KR20120072954A - 몰드부하개폐기용 에폭시 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 몰드부하개폐기용 에폭시에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에폭시 수지에 일정량의 실리카 및 ATH (Alumina TriHydrate)를 첨가하여 내트래킹 특성 및 난연성을 비롯한 기타 물성이 향상된 몰드부하개폐기용 에폭시 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 몰드부하개폐기용 에폭시 조성물은 에폭시 수지, 희석제, 경화제, 촉진제, 실리카 및 ATH (Alumina Trihydrate)를 포함하고, 상기 실리카는 10 내지 80 중량%이고, 상기 ATH는 1 내지 40 중량%인 것이고, 본 발명의 몰드부하개폐기용 에폭시 조성물 제조방법은 실리카 및 ATH를 80 내지 200 ℃에서 1 내지 50 시간 동안 건조하는 단계, 에폭시 수지 및 희석제와 상기 건조된 실리카 및 ATH를 50 내지 100 ℃에서 1 내지 5시간 동안 혼합하여 수지부를 제조하는 단계, 경화제와 촉진제를 50 내지 100 ℃에서 1 내지 5시간 동안 혼합하여 경화부제를 제조하는 단계 및 상기 수지부와 상기 경화부제를 10:1 ~ 10:14의 중량비로 혼합하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 몰드부하개폐기용 에폭시에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에폭시 수지에 일정량의 실리카 및 ATH (Alumina TriHydrate)를 첨가하여 내트래킹 특성 및 난연성을 비롯한 기타 물성이 향상된 몰드부하개폐기용 에폭시 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래의 가스부하개폐기는 절연매질로서 SF6가스를 사용하기 때문에 전세계적으로 요구되는 온실가스 감축경향에서 벗어나는 문제점이 있다. 이에 SF6 가스 대신 에폭시를 절연매질로 사용하여 부하개폐부로 제작된 것이 몰드부하개폐기이다. 이러한 몰드부하개폐기에 있어서는 절연매질 및 외형의 구조를 형성하는 에폭시의 물성과 특성이 매우 중요하다. 특히 절연재료의 기본이라 할 수 있는 절연특성, 외부 오염환경에 의한 트래킹 발생을 억제할 수 있는 내트래킹 특성, 화재에 대한 난연성, 기본적인 구조지지 역할로서 필요한 인장강도 및 충격강도, 사용/외부 온도에 의한 크랙 (crack)을 결정짓는 열팽창계수 등이 주요 물성 및 특성이다.
종래의 기술로는 내습성, 전기적 특성을 향상시키고 열팽창계수를 낮추기 위하여 실리카, 알루미나 등의 무기질 충진제와 입자상의 열가소성 수지를 에폭시 수지와 혼합하거나 다른 고분자 수지와 혼합하는 방법으로 물성 개선을 시도하였다.
그러나 종래의 방법으로 제조된 몰드부하절연개폐기는 외부 오염환경에 장기간 노출될 경우에는 에폭시 표면에 트래킹이 발생하여 표면절연이 파괴될 수 있으며, 경화 과정 또는 사용/외부 온도차에 의한 열수축으로 크랙이 발생하여 내부절연기능 및 강도저하 등의 결함이 나타날 수 있다.
본 발명의 목적은 종래 에폭시 조성물의 내트래킹 특성을 개선하기 위하여 난연제로 사용되는 ATH를 첨가하여 내트래킹 특성을 향상시키고 일정량의 종류별 실리카를 첨가하여 열팽창계수 및 기계적 강도를 개선한 몰드부하개폐기용 에폭시 조성물을 제공하는 것이고, 본 발명의 다른 목적은 상기 에폭시 조성물을 이용하여 전기적/기계적/화학적 특성 및 물성이 우수한 에폭시 조성물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 몰드부하개폐기용 에폭시 조성물은 에폭시 수지, 희석제, 경화제, 촉진제, 실리카 및 ATH (Alumina Trihydrate)를 포함하고, 상기 실리카는 10 내지 80 중량%이고, 상기 ATH는 1 내지 40 중량%인 것이고, 본 발명의 몰드부하개폐기용 에폭시 조성물 제조방법은 실리카 및 ATH를 80 내지 200 ℃에서 1 내지 50 시간 동안 건조하는 단계, 에폭시 수지 및 희석제와 상기 건조된 실리카 및 ATH를 50 내지 100 ℃에서 1 내지 5시간 동안 혼합하여 수지부를 제조하는 단계, 경화제와 촉진제를 50 내지 100 ℃에서 1 내지 5시간 동안 혼합하여 경화부제를 제조하는 단계 및 상기 수지부와 상기 경화부제를 10:1 ~ 10:14의 중량비로 혼합하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면 에폭시 수지 조성물에 열흡수제로 작용하는 실리카를 일정 성분비로 혼합함으로써 열팽창계수 및 기계적 강도가 우수하여 몰드부하개폐기용 에폭시 수지 조성물을 제조할 수 있다. 또한 재료의 연소 지연을 향상시키는 ATH를 일정 성분비로 혼합함으로써 내트래킹 특성이 향상된 몰드부하개폐기용 에폭시 수지 조성물을 제조할 수 있다.
본 발명의 몰드부하개폐기용 에폭시 조성물은 에폭시 수지, 희석제, 경화제, 촉진제, 실리카 및 ATH (Alumina Trihydrate)를 포함하고, 상기 실리카는 10 내지 80 중량%이고, 상기 ATH는 1 내지 40 중량%인 것이다. 상기 실리카 입자의 직경은 1 내지 50 ㎛이고, 상기 실리카는 용융 실리카, 무정형 실리카 및 결정성 실리카로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것일 수 있고, 상기 ATH는 1 내지 30 ㎛인 것일 수 있다.
본 발명의 에폭시 조성물은 상기 에폭시 수지, 희석제, 실리카 및 ATH를 포함하는 수지부와, 상기 경화제와 촉진제를 포함하는 경화제부로 구분할 수 있고, 상기 수지부와 경화부제는 중량비로 10:1 ~ 10:14인 것일 수 있다.
또한, 필요한 기능을 부가하기 위하여, 커플링제, 이형제, 착색제, 산화방지제 및 난연제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 몰드부하개폐기용 에폭시 조성물 제조방법은 실리카 및 ATH를 80 내지 200 ℃에서 1 내지 50 시간 동안 건조하는 단계, 에폭시 수지 및 희석제와 상기 건조된 실리카 및 ATH를 50 내지 100 ℃에서 1 내지 5시간 동안 혼합하여 수지부를 제조하는 단계, 경화제와 촉진제를 50 내지 100 ℃에서 1 내지 5시간 동안 혼합하여 경화부제를 제조하는 단계 및 상기 수지부와 상기 경화부제를 10:1 ~ 10:14의 중량비로 혼합하는 단계를 포함한다.
본 발명은 에폭시 수지, 희석제, 경화제 및 촉진제로 이루어진 몰드부하개폐기용 에폭시 수지 조성물에 실리카를 일정 성분비로 혼합함으로써 상기 에폭시 수지 조성물의 열팽창계수 및 기계적강도를 향상시키고, ATH를 일정 성분비로 혼합함으로써 상기 에폭시 조성물의 내트래킹 특성을 향상시키는데 그 특징이 있다. 본 발명에서 실리카는 에폭시 수지 조성물의 경화 반응중에 발생하는 열을 흡수하는 열흡수제 (heat-sink)로 작용하여 반응 중의 온도 상승을 감소시켜 최종 경화물의 수축을 줄이는 역할을 하는 것으로서, 상기 실리카의 첨가로 전체 에폭시 수지 조성물에서 에폭시 수지의 함량이 감소되어 전체적으로 발열량을 감소시키는 효과를 갖는다. ATH는 알루미늄 하이드레이트, 알루미늄 트리하이드레이트, 알루미늄 트리하이드록사이드 등과 같은 다양한 다른 이름을 갖지만, 일반적으로 ATH 등으로 불린다. ATH 입자는 전형적으로 이러한 재료의 연소 지연을 향상시키는데 사용되며 연기 억제제로서도 작용한다.
본 발명에서 수지부 및 경화제부를 제조하여 혼합하는 것은 상호 간의 혼합 비율의 조절을 위한 것이며, 제조 순서 및 별도 제조 여부에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 즉, 경화부제를 제조하고 수지부를 제조한 후 양자를 혼합할 수 있음은 물론이고, 목적하는 비율을 유지하면서 수지부와 경화제부의 제조와 양자의 혼합과정을 동시에 수행할 수도 있다.
Claims (9)
- 에폭시 수지, 희석제, 경화제, 촉진제, 실리카 및 ATH (Alumina Trihydrate)를 포함하고, 상기 실리카는 10 내지 80 중량%이고, 상기 ATH는 1 내지 40 중량%인 것인 몰드부하개폐기용 에폭시 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 실리카 입자의 직경은 1 내지 50 ㎛이고, 상기 실리카는 용융 실리카, 무정형 실리카 및 결정성 실리카로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것인 몰드부하개폐기용 에폭시 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 ATH는 1 내지 30 ㎛인 것인 몰드부하개폐기용 에폭시 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 에폭시 수지, 상기 희석제, 상기 실리카 및 상기 ATH를 포함하는 수지부와, 상기 경화제와 상기 촉진제를 포함하는 경화제부는 중량비로 10:1 ~ 10:14인 것인 몰드부하개폐기용 에폭시 조성물.
- 제1항에 있어서, 커플링제, 이형제, 착색제, 산화방지제, 난연제 및 무기질 충진제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것인 몰드부하개폐기용 에폭시 조성물.
- 실리카 및 ATH를 80 내지 200 ℃에서 1 내지 50 시간 동안 건조하는 단계;
에폭시 수지 및 희석제와 상기 건조된 실리카 및 ATH를 50 내지 100 ℃에서 1 내지 5시간 동안 혼합하여 수지부를 제조하는 단계;
경화제와 촉진제를 50 내지 100 ℃에서 1 내지 5시간 동안 혼합하여 경화부제를 제조하는 단계 및
상기 수지부와 상기 경화부제를 10:1 ~ 10:14의 중량비로 혼합하는 단계
를 포함하는 몰드부하개폐기용 에폭시 조성물 제조방법. - 제6항에 있어서, 상기 실리카 입자의 직경은 1 내지 50 ㎛이고, 상기 실리카는 용융 실리카, 무정형 실리카 및 결정성 실리카로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것인 몰드부하개폐기용 에폭시 조성물 제조방법.
- 제6항에 있어서, 상기 ATH는 1 내지 30 ㎛인 것인 몰드부하개폐기용 에폭시 조성물 제조방법.
- 제6항에 있어서, 상기 경화부제는 커플링제, 이형제, 착색제, 산화방지제, 난연제 및 무기질 충진제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것인 몰드부하개폐기용 에폭시 조성물 제조방법.
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