ＡＥＲ−３３０（エポキシ当ｆｆ１１８
０〜１９０．粘度９０００〜１１０００ｃｐｓ／　２５
℃、旭化成工業社製）　、ＡＰＲ−３３１（！ポキシ当
ｍ１８Ｑ　〜２００、粘度１２０ｏｏ〜１６０００ｃｐ
ｓ／　２５℃、旭化成工業社製）　、ＡＰＲ−３３７（
ｚボキシ当量１９０〜２１０、粘度７００〜１１００ｃ
ｐｓ／　２５℃、旭化成工業社製）　、ＥＸＡ−４０４
０（エポキシ当量１７２〜１７ｇ、粘度４０００〜８０
００ｃｐｓ／　２５℃、大日本インキ化学工業社製）　
、ＥＸＡ−４０４１（エポキシ当量１７８〜１８３、粘
度８０００〜１１０００ｃｐｓ／　２５℃、大日本イン
キ化学工業社製）、エピクロン８４０（エポキシ当量１
８８〜１９０、粘度９０００〜１１０００ｃｐｓ／　２
５℃、大日本インキ化学工業社製）　、Ｎ−７３０（エ
ポキシ当量１７（１〜１９０、粘度２５０００〜６５（
１（１（ｌｃｐｓ／　２５℃、高粘稠液体、大日本イン
キ化学工業社製）、エピクロン８５５（エポキシ当２１
８３〜１９３、粘度８００〜１１００ｃｐｓ／２５℃、
大日本インキ化学工業社製）、エピクロンＳ−１２９（
エポキシ当量１７０〜１９０、粘度３０００〜４０００
ｃ、ｐｓ／２５℃、大日本インキ化学工業社製）、エピ
クロン８３０（エポキシ当ｆｆ１１７０〜１９０、粘度
３０００〜４０００ｃｐｓ／　２５℃、大日本インキ化
学工業社製）、エピクロン８３０−８（エポキシ当ｆｆ
１１７０〜１９０、粘度３０００〜４５００ｅｐｓ／　
２５℃、大日本インキ化学工業社製）、チッソノックス
ＣＸ−２２１（エポキシ当量１３１−１４５、粘度３５
０〜８００ｃｐｓ／　２５℃、チッソ社製）、チッソノ
ックスＣＸ−２８９（エポキシ当量２０５〜２２６、粘
度８００〜１１００ｃｐｓ／　２５℃、チッソ社製）、
デコナールＥＸ−４１１（！ポキシ当ｍ２３１．粘度６
９０ｃｐｓ／　２５℃、ナガセ化成工業社製）、デコナ
−ルＥＸ−ａｌｌ　（エポキシ当ｆｆ１１７０、粘度１
００００ｃｐｓ／２５℃、ナガセ化成工業社製）、デコ
ナールＥＸ−３０１（エポキシ当量２４２、粘度１３０
００　ｃ　ｐ　ｓ　／　２５℃、ナガセ化成工業社製）
　、ＶＤ−０１１（エポキシ当量４５０〜５００Ｓ液状
、東部化成工業社製）などが挙げられる。

液状硬化剤は、エポキシ樹脂の硬化剤として通常知られ
ているもののうち液状であればいかなるものでもよい。

液状硬化剤としては、液状フェノールレゾール樹脂、液
状ポリアミン樹脂、液状有機酸無水物などが挙げられる
。これらのうち、低粘性である液状有機酸無水物を用い
ることがより好ましい。

液状有機酸無水物の具体例としては、テトラメチレン無
水マレイン酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（Ｂ−
５７０（大日本インキ社製）　、ＨＮ−２２００（日立
化成社製））、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水
フタル酸（カヤハードＭＣＤ　（日立化成社製）　、Ｈ
ＭＡＣ（日立化成社製））、無水メチルナジック酸（Ｈ
Ｙ−９０８（日本チバガイギ社製））、４−メチルへキ
サヒドロ無水フタル酸（Ｍｌｌ−７００（新日本理化社
製））などが挙げられる。このほか、変性酸無水物とし
て、ＨＹ９０５，９１５，９１７，９１９．９２０（日
本チバガイギ社製）、エピキュア１０３，１２１．ＩＨ
（油化シェル社製）などが挙げられる。

液状エポキシ樹脂と液状硬化剤との配合割合は、当量配
合であることが望ましい。

触媒としては、一般にエポキシ樹脂の硬化触媒として用
いられるものであればいかなる化合物であってもよい。

例えば、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メ
チルイミダゾール、■−シアノエチルー２−エチルメチ
ルイミダゾールなどのイミダゾール化合物；ベンジルジ
メチルアミン、トリスジメチルアミノメチルフェノール
などのアミン化合物；トリフエニホスフィン、トリシク
ロヘキシルホスフィン、トリブチルホスフィンなどの有
機ホスフィン化合物；ジアザビシクロウンデセン又はそ
の塩；金属アセチルアセトナトキレート化合物などが挙
げられる。

本発明において、（ｂ）成分である無機質充填剤として
は、石英粉末、溶融シリカ粉末、ガラス粉末、ガラス繊
維、各種のウィスカー　タルク、窒化ケイ素、窒化アル
ミニウムなどのセラミックス粉末など公知の各種無機質
充填剤が使用できる。

本発明においては、耐クラツク性と電気絶縁性の観点か
ら、（ｂ）成分の無機質充填剤としてガラス短繊維とシ
リカ粉末（結晶性又は溶融タイプ）とを組合わせて用い
ることが好ましい。

ガラス短繊維としては、平均アスペクト比２〜２０の分
布を有するガラス短繊維であればいかなるものであって
もよい。ガラス短繊維の具体例としては、マイクロサー
フニーストランドＲＥＶ−１，ＲＥＶ−４、ＲＥＶ−６
，ＲＥＶ−７，ＲＥＶ−８（日本板硝子社製）なトカ挙
げられる。

シリカ粉末としては、平均粒径が０．０５〜ＢｔｒＩＡ
のものが好ましい。

（ｂ）成分の無機質充填剤としてガラス短繊維及びシリ
カ粉末を用いる場合、ガラス短繊維（ｘ）と粒子状シリ
カ（ｙ）との配合割合は、ｘ　／　（ｘ　＋　Ｙ　）　
−０、３〜０．８であることが好ましく、０．４〜０．
７であることがより好ましい。この範囲をはずれると、
液状コンパウンドの粘度が高くなり、流動性が低下する
。

本発明において、（ｂ）成分の無機質充填剤の配合割合
は、（ａ）成分の樹脂成分（液状エポキシ樹脂及び液状
硬化剤）１００重量部に対して１００〜５００重量部で
あることが好ましく、１００〜４００重量部であること
がより好ましい。１００重量部未満では、硬化物の機械
的特性や耐クラツク性が不充分となる。５００重量部、
を超えると、液状コンパウンドの粘度が高くなり、流動
性が低下する。

なお、（ｂ）成分の無機質充填剤としてガラス短繊維及
び粒子状シリカ以外に、液状コンパウンドの流動性を損
なわない範囲で、アルミナ、タルク、ウオラストナイト
、又は平均粒径が６−を超える粗粒子のシリカを適量添
加して使用してもよい。

本発明において、（Ｃ）成分であるＭＢＳ粉末は、スチ
レン−ブタジェン−メチルメタクリレートの三元共重合
体からなるゴム粉末であり、一般にはラテックス状のス
チレン−ブタジェンゴム又はブタジェンゴムなどにメチ
ルメタクリレートとスチレンを主成分とするモノマーを
グラフト重合させることにより製造される。（Ｃ）成分
のＭＢＳ粉末の具体例としては、Ｂ−２２（鐘淵化学工
業社製）、Ｂ−２８（鐘淵化学工業社製）　、Ｂ−５６
（鐘淵化学工業社製）　、８８に４　（日本合成ゴム社
製）　、ＢＴＡ−７１１（県別化学工業社製）　、ＢＴ
Ａ−ＮＸ　（県別化学工業社製）などが挙げられる。

本発明の注型材料中にＭＢＳ粉末をそのまま含有させた
場合、ＭＢＳ粉末は液状コンパウンドから徐々に浮き上
がるおそれがある。これを避けて、注型材料に長期保存
性を付与したい場合には、ＭＢＳ粉末の比重を高めるこ
とが好ましい。その手段としては、ＭＢＳ粉末と無機質
充填剤（特にシリカ粉末）とを複合化することが好まし
い。

ＭＢＳ粉末と無機質充填剤との複合化は、混合機による
混合、ロールによるシアー混練、空気中での高速打付け
などにより行うことができる。また、溶剤などを補助的
に用いてもよい。

（ｃ）成分のＭＢＳ粉末の配合量は、注型材料中の０．
５〜７重量％であることが好ましく、１〜４重量％であ
ることがより好ましい。０．５重量％未満では耐クラツ
ク性を改善する効果が充分得られない。７重量％を超え
ると、液状コンパウンドの粘度が高くなり、流動性が低
下する。

本発明の電気機器絶縁用エポキシ樹脂注型材料には、前
述した各成分のほかにも、必要に応じて、難燃エポキシ
樹脂、難燃剤、着色剤、安定剤、酸化防止剤、カップリ
ング剤、希釈剤などを加えてもよい。

（実施例）以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明する。

実施例１〜８及び比較例１〜４第１表に示す各成分を万能混合機（三栄製作所社製）に
より加熱真空下に混合して注型材料を貨た。

この際、一部の実施例では以下のようにして予め調製し
たＭＢＳ−無機質充填剤複合粉末を用いた。

ＭＢＳ−無機質充填剤複合粉末（α）ＭＢＳ粉末Ｂ−５６（鐘淵化学工業社製）２００ｇ及び
溶融シリカ粉末５ＧＡ（東芝セラミックス社製、平均粒
径５．５ｍ）８０ｇをボールミルに投入して１０分撹拌
し、更に結合助剤としてエポキシシリコーンタイプのカ
ップリング剤Ａ−１８７（υＣＣ社製）５ｇを加えて２
０分撹拌した後、取出してＭＢＳ−無機質充填剤複合粉
末（α）を得た。

顕微鏡で観察したところ、ＭＢＳ粉末と溶融シリカ粉末
とが結合していることが確認された。

ＭＢＳ−無機質充填剤複合粉末（β）ＭＢＳ粉末８８に４　（日本合成ゴム社製）　２００　
ｇ及び結晶性シリカ粉末５Ｘ（Ｗｆｉ森社製、平均粒径
１．ｎ）６０ｇを８０℃の二軸加熱ロールに投入して１
０分混練した後、取出した。取出した複合樹脂粉末を冷
却下に粉砕し、ＭＢＳ−無機質充填剤複合粉末（β）粉
末を得た。

顕ｍ鏡で観察したところ、ＭＢＳ粉末と結晶性シリカ粉
末とが結合していることが確認された。

第１表中のその他の成分を以下に説明する。

ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エピコート８２８、
シェル化学社製）ビスフェノールＡ型臭素化エポキシ樹脂（エピクロン１
５２．臭素含有量：約４８％、大日本インキ社製）液状有機酸無水物（ＭＪＩ−７０［１，新日本理化社製
）液状ポリアミン（ＭＤ−１５０、三井東圧化学社製）
触媒（イミダゾール）　　（Ｃ１７Ｚ、四国化成社製）
触媒（イミダゾールマイクロカプセル）（ＩＩＸ−３７
４２，旭化成社製）結晶性シリカ粉末（５ｘ１龍森社製、平均粒径１岨溶融シリカ粉末（ＳＧＡ、東芝セラミックス社製、平均
粒径５．５．）ガラス短繊維（マイクログラスサーフニーストランドＲ
ＥＶ−７、日本板硝子社製）二酸化アンチモン（王国精練社製）水酸化アルミニウム（ハイシライトＨ−３２、昭和軽金
属社製）ＭＢＳ粉末（Ｂ−５６、鐘淵化学工業社製）ＭＢＳ粉末
（６８に４．日本合成ゴム社製）得られた各注型材料に
ついて、以下に示す物性を調べた。

ゲルタイム：サンプルを内径Ｈ１ｍｍの試験管中に１０
ｈｍの高さまで注入し、加熱したオイル中に浸漬してゲ
ル化時間を測定した。

粘度二Ｂ型粘度計で１分後の値を測定した。

また、各注型材料を１２０℃×１時間＋１５０’ＣＸ１
２時間の硬化条件で硬化した成形体について、以下に示
す物性を調べた。

成形性：モデル金型中で成形して、型離れ、外観などを
目視により観察した。

熱膨張率：成形体から２Ｘ２Ｘ１８ｍｍ＋の試験片を切
出し、熱膨張計で測定した。

曲げ強さ：１００龍Ｘ　１０ｍｍ　Ｘ　４　ｉｎの試験
片を作製し、ＪＩＳ−Ｋｆｉ９１１に従って測定した。

曲げ弾性率：曲げ強さの測定と同時にＪＩＳ−に８９１
１に従って測定した。

熱変形温度：　ＪＩＳ−に６９１１に従って１１１１定
した。

耐クラツク性ニオリフアントワッシャ法（工業材料、　
Ｖｏｌ、２９．Ｎｏ、５，９５９．１９８１）に従って
測定した。

破壊電圧：　ＪＩＳ−に８９１１に従って測定した。

体積抵抗率：　ＪＩＳ−に６９１１に従って測定した。

更に、コイル（コイル材質アルミニウム、アルミニラム
の占桔率８２％）を絶縁するために、各注型材料を用い
、真空注型法により１２０℃×２時間十１５０℃×２０
時間の条件で、長軸６０ａｍｓ短軸３０ｃ＋ｎの楕円形
のモデルコイルを成形し、初期及び冷熱サイクル試験後
に以下の特性を評価した。なお、冷熱サイクル試験は、
０℃×１時間及び１００℃×１時間を１サイクルとする
冷却・加熱を１０回繰り返すという条件で行った。

耐コロナ電圧：初期及び冷熱サイクル試験後に、３０ｋ
Ｖまで荷電し、放電電荷１ｐｃで測定した。

クラックの発生：冷熱サイクル試験後に、コーナ一部な
どをカットして顕微鏡で観察した。

また、注型材料を保存して１週間後にＭＢＳ粉末の浮き
上がりを観察した。

これらの結果を第２表に示す。

［発明の効果］以上詳述したように本発明の電気機器絶縁用エポキシ樹
脂注型材料は流動性が良好であり、硬化物の耐コロナ特
性、耐クラツク性などが優れており、その工業的価値は
極めて大きい。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（ａ）液状エポキシ樹脂、（ｂ）無機質充填剤、及び（ｃ）ＭＢＳ粉末を必須成分として含有することを特徴とする電気機器絶
縁用エポキシ樹脂注型材料。
（２）ＭＢＳ粉末及び無機質充填剤が複合化されている
ことを特徴とする請求項（１）記載の電気機器絶縁用エ
ポキシ樹脂注型材料。