JPH08225715A - ガス絶縁機器用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

ガス絶縁機器用エポキシ樹脂組成物

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JPH08225715A
JPH08225715A JP3196595A JP3196595A JPH08225715A JP H08225715 A JPH08225715 A JP H08225715A JP 3196595 A JP3196595 A JP 3196595A JP 3196595 A JP3196595 A JP 3196595A JP H08225715 A JPH08225715 A JP H08225715A
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JP
Japan
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epoxy resin
gas
core
rubber particles
resin composition
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JP3196595A
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English (en)
Inventor
Masakatsu Sato
政勝 佐藤
Takeo Henmi
武男 逸見
Kazuo Suzuki
和雄 鈴木
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】ガス絶縁機器用エポキシ注型品の製造に使用さ
れるエポキシ樹脂混合物に、窒化ホウ素粉末と、コア−
シェル形ゴム粒子とを添加してなるエポキシ樹脂組成
物。 【効果】低誘電率で、良好な耐SF6 放電分解ガス性と
耐クラック性を有したガス絶縁機器用として好適なエポ
キシ樹脂組成物が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、六フッ化硫黄ガス(以
下「SF6 ガス」という。)を充填したガス絶縁機器用
エポキシ注型品の製造に使用されるエポキシ樹脂組成物
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】SF6 ガスは、電気絶縁性と消弧性に優
れ、機器の小型軽量化を図ることができるため、遮断
器、断路器、変圧器、ケーブル端末ブッシング、母線等
の電気機器の絶縁に広く使われている。このSF6 ガス
は、機器内で発生するアークやコロナ放電によって分解
し、極めて反応性の強い分解物を生成する。このため、
電気機器に使用されるエポキシ注型品においては、その
分解生成物に侵食されたり、変質を受けたりせず、長年
月に亙って安定した特性を維持する必要がある。そのエ
ポキシ注型品の絶縁ガス分解生成物に対する耐久性に関
しては、エポキシ注型品の主要成分の一つである充填剤
の特性が大きく関係しており、通常、耐久性を維持する
目的で充填剤として酸化アルミニウム(アルミナ)が使
用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近、電気
機器の高電圧化、小型化のため、従来よりも厳しい条件
に耐えることができるエポキシ注型品が要望されてい
る。特に、使用されるエポキシ樹脂組成物の誘電率が大
きい場合、電気機器の絶縁設計或いは当該エポキシ注型
品の形状等によっては局部的な電界集中が起って所期の
絶縁破壊特性を満足しえないことがあり、エポキシ樹脂
組成物の低誘電率化が強く要求されている。従来より使
用されてきたエポキシ樹脂組成物の誘電率が比較的大き
な値になる理由は、エポキシ樹脂組成物においてアルミ
ナが70重量%程度含有されているためである。
【0004】このため、誘電率がアルミナよりも小さく
て、絶縁ガス分解生成物に耐性のある充填剤として、窒
化ホウ素粉末が考えられている。
【0005】しかし、窒化ホウ素粉末は鱗片状の形状を
もった充填剤であり、注型用エポキシ樹脂の粘度を増大
させ易く、高充填できないこともあって、窒化ホウ素粉
末だけを添加した組成物からなるエポキシ注型品はクラ
ックを発生し易い欠点があった。
【0006】また、電気機器の高電圧化、大容量化、小
型化に伴い、電気機器の発熱温度上昇が大きくなるた
め、エポキシ樹脂硬化物には従来以上に高い耐熱性が要
求されるようになってきた。一般に、エポキシ樹脂硬化
物の高温の機械的、電気的特性は樹脂の熱変形温度を越
えると著しく低下する傾向を示すので、これらの電気機
器には従来以上に高い熱変形温度を有するエポキシ樹脂
硬化物が必要になるが、この種のエポキシ樹脂硬化物は
一層クラックを発生しやすい傾向になり、耐クラック性
と耐熱性の両立が極めて難しい技術課題となっていた。
【0007】エポキシ樹脂硬化物の耐クラック性を向上
させる手段として、ガラス繊維やチタン酸カリウムウイ
スカーを添加することが提案されているが、これらは成
分としてケイ素酸化物やチタン酸化物を含有しているた
め耐SF6 放電分解ガス性を低下させることが認められ
た。
【0008】本発明は、これらの事情を考慮してなされ
たものであり、その目的は低誘電率で、しかも良好な耐
SF6 放電分解ガス性と耐クラック性を有するガス絶縁
機器用エポキシ樹脂組成物を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のガス絶縁機器用エポキシ樹脂組成物は、ガ
ス絶縁機器用エポキシ注型品の製造に使用されるエポキ
シ樹脂混合物に、窒化ホウ素粉末と、コア−シェル形ゴ
ム粒子とを添加してなるものである。
【0010】すなわち、本発明に使用されるエポキシ樹
脂組成物は、エポキシ樹脂、酸無水物系硬化剤からなる
エポキシ樹脂混合物(エポキシ樹脂ベース)に窒化ホウ
素粉末とコア−シェル形ゴム粒子とを添加してなり、こ
のエポキシ樹脂組成物を減圧脱泡後、金型に注入し、こ
れを加熱硬化してエポキシ注型品が得られる。
【0011】エポキシ樹脂としては、分子内に2個以上
のエポキシ基を有するものが好ましく、ビスフェノール
系エポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、ノボラック
型エポキシ樹脂、ナフタレン系エポキシ樹脂等があげら
れ、必要に応じて2種類以上の樹脂を混合して使用する
こともできる。
【0012】酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤としては、
無水フタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサ
ヒドロフタル酸、メチル無水テトラヒドロフタル酸、メ
チル無水ヘキサヒドロフタル酸、メチルエンドメチレン
無水テトラヒドロフタル酸、無水トリメリット酸等があ
げられ、これらの2種以上を併用することもできる。本
発明において、低誘電率充填剤として使用される窒化ホ
ウ素粉末は、高純度で高度に結晶化された窒化ホウ素粉
末であり、昭和電工(株)から「ショウビーエヌ」、電
気化学工業(株)から「デンカボロンナイトライド」等
の商品名で市販されているものである。
【0013】本発明において、クラック防止用補助剤と
して用いられるコア−シェル形ゴム粒子は、コア部がス
チレン−ブタジエンゴム、水素化スチレン−ブタジエン
ゴム、アクリルゴム等からなり、シェル部がエポキシ樹
脂組成物への分散性のよいポリメチルメタクリレート、
ポリ(メチルメタクリレート−スチレン)、ポリ(メチ
ルメタクリレート−グリシジルメタクリレート)等から
構成された2層構造のゴム粒子で、その一次粒子は粒径
が 100〜 1,000nm程度の微小粒子となっているものであ
る。
【0014】呉羽化学工業(株)より「パラロイド」、
錘淵化学工業(株)より「カネエース」、日本ゼオン
(株)より「ハイブレン」等の商品名で市販されてい
る。
【0015】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、着色剤、酸化防止剤等を配合すること
ができる。
【0016】また、所期の目的を損わない限りにおい
て、機械的強度の向上、寸法精度の向上等のために、液
晶性芳香族ポリエステル繊維、液晶性芳香族ポリアミド
繊維のような高強度有機短繊維や窒化ケイ素ウイスカ
ー、ポリ(P−オキシベンゾイル)ウイスカーのような
高強度・高弾性率ウイスカー等の強化材を添加すること
もできる。
【0017】したがって、エポキシ樹脂、酸無水物系硬
化剤等からなるエポキシ樹脂混合物(エポキシ樹脂ベー
ス)に、窒化ホウ素粉末とコア−シェル形ゴム粒子とを
添加することで、コア−シェル形ゴム粒子が低誘電率で
しかも耐クラック性の改善に寄与するので、良好な耐S
6 放電分解ガス性と耐クラック性を有するガス絶縁機
器用として好適なエポキシ樹脂組成物が得られることに
なる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【0019】表1の実施例1〜3および比較例1〜3の
各欄に示すような配合組成に従って各種成分を配合し
た。
【0020】エポキシ樹脂は、ビスフェノール系液状樹
脂エピコート 828[油化シェルエポキシ(株)製]を使
用した。
【0021】酸無水物系硬化剤としては、テトラヒドロ
無水フタル酸系硬化剤アラルダイトHT903[日本チバガ
イギー(株)製]を使用した。
【0022】硬化促進剤にはジアザ−ビシクロウンデセ
ン−エチルヘキサン酸塩硬化促進剤U-CAT SA No102[サ
ンアプロ(株)製]を使用した。
【0023】窒化ホウ素粉末としては、高純度窒化ホウ
素粉末ショウビ−エヌUHP-10[昭和電工(株)製]を使
用した。
【0024】コア−シェル形ゴム粒子としては、スチレ
ン−ブタジエンゴム系コア−シェル形ゴム粒子パラロイ
ド EXL2655[呉羽化学工業(株)製]と、アクリルゴム
系コア−シェル形ゴム粒子パラロイド EXL2314[呉羽化
学工業(株)製]を使用した。
【0025】表1における配合剤の比率は重量部であ
る。
【0026】前述のように配合した組成物を、減圧脱泡
後金型に注入、加熱硬化して硬化樹脂を作製した。硬化
樹脂の特性について調べ、その結果を表1の下欄に示
す。各評価法は下記の通りである。
【0027】硬化樹脂の特性は、電気特性、耐SF6
電分解ガス性耐クラック性について評価した。 110℃で
減圧脱泡した組成物を金型に注入し、 120℃、20h一次
硬化後、 150℃、20h二次硬化して作製した試験片につ
いて試験した。
【0028】ガス絶縁機器に使用されるSF6 ガスは機
器内で発生するアークやコロナ放電によって分解し、S
2 、SF4 、S2 2 、SOF2 、SOF4 等の反応
性の強い分解物を生成する。これらの分解物の中で最も
多く生成するのはSF4 であり、SF4 の場合、水また
は水蒸気と接触すると、 SF4 +H2 O→SOF2 +2HF SOF2 +H2 O→SO2 +2HF のような分解反応を行い、腐蝕性の強いフッ化水素酸を
生成する。
【0029】従って、絶縁材料の耐SF6 放電分解ガス
性と耐フッ化水素酸(HF)性とは密接な相関性があ
り、耐HF性試験によって耐SF6 放電分解ガス性を予
測できる。ここでは、室内のプラスチック製デシケータ
ーの底にバットに入れた濃度46%の試薬特級フッ化水
素酸を置いて、デシケーター内部をフッ化水素雰囲気と
した棚の上に 100mmφ×3mmtの試験片を 120時間静置し
てから取り出し、この表面を拭いた後ドラフト内で24時
間乾燥してから、誘電率、誘電正接、体積抵抗率を測定
し、耐HF性試験前の初期値と比較した。誘電率、誘電
正接、体積抵抗率はJIS K6911 に準拠し、誘電率、誘電
正接はシェーリングブリッジにより、60Hz、1000Vで
測定し、体積抵抗率は超絶縁計によりDC 500V 1分値を
測定した。耐クラック性は、長さ40mmのM12鋼製ボルト
を中心に埋め込んだ径30mm、長さ50mmの試験片について
表2に示すヒートサイクル試験を実施してクラックを発
生した段数を求めた。ヒートサイクル試験の低温側は冷
凍機で冷却したエタノール槽を、高温側は空気恒温層を
それぞれ使用した。
【0030】
【表1】
【0031】
【表2】
【0032】表1からも明らかな通り、本発明に係る実
施例1〜3のエポキシ樹脂組成物は、いずれも極めて低
誘電率で耐クラック性が向上しているとともに耐HF性
試験における電気特性の低下が小さく、SF6 ガス絶縁
機器用として有用なものである。
【0033】これに対して、窒化ホウ素粉末を単独で用
いた比較例1およびコア−シェル形ゴム粒子を単独で添
加した比較例2は、いずれも耐クラック性が不十分であ
る。また、アルミナ粉末を充填剤に用いた比較例3は誘
電率が大きい。
【0034】
【発明の効果】以上本発明によれば、低誘電率で、しか
も良好な耐SF6 放電分解ガス性と耐クラック性を有し
たガス絶縁機器用として好適なエポキシ樹脂組成物が得
られる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガス絶縁機器用エポキシ注型品の製造に使
    用されるエポキシ樹脂混合物に、窒化ホウ素粉末と、コ
    ア−シェル形ゴム粒子とを添加してなることを特徴とす
    るガス絶縁機器用エポキシ樹脂組成物。
JP3196595A 1995-02-21 1995-02-21 ガス絶縁機器用エポキシ樹脂組成物 Pending JPH08225715A (ja)

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JP3196595A Pending JPH08225715A (ja) 1995-02-21 1995-02-21 ガス絶縁機器用エポキシ樹脂組成物

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108264735A (zh) * 2018-01-23 2018-07-10 河北工业大学 一种增韧导热绝缘的环氧树脂基复合材料的制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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