JPS6254822B2

JPS6254822B2 -

Info

Publication number: JPS6254822B2
Application number: JP5730379A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Ishibashi; Masaaki Kubo; Yoshifumi Itabashi; Masaru Dobashi
Original assignee: Fujimi Kenmazai Kogyo Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Fujimi Kenmazai Kogyo Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1979-05-10
Filing date: 1979-05-10
Publication date: 1987-11-17
Also published as: JPS55149343A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は電気機器の絶縁物として好適に使用さ
れるエポキシ樹脂組成物に関し、特に、アルミナ
粉末を充てん材として使用したエポキシ注型樹脂
組成物に係るものである。注型樹脂組成物には、従来から増量材として、
また、熱膨張率の減少、樹脂硬化時の発熱の防止
及び硬化収縮の緩和を目的として、シリカ粉末、
炭酸カルシウム粉末、水和アルミナ粉末、ガラス
粉末、硫酸アルミニウム粉末などの無機質充てん
材が使用されていた。そして、これらの中で、ア
ルミナ粉末は熱伝導性、接着性及び耐薬品性の優
れた充てん材として使用されている。とりわけ、
電気機器において、六弗化硫黄（SF₆）を消弧媒
体あるいは絶縁媒体に使用する機器において特に
優れた性能を示す充てん材である。しかし、アル
ミナ粉末は他の無機質充てん材に比べて比重が大
きいために、エポキシ注型樹脂の硬化中に充てん
材の沈降が生じ、注型品の電気的機械的特性を損
なつていた。そこで、本発明者らはこの様な欠点を除去する
ために、充てん率65wt，％〜85wt，％の範囲で
沈降することなく、かつ、注型作業に適する低粘
度のエポキシ樹脂組成物を与えるアルミナ粉末を
提供し、良好な結果を得ることができた。（特公
昭53−13500号）しかし、昨今、注型品の耐熱性の向上と共に、
低粘度液状の環状脂肪族エポキシ等が使用されて
きており、また、注型品形状の複雑化、大容量化
に伴ない種々の問題が起つてきた。その中でも、
充てん材の沈降によるフローマーク及びクリアレ
ジン層（未充てん層）の発生は、硬化物特性上大
きな問題となつた。そのため、作業性及び硬化後
の電気的機械的特性を損なうことなく、フローマ
ーク及びクリアレジン層の発生しない充てん材を
開発することが望まれた。本発明は、この様な欠点を除去するもので、ア
ルミナ粉末を充てん材としてエポキシ樹脂組成物
に有効に使用するため、充てん率を65wt，％〜
85wt，％の範囲で沈降することなく、かつ、注
型作業に適する低粘度のエポキシ樹脂組成物を提
供するものである。即ち、本発明者らはアルミナ粉末の粒度分布に
着目し、エポキシ樹脂組成物に充てん配合したと
きの初期粘度及び、硬化後のアルミナ粉末の沈降
性を調査した結果、アルミナ粉末の粒度分布に臨
界的な分布幅のあることを見出した。その粒度分
布域を図の（斜線部分）に示した。この場合図
は累積分布を表わしている。即ち、累積分布50％
径を８μ〜20μに置き、最大粒径を60μ〜80μに
押え、70μ〜80μが３％以下、60μ〜70μが２〜
９％，50μ〜60μが３〜17％，40μ〜50μが４〜
26％，30μ〜40μが９〜36％，20μ〜30μが17〜
50％，10μ〜20μが28〜74％，５μ〜10μが46〜
89％，２μ〜５μが67〜98％，２μ以下が87％以
上の割合で存在することを特徴としており、ま
た、アルミナ粒子中のナトリウム分が0.15％以上
になると、硬化物の電気特性を低下させるため、
塩酸で処理して、ナトリウム分を0.15％以下に制
御することも特徴としている。また、本発明においてアルミナ粉末はエポキシ
樹脂組成物中に65〜85wt，％の範囲で充てんさ
れる。充てん率が65wt，％以下では硬化後十分
な強度が得られず、また、85wt，％以上ではエ
ポキシ樹脂組成物が高粘度となり、ボイドが抜け
難くなるため上記範囲が好ましい。本発明に使用されるエポキシ樹脂は、分子内に
２個以上のオキシラン環を有し、エポキシ当量が
130〜450ｇ／eq、の範囲にあるものが、特に好
ましく用いられる。エポキシ当量450ｇ／eq、以
上のものではHDT（熱変形温度）の高い硬化物
は得られず、また、130ｇ／eq、以下のものでは
高いHDTは得られるが、硬化物はもろいという
欠点がある。上記好ましいエポキシ樹脂として例えば、室温
で液体または固形状を呈する環状脂肪族エポキシ
ビスフエノール形エポキシ、ノボラツクエポキ
シ、シアヌル酸エポキシ、ヒダントイン系エポキ
シ、グリシジルエステル系エポキシ等のエポキシ
当量130〜450ｇ／eqの樹脂などが挙げられる。また、上記エポキシ樹脂の硬化剤としては二塩
基性酸無水物が特に好適である。これは、硬化剤
としてアミン化合物を用いた場合、エポキシ樹脂
組成物は比較的短時間で硬化するが、可使時間が
短く、貯蔵安定性に乏しいし、また、酸無水物を
用いた場合でも、一塩基性では架橋しないし、三
塩基性以上では融点が高く、エポキシ樹脂との反
応性も高いため、通常、無溶剤で使用される大型
注型用エポキシ樹脂組成物に適用することは、可
使時間上困難であるためである。上記二塩基性酸
無水物としては、例えば、無水フタル酸、テトラ
ハイドロ無水フタル酸、ヘキサハイドロ無水フタ
ル酸、メチルテトラハイドロ無水フタル酸、メチ
ルヘキサハイドロ無水フタル酸、無水メチルナジ
ツク酸等が好適なものとして挙げられる。また、
所望により、硬化促進剤、添加剤等が適宜使用さ
れる。次に、本発明の実施例を比較例と共に説明す
る。なお、いずれの場合も結果を第１表に示して
いる。実施例１ (a) ビスフエノール型エポキシ（エポキシ当量
190ｇ／eq） …100ｇ (b) メチルテトラハイドロ無水フタル酸 …80ｇ (c) α−アルミナ（図のに示す分布のもの）
…720ｇ上記(a)〜(c)を120℃，２〜５mmHgで真空混合後
の初期粘度及び120℃，24時間硬化後の沈降性を
測定した。実施例２ (a) ビスフエノールＡ型エポキシ（エポキシ当量
400ｇ／eq） …100ｇ (b) メチルテトラハイドロ無水フタル酸 …40ｇ (c) α−アルミナ（図のに示す分布のもの）
…420ｇ上記(a)〜(c)を130℃，２〜５mmHgで真空混合後
の初期粘度及び130℃，24時間硬化後の沈降性を
測定した。実施例３ (a) 環状脂肪族エポキシ（エポキシ当量140ｇ／
eq） …50ｇ (b) ビスフエノールＡ型エポキシ（エポキシ当量
400ｇ／eq） …50ｇ (c) メチルテトラハイドロ無水フタル酸 …72ｇ (d) α−アルミナ（図のに示す分布のもの）
…680ｇ上記(a)〜(d)を130℃，２〜５mmHgで真空混合後
の初期粘度及び130℃，24時間硬化後の沈降性を
測定した。比較例１ (a) 環状脂肪族エポキシ（エポキシ当量140ｇ／
eq） …50ｇ (b) ビスフエノールＡ型エポキシ（エポキシ当量
400ｇ／eq） …50ｇ (c) メチルテトラハイドロ無水フタル酸 …72ｇ (d) α−アルミナ（図のに示す分布のもの）
…680ｇアルミナの粒度分布を図のに示す様に50％累
積分布径は本発明のものと同一範囲にあるが、図
のに示すものよりも粒度分布が粗い方に片寄つ
ている試料を作製し、実施例３と同一配合、同一
作業条件にて初期粘度及び沈降性を測定した。比較例２ (a) 環状脂肪族エポキシ（エポキシ当量140ｇ／
eq） …50ｇ (b) ビスフエノールＡ型エポキシ（エポキシ当量
400ｇ／eq） …50ｇ (c) メチルテトラハイドロ無水フタル酸 …72ｇ (d) α−アルミナ（図のに示す分布のもの）
…680ｇアルミナの粒度分布を図のに示す様に、最大
粒径を30μ〜40μとした分布のアルミナ試料（図
のに示すものよりも粒度分布が細かい方に片寄
つているもの）を作製し、実施例３と同一配合、
同一作業条件にて初期粘度及び沈降性を測定し
た。

【表】

【表】なお、沈降性は硬化後の樹脂表面から５mmまで
切り取つた試料について、配合時の充てん率から
の“ずれ”で比較した。また、第２表は実施例３
の場合と比較例１の場合の硬化後の特性を比較し
たもので、特性の測定方法はJIS Ｋ 6911に従つ
た。以上、実施例及び比較例から明らかな様に、本
発明の粒度分布を有するアルミナ粉末を使用すれ
ば、初期粘度を高めることなく、しかも、沈降性
はさらに細かい粒度分布を有するアルミナ粉末を
充てんした場合に劣らず、硬化後の特性も第２表
に示すごとく、電気的及び機械的にも優れた注型
品が得られる。

【図面の簡単な説明】

図はアルミナ粉末の粒度分布を累積率（wt，
％）で示した粒度累積分布図である。図中の
（斜線部分）は本発明に用いるアルミナ粉末の粒
度分布の範囲を示すものである。

Claims

【特許請求の範囲】１アルミナ粉末を含むエポキシ樹脂組成物にお
いて、上記アルミナ粉末として、その粒度分布に
おける累積重量分布50％径が８μ〜20μであり、
70μ〜80μが３％以下、60μ〜70μが２〜９％，
50μ〜60μが３〜17％，40μ〜50μが４〜26％，
30μ〜40μが９〜36％，20μ〜30μが17〜50％，
10μ〜20μが28〜74％，５μ〜10μが46〜89％，
２μ〜５μが67〜98％，２μ以下が87％以上の割
合で存在し、頻度分布ピークが20μ以下にあるも
のを用いてなることを特徴とするエポキシ樹脂組
成物。２アルミナ粉末は組成物中に65〜85wt，％配
合されてなることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のエポキシ樹脂組成物。３エポキシ樹脂として、分子内に２個以上のオ
キシラン環を有し、エポキシ当量が130〜450ｇ／
eqの範囲にあるエポキシ樹脂を使用したことを
特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
載のエポキシ樹脂組成物。４二塩基性酸無水物からなる硬化剤を含むこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項また
は第３項記載のエポキシ樹脂組成物。