JPH09194690A - エポキシ樹脂組成物および電気絶縁部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エポキシ樹脂にシリカ、アルミナなどの充填
剤を配合したエポキシ樹脂組成物において、この充填剤
を配合することによって生じる誘電特性の低下を防止す
る。 【解決手段】 γ−グリシドオキシプロピルトリメトキ
シシランなどのγ−グリシドオキシプロピルアルコキシ
シランで充填剤を表面処理し、これをエポキシ樹脂に配
合する。シランの使用量は、組成物全量の０．３〜１．
８重量％とすることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、エポキシ樹脂組
成物およびこれを用いて得られた電気絶縁部材に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】エポキシ樹脂硬化物は、元来電気絶縁性
が良好であるため、例えば電力ケーブル接続部の絶縁部
品やブッシングなどの電気絶縁部材として広く使用され
ている。一方、エポキシ樹脂硬化物にはその機械的特性
の向上、コストの低減などの目的のために、シリカ、ア
ルミナ、酸化チタン、炭酸カルシウムなどの充填剤が比
較的多量に配合されることが多く、上述の電気絶縁部材
にあっても、このような充填剤が配合されているものが
ほとんどである。

【０００３】ところが、このようなエポキシ樹脂に充填
剤を配合した硬化物にあっては、充填剤を配合していな
い硬化物と比較して機械的特性は向上するものの誘電正
接（ｔａｎδ）が増大するなどその誘電特性が低下する
欠点があった。このため、高電圧が加わるような部位で
はこのようなエポキシ樹脂硬化物からなる電気絶縁部材
の使用に不安があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】よって、この発明にお
ける課題は、エポキシ樹脂に充填剤を配合して得られた
エポキシ樹脂硬化物の誘電特性が低下しないようにする
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる課題は、充填剤と
してγ−グリシドオキシプロピルトリアルコキシシラン
で表面処理したものを用いることで解決される。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、この発明を詳しく説明す
る。本発明で用いられるエポキシ樹脂としては、特に限
定されず、ビスフェノールＡ型、フェノールノボラック
型、クレゾールノボラック型、臭素化ビスフェノールＡ
型、脂環型などが用いられる。また、充填剤としては、
アルミナ、シリカ、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、
クレーなどが用いられるが、なかでもシリカ、アルミナ
が電気絶縁性が良好となって好ましい。この充填剤の配
合量は、用途等によって適宜決められるが、通常エポキ
シ樹脂１００重量部に対して５０〜３００重量部程度と
されるが、この範囲外とすることもできる。

【０００７】そして、この充填剤は、γ−グリシドオキ
シプロピルアルコキシシランによって表面処理が施され
ている。ここでのγ−グリシドオキシプロピルアルコキ
シシランとしては、アルコキシ基としてメトキシ基、エ
トキシ基などの炭素数が１〜３の低級アルコキシ基が好
ましく、ケイ素原子の３個の置換基の少なくとも１個が
アルコキシ基とされたものである。このアルコキシ基
は、そのすべてが同一であっても、異なってもよい。ま
た、アルコキシ基以外の置換基としては、メチル基、エ
チル基などの低級アルキル基などが挙げられる。このシ
ランの具体的なものとしては、γ−グリシドオキシプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−グリシドオキシプロピル
メチルジエトキシシランなどが挙げられる。

【０００８】このγ−グリシドオキシプロピルアルコキ
シシランは、分子末端にエポキシ基を有するシランカッ
プリング剤であって、末端エポキシ基によってエポキシ
樹脂と非常に良好な親和性を有し、エポキシ樹脂と同様
に硬化剤で硬化する。一方、そのアルコキシ基は、充填
剤の表面に吸着されている微量の水分によって加水分解
され、シラノール基となり、充填剤表面の酸化膜の酸素
と水素結合する。この作用によってエポキシ樹脂と充填
剤との親和性が格段に向上する。

【０００９】このγ−グリシドオキシプロピルアルコキ
シシランによる表面処理の具体的な方法としては、γ−
グリシドオキシプロピルアルコキシシランを充填剤に直
接添加し、撹拌、混合する方法、エポキシ樹脂と充填剤
との混合物に上記シランを添加し、混合する方法、上記
シランを含水アルコールに溶解した溶液を充填剤に散布
し、混合したのち乾燥する方法などがある。このγ−グ
リシドオキシプロピルアルコキシシランの使用量は、組
成物全量に対して０．３〜１．８重量％の範囲とするこ
とが好ましい。０．３重量％未満ではシラン添加の効果
が得られず、１．８重量％を越えるとシランが過剰とな
り、逆に組成物の誘電特性を低下させることになる。

【００１０】本発明では、エポキシ樹脂用硬化剤を配合
し、エポキシ樹脂を硬化させることによって硬化物とさ
れ、種々の電気絶縁用部材とされる。ここでの硬化剤と
しては特に限定されることはなく、使用するエポキシ樹
脂の種類、硬化物の用途、成形条件等に合せて適切なも
のが使用される。具体的には、ジエチルアミノプロピル
アミン、ｍ−フェニレンジアミン、ジアミノジフェニル
スルホン、ジシアンジアミド、ＢＦ₃ −モノエチルアミ
ンなどのアミン系硬化剤、無水フタル酸、ヘキサヒドロ
フタル酸無水物、メチルナジン酸無水物、クロレインデ
ィン酸（ＨＥＴ酸）無水物などの酸無水物系硬化剤、イ
ミダゾール類、フェノール樹脂、アミノ樹脂、ポリアミ
ドなどがある。硬化剤の配合量はエポキシ樹脂のエポキ
シ当量に応じて適宜決められる。

【００１１】このようなエポキシ樹脂組成物にあって
は、その硬化物の機械的特性が一層向上するとともに充
填剤の添加に起因する誘電損失の増加が抑制され、誘電
特性が良好なものとなる。このため、このエポキシ樹脂
組成物を硬化して得られた電気絶縁部材は高電圧下にあ
ってもその誘電損失が小さいものとなる。

【００１２】以下、具体例を示す。 （実施例）エポキシ樹脂としてビスフェノールＡ系樹脂
（エポキシ当量４００）を、硬化剤として酸無水物を、
充填剤としてシリカ粉末（平均粒径１３μｍ）を用い
た。このシリカ粉末に、γ−グリシドオキシプロピルト
リメトキシシラン（以下、シランＡとする。）またはγ
−グリシドオキシプロピルメチルジエトキシシラン（以
下、シランＢとする。）を添加し、常温でよく攪拌して
表面処理を行った。

【００１３】これらの材料を表１に示す配合割合で混合
し、１５０℃で３０分加熱して厚さ２ｍｍのシート状の
硬化物を得た。このものの２５℃での誘電正接（ｔａｎ
δ）を測定したところ、表１に示す結果が得られた。

【００１４】

【表１】

【００１５】表１の結果からγ−グリシドオキシプロピ
ルアルコキシシランを適量添加することにより、得られ
るエポキシ樹脂硬化物は、その誘電正接値が低く、充填
剤を多量に配合することによって生ずる硬化物の誘電特
性の低下を防止できることがわかる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のエポキ
シ樹脂組成物は、γ−グリシドオキシプロピルアルコキ
シシランで処理された充填剤を配合したものである。し
たがって、充填剤を配合することによって生じるエポキ
シ樹脂硬化物の誘電正接の増加などの誘電特性の低下を
抑えることができる。また、このエポキシ樹脂組成物を
硬化させて得られた電気絶縁部材は、高電圧下において
使用されても良好な誘電特性を示し、電気エネルギーの
ロスを最小限とすることができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エポキシ樹脂と充填剤とからなるエポキ
   シ樹脂組成物において、 充填剤として、組成物全量に対して０．３〜１．８重量
   ％のγ−グリシドオキシプロピルアルコキシシランで表
   面処理された充填剤を用いることを特徴とするエポキシ
   樹脂組成物。
2. 【請求項２】 請求項１記載のエポキシ樹脂組成物から
   なる電気絶縁部材。