JPH04341711A

JPH04341711A - エポキシ樹脂モールド品

Info

Publication number: JPH04341711A
Application number: JP11287891A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Miyagawa; 宮川　博司; Yasuyuki Kurata; 保幸蔵田
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1991-05-17
Filing date: 1991-05-17
Publication date: 1992-11-27

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エポキシ樹脂モールド
品に関し、特に、ＳＦ６　ガス絶縁の高電圧機器に用い
て好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＳＦ６　ガスを絶縁媒体とした超
高電圧機器が広く使用されるようになってきている。こ
の主な理由は、ＳＦ６　ガスが電気絶縁性、消孤性に優
れ、化学的にも安定であり、機器のコンパクト化及び軽
量化を可能にすることができることにある。また、高電
圧機器の絶縁材料及び構造材料としては、エポキシ樹脂
をマトリックスとした高分子複合硬化物、いわゆるエポ
キシ樹脂モールド品（モールド注型品）が広く用いられ
ている。例えばＧＩＳ，ＧＣＢ，ＧＴｒ等の絶縁・構造
部品として用いられる高分子碍子、高分子碍管、高分子
ブッシング、高分子スペーサ等のエポキシモールド注型
品である。

【０００３】ところで、上記ＳＦ６　ガスは、機器内で
発生するアークやコロナ等のエネルギーの高い放電によ
って分解してしまい、各種の反応性の高い分解ガスが発
生する。そして、この分解ガスの主成分はＳＦ４　であ
り、このＳＦ４　は水分と反応してフッ酸となる。した
がって、エポキシ樹脂モールド品もこのようなＳＦ６　
の分解ガスに対する耐久性を有していなければならない
。

【０００４】エポキシ樹脂モールド品のＳＦ４　に対す
る耐久性は、エポキシ樹脂自体ではなく充填材の種類に
大きく関係している。そして、従来、広くエポキシ樹脂
モールド品に使用されているシリカ（ＳｉＯ２　）は、
フッ酸で著しく腐食されて強電解物質に変化するので、
この結果、絶縁モールド品の表面抵抗が低下して絶縁劣
化を招く虞れがある。

【０００５】したがって、ＳＦ６　ガスを絶縁媒体とし
た超高電圧機器に使用されるエポキシ樹脂モールド品で
は、耐久性を維持させるために充填材としてアルミナ（
Ａｌ２　Ｏ３　）を用いている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、ＳＦ
６　ガス機器のエポキシ樹脂モールド品では、耐久性を
維持させるために充填材としてアルミナが用いられてい
るが、アルミナ自体の誘電率が９．３と高いことに影響
され、モールド品の誘電率が６．０前後と高いという問
題がある。この値は、シリカを使用したモールド品の誘
電率３．０前後と比較すると２倍近く高い値であり、こ
れにより沿面閃絡電圧が低く、機器のコンパクト化が妨
げられる。なお、表１に誘電率と沿面閃絡電圧との関係
を示すが、これより誘電率が高くなるにつれて沿面閃絡
電圧が低下することが明らかであり、これが機器のコン
パクト化を妨げる原因となっている。

【０００７】

【表１】

【０００８】本発明はこのような事情に鑑み、例えばＳ
Ｆ６　ガス絶縁機器の高電圧化、コンパクト化及び大容
量化を可能にし、しかも信頼性の高いエポキシ樹脂モー
ルド品を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係るエポキシ樹脂モールド品は、エポキシ樹脂と酸
無水物硬化剤と無機充填材とから構成されると共に必要
に応じて補助剤として硬化促進剤及び界面活性剤を有す
るエポキシ樹脂モールド品において、上記エポキシ樹脂
はビスフェノール系、脂環型エポキシ系及び変性脂環型
エポキシ系の混合系からなると共にガラス転移温度が１
３０℃以上となるよう配合・調整されたものであり、ま
た、上記充填材はアルミナ及び窒化ホウ素の混合系から
なると共にその混合比率がアルミナ／窒化ホウ素で７／
３〜５／５であり、且つこの充填材の配合比率は４５〜
５０容量％であることを特徴とする。

【００１０】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１１】本発明では、充填材としてアルミナと窒化
ホウ素との混合物を用い、且つエポキシ樹脂として一定
の混合系によりガラス転移温度が１３０℃以上に調整し
たものを用い、アルミニウムや銅の導体にモールドする
ことにより、種々の特性がバランスよく満たされ、前記
目的が達成できるエポキシ樹脂モールド品を得ることが
できる。

【００１２】すなわち、本発明では充填材の誘電率が低
下しているので、沿面閃絡特性が向上し、機器の高電圧
化、コンパクト化及び高信頼性化につながる。また、ガ
ラス転移温度が高いので、機器使用上限温度で機器・電
気特性が安定化し、コンパクト化、大容量化及び高信頼
性化につながる。さらに、熱膨張率が低いので低温クラ
ック性が向上し、信頼性が高くなり、また、機械的強度
が高いので、コンパクト化及び高信頼性化につながる。

【００１３】本発明でアルミナと窒化ホウ素との混合比
率はアルミナ／窒化ホウ素が７／３〜５／５の範囲がよ
い。上記特性をバランスよく得るためであり、また、こ
の範囲で熱膨張率がインサートの熱膨張率に最も近づく
。また、本発明では充填材の配合比率を４５〜５０容量
％の範囲とするのが望ましい。４５容量％より小さくな
ると熱膨張性が高くなり、クラック性が悪くなり、一方
、５０容量％をこえると成形性が悪くなり、また、導体
（アルミニウム）の熱膨張率に近づくため締め付け応力
がなくなるからである。

【００１４】また、本発明では、上記アルミナにさらに
補助剤としての界面活性剤を用いて表面処理を施すとよ
い。界面活性剤としてはシランカップリング剤を用い、
その配合量はアルミナに対して０．１〜５．０重量％、
好ましくは０．５〜２．０重量％とするのがよい。但し
、シランカップリング剤にはＳｉが含まれているのでな
るべく少量とするのが好ましい。このようにアルミナに
さらにシランカップリング剤で表面処理を施すと、樹脂
とアルミナ粒子との界面における接着力が高まるためか
、硬化物の機械的強度がさらに向上する。なお、シラン
カップリング剤が上記範囲を外れて少ないとその効果が
顕著ではなく、一方、多いと硬化剤の特性に好ましくな
い。因みに、窒化ホウ素にシラン処理を施しても、機械
的強度は向上しない。これは窒化ホウ素表面に−ＯＨ基
、物理吸着したＨ２Ｏ　がないためである。

【００１５】ここで、シラン処理の一例を挙げると、ア
ルミナを予め水に混合し、攪拌しておき、シラン・カッ
プリング剤をアルミナに対して例えば１重量％添加して
混合・攪拌し、その後、乾燥する方法がある。

【００１６】一方、本発明で用いるガラス転移温度が１
３０℃以上のエポキシ樹脂はビスフェノール系、脂環型
エポキシ系及び変性脂環型エポキシ系の混合系からなる
が、例えば、ビスフェノール系３５〜４５重量％、脂環
型エポキシ系２５重量％、変性脂環型エポキシ系３０〜
４０重量％の範囲で配合すればよい。また、かかるエポ
キシ樹脂と酸無水物硬化剤との配合比率は当モル（１：
１）を基準として設定すればよい。さらに、本発明では
、硬化促進剤を用いてもよく、例えば第三級アミンを用
いるのが好ましい。この第三級アミンの配合比率はエポ
キシ樹脂１００に対して、例えば０．３重量部程度が好
ましい。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

【００１８】ビスフェノール系エポキシとしてＣＴ−２
００（チバ・ガギー社製）、脂環型エポキシとしてＣＹ
−１７５（チバ・ガギー社製）、変性脂環型エポキシと
してＣＹ−１８４（チバ・ガギー）を用い、ガラス転移
温度を１３０℃以上になるように配合・調整した。また
、硬化剤としての酸無水物としてＨＮ−２２００（日立
化成社製）を用い、硬化促進剤として第三級アミンＤＭ
Ｐ３０を用いた。一方、充填材は、アルミナとしてＬＡ
−１２００（太平洋ランダム社製）を用い、窒化ホウ素
として電気化学工業社のものを用いた。また、界面活性
剤としてシランカップリング剤ＫＢＭ−４０３（信越シ
リコーン社製）を用い、アルミナに表面処理を施した。すなわち、アルミナを予め水に混合し、攪拌しておき、
これにアルミナに対して１重量％のシランカップリング
剤を添加し、混合・攪拌の後、乾燥した。かかる充填材
を次表に示す配合比で配合し、上記エポキシ樹脂等に充
填してエポキシ樹脂モールド品を製造した。硬化条件は
、前硬化１００℃−１６時間、後硬化１５０℃−８時間
とした。各試験例の条件及び性能試験の結果を表２に示
す。

【００１９】比較のため、充填材としてアルミナＬＡ−
１２００（太平洋ランダム社製）を単独で用いたもの（
比較例１）、ドロマイトとしてマイクロドール（ヘキス
ト・ジャパン社製）を用いたもの（比較例２）の他、炭
酸マグネシウム、フッ化アルミニウム、フッ化マグネシ
ウム、窒化ホウ素をそれぞれ用いたもの（比較例３〜６
）についてエポキシ樹脂モールド品を製造した。なお、
エポキシ樹脂としてはビスフェール系のＣＴ−２００（
チバ・ガギー社製）を用い、硬化剤として酸無水物系の
ＨＮ−２２００（日立化成社製）、硬化促進剤として第
三級アミンのＤＭＰ−３０を用いた。また、硬化条件は
前硬化１００℃−１６時間、後硬化１５０℃−８時間と
した。これらの結果は表３に示す。

【００２０】

【表２】

【００２１】

【表３】

【００２２】表２及び表３の結果より、試験例のもの特
に試験例２〜５のものは、比較例と比べて誘電率が低い
こと、機械的強度が高いこと、ガラス転移温度が高いこ
と、熱膨張率が低いこと、及び耐フッ酸性が良いことの
各性能のバランスがよいものであることが判った。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るエポ
キシ樹脂モールド品は、充填材としてアルミナと窒化ホ
ウ素との混合物を用い、且つエポキシ樹脂を一定の混合
系によりガラス転移移動が１３０℃以上に調整したもの
を用いることにより、各特性がバランスよく満たされた
ものである。具体的には誘電率が低いので、沿面閃絡特
性が向上して高電圧化、コンパクト化、高信頼性につな
がる。また、ガラス転移温度が高いので、機器使用上限
温度で機械・電気特性が安定化し、コンパクト化・大容
量化、高信頼性化につながる。さらに、熱膨張率が低い
ので、低温クラック性が向上し、高信頼性となり、また
、機械強度が高いので、コンパクト化、高信頼性化につ
ながる。したがって、本発明のエポキシ樹脂モールド品
は、例えばＧＩＳ，ＧＣＢ，ＧＴｒ等の絶縁・構造部品
として用いられる高分子碍子、高分子碍管、高分子ブッ
シング、高分子スペーサ等に適用して好適なものである
。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　エポキシ樹脂と酸無水物硬化剤と無機
充填材とから構成されると共に必要に応じて補助剤とし
て硬化促進剤及び界面活性剤を有するエポキシ樹脂モー
ルド品において、上記エポキシ樹脂はビスフェノール系
、脂環型エポキシ系及び変性脂環型エポキシ系の混合系
からなると共にガラス転移温度が１３０℃以上となるよ
う配合・調整されたものであり、また、上記充填材はア
ルミナ及び窒化ホウ素の混合系からなると共にその混合
比率がアルミナ／窒化ホウ素で７／３〜５／５であり、
且つこの充填材の配合比率は４５〜５０容量％であるこ
とを特徴とするエポキシ樹脂モールド品。
【請求項２】　　請求項１において、界面活性剤として
シランカップリング剤を用い、該シランカップリング剤
でアルミナに表面処理を施してあることを特徴とするエ
ポキシ樹脂モールド品。