JPH05239359A - シリコーン樹脂組成物および耐熱性絶縁電線 - Google Patents

シリコーン樹脂組成物および耐熱性絶縁電線

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JPH05239359A
JPH05239359A JP4546892A JP4546892A JPH05239359A JP H05239359 A JPH05239359 A JP H05239359A JP 4546892 A JP4546892 A JP 4546892A JP 4546892 A JP4546892 A JP 4546892A JP H05239359 A JPH05239359 A JP H05239359A
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silicone resin
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catalyst
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禎 石井
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Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単に基材に塗布できると共に、焼付けた後に
も優れた耐湿性および耐熱性を発揮し得るシリコーン樹
脂組成物およびこれを導体上に塗布し焼付けて絶縁被覆
層を設けてなる耐熱性絶縁電線を提供する。 【構成】本発明のシリコーン樹脂組成物は、1分子中に
少なくとも2個以上の反応性基を有する鎖状シリコーン
オリゴマー(成分A)、M(OR)n (式中、Mは珪素
原子または金属原子、Rはアルキル基またはアルコキシ
ル基を示す)で示される有機化合物(成分B)に、無機
充填剤を成分A及びBの合計量100重量部に対して、
無機充填剤20〜300重量部を混合した後、水および
触媒を添加して60〜90℃で反応させて得られる。得
られた樹脂組成物は、撚線導体11の周面に塗布して3
00℃〜400℃で焼付けることにより耐熱性に優れた
絶縁電線が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコーン樹脂組成物
およびそれを用いた耐熱性絶縁電線に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、耐熱性を要求される絶縁電線に使
用する被覆材料としては、ポリテトラフルオロエチレン
のようなフッ素系樹脂やポリイミド系樹脂がある。これ
らの被覆材料で被覆された絶縁電線の耐熱性は、常用で
250℃以下、短時間でもせいぜい300℃以下であ
る。
【0003】しかし、船舶、航空機、自動車用エンジ
ン、溶鉱炉、発電設備の周辺のような特殊な環境で使用
される機器には、300℃を越える、特に好ましくは4
00℃以上の耐熱性を有する絶縁電線が要望されてい
る。
【0004】このような要望に対して、フッ素系樹脂や
ポリイミド系樹脂のような炭素−炭素骨格を主体とした
有機被覆材料に代わって、次のような被覆材料が用いら
れた絶縁電線が提案され、一部実用化されている。例え
ば、特開昭62−48773号公報には、炭素−珪素−
チタン骨格を主体としたポリチタノカルボンシランで被
覆した絶縁電線が記載されている。また、特開昭60−
250012号公報には、珪素−酸素−ホウ素骨格を主
体としたポリボロシロキサンで被覆した絶縁電線が記載
されている。これらの被覆材料は、優れた可撓性を有
し、導体に高温で焼付けるときにセラミックス化して耐
熱性を発揮すると共に、電気絶縁性を有することを特徴
とする。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
耐熱性被覆材料には、次のような問題がある。まず、い
ずれの被覆材料も、比較的高い粘度を有するため、有機
溶媒に溶解または分散させて適当な粘度にした後に導体
上に塗布し焼付けて絶縁被覆層を形成させている。しか
し、この有機溶媒は焼付時に揮発して絶縁被覆層中に多
数の空孔を形成する。また、導体上に400℃以上で高
温で焼付けたときに、組成物中の有機基が分解或いは昇
華する過程において絶縁被覆層に収縮が生じると共に、
微細なクラックやボイドが発生する。さらに、導体との
密着性が低下して導体と絶縁被覆層間に空隙が生じる。
このため、これらの空孔等から水が侵入し易くなり、絶
縁被覆層の耐湿性が著しく低下し、絶縁電線としての電
気特性が著しく低下する問題がある。
【0006】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、簡単に導体上に塗布できると共に、焼付けた後
にも優れた耐湿性および耐熱性を発揮する絶縁被覆を与
えるシリコーン樹脂組成物および前記樹脂組成物を導体
上に塗布焼付けてなる耐熱性絶縁電線を提供するもので
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、1分子中に少
なくとも2個以上の反応性基を有する鎖状シリコーンオ
リゴマーと、M(OR)n (式中、Mは珪素原子または
金属原子、Rはアルキル基またはアルコキシル基を示
す。nは2〜4の自然数である。)で示される有機化合
物の合計量100重量部に対して、無機充填剤を20〜
300重量部の割合で配合した混合物を、水および触媒
の存在下で60〜90℃で反応させてなることを特徴と
するシリコーン樹脂組成物を提供する。
【0008】また、本発明は、1分子中に少なくとも2
個以上の反応性基を有する鎖状シリコーンオリゴマー
と、M(OR)n (式中、Mは珪素原子または金属原
子、Rはアルキル基またはアルコキシル基を示す。nは
2〜4の自然数である。)で示される有機化合物の合計
量100重量部に対して、無機充填剤を20〜300重
量部の割合で配合した混合物を、水および触媒の存在下
で60〜90℃で反応させてなるシリコーン樹脂組成物
を、導体の周面上に直接または無機絶縁物層を介して塗
布して焼付けたことを特徴とする耐熱性絶縁電線を提供
する。
【0009】以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【0010】本発明のシリコーン樹脂組成物は、(A)
1分子中に少なくとも2個以上の反応性基を有する鎖状
シリコーンオリゴマーと、(B) M(OR)n(式
中、Mは珪素原子または金属原子、Rはアルキル基また
はアルコキシル基を示す。nは2〜4の自然数であ
る。)で示される有機化合物と、(C)無機充填剤とを
主成分とする。
【0011】成分(A)の1分子中に少なくとも2個以
上の反応性基を有する鎖状シリコーンオリゴマーの反応
性基は、例えば、水素原子、ハロゲン原子、水酸基また
は加水分解性基のいずれかである。特に好ましい反応性
基は、水酸基である。反応性基は数が多いほど架橋度が
高くなり、最終的に得られる絶縁被覆層の機械的強度が
高くなる。
【0012】成分(A)の鎖状シリコーンゴオリゴマー
の分子量は、1000〜10,000の範囲内が好まし
い。
【0013】成分(A)の鎖状シリコーンゴオリゴマー
の具体例としては、両末端OH基変性ジメチルシロキサ
ン、両末端H基変性ジメチルロキサン、側鎖H基変性ジ
メチルシロキサンを列挙することができる。
【0014】成分(B)の有機化合物M(OR)n は主
として架橋剤として作用する。ここで、Mは、珪素原子
(Si)、または、例えば、チタン(Ti)、ジルコニ
ウム(Zr)のような金属原子である。これらの原子の
うちチタンが最も好ましい。これは、Ti−Si−Oの
結合が最も耐熱性に優れているからである。
【0015】また、Rは、Mと共にアルコキシドやキレ
ート化合物を形成するアルキル基またはアルコキシル基
である。これらの炭素数は短いほど反応速度が早くなる
が、炭素数8以下のものが調製し易く好ましい。
【0016】有機化合物M(OR)n は、より具体的に
は、例えば、チタンオクチレングリコレート、ジ−n−
ブトキシビス(トリエタノールアミナト)チタン、テト
ラ−n−ブトキシチタン、テトラエトキシシラン、ジル
コニウムイソプロポキシドである。
【0017】成分(A)の鎖状シリコーンオリゴマーと
成分(B)の有機化合物の配合割合は、80:20〜2
0:80の範囲内であり、最終的に得られる樹脂組成物
を焼付けて得られる絶縁被覆に可撓性が必要な場合には
成分(A)の比率をあげ、一方、機械的強度が必要な場
合には成分(B)の比率をあげることにより所望の特性
を有する絶縁被覆を得ることが可能である。
【0018】成分(C)の無機充填剤は、例えば、Al
2 3 、SiO2 、TiO2 等の酸化物、BN,Al
N,Si3 4 等の窒化物、雲母、タルク等の珪酸塩鉱
物の粉末である。これらのうち、雲母のような板状構造
を有するものが特に好ましい。
【0019】成分(C)の無機充填剤の配合量は、上記
成分(A)および成分(B)の合計量100重量部に対
して20〜300重量部の範囲内である。成分(C)の
配合量が20重量部未満では、得られる樹脂組成物を焼
付けて得られる絶縁被覆層が十分な硬度を得られないか
らであり、300重量部を越えると、得られる絶縁被覆
層の可撓性が悪くなるからである。
【0020】本発明のシリコーン樹脂組成物は、このよ
うな成分(A)〜(C)からなる反応混合物を、水およ
び触媒の存在下、60℃〜90℃で反応させることによ
り成分(B)の有機化合物が加水分解し、成分(A)の
鎖状シリコーンオリゴマーを架橋させて高分子量化す
る。反応温度が60℃未満の場合には、前記架橋が十分
に形成されず、得られるシリコーン樹脂組成物は粘度が
導体上に塗布するには低すぎる。一方、90℃を越える
場合には、オリゴマーの架橋が進行し過ぎ、得られるシ
リコーン樹脂組成物は導体等に塗布するには粘度が高く
なり過ぎてしまう。
【0021】ここで、触媒としては、成分(B)の有機
化合物の加水分解を促進するものであれば特に限定され
ないが、例えば、塩酸、希硝酸、酢酸のような水性系酸
触媒が好ましい。具体的には、アルコキシドと等モルの
水と、有機化合物に対するモル比が0.05〜0.50
の範囲内の酸触媒を添加するのが好ましい。
【0022】上述のような反応により得られたシリコー
ン樹脂組成物は、シリコーンオリゴマーを主鎖とし、こ
のオリゴマーが−M−O−Si−O−の架橋鎖をにより
架橋されている。そして、無機充填剤がこの高分子量化
した樹脂中に均一に分散している。これにより、シリコ
ーン樹脂組成物は、100〜5,000センチポアズの
範囲内の粘度を有するので、有機溶媒で溶解させる必要
なく導体に容易に塗布できる。
【0023】また、本発明のシリコーン樹脂組成物を、
例えば撚線導体の周面上に、直接または無機絶縁物層を
介して塗布した後、例えば、300〜400℃で焼付け
ることにより、前記シリコーン樹脂組成物は、セラミッ
クス化して耐熱性に優れた絶縁被覆層を形成する。ここ
で、無機絶縁物層としては、例えば、セラミックス繊
維、編組またはマイカテ−プを巻き付けたものが使用で
きる。このようにして形成された絶縁被覆層は、耐熱性
および可撓性に優れている。
【0024】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して詳細に説明する。
【0025】実施例1 表1に示すように、成分(A)として、両末端アルコー
ル変性ジメチルシロキサン(BY16−817,トーレ
ダウコーニングシリコン(株)製)65重量部、成分
(B)としてチタンオクチレングリコレート(TOG,
日本ソーダ(株)製)35重量部、成分(C)として雲
母(MK100,コープケミカル(株)製)40重量部
を混合し、水50mlおよび触媒として塩酸を成分(B)
に対してモル比が0.05になるように添加して、90
℃で約1時間反応させて、実施例1のシリコーン樹脂組
成物を調製した。
【0026】得られた実施例1のシリコーン樹脂組成物
を、図1に示す如く、撚線導体11(直径0.4mm銀メ
ッキ銅線、7芯)の周面上に塗布した後、約350℃で
焼付けて、表1に示す厚さを有する絶縁被覆層12を形
成した。得られた実施例1の絶縁電線について、得られ
た絶縁電線について600℃で2時間加熱した前後にお
ける絶縁被覆層12の状態、絶縁抵抗および破壊電圧を
調べた。この結果を表1に併記する。
【0027】実施例2 表1に示す如く、実施例1における成分(A)に反応性
基として水素原子を有するジメチルシロキサン(BY1
6−805,トーレダウコーニングシリコン(株)製)
を使用した以外は、実施例1と同様にして、実施例2の
シリコーン樹脂組成物を調製した。
【0028】得られた実施例2のシリコーン樹脂組成物
を使用して、実施例1と同様に、絶縁電線を製造し、得
られた絶縁電線について600℃で2時間加熱した前後
における絶縁被覆層の状態、絶縁抵抗および破壊電圧を
調べた。この結果を表1に併記する。
【0029】実施例3 表1に示す如く、実施例1における成分(B)にSiア
ルコラート(TEOS,旭電化(株)製)を使用した以
外は、実施例1と同様にして、実施例3のシリコーン樹
脂組成物を調製した。
【0030】得られた実施例3のシリコーン樹脂組成物
を使用して、実施例1と同様に、絶縁電線を製造し、得
られた絶縁電線について600℃で2時間加熱した前後
における絶縁被覆層の状態、絶縁抵抗および破壊電圧を
調べた。この結果を表1に併記する。
【0031】実施例4 表1に示す如く、実施例1における成分(C)にアルミ
ナ(WCA−12、信濃電気製錬(株)製)を使用した
以外は、実施例1と同様にして、実施例4のシリコーン
樹脂組成物を調製した。
【0032】得られた実施例4のシリコーン樹脂組成物
を使用して、実施例1と同様に、絶縁電線を製造し、得
られた絶縁電線について600℃で2時間加熱した前後
における絶縁被覆層の状態、絶縁抵抗および破壊電圧を
調べた。この結果を表1に併記する。
【0033】実施例5 表1に示す如く、実施例1と同様の組成を有するシリコ
ーン樹脂組成物を調製した。図2に示す如く、撚線導体
11(直径0.4mm銀メッキ銅線、7本撚)の周面上
に、デンカアルミナ長繊維ヤーン(電気化学工業(株)
製)からなる無機絶縁物層13を設け、その周面上にシ
リコーン樹脂組成物を塗布した後、約350℃で焼付け
て、表1に示す厚さを有する絶縁被覆層12を形成し
た。得られた実施例5の絶縁電線について、600℃で
2時間加熱した前後における絶縁被覆層12の状態、絶
縁抵抗および破壊電圧を調べた。この結果を表1に併記
する。
【0034】比較例1 表1に示すように、成分(A)は添加せず、(B)成分
としてSiアルコラート35重量部、成分(C)として
雲母(MK100,コープケミカル(株)製)40重量
部を混合し、水50mlおよび触媒として塩酸を成分
(B)に対してモル比が0.05になるように添加し
て、90℃で約1時間反応させて、比較例1のシリコー
ン樹脂組成物を調製した。
【0035】得られた比較例1のシリコーン樹脂組成物
を使用して、実施例1と同様に、絶縁電線を製造し、得
られた絶縁電線について600℃で2時間加熱した前後
における絶縁被覆層の状態、絶縁抵抗および破壊電圧を
調べた。この結果を表1に併記する。
【0036】比較例2 ポリボロシロキサン樹脂100重量部をトルエン100
重量部に溶解させ、これに成分(C)として雲母80重
量部を添加して十分に分散混合した。得られた樹脂組成
物を実施例1と同様に導体上に塗布し、約400℃で焼
付けて絶縁電線を得た。この絶縁電線について600℃
で2時間加熱した前後の絶縁被覆層の状態、絶縁抵抗及
び破壊電圧を調べた。この結果を表1に併記する。
【0037】
【表1】 表1から明らかなように、実施例1〜5のシリコーン樹
脂組成物を用いた絶縁電線は、いずれも、加熱の前後
で、絶縁被覆層の状態、絶縁抵抗および破壊電圧に大き
な違いは認められなかった。これに対して、比較例1の
シリコーン樹脂組成物を用いた絶縁電線は、加熱後に絶
縁被覆層にクラックの発生が認められ、絶縁抵抗および
破壊電圧については絶縁被覆層が既に溶解してしまい測
定が不可能であった。
【0038】また、比較例2の樹脂組成物を使用した絶
縁電線では、絶縁被覆層12中に有機溶媒の揮発に起因
する多数の空孔が認められた。また、導体に焼付けたと
きに、絶縁被覆層12が収縮し、また、微細なクラック
やボイドが発生した。さらに、撚線導体11との密着性
が低下して空隙が生じた。この結果、絶縁抵抗および破
壊電圧が著しく低下した。
【0039】
【発明の効果】以上説明した如くに、本発明のシリコー
ン樹脂組成物は、有機溶媒に溶解させる必要なく、導体
上にそのまま容易に塗布でき、焼付時に有機溶媒の揮発
によって絶縁被覆層中に空孔が発生したり、高温で焼付
ける際に得られる絶縁被覆層が収縮するのを防止でき
る。この結果、耐熱性および耐湿性に優れた絶縁被覆層
を容易に形成できる。また、本発明のシリコーン樹脂組
成物を導体上に塗布し焼付けて絶縁被覆層を設けてなる
耐熱性絶縁電線は、高温条件下においても優れた電気特
性を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の耐熱性絶縁電線の一例を示す断面図で
ある。
【図2】本発明の耐熱性絶縁電線の他の実施例を示す断
面図である。
【符号の説明】
11…撚線導体、12…絶縁被覆層、13…絶縁物層。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1分子中に少なくとも2個以上の反応性
    基を有する鎖状シリコーンオリゴマーと、M(OR)n
    (式中、Mは珪素原子または金属原子、Rはアルキル基
    またはアルコキシル基を示す。nは2〜4の自然数であ
    る。)で示される有機化合物の合計量100重量部に対
    して、無機充填剤を20〜300重量部の割合で配合し
    た混合物を、水および触媒の存在下で60〜90℃で反
    応させてなることを特徴とするシリコーン樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 1分子中に少なくとも2個以上の反応性
    基を有する鎖状シリコーンオリゴマーと、M(OR)n
    (式中、Mは珪素原子または金属原子、Rはアルキル基
    またはアルコキシル基を示す。nは2〜4の自然数であ
    る。)で示される有機化合物の合計量100重量部に対
    して、無機充填剤を20〜300重量部の割合で配合し
    た混合物を、水および触媒の存在下で60〜90℃で反
    応させてなるシリコーン樹脂組成物を、導体の周面上に
    直接または無機絶縁物層を介して塗布して焼付けたこと
    を特徴とする耐熱性絶縁電線。
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