耐局部放电性树脂组合物的制造方法、耐局部放电性树脂组合物、及耐局部放电性绝缘材料技术

本发明专利技术以一种简便的方法制造具有优异的耐局部放电性、且密度小的耐局部放电性树脂组合物。其中，通过离子交换处理在层状粘土矿物的层间插入有机化合物，由此赋予层状粘土矿物以对于极性溶剂及非极性溶剂中的至少任一种溶剂的溶胀性，使被赋予了溶胀性的层状粘土矿物在包含极性溶剂或非极性溶剂的溶胀用溶剂中溶胀，然后，混合环氧树脂进行混炼，从得到的包含环氧树脂、层状粘土矿物、及溶胀用溶剂的混合物中除去溶胀用溶剂，在该包含环氧树脂和层状粘土矿物的混合物中添加环氧树脂用固化剂进行混合。在包含由此制造的耐局部放电性树脂组合物的固化物的耐局部放电性绝缘材料中，在具有三维网状结构的环氧树脂的分子链（１）中致密分散有包含层状粘土矿物构成的无机纳米粒子（２）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及例如发电机、旋转电机、送变电设备、受配电设备等高电压设备中使用 的耐局部放电性树脂组合物的制造方法、耐局部放电性树脂组合物、及耐局部放电性绝缘 材料。
技术介绍
组装在发电机、旋转电机等中的绝缘线圈具备用于隔断通电的导体相互之间、导 体和对地间的绝缘层。另外，在六氟化硫气体绝缘开关装置、管路气中送电装置等送变电设 备中，作为例如在金属容器内绝缘支撑高压导体的绝缘构件，使用铸塑构件。这样的高电压 设备的绝缘层、铸塑构件中通常使用以环氧树脂作为基础材料的绝缘树脂材料。绝缘线圈的绝缘层多将包含硬质无烧成集成云母、硬质烧成集成云母等的云母纸 用环氧树脂含浸来制造(例如，参照专利文献1)，云母自身对于局部放电具有优异的耐受 性，因此，作为绝缘层整体也呈现出耐局部放电性。另外，作为代表性的铸塑构件之一，可以 举出绝缘衬垫，通过填充以重量计为环氧树脂的数倍的无机物粒子，得到以耐局部放电性 为代表的必要的特性(例如，参照专利文献2及3)。进而，近年来，在产业用低压电动机等中，伴随着利用变换器的可变速驱动的普 及，发生因变换器浪涌而电动机损坏的情况，作为电动机卷线的绝缘覆膜材料，要求耐局部 放电性高的材料。对于这一点，报道有通过在聚酰胺酰亚胺中使用溶胶-凝胶反应使二氧 化硅粒子析出、赋予了耐热局部放电性的例子(例如，参照专利文献4)。但是，在上述绝缘线圈的绝缘层中，含浸用的环氧树脂自身对于局部放电的劣化 耐受性低，因此环氧树脂选择性地劣化，作为绝缘层整体也缓慢劣化。另外，在绝缘衬垫中， 填充环氧树脂的数倍的无机物粒子，因此，绝缘材料的密度变高，高电压设备的轻量化变困 难。进而，在使用溶胶_凝胶反应使二氧化硅粒子析出的方法中，需要控制溶胶_凝胶反应 而析出均勻的粒子，因此，制造工序及制造装置变复杂，成本变高。专利文献1 专利第3167479号公报专利文献2 特公昭54-44106号公报专利文献3 特开昭55-155512号公报专利文献4 特开2004-22831号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题如上所述，在组装在发电机、旋转电机等中的绝缘线圈的绝缘层中，含浸用环氧树 脂自身的局部放电劣化耐受性低，因此，存在绝缘层整体也缓慢劣化这样的问题。另外，在 绝缘衬垫中，填充环氧树脂的数倍的无机物粒子，因此，绝缘材料的密度变高，高电压设备 的轻量化困难。进而，为了赋予绝缘覆膜材料以耐局部放电性而利用溶胶-凝胶反应使二3氧化硅粒子析出的方法存在制造工序及制造装置变复杂、制造成本变高这样的问题。用于解决课题的手段本专利技术是为了解决这样的课题而进行的，其目的在于，以简便的方法提供一种可 以制造具有优异的耐局部放电性、且密度小的耐局部放电性树脂组合物的耐局部放电性树 脂组合物的制造方法、耐局部放电性树脂组合物、及耐局部放电性绝缘材料。本专利技术的耐局部放电性树脂组合物的制造方法是含有(A)每1分子具有2个以上 环氧基的环氧树脂、(B)环氧树脂用固化剂、和(C)层状粘土矿物作为必要成分的耐局部放 电性树脂组合物的制造方法，其特征在于，包括以下工序在所述层状粘土矿物的层间通过 离子交换处理插入有机化合物，由此赋予所述层状粘土矿物以对于极性溶剂及非极性溶剂 中的至少任一种溶剂的溶胀性的工序；使被赋予了溶胀性的所述层状粘土矿物在包含所述 极性溶剂或所述非极性溶剂的溶胀用溶剂中溶胀的工序；在含有被溶胀了的所述层状粘土 矿物的所述溶胀用溶剂中混合所述环氧树脂而进行混炼的工序；从通过所述混炼工序得到 的含有所述环氧树脂、所述层状粘土矿物、及所述溶胀用溶剂的混合物中除去所述溶胀用 溶剂的工序；和在除去了所述溶胀用溶剂的所述混合物中混合所述环氧树脂用固化剂的工 序。另外，本专利技术的耐局部放电性树脂组合物的特征在于，通过上述本专利技术的耐局部 放电性树脂组合物的制造方法而制造的。另外，本专利技术的耐局部放电性绝缘材料的特征在于，包含上述本专利技术的耐局部放 电性树脂组合物的固化物。专利技术的效果根据本专利技术，由于可以将包含层状粘土矿物的无机纳米粒子均勻分散在环氧树脂 中，因此，可以得到具有优异的耐局部放电性、且密度小的耐局部放电性树脂组合物及耐局 部放电性绝缘材料。另外，由于不需要复杂的制造工序、制造方法，因此，可以重现性良好地 提供具有优异的耐局部放电性的耐局部放电性树脂组合物及耐局部放电性绝缘材料。附图说明图1是示意性表示根据本专利技术的一个实施方式的耐局部放电性绝缘材料的微细 结构的图。图2是表示实施例1的耐局部放电性绝缘材料及比较例1 3的绝缘材料中的无 机纳米粒子的分散状态的示意图。图3是表示耐局部放电特性的评价中使用的电极构成的示意图。图4是表示实施例1的耐局部放电性绝缘材料及比较例1 3的绝缘材料的局部 放电劣化后的表面粗糙度的图。图5是示意性表示实施例1及比较例1中的由局部放电导致的劣化的情况的图。图6是表示显示实施例1及比较例3中的层状粘土矿物在环氧树脂中的状态的X 射线衍射测定的测定结果的图。图7是使用本专利技术涉及的耐局部放电性绝缘材料的耐局部放电性绝缘结构体的 概略斜视图。图8是使用本专利技术涉及的耐局部放电性绝缘材料的其它耐局部放电性绝缘结构体的说明图。图9是使用本专利技术涉及的耐局部放电性绝缘材料的其它耐局部放电性绝缘结构 体的截面图。具体实施例方式以下，对用于实施本专利技术的具体实施方式进行说明。根据本专利技术的一个实施方式 的耐局部放电性树脂组合物含有(A)每1分子具有2个以上环氧基的环氧树脂、(B)环氧 树脂用固化剂、(C)包含层状粘土矿物的无机纳米粒子作为必要成分。在上述耐局部放电性树脂组合物的必要成分中，(A)成分的环氧树脂包含每1分 子具有2个以上环氧基的环氧化合物。作为这样的环氧化合物，只要是1分子中具有2个 以上包含2个碳原子和1个氧原子的三元环、可以固化的化合物就可以适当使用，其种类没 有特别限定。作为(A)成分的环氧树脂的具体例，可以举出由表氯醇和双酚类等多元酚类或 多元醇的缩合而得到的双酚A型环氧树脂、溴化双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树 脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘型环氧 树脂、芴型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、邻甲酚酚醛清漆型 环氧树脂、三(羟基苯基)甲烷型环氧树脂、四酚基乙烷型环氧树脂等缩水甘油醚型环氧树 脂、由表氯醇和羧酸的缩合而得到的缩水甘油酯型环氧树脂、异氰酸三缩水甘油酯或由表 氯醇和乙内酰脲类的反应而得到的乙内酰脲型环氧树脂之类的杂环式环氧树脂等，这些树 脂可以单独使用，也可以作为2种以上的混合物使用。作为(B)成分的环氧树脂用固化剂，只要是可以与环氧树脂发生化学反应而使环 氧树脂固化的固化剂就可以适当使用，其种类没有特别限定。作为这样的环氧树脂用固化 剂，例如可以举出胺系固化剂、酸酐系固化剂、咪唑系固化剂、聚硫醇系固化剂、酚系固化 剂、路易斯酸系固化剂、异氰酸酯系固化剂等。作为上述胺系固化剂的具体例，可以举出乙二胺、1，3_ 二氨基丙烷、1，4_ 二氨基 丁烷、己二胺、二亚丙基二胺、聚醚二胺、2，5_ 二甲基己二胺、三甲基己二胺、二亚乙基三胺、 亚氨基双丙胺、双(六甲基)三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺、氨基乙基 乙醇胺、三(甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐局部放电性树脂组合物的制造方法，其是含有（Ａ）每１分子具有２个以上环氧基的环氧树脂、（Ｂ）环氧树脂用固化剂、和（Ｃ）层状粘土矿物作为必要成分的耐局部放电性树脂组合物的制造方法，其特征在于，包括以下工序：在所述层状粘土矿物的层间通过离子交换处理而插入有机化合物，由此赋予所述层状粘土矿物以对于极性溶剂及非极性溶剂中的至少任一种溶剂的溶胀性的工序；使被赋予了溶胀性的所述层状粘土矿物在包含所述极性溶剂或所述非极性溶剂的溶胀用溶剂中溶胀的工序；在含有溶胀了的所述层状粘土矿物的所述溶胀用溶剂中混合所述环氧树脂而进行混炼的工序；和由通过所述混炼工序得到的含有所述环氧树脂、所述层状粘土矿物、及所述溶胀用溶剂的混合物中除去所述溶胀用溶剂的工序；在除去了所述溶胀用溶剂的所述混合物中混合所述环氧树脂用固化剂的工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：尾崎多文，今井隆浩，泽史雄，村山圣子，小宫玄，清水敏夫，藤堂洋子，本间三孝，阪口修，越智光一，仓谷美由纪，
申请(专利权)人：株式会社东芝，学校法人关西大学，
类型：发明
国别省市：JP[日本]