JPH0725993B2 - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物

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JPH0725993B2
JPH0725993B2 JP63249260A JP24926088A JPH0725993B2 JP H0725993 B2 JPH0725993 B2 JP H0725993B2 JP 63249260 A JP63249260 A JP 63249260A JP 24926088 A JP24926088 A JP 24926088A JP H0725993 B2 JPH0725993 B2 JP H0725993B2
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epoxy resin
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alumina
aluminum fluoride
filler
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徹郎 宮川
秀昭 佐久間
建蔵 門谷
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Hitachi Chemical Co Ltd
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【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SF2、SF4、S2F2、S
OF3、SOF4、SO2F4等を生ずる。これら低フッ化イオウの
中で最も多く生ずる生成物はSF4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SF4は SF4+H2O→SOF2+2HF SOF2+H2O→SO2+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SF6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、SiO2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。
SF6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SF
6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SF6分解ガ
ス性のある充填剤としては、ドロマイト(MgCO3CaC
O3)、フッ化ナトリウム(NaF)、フッ化アルミニウム
(AlF3)、フッ化マグネシウム(MgF2)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SF6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SF6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10/9
0〜50/50、(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に関する。アスペクト
比とは粒子の直径÷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%、40μm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、メチルヘキサヒドロ
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AlF3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。
前記アルミナとフッ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=10/90〜50/50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
ラック性、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ッ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。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)(3MgO
・4SiO2・H2O)、H2KAl(SiO4)3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
ラック性等の機械的特性が向上しない。また前記アルミ
ナ、フッ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10〜20%である。該体積含有率が
5%未満では耐クラック性等の機械的特性が向上せず、
また30%を越えると、成形性が悪くなり、耐SF6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ック性が著
しく低下し、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、1−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(エポキシ当量400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12μm、α
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AlF3(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、CTA-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 K6911に準じ
て測定した。またナッ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合量(数
字は重量比を示し、( )内の数字は体積比を示す)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1表の結果から、本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化
物は誘電率が小さく、機械的特性(曲げ強さ)が良好
で、しかもフッ化アルミニウムを使用することにより生
ずる耐ヒートサイクル性の低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、SF6ガスの分解生成物
に対して安定であり、製造時や使用時の温度変化に対し
て耐クラック性に優れ、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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // H01B 3/40 C 9059−5G (56)参考文献 特開 昭58−18217(JP,A) 特開 昭50−112442(JP,A) 特公 昭49−6380(JP,B1) 特公 昭47−48720(JP,B1) 特公 昭49−38718(JP,B1) 特公 昭46−35150(JP,B1)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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。
JP63249260A 1988-10-03 1988-10-03 エポキシ樹脂組成物 Expired - Lifetime JPH0725993B2 (ja)

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