KR20120133502A - 네온변압기 하우징용 조성물 및 이것을 이용한 네온변압기 하우징의 제조방법 - Google Patents

네온변압기 하우징용 조성물 및 이것을 이용한 네온변압기 하우징의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에폭시계 수지, 경화제 및 첨가제를 함유하는 조성물로서, 상기 첨가제는 보강제, 증량제 및 희석제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 네온변압기 하우징용 조성물 및 이것을 이용한 네온변압기 하우징의 제조방법에 관한 것이다.

Description

네온변압기 하우징용 조성물 및 이것을 이용한 네온변압기 하우징의 제조방법{Composition for Neon Transformer Housing and Production Method of Neon Transformer Housing using the Same}
본 발명은 네온변압기 하우징용 조성물 및 이것을 이용한 네온변압기 하우징의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 에폭시계 수지, 경화제 및 첨가제를 함유하는 조성물로서, 상기 첨가제는 보강제, 증량제 및 희석제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 네온변압기 하우징용 조성물 및 이것을 이용한 네온변압기 하우징의 제조방법에 관한 것이다.
네온사인은 네온기체를 넣은 유리관에 전류를 통과시켜 빛을 내는 방식으로 빛을 내기 위해 15,000V의 고압이 필요하다. 따라서 모든 네온사인에는 220V를 순간적으로 15,000V까지 승압시켜주는 네온 변압기(neon transformer)가 필요하다.
네온 변압기는 스틸 하우징 타입(steel housing type)과 레진 하우징 타입(resin housing type) 등 2가지 형태로 분류되며, 국내의 경우 스틸 하우징 타입을, 유럽의 경우에는 레진 하우징 타입을 주로 사용하고 있다. 이러한 레진 하우징 타입 변압기는 권선을 몰딩하므로서 외부로부터 흡습에 대하여 코일 간 절연시켜 주고 기계적 충격 및 진동에 코일을 보호해 주므로 조성물의 종류와 물성에 따라 변압기의 수명이 좌우된다.
이러한 조성물로 에폭시계 수지가 사용되는데 에폭시계 수지는 내약품성, 기계적 물성, 접착성, 전기절연성이 우수하고 경화 시 수축변형이 적으며 부산물이 생성되지 않는 장점으로 인하여 접착제, 코팅제, 전기전자부품 등 그 용도가 다양하다.
본 발명의 목적은 레진 하우징 타입 네온변압기 하우징용 조성물로서, 에폭시계 수지에 경화제 및 첨가제를 부가하여 점도, 열전도도, 열안정성 등의 물성이 우수한 네온변압기 하우징용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 네온변압기 하우징용 조성물을 이용하여 열전도도, 열안정성, 열내구성 등이 우수한 네온변압기 하우징의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 에폭시계 수지, 경화제 및 첨가제를 함유하는 조성물로서, 상기 첨가제는 보강제, 증량제 및 희석제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 네온변압기 하우징용 조성물을 제공한다.
상기 에폭시계 수지는 비스페놀-A형 에폭시 수지, 비스페놀-F형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 브롬화형 에폭시 수지 및 지환족 에폭시 수지로 구성된 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 경화제는 디에틸렌 트리아민계 경화제, 디에틸 아미노 프로필아민계 경화제, 프탈산 무수물계 경화제, 아민계 경화제, 아마이드계 경화제로 구성된 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 보강제는 이산화규소일 수 있다.
상기 보강제의 함량은 에폭시계 수지 100중량부에 대하여 10중량부 내지 50중량부일 수 있다.
상기 증량제는 규사일 수 있다.
상기 증량제는 입자 크기 비율이 28/35:14/18:8/10mesh=1:1:1일 수 있다.
상기 (에폭시계 수지+경화제) 대 증량제의 함량은 중량비로 70:30 내지 40:60일 수 있다.
상기 희석제는 부틸 글리시딜 에테르일 수 있다.
상기 희석제의 함량은 에폭시 수지 100중량부에 대하여 5중량부 내지 20중량부일 수 있다.
본 발명은 상기 중 어느 하나에 기재된 조성물을 균일하게 혼합한 후, 70℃ 내지 90℃의 온도 범위 내에서 50분 내지 90분 동안 경화시키는 것를 포함하는 네온변압기 하우징의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 의하면 점도, 열전도도 및 열안정성이 우수한 네온변압기 하우징용 조성물을 제공할 수 있다. 또한, 작업성을 저하시키지 않고 네온변압기 하우징을 제조할 수 있으며, 열전도도 및 열안정성이 우수하여 수축이나 변형이 없는 네온변압기 하우징을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 네온변압기 하우징의 제조방법에 따라 경화온도 및 경화시간을 변화시켜 제조한 네온변압기 하우징의 축방향 열변형율의 측정결과를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 보강제를 함유하는 조성물의 물성 측정결과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 보강제를 함유하는 조성물의 열안정성의 측정결과를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 증량제를 함유하는 조성물의 열전도도의 측정결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 증량제를 함유하는 조성물의 부피변형율의 측정결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 희석제를 함유하는 조성물의 점도의 측정결과를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 희석제를 함유하는 조성물의 부피변형율의 측정결과를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 조성물로 제조된 네온변압기 하우징의 120℃의 외부 온도에서의 열내구성을 나타내는 그래프이다.
본 발명은 에폭시계 수지, 경화제 및 첨가제를 함유하는 조성물로서, 상기 첨가제는 보강제, 증량제 및 희석제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 네온변압기 하우징용 조성물을 제공한다.
상기 에폭시계 수지는 보통 액상으로 존재하며 경화제를 첨가하면 반응하여 열경화성 물질로 변화된다. 그 종류로는 비스페놀-A형 에폭시 수지, 비스페놀-F형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 브롬화형 에폭시 수지, 지환족 에폭시 수지 등이 있으며, 이들을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 에폭시계 수지 중 비스페놀-A형 에폭시 수지는 비스페놀-A(C15H16O)와 에피클로로히드린(C3H5ClO)을 반응시켜 축합생성물 폴리글리시딜에테르를 생성함으로써 제조될 수 있다. 그 제조방법으로는 직접법과 간접법이 있는데, 직접법은 비스페놀-A와 에피클로로히드린을 NaOH 촉매하에 반응시키고, 간접법은 기본 베이스 수지의 에폭시에 비스페놀-A를 부가중합하는 방법으로 촉매는 NaOH를 사용하지 않아도 무방하다.
상기 비스페놀-A형 에폭시 수지는 성상에 따라 액상, 반고상 및 고상이 있고, 반응성 희석제(diluent filler)를 첨가한 희석형(dilution type)과 용매를 첨가한 용매형(solvent type)이 있다.
일반적으로 비스페놀-A형 에폭시 수지는 벤젠핵이 isopropylidene기와 강하게 결합되어 있기 때문에 자유회전이 어려워 내약품성과 접착성, 강인성, 내열성이 우수하다. 또한 분자 내에 에테르기를 가지고 있어 내약품성이 우수하고, 가소성이 있으며, 친수성의 수산기와 소수성의 탄화수소기가 규칙적으로 배열되어 있어 접착성이 우수하다.
상기 에폭시계 수지는 상온에서 쉽게 열경화성의 물질로 만들 수 있고, 이러한 경화과정에서 경화제가 사용된다.
상기 경화제는 에폭시계 수지와 반응하기 쉬운 물질들로는 상온경화제로 디에틸렌 트리아민계(diethylene triamine type) 경화제, 중온경화제로 디에틸 아미노 프로필아민계(diethyl amino propylamine type) 경화제, 고온경화제로 프탈산 무수물계(phthalic acid anhydride type) 경화제가 사용될 수 있고, 그 밖에 사용되는 경화제로 산무수물(acid anhydrate), 아민계 경화제(amine type), 아마이드계 경화제(polyamide type) 등이 있다.
본 발명의 네온변압기 하우징용 조성물은 첨가제로서 보강제, 증량제 및 희석제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 함유할 수 있다.
네온변압기 하우징용 조성물로서 에폭시계 수지를 이용할 경우 외부온도가 저온범위에서는 내부에서 발생되는 열을 빨리 외부로 방출시킬 수 있어야 하며, 고온범위에서는 외부의 열을 차단시키는 역할을 수행하여야 한다. 따라서 본 발명의 조성물은 첨가제를 함유함으로써 우수한 열전도도를 갖는 네온변압기 하우징을 제조할 수 있다.
상기 보강제는 조성물의 기계적 물성 및 열안정성을 향상시키는 역할을 하며, 본 발명에서 보강제로서 이산화규소(silicon dioxide, SiO2)를 사용할 수 있다
본 발명에서 상기 보강제의 함량은 에폭시계 수지 100중량부에 대하여 10중량부 내지 50중량부 범위 내가 바람직하며, 보다 바람직하게는 50중량부이다. 보강제의 함량이 상기 범위 내이면 조성물의 점도가 제조공정에서 양호한 작업성을 유지할 수 있을 정도로 적절하며, 열전도도 및 열안정성이 향상되어 바람직하다.
상기 증량제는 본 발명의 조성물에 첨가되어 열전도도 및 열안정성을 향상시킬 수 있으며, 본 발명에서 증량제로서 규사(Silica)를 사용할 수 있다.
본 발명에서 증량제는 입자 크기가 28/35mesh (0.42~0.59mm), 14/18mesh (1.00~1.16mm), 8/10mesh (1.65~2.36mm)인 입자를 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있으며, 그 비율은 바람직하게는 28/35:14/18:8/10mesh=1:1:1이다. 상기 입자 크기 비율로 증량제를 첨가하면 열전도도가 증가하고 입자들이 에폭시 수지 내에서 균일한 분포를 갖기 때문에 바람직하다.
본 발명에서 (에폭시계 수지+경화제) 대 증량제의 혼합비율은 중량비로 70:30 내지 40:60인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50:50이다. 상기 혼합비율 내에서는 열전도도 및 열안정성이 우수한 네온변압기용 하우징 조성물을 제조할 수 있다.
본 발명의 네온변압기 하우징용 조성물은 성형성이 우수하고 경화 후 수축률이 적기 때문에 에폭시계 수지에 경화제 및 첨가제를 혼합하고 경화시키면 원하는 모양의 열경화성 물질을 얻을 수 있다. 그러나 25℃에서 액상 에폭시계 수지의 점도가 10,000cP 이상으로 높아 작업성이 떨어질 수 있는데, 본 발명에서는 희석제를 첨가하여 이러한 작업성 저하 가능성을 보완할 수 있다.
상기 희석제로는 지방족 글리시딜 에테르(aliphatic glycidyl ether), 부틸글리시딜 에테르(butyl glycidyl ether)와 같은 반응성 희석제(reactive thinner)와 벤질 알코올(benzyl alcohol), 디-n-부틸 프탈레이트(di-n-butyl phthalate)와 같은 비반응성 희석제(non-reactive thinner)를 사용할 수 있다.
일반적으로 조성물의 점도는 사용된 희석제의 분자량이 작을수록 향상되며, 상기 열거한 희석제의 분자량은 benzyl alcohol<butyl glycidyl ether<di-n-butyl phthalate≒aliphatic glycidyl ether 순으로 크다.
특히 부틸 글리시딜 에테르는 분자량이 130.19amu으로 방향족 화합물인 스티렌 옥사이드의 분자량이 120.15amu보다 크지만 에폭시계 수지와의 상용성이 우수하여 희석제로 첨가할 때 유동성이 더 우수하여 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명에서 희석제의 함량은 에폭시 수지 100중량부에 대하여 5~20중량부인 것이 바람직하고, 10중량부인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위 내에서 조성물의 점도, 열안전성 및 열내구성이 우수하다.
본 발명은 본 발명의 네온변압기 하우징용 조성물을 균일하게 혼합한 후, 상기 혼합물을 70℃ 내지 90℃의 온도 범위 내에서 50분 내지 90분 동안 경화시키는 것을 포함하는 네온변압기 하우징의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 네온변압기 하우징용의 제조방법에서 혼합물을 70℃ 내지 90℃의 온도 범위 내에서 50분 내지 90분 동안 경화시키는 것이 바람직하고, 70℃의 온도에서 70분 동안 경화시키는 것이 보다 바람직하다. 상기 범위 내이면 열변형율이 작아서 열안정성이 우수하고 열전도도가 향상된 네온변압기 하우징을 제조할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해서 보다 상세히 설명하지만 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1
비스페놀-A형 에폭시계 수지(YD-128, 국도화학)와 경화제로 아마이드계 경화제(G-0331, 국도화학)를 100:50의 중량비로 혼합하고, 여기에 보강제로 SiO2를 에폭시계 수지 100중량부에 대하여 10중량부, 20중량부, 30중량부, 40중량부, 50중량부 및 60중량부로 변화시켜 첨가하였다. 상기 얻어진 혼합물을 100 X 100 X 20mm dimension의 teflon mold에서 진공 탈포시킨 후 70℃에서 70분 동안 경화하여 직경 40mm, 두께 4mm의 시편을 제조하였다.
상기에서 얻어진 혼합물의 점도를 측정하여 도 2의 (a)에 나타낸다. 도면에서 보듯이, SiO2가 10~60중량부로 첨가됨에 따라 점도가 30℃에서 10,944cP까지 증가하였다. 보강제를 첨가하면 네온변압기 하우징의 기계적 물성 및 열안정성을 향상시킬 수 있지만 점도가 지나치게 증가하면 작업성을 저하시킬 수 있으므로, SiO2의 함량은 50중량부 이하가 바람직한 것으로 판단된다.
도 2의 (b)에는 상기 시편의 열전도도를 측정한 결과가 나타나 있다. SiO2 첨가량이 증가함에 따라 열전도도가 10중량부(0.2729 kcal/m?h?℃), 20중량부(0.3024), 30중량부(0.3180), 40중량부(0.3262), 50중량부(0.3351), 60중량부(0.3441)로 증가함을 알 수 있다.
도 3은 보강제인 SiO2의 첨가량에 따른 축방향 열변형율 β와 부피변형율의 변화를 측정하여 그 결과를 나타낸 도면이다. 외부온도 180℃에서 보강제인 SiO2 첨가량이 증가함에 따라 축방향 열변형율 β는 10중량부(0.9569), 20중량부(0.9584), 30중량부(0.9610), 40중량부(0.9664), 50중량부(0.9670), 60중량부(0.9691)로 증가하여 열안정성이 개선되었다.
또한 SiO2의 첨가량이 증가할수록 부피변형율은 감소하여 1에 근접하였고, 외부온도 증가에 따라 증가되었다. 부피변형율이 1인 경우 부피팽창이 없는 것으로 1에 가까울수록 열안정성이 뛰어난 것을 의미한다. 특히 SiO2가 50중량부 첨가된 경우 외부온도 180℃의 온도에서 부피변형율이 1.0337로 감소되어 시편의 뒤틀림이나 부피팽창이 감소하는 것으로 나타났으며, 따라서 보강제로 사용된 SiO2가 에폭시계 수지의 열안정성에 중요한 역할을 하는 것으로 사료된다.
실시예 2
비스페놀-A형 에폭시계 수지(YD-128, 국도화학) 및 경화제로 아마이드계 경화제(G-0331, 국도화학)를 100:50의 중량비로 혼합하고, 여기에 보강제로 에폭시계 수지 100중량부에 대하여 SiO2 50 중량부 및 증량제로 규사를 첨가하여 혼합물을 얻었다. 이때 규사는 입자크기가 28/35mesh (0.42~0.59mm), 14/18mesh (1.00~1.16mm), 8/10mesh (1.65~2.36mm)인 규사를 각각 사용하였고, (에폭시계 수지+경화제) 대 규사의 혼합비율은 중량비로 70:30에서 40:60으로 변량 첨가하였다. 상기 얻어진 혼합물을 100 X 100 X 20mm dimension의 teflon mold에서 진공 탈포시킨 후 70℃에서 70분 동안 경화하여 직경 40mm, 두께 4mm의 시편을 제조하였다.
상기 시편의 열전도도를 평가하여 도 4의 (a)에 나타내었다. 도 4의 (a)에서 보듯이 증량제인 규사의 첨가량이 증가함에 따라 열전도도가 증가하였다. 또한 규사의 입자크기가 증가할수록 열전도도는 (에폭시계 수지+경화제)와 규사의 혼합비율이 중량비로 50:50인 경우 28/35mesh (0.4214kcal/m?h?℃), 14/18mesh (0.4938), 8/10mesh (0.5275)로 크게 나타났으며, 이는 에폭시계 수지에 비해 열전도도가 높은 규사의 혼합으로 수지의 열전도 특성이 향상되기 때문으로 사료된다.
상기 시편의 부피변형율을 평가하여 도 5의 (a)에 나타내었다. 도 5에서 보듯이 증량제인 규사의 첨가량이 증가할수록 부피변형율은 감소하여 열안정성이 우수하였다. 또한, 규사의 혼합비율이 중량비로 (에폭시계 수지+경화제):규사=50:50의 경우 규사의 입자크기가 증가함에 따라 부피변형율은 28/35mesh (1.0243), 14/18mesh (1.0190), 8/10mesh (1.0214)로 입자크기 14/18mesh의 규사가 증량제로 첨가될 경우 가장 우수한 열안정성을 나타내었다.
실시예 3
비스페놀-A형 에폭시계 수지(YD-128, 국도화학)와 경화제로 아마이드계 경화제(G-0331, 국도화학)를 100:50의 중량비로 혼합하고, 보강제로 에폭시계 수지 100중량부에 대하여 SiO2 50중량부 및 증량제로 규사를 균일하게 혼합하여 혼합물을 얻었다. 이때 규사는 입자크기가 28/35mesh (0.42~0.59mm), 14/18mesh (1.00~1.16mm), 8/10mesh (1.65~2.36mm)인 입자로 이루어졌으며, 상기 입자의 혼합비를 1:1:1, 1:1:0, 1:0:1 및 0:1:1로 변화시키고 (에폭시계 수지+경화제) 대 증량제의 함량을 중량비로 50:50로 유지하였다. 상기 얻어진 혼합물을 100 X 100 X 20mm dimension의 teflon mold에서 진공 탈포시킨 후 70℃에서 70분 동안 경화하여 직경 40mm, 두께 4mm의 시편을 제조하였다.
상기 시편의 열전도도를 측정하였으며, 그 결과를 도 4의 (b)에 나타낸다.
도 4의 (b)에서 보듯이, 열전도도는 (28/35mesh):(14/18mesh):(8/10mesh)의 비율이 1:1:1(0.5160kcal/m?h?℃), 1:1:0(0.4486), 1:0:1(0.4537), 0:1:1(0.5568)로 입자크기가 큰 8/10mesh의 규사의 혼합비율이 커짐에 따라 열전도도가 증가하는 것을 알 수 있었다. 입자크기가 동일한 규사를 첨가한 경우에 비해 전체적으로 규사를 혼합할 경우 열전도도가 증가하였으며, 이러한 특성은 입자크기가 다른 규사들의 혼합물의 경우 에폭시계 수지 내에서 균일한 분포를 갖기 때문으로 사료된다.
상기 시편의 부피변형율을 측정하였으며, 그 결과를 도 (5)의 (b)에 나타낸다. 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 180℃에서 부피변형율은 1:1:1 (1.0155), 1:1:0 (1.0171), 1:0:1 (1.0169), 0:1:1 (1.0158)로 측정되었다. 규사의 첨가비가 증가함에 따라 전체적으로 우수한 열안정성을 나타내었으며, 열전도도 특성이 큰 혼합비율 (1:1:1)과 (0:1:1)의 부피팽창율이 상대적으로 작은 것을 알 수 있어 열안정성이 우수한 것으로 나타났다.
실시예 4
비스페놀-A형 에폭시계 수지(YD-128, 국도화학)와 경화제로 아마이드계 경화제(G-0331, 국도화학)를 100:50의 중량비로 혼합하고, 희석제로 지방족 글리시딜 에테르, 부틸 글리시딜 에테르, 벤질 알콜 및 디-n-부틸 프탈레이트 중 하나를 균일하게 첨가하여 혼합물을 얻었다. 이때 희석제의 양은 에폭시 수지 100중량부에 대하여 5중량부, 10중량부, 15중량부 및 20중량부로 각각 변화시켰다. 상기 얻어진 혼합물을 100 X 100 X 20mm dimension의 teflon mold에서 진공 탈포시킨 후 70℃에서 70분 동안 경화하여 직경 40mm, 두께 4mm의 시편을 제조하였다.
상기 혼합물의 점도를 측정하여 도 6에 나타내었다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 30℃에서 10중량부 희석제가 첨가된 경우 점도는 부틸 글리시딜 에테르 (600.8cP)<벤질 알콜 (698.8cP)<지방족 글리시딜 에테르 (985.0cP)<디-n-부틸 프탈레이트(1,500.0cP)이고, 20중량부 희석제가 첨가된 경우에는 부틸 디글리시딜 에테르 (221.2cP)<벤질 알콜 (341.6cP)<지방족 글리시딜 에테르 (438.4cP)<디-n-부틸 프탈레이트 (896.0cP)로 점도가 낮은 것을 알 수 있었다. 특히 반응성 희석제 중에서 부틸 글리시딜 에테르가 가장 우수한 점도 강하 특성을 나타내었다.
상기 시편에 대하여 열안정성을 측정하였으며, 그 결과를 도 7에 나타낸다.
도 7에서 보듯이, 외부온도 180℃의 경우 10중량부의 반응성 희석제가 첨가된 경우 부피변형율은 디-n-부틸 프탈레이트 (1.0479)≒지방족 글리시딜 에테르 (1.0480)<부틸 글리시딜 에테르 (1.0499)<벤질 알콜 (1.0580) 순으로 열안정성이 저하됨을 확인할 수 있었다.
도 8은 희석제의 종류에 따라 본 발명의 조성물로 제조된 네온변압기의 외부온도 120℃에서의 열내구성 변화를 나타낸 도면이다. 반응성 희석제로 지방족 글리시딜 에테르를 사용하여 제작된 시편의 경우 (1차코일:△T=54.0℃, 2차코일:△T=67.7℃)로 나타났으며, 부틸 글리시딜 에테르의 경우 (1차코일:△T =55.7℃, 2차코일:△T =68.4℃)로 나타났다. 비반응성 희석제로 디-n-부틸 프탈레이트를 사용한 경우 (1차코일:△T=54.2℃, 2차코일:△T=68.6℃)로 나타났으며, 스티렌 옥사이드의 경우 (1차코일:△T=69.4℃, 2차코일:△T=75.5℃)로 1차코일에 비해 2차코일의 온도상승이 크게 나타났다.
비교예 1
비스페놀-A형 에폭시계 수지(YD-128, 국도화학)와 경화제로 아마이드계 경화제(G-0331, 국도화학)를 100:50의 중량비로 혼합하여 혼합물을 얻었다. 상기 혼합물의 점도를 측정하여 도 2의 (a)에 나타내었다.
도 2의 (a)에서 보듯이, 에폭시계 수지와 경화제만을 함유하는 조성물의 경우 30℃에서 점도는 2,152cP이었으며 온도가 감소함에 따라 86.4cP로 감소되었다.
상기 얻어진 혼합물을 100 X 100 X 20mm dimension의 teflon mold에서 진공 탈포시킨 후 70℃에서 70분 동안 경화하여 직경 40mm, 두께 4mm의 시편을 제조하였다.
또한, 상기 시편의 열전도도를 측정한 결과 도 2의 (b)에서 보듯이0.2637kcal/m?h?℃로 매우 낮았으며, 축방향 열변형율 β=0.9562, 부피변형율 1.0450으로 첨가제를 함유하는 실시예의 조성물보다 열전도도 및 열안정성이 낮은 것으로 나타났다.
(평가방법)
점도 측정
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 혼합물을 30~90℃의 온도범위에서 Brookfield사의 점도계(DV-II+ Pro)를 이용하여 점도를 측정하였다.
열전도도 측정
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 시편의 열전도도(thermal conductivity)는 10단의 열전도도 측정장치를 이용하여 측정하였다. 상기 시편을 4-5단에, 직경 40mm, 두께 2mm의 황동시편을 6-7단에 설치한 후 하단은 냉각수를 흘려 일정한 온도로 유지시키고, 상단의 온도를 70℃로 가열하여 열전도도를 측정하였다.
첨가제 변화에 따른 시편의 열전도도는 접촉저항으로 발생하는 온도변화를 보정하여 다음 식으로 계산하였다.
Figure pat00001
...(1)
여기서
Figure pat00002
는 4-5단계의 시편의 두께(4mm)이고,
Figure pat00003
는 6-7단계의 황동시편의 두께(2mm)이다.
Figure pat00004
,
Figure pat00005
은 식(1)과 식(2)로부터 계산할 수 있다.
Figure pat00006
...(2)
Figure pat00007
...(3)
Figure pat00008
,
Figure pat00009
의 계산을 위해
Figure pat00010
은 standard cylinder의 길이(30mm),
Figure pat00011
은 standard cylinder의 열전도도로 320kcal/m?h?k이며, 시편의 온도차(
Figure pat00012
)와 황동시편의 온도차(
Figure pat00013
), 식(4)의 standard cylinder의 온도차
Figure pat00014
를 측정하였다.
Figure pat00015
...(4)
열안정성 측정
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 시편을 120~180℃의 온도로 유지된 오븐을 이용하여 3시간 동안 온도 변화에 따른 축방향 열변형율(axial thermal deformation, β)과 부피변형율(volume deformation ratio, VDR)을 측정하여 열안정성을 평가하였다. 축방향 열변형율은 열안정성 실험 전후의 시편의 가로, 세로, 높이의 편차를 측정하였으며, 부피변형율은 실험전후의 시편의 부피를 측정하여 다음 식으로 계산되었다.
Figure pat00016
...(5)
Figure pat00017
...(6)
여기서 x f , y f , z f 는 열변형 실험 후 시편의 가로, 세로, 높이의 길이[mm]를 나타내며, x i , y i , z i 는 실험 전 시편의 가로, 세로, 높이의 길이[mm]이다. β값이 1에 가까울수록 열안정성이 우수함을 의미한다. V f 는 열변형 후의 시편의 부피이고, V i 는 실험 전 시편의 부피이다.
열내구성 측정
네온변압기의 열내구성 평가를 위해 외부온도 증가에 따른 네온변압기의 단락시험을 수행하였다. 단락시험은 네온관을 연결하지 않고 전선으로 연결하여 실험을 수행하는 방법으로 네온변압기의 열내구성 평가에 이용된다. 실제로 네온관을 연결할 경우에 비해 네온변압기 내부의 온도상승이 30%가량 높아 네온변압기 하우징에 crack이 발생할 확률이 높아진다. 네온변압기의 열내구성 평가는 외국의 유사제품의 시험규격에 따라 외부온도 25~120℃의 범위에서 측정하였으며, 네온변압기의 1차코일(φ=1.2mm, L=106.98m)의 입력전압은 230V, 입력주파수는 50Hz이며, 2차코일(φ=0.14mm, L=4,631.81m)의 출력전압은 10,000V이다.

Claims (11)

  1. 에폭시계 수지, 경화제 및 첨가제를 함유하는 조성물로서, 상기 첨가제는 보강제, 증량제 및 희석제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 네온변압기 하우징용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에폭시계 수지는 비스페놀-A형 에폭시 수지, 비스페놀-F형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 브롬화형 에폭시 수지 및 지환족 에폭시 수지로 구성된 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 네온변압기 하우징용 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 경화제는 디에틸렌 트리아민계 경화제, 디에틸 아미노 프로필아민계 경화제, 프탈산 무수물계 경화제, 아민계 경화제, 아마이드계 경화제로 구성된 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 네온변압기 하우징용 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 보강제는 이산화규소인 것을 특징으로 하는 네온변압기 하우징용 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 보강제의 함량은 에폭시계 수지의 100중량부에 대하여10중량부 내지 50중량부인 것을 특징으로하는 네온변압기 하우징용 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 증량제는 규사인 것을 특징으로 하는 네온변압기 하우징용 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 증량제는 입자 크기 비율이 28/35:14/18:8/10mesh=1:1:1인 것을 특징으로 하는 네온변압기 하우징용 조성물.
  8. 제1항에 있어서, (에폭시계 수지+경화제) 대 증량제의 함량이 중량비로 70:30 내지 40:60인 것을 특징으로 하는 네온변압기 하우징용 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 희석제는 부틸 글리시딜 에테르인 것을 특징으로 하는 네온변압기 하우징용 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 희석제의 함량은 에폭시계 수지 100중량부에 대하여 5중량부 내지 20중량부인 것을 특징으로 하는 네온변압기 하우징용 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 조성물을 균일하게 혼합한 후, 70℃ 내지 90℃의 온도 범위 내에서 50분 내지 90분 동안 경화시키는 것를 포함하는 네온변압기 하우징의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106117863A (zh) * 2015-11-01 2016-11-16 牟军 用于制备电力变压器外壳的热固性塑料
KR102008964B1 (ko) 2019-03-04 2019-10-23 제룡전기 주식회사 몰드 변압기용 친환경 하이브리드수지 조성물 및 그 제조방법

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