[发明专利]耐局部放电用电绝缘树脂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及耐局部放电性优异的耐局部放电用电绝缘树脂组合物、其制造方法、以及使用上述耐局部放电用电绝缘树脂组合物的绝缘清漆、电沉积涂料、固化物、电线、旋转电机、绝缘膜及绝缘涂层。

背景技术

近年来，随着节能意识的提高，进行逆变器控制的电气设备(例如空调、冰箱、荧光灯、电磁烹调器等家电、汽车、电车、电梯等)正在增加。逆变器控制是通过使用逆变器的可变电压或可变频率的交流电源进行电动发动机等的速度控制的一种控制方式。逆变器为有效的可变速电压控制装置，其通过数kHz～数百kHz的高速开关元件来控制，在施加电压时产生高压的浪涌电压。

作为形成此种进行逆变器控制的电气设备线圈的材料，一般使用在导体上设有绝缘被覆的漆包线等绝缘电线。在此种绝缘电线中，有时因随着逆变器控制产生急剧的过电压(逆变器浪涌)而发生局部放电。局部放电是指在绝缘体中、或者在导体与绝缘体之间的微小空孔(空隙)中产生微弱的电火花(放电现象)。若绝缘电线产生局部放电，则存在绝缘体因此被破坏、以至最终无法保持绝缘状态的绝缘破坏的风险，有时使绝缘电线的寿命变得极短。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012－204270号

专利文献2：日本特开2014－040528号

非专利文献

非专利文献1：TOSHIBA REVIEW(日文原文：東芝レビュー)Vol.59No.7(2004)

非专利文献2：太田司、饭田和生，“氢氧化镁对环氧复合体的耐电压寿命的效果(日文原文：エポキシ複合体の耐電圧寿命に及ぼす水酸化マグネシウムの効果)”,2014,IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials，Vol.134,No.5,pp.327－333

发明内容

发明要解决的课题

作为此种因局部放电而使绝缘体劣化的原因，考虑如下：1)因局部放电的带电粒子的碰撞而切断树脂主链，使绝缘材料劣化；2)局部放电导致局部温度升高，使绝缘材料熔化或化学分解；3)因局部放电而产生臭氧等二次生成物，使绝缘材料劣化。

作为抑制因局部放电而使绝缘体劣化的方法，已知有各种方法。

在上述三个要因中，关于1)，已知有通过将填料分散混合到树脂中来抑制因局部放电而切断树脂主链的方法(称作阻挡效果(barrier effect))。例如在专利文献1中公开了使用球状的二氧化硅粒子作为填料，在非专利文献1中公开了使用平板状的层状硅酸盐(阳离子交换性粘土)。然而，通过这些方法虽然可以抑制1)，但是无法应对2)及3)。尤其在电压高的情况下，局部放电所致的绝缘体劣化的抑制效果不充分。

在专利文献2及非专利文献2中公开了以下方法：通过将氢氧化镁等金属氢氧化物作为填料进行分散混合，从而在填料暴露于局部放电时会放出水来抑制因局部放电所致的放热。根据该方法，可以抑制2)，同时还可以降低因温度上升所致的3)的二次生成物的生成。

但是，例如，金属氢氧化物的阻挡效果比专利文献1的球状二氧化硅粒子或非专利文献1的层状硅酸盐小，即对1)的效果差。另外，金属氢氧化物的碱性强，存在促进所混合的树脂劣化的风险。进而，在非专利文献2的使用氢氧化镁等的方法中，由于只是混合已凝集的粉体，因此使分散状态存在不均，为了得到充分的效果，需要增加填料的填充量。另外，在专利文献2的使用金属氢氧化物或金属碳酸盐的方法中，虽然使用极微小的填料，且改善了分散状态，但是发生凝集，使效果不充分。

这样，因局部放电所致的绝缘体劣化会引起绝缘破坏，这些问题现在仍未得到充分解决，需要开发具有更优异的耐局部放电性的绝缘体。另外，因局部放电所致的绝缘破坏的问题不仅存在于电线中，而且也存在于电动发动机的相间绝缘纸等绝缘膜；被覆发动机线圈的外层而进行固定的绝缘清漆；发电机、变压器、开闭装置等电力设备的绝缘用电线；变压器、开闭装置等电力设备的填充模压绝缘构件等。因此，需要开发能够应用于宽泛用途的绝缘体的、优异的耐局部放电用材料。

予以说明，本发明中的绝缘破坏是指：在施加于绝缘体的电压达到某一限度以上时，绝缘体发生电性破坏，丧失绝缘性，而可流通电流的现象。