JPS6210569B2

JPS6210569B2 -

Info

Publication number: JPS6210569B2
Application number: JP9662782A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Ando; Masaru Dobashi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-06-03
Filing date: 1982-06-03
Publication date: 1987-03-06
Also published as: JPS58213018A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は注型絶縁物の製造に好適に用いうるエ
ポキシ樹脂組成物に関する。従来、注型絶縁物の電気的性質や機械的性質な
どの熱特性を向上させる目的で注型用樹脂組成物
には(a)分子内に２個以上のエポキシ基を有する低
分子量の脂環式エポキシ樹脂、(b)ビスフエノール
Ａ型エポキシ樹脂、(c)多塩基性酸無水物および(d)
各種の充てん材からなるエポキシ樹脂組成物が用
いられており、その充てん材としてアルミナ粉末
が熱伝導性、高充填性、耐薬品性にすぐれ、かつ
六フツ化硫黄を消弧媒体や絶縁媒体として使用す
る電気機器においてすぐれた耐久性を示すのでこ
の分野では特に多用されている。しかしながら、充てん材にアルミナ粉末を用い
るばあいアルミナ粉末と樹脂成分との比重差が大
きく異なること、低分子量の脂環式エポキシ樹脂
が低粘度であること、硬化に要する酸無水物(c)の
添加量が多くなること、その結果(a)ないし(d)から
なるエポキシ樹脂組成物が全体として低粘度化す
ることなどが原因して、その加熱硬化過程でアル
ミナ粒子が著しく沈降し、えられる硬化物中での
アルミナ粉末含量の分布密度が著しく異なるとい
う欠点があつた。その結果、硬化物中における誘
電率が不均一になり、局所的な電位分担のバラン
スが不均衡になる。したがつて、このような硬化
物を絶縁物として用いると電気機器のAC耐電圧
特性を低下させるなどの電気的問題を生じるほ
か、充てん材濃度の不均一性が原因して耐クラツ
ク性や種々の機械的性質を低下させるという問題
も生じる。このため、従来では一般にアルミナ粉末の添加
量を増加させたり、その粒度を細くすることによ
つてエポキシ樹脂組成物を全体として増粘させて
アルミナ粉末の沈降を防止する方法が採られてい
た。しかし、これらの方法ではエポキシ樹脂とア
ルミナ粉末との混合過程で該混合物が著しく高粘
度化するため混合釜が摩耗して釜の金属成分が混
合物中に混入し、絶縁物としての電気特性の低下
を招く欠点があつた。本発明は上記種々の問題に鑑みてなされたもの
であり、(A)あらかじめ(i)環エポキサイド型エポキ
シ樹脂と、(ii)直鎖高分子で可撓性に富む分子量約
30000のフエノキシ樹脂とを加熱溶融させてえら
れる混合物、(B)分子内に２個以上のエポキシ基を
有するビスフエノールＡ型エポキシ樹脂、(C)多塩
基性カルボン酸無水物および(D)アルミナ粉末を任
意の割合で混合し、高温における強度、耐クラツ
ク性、充てん材の均一分散性にすぐれた注型絶縁
物をうるためのエポキシ樹脂組成物を提供するも
のである。本発明で用いる環エポキサイド型エポキシ樹脂
は、エポキシ当量約120〜200、25℃における粘度
1000cp以下、分子内に２個以上のエポキシ基を
有するものである。エポキシジシクロペンテニル
フエニルグリシジルエーテル、ジシクロアリフア
テイツクジエーテルジエポキシなど25℃における
粘度が1000cpを超えるものは粘度が高くてえら
れるフエノキシ樹脂との混合物の粘度も高くなる
ため作業性が低下し、また分子量のきわめて小さ
いものでは硬化に必要な多塩基性酸無水物の量が
多くなるなどの理由で好ましくないが、ほかの市
販品など公知のもののほとんどは本発明において
用いうる。とくに３，４―エポキシシクロヘキシ
ルメチル―（３，４―エポキシ）シクロヘキサン
カルボキシレートのような分子構造を有するもの
が本発明において好ましく用いうる。本発明において環エポキサイド型エポキシ樹脂
はフエノキシ樹脂との加熱溶融混合物(A)として用
いられるが、環エポキサイド型エポキシ樹脂に対
するフエノキシ樹脂の添加量は10〜50％（重量
％、以下同様）が適当である。その添加量が10％
未満であるとえられる混合物の粘度が用いる環エ
ポキサイド型エポキシ樹脂の粘度とほぼ同程度の
ものとなり、硬化剤の必要量も多くなるので最終
目的物のエポキシ樹脂組成物を増粘させ難くな
り、他方50％を超えるとえられる混合物が高粘度
化し必要量を計量分取するときなどの作業性が著
しく低下して好ましくない。本発明において環エポキサイド型エポキシ樹脂
とフエノキシ樹脂とを加熱溶融させてえられる混
合物(A)のエポキシ樹脂組成物における組成比は５
〜10％が適当である。その組成比が５％未満では
エポキシ樹脂組成物の粘度が低すぎてアルミナ粉
末などの充てん材の沈降を防止することができな
いし、えられる硬化物の電気特性、機械特性など
の物性が低下し、他方10％を超えるとエポキシ樹
脂組成物が高粘度物となりすぎて複雑な形状や大
型の注型品をうることを困難にし、また硬化物中
にボイドが残存しやすくなり、さらに該組成物を
調製する際に混合時に発生する摩擦熱が大きくな
つて混合過程で硬化してしまつたり、注型して硬
化させるときの発熱によつて発生する硬化歪が増
大するなどして生産性や硬化物の電気特性、機械
特性などを低下させることになる。本発明で用いる(B)分子内に２個以上のエポキシ
基を有するビスフエノールＡ型エポキシ樹脂とし
ては特に限定はなく、公知のものが用いられる
が、好ましくはエポキシ当量約170から500までの
室温で液状あるいは半固形状のビスフエノールＡ
型エポキシ樹脂を用いる。このビスフエノールＡ
型エポキシ樹脂のエポキシ樹脂組成物における組
成比は、通常８〜20％であるがこれに限定されな
い。また、(C)硬化剤として用いられる多塩基性カル
ボン酸無水物についても特に限定はなくヘキサヒ
ドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタ
ル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メ
チルナジツク酸、テトラヒドロ無水フタル酸など
がその具体例としてあげることができる。硬化剤
のエポキシ樹脂組成物における組成比は、通常６
〜10％であるがこれに限定されず、所望に応じて
適宜選択される。本発明で(D)充てん材として用いるアルミナ粉末
のエポキシ樹脂組成物における組成比は、通常約
60〜80％であるがこれに限定されない。さらに、本発明においては所望に応じ充てん材
としてアルミナ粉末のほかに可撓性付与剤、硬化
促進剤、着色剤、変性剤、劣化防止剤、内部離型
剤、希釈剤などを添加することができる。以下、実施例および比較例によつて本発明をさ
らに具体的に説明する。なお、初期粘度とはエポ
キシ樹脂に硬化剤を添加したのちから測定を開始
して15分経過後の値であり、可使時間とは粘度が
２×10⁴cpになるまでの時間とした。また、硬化
処理は前硬化として90℃で10時間、後硬化として
150℃で20時間の条件で行ない、充てん材の沈降
量は硬化処理の際に外径20mm、高さ200mmの硬化
物を調製し、その上部約５mm中の充てん材濃度を
測定し、この値とエポキシ樹脂組成物における充
てん材の組成比から算出した平均濃度との差とし
た。実施例１環エポキサイド型エポキシ樹脂として、チバガ
イギー社製CY―179を用い、これに平均分子量
30000のフエノキシ樹脂を加えて160℃で加熱溶融
させてえたフエノキシ樹脂を25％含有する混合物
30部（重量部、以下同様）、ビスフエノールＡ型
エポキシ樹脂としてチバガイギー社製CT―200を
100部、硬化剤としてメチルテトラヒドロ無水フ
タル酸（Ｍ―THPA）を60部およびアルミナ粉末
（平均粒径が約８〜13μ）を540部用い、これらを
130℃で減圧撹拌し、エポキシ樹脂組成物をえ
た。この組成物は初期粘度560cp、可使時間120
分間、充てん材の沈降量19.5％であつた。実施例２実施例１と同様にしてつぎのエポキシ樹脂組成
物をえた。 (A) 混合物 40部（CY―179、フエノキシ樹脂含量25％） (B) CT―200 100部 (C) Ｍ―THPA 65部 (D) アルミナ粉末 580部えられた組成物は初期粘度1100cp、可使時間
100分間、充てん材の沈降量2.0％であつた。実施例３実施例１と同様にしてつぎのエポキシ樹脂組成
物をえた。 (A) 混合物 60部（CY―179、フエノキシ樹脂含量25％） (B) CT―200 100部 (C) Ｍ―THPA 80部 (D) アルミナ粉末 660部えられた組成物は初期粘度2500cp、可使時間
80分間、充てん材の沈降量0.6％であつた。実施例４実施例１と同様にしてつぎのエポキシ樹脂組成
物をえた。 (A) 混合物 100部（CY―179、フエノキシ樹脂含量25％） (B) CT―200 100部 (C) Ｍ―THPA 110部 (D) アルミナ粉末 870部えられた組成物は初期粘度4000cp、可使時間
60分間、充てん材の沈降量0.3％であつた。比較例１実施例１で用いた環エポキサイド型エポキシ樹
脂とフエノキシ樹脂との混合物(A)の代わりに環エ
ポキサイド型エポキシ樹脂CY−179のみを用い、
またCT―200および充てん材濃度、エポキシ樹脂
に対する硬化剤濃度などは実施例１と同じとして
つぎのエポキシ樹脂組成物をえた。 (a) CY―179 23部 (b) CT―200 100部 (c) Ｍ―THPA 62部 (d) アルミナ粉末 530部えられた組成物は初期粘度370cp、可使時間
140分間、充てん材の沈降量33.7％であつた。比較例２比較例１のような一般に用いられる環エポキサ
イド型エポキシ樹脂とビスフエノールＡ型エポキ
シ樹脂とを用いてえられるエポキシ樹脂組成物で
は、充てん材の沈降を防止できない。そこで通常
よく用いられている充てん材の添加量を増加させ
てエポキシ樹脂組成物を全体として増粘させる方
法として、比較例１の充てん材濃度を80％とした
つぎのエポキシ樹脂組成物をえた。 (a) CY―179 23部 (b) CT―200 100部 (c) Ｍ―THPA 62部 (d) アルミナ粉末 740部えられた組成物は初期粘度6000cp、可使時間
35分間、充てん材の沈降量6.1％であつた。以上の実施例および比較例においては充てん材
濃度が約74％、硬化剤濃度がエポキシ樹脂に対し
約0.85モルとなるように各組成物を調製した。また、実施例２、３および比較例１、２でそれ
ぞれえた組成物の粘度の経時特性を第１図、組成
物を硬化させたものの特性値を第１表に示す。

【表】

【表】以上の実施例から明らかなように、本発明のエ
ポキシ脂肪組成物は、アルミナ粉末の沈降が著し
く改善され、かつ硬化後の諸特性にもすぐれた効
果を示すものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例および比較例でえた組成物の粘
度の経時特性を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１ (A) (i)エポキシ当量約120〜200、25℃におけ
る粘度1000cp以下、分子内に２個以上のエポキ
シ基を有する環エポキサイド型エポキシ樹脂と、
(ii)分子量約30000のフエノキシ樹脂とを加熱溶融
させてえられる混合物、(B)分子内に２個以上のエ
ポキシ基を有するビスフエノールＡ型エポキシ樹
脂、(C)硬化剤としての多塩基性カルボン酸無水物
および(D)充てん材としてのアルミナ粉末からなる
エポキシ樹脂組成物。２環エポキサイド型エポキシ樹脂が３，４―エ
ポキシシクロヘキシルメチル―（３，４―エポキ
シ）シクロヘキサンカルボキシレートである特許
請求の範囲第１項記載の組成物。３環エポキサイド型エポキシ樹脂に対するフエ
ノキシ樹脂の添加量が10〜50重量％である特許請
求の範囲第１項記載の組成物。４ (A)混合物含量が５〜10重量％である特許請求
の範囲第１項記載の組成物。