WO2008016121A1 - Composition de matériau polymère isolant - Google Patents

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Yasuyuki Kurata
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Definitions

  • the present invention relates to an insulating polymer material composition, and is used, for example, in an insulating configuration of a high-voltage device including a switchgear such as a circuit breaker or a disconnector in a casing.
  • a switchgear such as a circuit breaker or a disconnector in a casing.
  • a glass transition point hereinafter referred to as Tg
  • a heat-resistant epoxy resin of 100 ° C or higher
  • a relatively high mechanical property for example, strength, etc.
  • polymer products using bisphenol A type epoxy resin are known, but biodegradation is considered in consideration of disposal of the above polymer products (for example, disposal due to lifetime, failure, etc.).
  • Attempts have been made to develop polymer products made of high-molecular-weight materials for example, Patent Document 1).
  • a polymer product using a heat resistant epoxy resin having a glass transition point (hereinafter referred to as Tg) of 100 ° C or higher as a main component of the polymer material is hard and brittle, and has a temperature There is a risk of cracking when used in a rapidly changing environment. For this reason, for example, a solid epoxy resin (for example, a crack resistance test result using a metal conductor of 30 ° C or less) is used as the main component of the polymer material, or a large amount of filler is added to the polymer material. Attempts to improve crack resistance, etc. with the addition of water, and the viscosity of the polymer material become extremely high. For example, sufficient pot life in casting work (necessary for industrial work) A minimum amount of time) cannot be secured, and workability may be deteriorated.
  • Tg glass transition point
  • the bisphenol A type epoxy resin has high mechanical properties! / And has characteristics that make it widely used as an industrial product.
  • the bisphenol A itself is an environmental hormone. It is considered harmful and begins to be a concern from an environmental point of view! In a cured composition such as a polymer product, bisphenol A is rarely leaked from the composition and has been reported to be non-hazardous. Even if it is in the composition as described above, unreacted bisphenol A (low molecular weight) is present in the composition. If there is a quantity component), there is a concern that the bisphenol A may leak into the air.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-358829, which is a public patent gazette in Japan
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-53699, which is a public patent gazette
  • An object of the present invention is to provide good mechanical properties and electrical properties in a polymer product such as a high-voltage device that does not deteriorate workability, and has sufficient biodegradability and has a sufficient cycle.
  • An object of the present invention is to provide an insulating polymer material composition having excellent environmental properties.
  • an insulation structure of a voltage device comprising a kneaded material in which an acid anhydride and an organic peroxide are added to epoxidized linseed oil,
  • the kneaded product was three-dimensionally crosslinked by heat treatment.
  • the amount of the organic peroxide added is 0.5 phr to
  • the organic peroxide includes dicumyl peroxide, 2,5 dimethinole 2,5 di (t butylperoxy) hexane, 2,5 dimethinole 2. , 5 Di (t-butylperoxy) hexane 3, 1- (2-t-butylperoxyisopropyl) -4 isopropylbenzene, 1- (2-t-butylperoxyisopropyl) -3 isopropylbenzene It is characterized by being.
  • the insulating polymer material composition is sufficiently biodegraded when it is disposed in the soil where no harmful substances, carbon dioxide, etc. are generated even when incinerated.
  • a petroleum-derived polymer material such as an epoxy resin is used.
  • a polymer material that is naturally derived and three-dimensionally cross-linked that is, a polymer material that uses a natural material as a base material (starting material) is used.
  • the polymer material is as described above, sufficiently good electrical and mechanical properties can be obtained without deteriorating workability, and the polymer material itself can be applied to a high voltage device. Is carbon neutral, so even if the composition (polymer product, etc.) composed of the polymer material is incinerated, it can prevent or suppress the emission of harmful substances (eg, environmental hormones) and carbon dioxide. The focus is on biodegradation when buried in the soil. In compositions composed of naturally-occurring polymer materials, examples of application to printed wiring boards are known. No examples have been applied to polymer products such as high-voltage equipment. It was.
  • epoxidized linseed oil is used as a polymer material that is naturally derived and three-dimensionally cross-linked.
  • epoxidized linseed oil like epoxidized soybean oil, has been widely used as a stabilizer in chlorinated resin. In short, because of its low Tg characteristics and mechanical properties, it has not been applied or studied as a polymer product for high-voltage equipment.
  • an insulating polymer material composition obtained by curing epoxidized linseed oil is used! /, Using acid anhydride (in addition to epoxidized linseed oil) Tg is improved by curing the resin, and the insulation of the insulating polymer material composition is improved, so that better characteristics than the existing industrial epoxy resin products can be obtained (for example, the dielectric breakdown electric field characteristics are better). Is found).
  • an epoxy equivalent is calculated based on an oxysilane concentration of epoxidized linseed oil, and a stoichiometric amount based on the epoxy equivalent is added.
  • peroxide vulcanization may be performed by using an organic peroxide (crosslinking agent) as a starting point of curing (role of a curing accelerator) in the acid anhydride.
  • organic peroxide include dicumyl peroxide (hereinafter referred to as crosslinker A), 2,5dimethyl 2,5 di (t-propylperoxy) hexane (hereinafter referred to as crosslinker B).
  • crosslinker C 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane 3
  • crosslinker D 1- (2-t-butylperoxyisopropyl) -4 isopropylbenzene
  • cross-linking agent E 1 (2-t-butylperoxyisopropyl) 3-isopropylbenzene
  • this embodiment is for the purpose of improving workability (for example, shortening work time, etc.), formability, Tg characteristics, mechanical 'physical physical properties, electrical physical properties, etc.
  • various additives can be used as appropriate.
  • a reaction aid is used in combination for the purpose of controlling the reaction of the organic peroxide.
  • the cross-links in insulating polymer material compositions are essentially organic peroxides. Therefore, the presence or absence of the reaction aid does not affect the cross-linked structure.
  • the amount of the organic peroxide added, the heat treatment conditions after kneading, etc. can be appropriately set according to the type of the organic peroxide.
  • the reaction temperature region in the above-mentioned organic oxide is specifically determined. For example, when a plurality of types of materials are used and kneading conditions, heat treatment conditions, etc. are changed stepwise, the desired physical properties (That is, the physical properties of the insulating polymer material composition can be controlled). In the examples described later. From the viewpoint of demonstrating the effectiveness of organic peroxides, the heat treatment conditions were set at 170 ° C for 1 hour.
  • a stoichiometric amount of acid anhydride (HN2200R manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) is added as a curing agent to epoxidized linseed oil, and a crosslinking agent A is used as its curing accelerator.
  • ⁇ E is added in the range of 0.2 phr to 20.Ophr as shown in Table 1 below, kneaded (kneaded under conditions according to the amount added), and then the kneaded product has a temperature of 170 °.
  • Samples of insulating polymer material composition three-dimensionally cross-linked by heat treatment with C for 1 hour and peroxide vulcanization A1-A6, B1-B6, C1-C6, D1-D6, E1-E6 Each was created.
  • samples A1 to E6 As a comparative example of the samples A1 to E6, acid anhydrides (samples A1 to E6) were used as a curing agent and a curing accelerator, respectively, for a bisphenol A type epoxy resin (CT200A manufactured by Bantico). Etc.) and the like, and kneading (kneading under conditions according to the amount added), then heat treating the kneaded product at a temperature of 120 ° C. for 16 hours to perform peroxide vulcanization. Sample P of a three-dimensionally crosslinked insulating polymer material composition was prepared.
  • the volume resistivity was measured as the electrical physical property (insulating property) of each of the samples A1 to E6, P, and the dielectric breakdown electric field characteristics were measured at temperatures of 0 ° C and 100 ° C.
  • “Insulation breakdown strength” breakdown electric field (AC) by short-time method
  • samples A6, B6, C, D6, and E6 with an acid anhydride addition amount of 20 are samples P made of bisphenol A type epoxy resin. Same volume resistivity as However, the strength of dielectric breakdown could not be measured because the samples A6, B6, C6, D6, and E6 themselves were foamed. Samples Al, Bl, CI, Dl, and E1 with 0.2 phr of acid anhydride added had the same volume resistivity as sample P, but the strength of dielectric breakdown could not be measured. It can be seen that the sample is lower than sample P.
  • Ophr have the same volume resistivity as the sample P. And a greater dielectric breakdown strength than that of sample P was measured.
  • an acid anhydride is added (stoichiometric addition) to the epoxidized linseed oil having biodegradability as in the samples A2 to E5, and an organic peroxide is added from 0.5 phr to 16;
  • an organic peroxide is added from 0.5 phr to 16;
  • kneading conditions and heat treatment conditions in a kneaded material in which an acid anhydride and an organic peroxide are added to a polymer material are, for example, a polymer material, an acid anhydride, an organic It is appropriately set according to the type and amount of oxide added, and is not limited to the contents shown in this example.
  • a polymer material epoxidized linseed oil
  • the effects similar to those shown in this example can be obtained even when various additives are appropriately used. it is obvious.

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Description

明 細 書
絶縁性高分子材料組成物
技術分野
[0001] 本発明は、絶縁性高分子材料組成物に関するものであって、例えば筐体内に遮断 器や断路器等の開閉機器を備えた高電圧機器の絶縁構成に用いられるものである 背景技術
[0002] 例えば筐体内に遮断器や断路器等の開閉機器を備えた電圧機器 (高電圧機器等 )の絶縁構成 (例えば、絶縁性を要する部位）に適用（例えば、屋外に直接暴露して 適用）される材料として、石油由来の熱硬化性樹脂 (石油を出発物質とした樹脂；ェ ポキシ樹脂等）を主成分とした高分子材料を硬化して成る組成物、例えば高分子材 料を注型して成る組成物により構成された製品（モールド注型品；以下、高分子製品 と称する）が、従来から広く知られている。
[0003] 社会の高度化 ·集中化に伴って高電圧機器等の大容量化，小型化や高い信頼性（ 例えば、機械的物性 (絶縁破壊電界特性等），電気的物性)等が強く要求されると共 に、前記の高分子製品に対しても種々の特性の向上が要求されてきた。
[0004] 一般的には、高分子材料の主成分として例えばガラス転移点（以下、 Tgと称する） 100°C以上の耐熱性エポキシ樹脂や比較的に機械的物性（強度等）の高!/、ビスフエ ノール A型のエポキシ樹脂を用いた高分子製品が知られているが、前記の高分子製 品を処分 (例えば、寿命，故障等の理由で処分)する場合を考慮して、生分解性を有 する高分子材料から成る高分子製品の開発が試みられている（例えば、特許文献 1)
[0005] なお、種々の技術分野において、植物由来の高分子材料を硬化して成る組成物を 適用（例えば印刷配線ボードに適用）する試みが行われ (例えば、特許文献 2)、例え ば室温雰囲気下で使用した場合には十分な機械的物性が得られることが知られてい る力 その組成物はアルデヒド類を硬化剤として用いたものであり、高温雰囲気下で は機械的物性が低くなるため高電圧機器には適用されていなかった。 [0006] 前記のように、高分子材料の主成分としてガラス転移点（以下、 Tgと称する） 100°C 以上の耐熱性エポキシ樹脂等を用いて成る高分子製品は、硬く脆弱であり、温度変 化が激しい環境下で使用した場合にはクラックが発生し易い恐れがある。このため、 例えば高分子材料の主成分として固形エポキシ樹脂（例えば、金属導体を用いた耐 クラック性試験の結果が 30°C以下のもの）を用いたり、該高分子材料に多量の充 填材を添加して耐クラック性等を向上させる試みが行われている力、その高分子材料 の粘度が著しく高くなつてしまい、例えば注型作業等において十分なポットライフ（ェ 業的な作業に必要な最低限の時間）を確保できず、作業性が悪化する恐れがある。
[0007] また、前記のビスフエノール A型のエポキシ樹脂は、機械的物性が高!/、特性を有す ることから工業製品として広く使用されている力 そのビスフエノール A自体は環境ホ ルモンとして有害性を有するものとみなされ、環境性の観点から懸念され始めて!/、る 。高分子製品のように硬化された組成物中であれば、その組成物中からビスフエノー ノレ Aが漏出することは殆どなく有害性はないとの報告もある力 S、極めて微量 (例えば、 ppmレベル、またはそれ以下の量）であっても有害性を有する物質であることから、た とえ前記のように組成物中であっても該組成物中に未反応のビスフエノール A (低分 子量成分）が存在する場合には、そのビスフエノール Aが気中に漏洩してしまう可能 性があり、懸念されている。
[0008] 例えば、高分子製品の製造施設において、ビスフエノール A型エポキシ樹脂と種々 の添加剤等とを合成する工程や、その合成工程後の高分子材料を注型する工程等 の限定された環境下では、高濃度のビスフエノール A雰囲気下になる恐れがある。た とえ前記製造設備の各工程において完全無人化（高分子製品の製造ラインの無人 化）を図っても、それら各工程において換気設備 (使用環境における空気を浄化する ための設備）を要することとなるため（すなわち、従来では想定しなかった換気設備を 要するため）、その製品コストの増加を招く恐れがある。
[0009] 前記の高分子製品を処分 (例えば、寿命，故障等の理由で処分)する場合につい ては、種々の処理方法を適用することが可能である力 それぞれ以下に示す問題点 力 sある。
[0010] 石油由来の物質 (例えば、エポキシ樹脂等）を主成分とする高分子材料から成る高 分子製品の場合、焼却処理する方法を適用すると種々の有害物質や二酸化炭素を 大量に排出し、環境汚染，地球温暖化等の問題を引き起こす恐れがある点で懸念さ れていた。一方、前記の高分子製品を単に埋立て処理する方法を適用することもで きる力 その埋立て処理に係る最終処分場は年々減少している傾向である。この最 終処分場の残余年数に関して、旧 ·厚生省では平成 20年頃と試算している。また、 旧'経済企画庁では、前記の旧'厚生省の試算に基づいて、平成 20年頃に廃棄物 処理費用が高騰し、経済成長率が押し下げられると予測している。
[0011] なお、前記の高分子製品を回収し再利用（リサイクル)する試みもある力 その再利 用方法は確立されておらず殆ど行われていない。例外的に、品質が比較的均一な 部材（高分子製品に用いられてレ、る PEケーブル被覆部材）のみを回収しサーマルェ ネルギ一として利用されている力 このサーマルエネルギーは燃焼処理工程を要す るため、前記のように環境汚染，地球温暖化等の問題を招く恐れがある。
[0012] 一方、生分解性を有する高分子材料から成る高分子製品の場合は、例えば温度 1 00°C以上の雰囲気下で使用すると溶融してしまう恐れがある。また、生物由来の架 橋組成物から成る高分子製品の場合は、アルデヒド類を硬化物として用いるため、常 温程度の温度雰囲気下 (例えば、印刷配線ボードにおける温度環境）では高!/、機械 的物性を有するものの、高温雰囲気下 (例えば、高電圧機器等の使用環境）では十 分な機械的物性が得られな!/、恐れがある。
[0013] 以上示したようなことから、高分子製品の特性 (機械的物性，電気的特性等)を良好 に維持すると共に、その高分子製品の処分に係る諸問題の改善が求められている。
[0014] 特許文献 1 :日本国の公開特許公報である特開 2002— 358829号公報
特許文献 2：日本国の公開特許公報である特開 2002— 53699号公報
発明の開示
[0015] 本発明の目的は、作業性を悪化させることなぐ高電圧機器等の高分子製品にお いて良好な機械的物性，電気的物性を付与できると共に、十分な生分解性を有し環 境性に優れた絶縁性高分子材料組成物を提供することにある。
[0016] 本発明の一つの観点によれば、電圧機器の絶縁構成に用いられるものであって、 エポキシ化亜麻仁油に酸無水物，有機過酸化物が添加された混練物から成り、前記 の混練物を熱処理により三次元架橋したことを特徴とするものである。
[0017] また、本発明の別の観点によれば、前記の有機過酸化物の添加量は、 0. 5phr〜
16. Ophrであることを特徴とするものである。
[0018] また、本発明の別の観点によれば、前記の有機過酸化物は、ジクミルパーォキサイ ド、 2, 5ジメチノレ 2, 5ジ（t ブチルペルォキシ）へキサン、 2, 5ジメチノレ 2, 5ジ（t— ブチルペルォキシ）へキサン 3、 1一（2— t ブチルパーォキシイソプロピル）ー4 イソプロピルベンゼン、 1一（2— t ブチルパーォキシイソプロピル）ー3 イソプロ ピルベンゼンのうち何れかであることを特徴とするものである。
[0019] 以上のような観点によれば、例えば従来の高分子製品のように大量の充填剤を用 いなくとも、高い体積抵抗率 (絶縁性），絶縁破壊電界特性が得られる（例えば、既存 のビスフエノール A型エポキシ樹脂から成るものと比較して、同等の体積抵抗率が得 られると共に、良好な絶縁破壊電界特性が得られる）。
[0020] また、前記の絶縁性高分子材料組成物は、焼却処理しても有害物質や二酸化炭 素等が発生することはなぐ土中に埋立て処理した場合には十分に生分解される。 発明を実施するための最良の形態
[0021] 以下、本発明の実施の形態における絶縁性高分子材料組成物を詳細に説明する
〇
[0022] 本実施の形態は、例えば高分子製品の絶縁性を要する部位に適用される絶縁性 高分子材料組成物にぉレ、て、エポキシ樹脂等の石油由来の高分子材料を用いる替 わりに、天然由来であって三次元架橋する高分子材料 (すなわち、天然材料を基材（ 出発物質）とする高分子材料)を用いるものである。
[0023] すなわち、前記のような高分子材料であれば、作業性を悪化させることなく十分良 好な電気的物性，機械的物性が得られ高電圧機器に適用できると共に、その高分子 材料自体はカーボンニュートラルであるため、該高分子材料から成る組成物（高分子 製品等）を焼却処理しても、有害物質 (例えば、環境ホルモン等)や二酸化炭素等の 排出を防止または抑制でき、例えば土中に埋めた場合には生分解できることに着目 したものである。天然由来の高分子材料から成る組成物において、印刷配線ボード に適用した例は知られている力 高電圧機器等の高分子製品に適用した例はなかつ た。
[0024] 具体的には、前記のように天然由来であって三次元架橋する高分子材料としてェ ポキシ化亜麻仁油を用いたものである。従来、エポキシ化亜麻仁油は、例えばェポ キシ化大豆油と同様に塩化ビュル樹脂における安定剤として広く使用されてきた力 一般的な工業用エポキシ樹脂と比較すると反応性が乏しく硬化に長時間を要し、 Tg 特性や機械的物性が低いことから、高電圧機器の高分子製品として適用および検討 されることはなかった。
[0025] 本実施の形態では、エポキシ化亜麻仁油を硬化させて成る絶縁性高分子材料組 成物にお!/、て、酸無水物を用いて（エポキシ化亜麻仁油に添加して）前記の硬化を 図ることにより Tgが向上し、絶縁性高分子材料組成物の絶縁性が高められ、既存の 工業用エポキシ樹脂製品よりも良好な特性が得られる（例えば、絶縁破壊電界特性 が良好である）ことを見出したものである。
[0026] 前記の酸無水物は、例えばエポキシ化亜麻仁油のォキシラン濃度によりエポキシ 当量を算出し、そのエポキシ当量に基づいた化学量論量を添加する。また、前記酸 無水物における硬化の起点 (硬化促進剤の役割）として有機過酸化物 (架橋剤）を用 いることにより、過酸化物加硫を施しても良い。前記の有機過酸化物としては、例え ばジクミルパーオキサイド（以下、架橋剤 Aと称する）、 2, 5ジメチル 2, 5ジ (t—プチ ルペルォキシ）へキサン（以下、架橋剤 Bと称する）、 2, 5ジメチル 2, 5ジ（t ブチル ペルォキシ)へキサン 3 (以下、架橋剤 Cと称する）、 1一（2— t ブチルパーォキシ イソプロピル）ー4 イソプロピルベンゼン（以下、架橋剤 Dと称する）、 1 （2— t ブ チルパーォキシイソプロピル） 3—イソプロピルベンゼン（以下、架橋剤 Eと称する） 等が挙げられる力 それ以外にも分子構造中に「一 O— O 」を有するものであれば 適宜用いても良い。
[0027] なお、本実施の形態は、例えば作業性の向上 (例えば、作業時間の短縮等） ,成形 性， Tg特性，機械的'物理的物性，電気的物性等の改善を図る目的で、前記のェポ キシ化亜麻仁油，酸無水物，有機過酸化物の他に種々の添加剤を適宜用いること ができ、例えば有機過酸化物の反応を制御する目的で反応助剤を併用することが可 能である力 S、絶縁性高分子材料組成物における架橋は本質的に有機過酸化物によ るものであって、該反応助剤の有無によって架橋構造が影響を受けることはない。
[0028] また、前記の有機過酸化物の添加量や混練後の熱処理条件等（温度，時間等）は 、その有機過酸化物の種類に応じて適宜設定することが可能である。前記の有機化 酸化物における反応温度領域は特異的に定められているものであり、例えば複数種 のものを用い混練条件，熱処理条件等を段階的に変化させた場合には、 目的とする 物性を付与 (すなわち、絶縁性高分子材料組成物の物性を制御）することも可能とな る。なお、後述の実施例では。有機過酸化物の有効性を実証する観点から、熱処理 条件は 170°C, 1時間に設定した。
実施例
[0029] 次に、本実施の形態における絶縁性高分子材料組成物の実施例を説明する。ま ず、本実施例では、エポキシ化亜麻仁油に対して、硬化剤として酸無水物（日立化 成工業社製の HN2200R)を化学量論量添加すると共に、その硬化促進剤として架 橋剤 A〜Eのうち何れかを後述の表 1に示すように 0. 2phr〜20. Ophrの範囲で添 加して混練（添加量に応じた条件で混練）した後、その混練物に関して温度 170°Cで 1時間熱処理し過酸化物加硫を施すことにより、三次元架橋された絶縁性高分子材 料組成物の試料 A1〜A6, B1〜B6, C1〜C6, D1〜D6, E1〜E6をそれぞれ作 成した。
[0030] また、前記の試料 A1〜E6の比較例として、ビスフエノーノレ A型エポキシ樹脂（バン ティコ社製の CT200A)に対して、硬化剤，硬化促進剤としてそれぞれ酸無水物 (試 料 A1〜E6と同様のもの）等を所定量添加して混練（添加量に応じた条件で混練）し た後、その混練物に関して温度 120°Cで 16時間熱処理し過酸化物加硫を施すこと により、三次元架橋された絶縁性高分子材料組成物の試料 Pを作成した。
[0031] そして、 JIS— K6911に基づいて、前記の各試料 A1〜E6, Pの電気的物性（絶縁 性）として体積抵抗率を測定し、絶縁破壊電界特性として温度 0°Cおよび 100°Cでの 「絶縁破壊の強さ」（短時間法による破壊電界 (AC) )を測定し、各測定結果を後述の 表 1にそれぞれ示した。
[0032] [表 1] 試料 A1 試料 A2 I試料 A3 I試料 A4 I試料 A5 I試料 A6 高分子材料 エポキシ化亜麻仁油
硬化剤 酸無水物
架橋剤 Aの添加量 (phr) 0.2 0.5 4.0 8.0 16.0 20.0 熱処理条件 温度 170°C， 1時間
体積抵抗率（Ω 'cm) 1. Ox 10lb超
0°C絶縁破壊の強さ（kVZmm) 13 20 21 22 23 ―
90°C絶縁破壊の強さ（kVZmm) 7 9 13 14 14 ―
試料 B1 I試料 B2 I試料 B3 I試料 B4 I試料 B5 I試料 B6 高分子材料 エポキシ化亜麻仁油
硬化剤 酸無水物
架橋剤 Bの添加量（phr) 0.2 0.5 4.0 20.0 熱処理条件 温度 170°C, 1時間
体積抵抗率（Ω 'cm) 1. Ox 10，b超
0°C絶縁破壊の強さ（kVZmm) 12 19 25 25 25 ―
90°C絶縁破壊の強さ（kV mm) 7 13 13 15 14 一
試料 C1 I試料 C2 I試料 C3 I試料 C4 | 試料 C5 I試料 C6 高分子材料 エポキシ化亜麻仁油
硬化剤 酸無水物
架橋剤 Cの添加量（phr) 0.2 0.5 4.0 8.0 16.0 20.0 熱処理条件 温度 170°C, 1時間
体積抵抗率（Ω 'cm) 1. oxiolb超
0°C絶縁破壊の強さ (kVZmm) 12 21 23 25 26 ―
90°C絶縁破壊の強さ（kV/mm) 8 10 11 12 11
00
O D C
Figure imgf000008_0001
Figure imgf000008_0002
記号「一」…発泡により測定不可 前記表 1に示す結果において、酸無水物の添加量が 20. Ophrの試料 A6, B6, C , D6, E6は、ビスフエノール A型エポキシ樹脂から成る試料 Pと同様の体積抵抗率 が測定されたが、絶縁破壊の強さに関しては該試料 A6, B6, C6, D6, E6自体がそ れぞれ発泡していたため測定することができなかった。また、酸無水物の添加量が 0 . 2phrの試料 Al , Bl , CI , Dl , E1は、試料 Pと同様の体積抵抗率が測定されたが 、絶縁破壊の強さは測定することができたものの試料 Pよりも低いことを読み取れる。
[0034] 一方、酸無水物の添加量が 0. 5phr~16. Ophrの試料 A2〜A5, B2〜B5, C2 〜C5, D2〜D5, E2〜E5は、試料 Pと同様の体積抵抗率が測定されると共に、その 試料 Pよりも大きい絶縁破壊の強さが測定された。
[0035] したがって、前記の試料 A2〜E5のように生分解性を有するエポキシ化亜麻仁油 に酸無水物を添加（化学量論量添加）すると共に、有機過酸化物を 0. 5phr〜； 16. 0 phrの範囲で添加して混練し、その混練物を過酸化物加硫して三次元架橋させるこ とにより、その得られた絶縁性高分子材料組成物において発泡することはなぐ高電 圧機器等の高分子製品として十分な電気的物性が得られると共に、良好な絶縁破壊 電界特性が得られることを確認できた。
[0036] 以上のように、本発明の実施形態によれば、作業性を悪化させることなく（例えば、 十分なポットライフを確保）、高電圧機器等の高分子製品として良好な機械的物性， 電気的物性が得られると共に、十分な生分解性を有し地球環境保全に貢献すること が可能となる。
[0037] 以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明した力 本発 明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって 明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然 のことである。
[0038] 例えば、高分子材料 (エポキシ化亜麻仁油）に酸無水物，有機過酸化物が添加さ れた混練物における混練条件や熱処理条件は、例えば高分子材料，酸無水物，有 機過酸化物の種類や添加量に応じて適宜設定されるものであり、本実施例で示した 内容に限定されるものではない。また、前記の高分子材料，酸無水物，有機過酸化 物の他に、種々の添加剤を適宜用いた場合においても、本実施例に示したものと同 様の作用効果が得られることは明らかである。

Claims

請求の範囲
[1] 電圧機器の絶縁構成に用いられるものであって、
エポキシ化亜麻仁油に酸無水物，有機過酸化物が添加された混練物から成り、 前記の混練物を熱処理により三次元架橋したことを特徴とする絶縁性高分子材料 組成物。
[2] 前記の有機過酸化物の添加量は、 0. 5phr~ 16. Ophrであることを特徴とする請 求項 1記載の絶縁性高分子材料組成物。
[3] 前記の有機過酸化物は、ジクミルパーオキサイド、 2, 5ジメチル 2, 5ジ（t ブチル ペルォキシ）へキサン、 2, 5ジメチル 2, 5ジ（t ブチルペルォキシ）へキサン 3、 1 一（2— t ブチルパーォキシイソプロピル）ー4 イソプロピルベンゼン、 1 （2— t— ブチルパーォキシイソプロピル） 3—イソプロピルベンゼンのうち何れかであることを 特徴とする請求項 1または 2記載の絶縁性高分子材料組成物。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7221079B2 (ja) * 2019-02-27 2023-02-13 株式会社東光高岳 エポキシ樹脂組成物、絶縁性成形体及びその製造方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4925500A (ja) * 1972-07-03 1974-03-06
JPH04306221A (ja) * 1990-11-21 1992-10-29 Dow Chem Co:The エポキシ組成物
JPH08508533A (ja) * 1993-03-30 1996-09-10 シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ エポキシエステルのエポキシ化植物油変性
JP2001119129A (ja) * 1999-10-20 2001-04-27 Tomoegawa Paper Co Ltd カバーレイフィルム
JP2002053699A (ja) 1995-09-18 2002-02-19 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 架橋した生物材料およびその使用
JP2002358829A (ja) 2001-03-29 2002-12-13 Mitsui Chemicals Inc 電気絶縁材料
JP2004331804A (ja) * 2003-05-07 2004-11-25 Chisso Corp エポキシ化天然油および籠型構造を有するケイ素化合物からなるハイブリッド樹脂
JP2006241331A (ja) * 2005-03-04 2006-09-14 Osaka Univ 硬化性油脂組成物
JP2007035337A (ja) * 2005-07-25 2007-02-08 Meidensha Corp 絶縁性高分子材料組成物および碍子
JP2007031498A (ja) * 2005-07-25 2007-02-08 Meidensha Corp 絶縁性高分子材料組成物

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH621811A5 (ja) * 1976-06-17 1981-02-27 Ciba Geigy Ag
US4040994A (en) * 1976-11-26 1977-08-09 Unitech Chemical Inc. Cured epoxy resins
JPS6112334A (ja) * 1984-06-29 1986-01-20 川崎製鉄株式会社 複合型制振積層体
JPH0681684B2 (ja) * 1987-12-29 1994-10-19 大建工業株式会社 改質木材及びその製造方法
US6194490B1 (en) * 1998-02-27 2001-02-27 Vantico, Inc. Curable composition comprising epoxidized natural oils
JP2001334770A (ja) * 2000-05-25 2001-12-04 Fuji Photo Film Co Ltd 平版印刷用版下シートの製造方法
US7196124B2 (en) * 2003-01-08 2007-03-27 Texas Tech University Elastomeric material compositions obtained from castor oil and epoxidized soybean oil

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4925500A (ja) * 1972-07-03 1974-03-06
JPH04306221A (ja) * 1990-11-21 1992-10-29 Dow Chem Co:The エポキシ組成物
JPH08508533A (ja) * 1993-03-30 1996-09-10 シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ エポキシエステルのエポキシ化植物油変性
JP2002053699A (ja) 1995-09-18 2002-02-19 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 架橋した生物材料およびその使用
JP2001119129A (ja) * 1999-10-20 2001-04-27 Tomoegawa Paper Co Ltd カバーレイフィルム
JP2002358829A (ja) 2001-03-29 2002-12-13 Mitsui Chemicals Inc 電気絶縁材料
JP2004331804A (ja) * 2003-05-07 2004-11-25 Chisso Corp エポキシ化天然油および籠型構造を有するケイ素化合物からなるハイブリッド樹脂
JP2006241331A (ja) * 2005-03-04 2006-09-14 Osaka Univ 硬化性油脂組成物
JP2007035337A (ja) * 2005-07-25 2007-02-08 Meidensha Corp 絶縁性高分子材料組成物および碍子
JP2007031498A (ja) * 2005-07-25 2007-02-08 Meidensha Corp 絶縁性高分子材料組成物

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