JPH03237152A

JPH03237152A - アルミナ充填樹脂硬化物

Info

Publication number: JPH03237152A
Application number: JP3246090A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Kurata; 保幸蔵田; Hiroshi Miyagawa; 宮川　博司
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1990-02-15
Filing date: 1990-02-15
Publication date: 1991-10-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】Ａ　産業上の利用分野本発明は、高電圧機器の絶縁材料及び構造材料として好
適なアルミナ充填樹脂硬化物に関する。

Ｂ　発明の概要本発明は、マトリックスとしてエポキシ樹脂を用いると
共にアルミナを充填材とする硬化物において、アルミナ
としてシランカップリング剤で表面処理されているもの
を用いることにより、硬化物の機械強度の向上を図るも
のである。

Ｃ従来の技術従来より、高電圧機器の絶縁材料及び構造材料として、
エポキシ樹脂をマトリックスとした高分子複合硬化物、
いわゆるモールド注型品が広く用いられている。そして
、構造材料としてのモールド注型品の充填材には、低熱
膨張率化とモールド品の低コスト化のため、シリカが多
く用いられている。

しかし、シリカは、超高圧機器のガス絶縁システムに用
いられる六フッ化碕黄（ＳＦ、）の分解ガスと反応して
しまうという問題を有している。すなわち、ＳＦ、は機
器中のアークやコロナ等の放電により、次の化学式のよ
うに分解され、ＳＦ、　　　　ＳＦ、ＳＦ２．ＳＯＦ２などＳＦ　＋Ｈ
Ｏ→ＳＯＦ　＋２ＨＦＳＯＦ　＋ＨＯ→Ｓｏ　＋２ＨＦＳＦ、分解ガスであるフッ化水素（ＨＦ）がシリカ（Ｓ
　ｉ　Ｏ２）と次のように反応する。

Ｓ　ｉ　Ｏ＋４ＨＦ−４Ｓ　ｉ　Ｆ　　＋２ＨＯ５ｉ　
Ｆ　＋２ＨＦ−”ＨＳ　ｉ　Ｆここで、四フッ化ケイ素（Ｓ　ｉ　Ｆ、　）は沸点が一
８６℃の気体であり、このＳ　ｉ　Ｆ、とＨＦとが反応
して生成するＨ、ＳｉＦ、は強電解質で表面抵抗を下げ
てしまう作用を有する。

Ｄ、　発明が解決しようとする課題前述したように、シリカはＳＦ、分解ガスと反応してし
まうので、シリカを充填材とするモールド注型品はガス
絶縁システムを具える超高圧機器には用いることができ
ないという問題がある。また、Ｔｉｅ、、　ＺｒＯ２，
５ｂ２０．。

Ｋ、ＳＯ２，タルクなどの充填材も、ＳＦ６分解ガスと
反応する点ではシリカと同様である。

そこで、ＳＦ６分解ガスと反応しないアルミナ（Ａｊ２
０．）を充填材として用いたアルミナ充填樹脂硬化物が
高電圧機器の絶縁材料や構造材料に用いられろことが多
い。

しかし、アルミナ充填樹脂硬化物は、シリカを充填材と
したものと比べて機械的強度が低いという問題がある。

例えば引張り強度を比べるとシリカ充填系硬化物が８　
ｋｇ−ｗａ−”の髄であるのに対して、アルミナ系硬化
物では７　ｋｇ−ｗａ　２程度である。したがって、ア
ルミナ充填ＩＩＩＩＩｌ硬化物を用いると、機器のコン
パクト化を図ることができず、製品の長期信頼性にも問
題がある。

本発明はこのような事情に鑑み、機械的強度を高くして
材料の信頼性を向上させたアルミナ充填樹脂硬化物を提
供することを目的とする。

Ｅ、　　！ＩＩＩを解決するための手段前記目的を達成
する本発明に係るアルミナ充填樹脂硬化物は、マトリッ
クスとしてエポキシ樹脂を用い、アルミナを充填材とし
て含有する硬化物であって、上記アルミナがさらに表面
処理剤としてのシランカップリング剤で表面処理されて
いることを特徴とする。

本発明においてマトリックスとして用いるエポキシ樹脂
は、従来のモールド注型品に用いられているものでよく
、例えばビスフェノールタイプのエポキシ、又はビスフ
ェノールタイプにグリシジルエステルタイプや脂環式エ
ステルタイプをブレンドしたエポキシに、酸無水物など
の硬化剤を混合したもの金挙げることができる。また、
かかるエポキシｖｓｍには必要に応じて可塑剤などを加
えてもよい。

一方、本発明で用いるアルミナは、シランカップリング
剤で表面処理を施したものであること以外は従来と同様
なものである。

ここで、シランカップリング剤の配合量は、アルミナに
対して０．１〜５．０重量％、好ましく１２０．５〜２
．０重量％がよい。これは、とのＩＩＷｉを外れて少な
いとその効果が顕著ではなく、一方、多いと硬化剤の特
性に好ましくない影響を与えるからである。

本発明に係るアルミナを用いると、高充填でき、充填さ
れたときのアルミナ粒子と樹脂との界面接着面積が大き
くなると共に両者間の接着力が大きくなるという作用に
より、硬化物の機械的強度が向上すると考えられる。

本発明において、アルミナの充填■ば１０容量％以上と
するのがよい。これより少ないと充填材を充填した効果
が発揮されないから１’する。一方、充填量の上限はア
ルミナの粒度分布によって異なるが屍合、注型などが可
能な範囲であればよく、一般には５０容量％まで、高充
填特性を有する粒度分布のアルミナでは６０容量％まで
充填可能である。

Ｆ実施例以下、本発明を実施例に基づいてａ明する。

エポキシ樹脂として、ビスフェノールタイプのＣＴ−２
００（チバガイギー社ｌ１ｌ）と硬化剤としての酸無水
物ＨＨＰＡ　（新日本理化社ＩＩ）とを化学量論的に加
えたものを用い、これに充填材として各種アルミナを５
０容量％の割合で配合し、１００℃で１６時間及び１５
０℃で８時間の条件で硬化させた。なお、アルミナとし
ては、粒径１〜１．５μｍ及び２０μｍにそれぞれピー
クがある粒度分布を有すると共に角のとれた球体形状に
近いアルミナＡＳ−４０（昭和電工社製）、粒径１０　
ｐｍにピークがある粒度分布を有するが粉砕したままで
角のとれていないアルミナＡＬ−３３（住友化学社製）
、及び、粒径０．８〜４μｍにブロードなピークと粒径
１０〜１５μｍに急峻なピークとを有してＡｓ−４０に
似た粒度分布を有し、粒径２０μｍ以上のものはカット
したアルミナＬＡ−１２００（太平洋ランダム社製）の
それぞれにシランカップリング剤で表面処理を施したも
のを用いた。なお、シランカップリング剤としてはＫＢ
Ｍ−４０３（信越シリコーン社製）を用い、それぞれの
アルミナについて０．１〜５ｗｔ％の間で変化させて用
いた。

各硬化物について、ガラス転移温度（Ｔｇ）。

１ｓ膨張係数（ｆｆｍ）−曲げ強度及び曲げ弾性率。

引張り強度及び引張り弾性率、並びに耐クラツク性を測
定し、結果を第１表〜第３表に示した。

また、比較のため、各アルミナＡＳ−４０゜ＡＬ−３３
及びＬＡ−１２００を表面処理を施さないでそのまま用
いて同様に硬化物をつくり、同様な試験を行った。この
結果は第４表に示す。

さらに、実施例１〜３においてシランカップリング剤の
配合量をｌｖｔ％に固定し、それぞれについてアルミナ
充填量を１０〜６０Ｖｏｊ％に変化させた実施例４〜６
を第５表〜第７表これらの結果から明らかなように、ア
ルミナとしてシランカップリング剤で表面処理を施した
ものを用いると硬化物の特性が向上し、機械強度で１．
５倍程度の向上が認められた。

また、上記各実施例では、このような機械的強度の向上
と共に熱膨張率がモールド品の埋め込み部品（金具、ガ
ラス等）に近くなったことにより、モールドの割れ易さ
の指標である耐クラツク性も向上している。

発明の詳細な説明したように、本発明に係るアルミナ充填樹脂硬化
物は、シランカップリング剤により表面処理されたアル
ミナを用いているので、機械強度が大幅に高くなり材料
の信頼性が向上したものである。これによりかかる硬化
物を構造材料等として用いた機器の信頼性が向上し、コ
ンパクト化が可能になる。

また、機械強度の向上と共に高充填化が可能になったこ
とから、硬化物の熱膨張率がその埋め込み部品に近くな
ったので、耐クラツク性が向上し、この点からも機器の
信頼性が向上する。

待代許出株式会社理

Claims

【特許請求の範囲】

マトリックスとしてエポキシ樹脂を用い、アルミナを充
填材として含有する硬化物であって、上記アルミナが、
表面処理剤としてのシランカップリング剤で表面処理さ
れていることを特徴とするアルミナ充填樹脂硬化物。