KR102582104B1 - Structure of transformer winding with high thermal conductivity insulating resin composition applied and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법은 코일 표면상에 글래스 네트층을 형성하여 글래스 네트 코일을 제조하는 제 1단계; 상기 글래스 네트 코일 외부에 외측 금형을 설치하는 제 2단계; 상기 글래스 네트 코일과 외측 금형의 사이에 고열전도성 에폭시 수지를 주입하고 경화하여 고열전도성 외피를 형성하는 제 3단계;를 포함하며, 상기 고열전도성 에폭시 수지는 비스페놀 F 에폭시 수지 및 제 1 규회석을 포함하고, 상기 제 1 규회석은 말단에 에폭시 작용기를 포함하는 실란 화합물로 개질된 것을 특징으로 한다. The method of manufacturing a transformer including a highly thermally conductive shell according to the present invention includes a first step of manufacturing a glass net coil by forming a glass net layer on the surface of the coil; A second step of installing an outer mold outside the glass net coil; A third step of injecting and curing a high thermal conductivity epoxy resin between the glass net coil and the outer mold to form a high thermal conductivity shell, wherein the high thermal conductivity epoxy resin includes a bisphenol F epoxy resin and first wollastonite; , the first wollastonite is characterized in that it is modified with a silane compound containing an epoxy functional group at the terminal.
Description
본 발명은 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing a transformer including a highly thermally conductive shell.
변압기, 리액터 등은 전자기 유도현상을 이용하여 교류 전기의 전압, 전류를 변화시킬 수 있는 장치로, 발전소 등에서 생산된 전력은 각 가정 등에 전달되는 동안 여러 번의 변압기를 거쳐 가정에 공급된다. 이외에도 변압기는 다양한 곳에서 전압, 전류를 변화시키기 위해 활용되고 있다. 변압기는 통상적으로 내부에 2개의 코일을 포함하며, 2개의 코일의 전자기유도 현상에 의해 전압, 전류를 바꿀 수 있다. Transformers, reactors, etc. are devices that can change the voltage and current of alternating current electricity using the phenomenon of electromagnetic induction. Electric power produced by power plants, etc. is supplied to homes through several transformers while being delivered to each home. In addition, transformers are used in various places to change voltage and current. A transformer usually contains two coils inside, and can change voltage and current by the electromagnetic induction phenomenon of the two coils.
이러한 변압기 또는 리액터는 전력 손실을 예방하며, 전류가 외부로 흘러 발생하는 안전사고 등을 예방하기 위하여 코일 외부에 절연성 외피 또는 케이스 등을 포함한다. 이러한 변압기의 경우 그 특성상 내부에서 많은 열이 발생하며, 발생한 열에 의해 코일 온도가 높아지는 경우 변압기 전체의 효율 저하를 유발할 수 있는 문제점이 있다. These transformers or reactors prevent power loss and include an insulating shell or case on the outside of the coil to prevent safety accidents caused by current flowing outward. Due to the nature of these transformers, a lot of heat is generated inside them, and when the coil temperature increases due to the generated heat, there is a problem that can cause a decrease in the efficiency of the entire transformer.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 열전도도가 높은 절연성 외피에 대한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 그러나, 통상적인 열전도도를 높이기 위한 열전도 필러는 탄소 나노튜브, 산화 그래핀, 그래핀 등의 탄소계 필러 또는 금속계 필러를 통상적으로 이용하며, 이러한 열전도 필러의 경우 전기 전도도 또한 높여 절연성을 확보하기 어려운 문제점이 있다. To solve these problems, research and development on insulating shells with high thermal conductivity are being actively conducted. However, thermal conductive fillers to increase general thermal conductivity typically use carbon-based fillers such as carbon nanotubes, graphene oxide, or graphene, or metal-based fillers. In the case of these thermal conductive fillers, they also increase electrical conductivity, making it difficult to secure insulation. There is a problem.
이에, 절연성 저하를 유발하지 않으면서도, 높은 열전도도를 확보할 수 있는 외피를 포함하는 변압기의 개발이 필요한 실정이다. Accordingly, there is a need to develop a transformer that includes an outer shell that can secure high thermal conductivity without causing deterioration in insulation.
본 발명의 목적은 고열전도성의 외피를 포함하여 내부의 열을 외부로 쉽게 배출할 수 있으며, 이에 따라 온도 상승에 의한 변압기 효율 저하를 예방할 수 있는 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법에 관한 것이다. The object of the present invention relates to a method of manufacturing a transformer including a high thermal conductivity outer shell, which allows internal heat to be easily discharged to the outside, thereby preventing a decrease in transformer efficiency due to temperature rise.
본 발명의 다른 목적은 외피의 절연성 및 난연성이 우수하여 안전성이 우수한 변압기 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a transformer with excellent safety due to excellent insulation and flame retardancy of the outer shell.
본 발명에 의한 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법은 코일 표면상에 글래스 네트층을 형성하여 글래스 네트 코일을 제조하는 제 1단계;The method of manufacturing a transformer including a highly thermally conductive shell according to the present invention includes a first step of manufacturing a glass net coil by forming a glass net layer on the surface of the coil;
상기 글래스 네트 코일 외부에 외측 금형을 설치하는 제 2단계; A second step of installing an outer mold outside the glass net coil;
상기 글래스 네트 코일과 외측 금형의 사이에 고열전도성 에폭시 수지를 주입하고 경화하여 고열전도성 외피를 형성하는 제 3단계;를 포함하며, A third step of injecting and curing a high thermal conductivity epoxy resin between the glass net coil and the outer mold to form a high thermal conductivity shell,
상기 고열전도성 에폭시 수지는 비스페놀 F 에폭시 수지 및 제 1 규회석을 포함하며, The high thermal conductivity epoxy resin includes bisphenol F epoxy resin and first wollastonite,
상기 제 1 규회석은 말단에 에폭시 작용기를 포함하는 실란 화합물로 개질된 것을 특징으로 한다.The first wollastonite is characterized in that it is modified with a silane compound containing an epoxy functional group at the terminal.
본 발명의 일 실시예에 의한 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법에서 상기 코일은 원통형의 내부 금형상에 이형 필름을 부착하는 이형필름 부착단계;In the method of manufacturing a transformer including a highly thermally conductive shell according to an embodiment of the present invention, the coil includes a release film attaching step of attaching a release film to a cylindrical internal mold;
상기 이형필름 상에 절연지를 부착하는 절연지 부착단계;An insulating paper attachment step of attaching insulating paper on the release film;
상기 절연지 상에 내부 글래스 네트를 설치하는 글래스 네트 설치단계; 및A glass net installation step of installing an internal glass net on the insulating paper; and
상기 내부 글래스 네트 상에 전압 연결부를 설치하고 권선하는 권선단계;를 거쳐 제조된 것을 특징으로 할 수 있다. It may be characterized as manufactured through a winding step of installing and winding a voltage connection on the internal glass net.
본 발명의 일 실시예에 의한 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법에서 상기 제 3단계 후 형성된 고열전도성 외피는 두께가 0.2 내지 15 ㎝인 것을 특징으로 할 수 있다. In the method of manufacturing a transformer including a high thermal conductive shell according to an embodiment of the present invention, the high thermal conductive shell formed after the third step may be characterized as having a thickness of 0.2 to 15 cm.
본 발명의 일 실시예에 의한 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법에서 상기 글래스 네트는 두께가 0.1 내지 5 ㎝인 것을 특징으로 할 수 있다. In the method of manufacturing a transformer including a highly thermally conductive shell according to an embodiment of the present invention, the glass net may be characterized in that it has a thickness of 0.1 to 5 cm.
본 발명의 일 실시예에 의한 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법에서 상기 제 3단계는 10 torr 이하의 압력 조건에서 에폭시를 주입하는 것을 특징으로 할 수 있다. In the method of manufacturing a transformer including a highly thermally conductive shell according to an embodiment of the present invention, the third step may be characterized by injecting epoxy under a pressure condition of 10 torr or less.
본 발명의 일 실시예에 의한 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법에서 상기 고열전도성 외피는 열전도도가 0.8 W/mK 이상인 것을 특징으로 할 수 있다. In the method of manufacturing a transformer including a high thermal conductivity shell according to an embodiment of the present invention, the high thermal conductivity shell may be characterized as having a thermal conductivity of 0.8 W/mK or more.
본 발명의 일 실시예에 의한 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법에서 상기 고열전도성 에폭시 수지는 비스페놀 F 에폭시 수지를 포함하는 제 1제 및 프탈산 무수물을 포함하는 제 2제를 혼합하여 제조된 것을 특징으로 할 수 있다. In the method of manufacturing a transformer including a high thermal conductivity shell according to an embodiment of the present invention, the high thermal conductivity epoxy resin is manufactured by mixing a first agent containing a bisphenol F epoxy resin and a second agent containing phthalic anhydride. You can do this.
본 발명의 일 실시예에 의한 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법에서 상기 제 1제는 비스페놀 F 에폭시 수지, 제 1 규회석, 제 1 알루미나, 폴리프로필렌 글리콜 디글리시딜에테르를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In the method of manufacturing a transformer including a high thermal conductivity shell according to an embodiment of the present invention, the first agent includes bisphenol F epoxy resin, first wollastonite, first alumina, and polypropylene glycol diglycidyl ether. can do.
본 발명의 일 실시예에 의한 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법에서 상기 제 2제는 제 2 규회석, 제 2 알루미나 및 프탈산 무수물을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In the method of manufacturing a transformer including a highly thermally conductive shell according to an embodiment of the present invention, the second agent may include a second wollastonite, a second alumina, and phthalic anhydride.
본 발명의 일 실시예에 의한 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법에서 상기 폴리프로필렌 글리콜 디글리시딜에테르는 수평균 분자량이 250 내지 450인 것을 특징으로 할 수 있다. In the method of manufacturing a transformer including a high thermal conductivity shell according to an embodiment of the present invention, the polypropylene glycol diglycidyl ether may be characterized as having a number average molecular weight of 250 to 450.
본 발명의 일 실시예에 의한 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법에서 상기 제 1제는 상기 제 1 규회석 100 중량부 대비 25 내지 40 중량부의 비스페놀 F 에폭시 수지를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In the method of manufacturing a transformer including a highly thermally conductive shell according to an embodiment of the present invention, the first agent may be characterized in that it contains 25 to 40 parts by weight of bisphenol F epoxy resin based on 100 parts by weight of the first wollastonite.
본 발명의 일 실시예에 의한 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법에서 상기 제 1제는 상기 제 1 규회석 100 중량부 대비 80 내지 95 중량부의 제 1 알루미나를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In the method of manufacturing a transformer including a highly thermally conductive shell according to an embodiment of the present invention, the first agent may be characterized as comprising 80 to 95 parts by weight of first alumina relative to 100 parts by weight of the first wollastonite.
본 발명의 일 실시예에 의한 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법에서 상기 제 2 규회석 및 제 2 알루미나는 말단에 아민기를 포함하는 실란 화합물로 개질된 것을 특징으로 할 수 있다. In the method of manufacturing a transformer including a high thermal conductivity shell according to an embodiment of the present invention, the second wollastonite and the second alumina may be characterized in that they are modified with a silane compound containing an amine group at the terminal.
본 발명의 일 실시예에 의한 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법에서 상기 제 2제는 상기 제 2 규회석 100 중량부 대비 65 내지 90 중량부의 제 2 알루미나를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In the method of manufacturing a transformer including a highly thermally conductive shell according to an embodiment of the present invention, the second agent may be characterized as comprising 65 to 90 parts by weight of second alumina relative to 100 parts by weight of the second wollastonite.
본 발명에 의한 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법은 코일 표면상에 글래스 네트층을 형성하여 글래스 네트 코일을 제조하는 제 1단계; 상기 글래스 네트 코일 외부에 외측 금형을 설치하는 제 2단계; 상기 글래스 네트 코일과 외측 금형의 사이에 고열전도성 에폭시 수지를 주입하고 경화하여 고열전도성 외피를 형성하는 제 3단계;를 포함하며, 상기 고열전도성 에폭시 수지는 비스페놀 F 에폭시 수지 및 제 1 규회석을 포함하며, 상기 제 1 규회석은 말단에 에폭시 작용기를 포함하는 실란 화합물로 개질된 것을 특징으로 하여 내부의 열을 외부로 쉽게 배출하며, 이에 따라 온도 상승에 의한 변압기 효율 저하를 예방할 수 있는 할 수 있으며, 외피의 절연성 및 난연성, 압축강도, 인장강도 등이 우수하여 안전성이 우수한 장점이 있다.The method of manufacturing a transformer including a highly thermally conductive shell according to the present invention includes a first step of manufacturing a glass net coil by forming a glass net layer on the surface of the coil; A second step of installing an outer mold outside the glass net coil; A third step of injecting and curing a high thermal conductivity epoxy resin between the glass net coil and the outer mold to form a high thermal conductivity shell, wherein the high thermal conductivity epoxy resin includes a bisphenol F epoxy resin and first wollastonite, , the first wollastonite is characterized in that it is modified with a silane compound containing an epoxy functional group at the end, so that the internal heat can be easily discharged to the outside, thereby preventing a decrease in transformer efficiency due to temperature rise, and the outer shell It has the advantage of excellent safety due to its excellent insulation, flame retardancy, compressive strength, and tensile strength.
도 1 내지 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조과정을 도시한 것이다.
도 4는 제조된 고열전도성 외피를 포함하는 변압기를 도시한 것이다.Figures 1 to 3 show the manufacturing process of a transformer including a high thermal conductivity outer shell according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows a transformer including a manufactured high thermal conductivity shell.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the embodiments of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to be understood by those skilled in the art. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing embodiments of the present invention, if a detailed description of a known function or configuration is judged to unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. The terms described below are terms defined in consideration of functions in the embodiments of the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.
본 발명에 의한 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법은 코일 표면상에 글래스 네트층을 형성하여 글래스 네트 코일을 제조하는 제 1단계;The method of manufacturing a transformer including a highly thermally conductive shell according to the present invention includes a first step of manufacturing a glass net coil by forming a glass net layer on the surface of the coil;
상기 글래스 네트 코일 외부에 외측 금형을 설치하는 제 2단계; A second step of installing an outer mold outside the glass net coil;
상기 글래스 네트 코일과 외측 금형의 사이에 고열전도성 에폭시 수지를 주입하고 경화하여 고열전도성 외피를 형성하는 제 3단계;를 포함하며, A third step of injecting and curing a high thermal conductivity epoxy resin between the glass net coil and the outer mold to form a high thermal conductivity shell,
상기 고열전도성 에폭시 수지는 비스페놀 F 에폭시 수지 및 제 1 규회석을 포함하며, The high thermal conductivity epoxy resin includes bisphenol F epoxy resin and first wollastonite,
상기 제 1 규회석은 말단에 에폭시 작용기를 포함하는 실란 화합물로 개질된 것을 특징으로 한다.The first wollastonite is characterized in that it is modified with a silane compound containing an epoxy functional group at the terminal.
본 발명에 의한 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법은 규회석의 표면이 에폭시 작용기를 포함하는 화합물로 개질되어 높은 열전도성을 나타냄으로써, 변압기에서 발생하는 열을 외부로 방출하여 온도 상승에 의한 변압기 효율 저하를 예방할 수 있는 장점이 있다. The method of manufacturing a transformer including a highly thermally conductive shell according to the present invention exhibits high thermal conductivity by modifying the surface of wollastonite with a compound containing an epoxy functional group, thereby discharging heat generated in the transformer to the outside, thereby increasing transformer efficiency by increasing temperature. It has the advantage of preventing degradation.
아울러 외부 금형을 설치함으로써 두꺼운 외피를 형성하여 안전성을 높일 수 있는 장점이 있다. 이때 본 발명에 의한 변압기는 편의상 변압기로 기술하였으나 변압기 뿐만 아니라 리액터를 포함하는 개념으로 볼 수 있다. In addition, installing an external mold has the advantage of increasing safety by forming a thick outer shell. At this time, the transformer according to the present invention is described as a transformer for convenience, but it can be viewed as a concept that includes not only the transformer but also the reactor.
본 발명에 의한 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법은 외부 금형을 이용함으로써 상기 제 3단계 후 형성된 고열전도성 외피는 두께가 0.2 내지 15 ㎝ 좋게는 1 내지 12 ㎝일 수 있으며, 이러한 두께에 의해 높은 절연성 및 안전성을 확보할 수 있는 장점이 있다. The method of manufacturing a transformer including a high thermal conductive shell according to the present invention uses an external mold, so that the high thermal conductive shell formed after the third step may have a thickness of 0.2 to 15 cm, preferably 1 to 12 cm, and this thickness allows for a high temperature. It has the advantage of securing insulation and safety.
상기 제 3단계는 10 torr 이하, 구체적으로 2 내지 8 torr의 진공 조건에서 에폭시 수지를 주입하는 단계일 수 있으며, 이러한 조건에서 에폭시 수지를 주입하여 외피에 기포가 형성되어 절연성 및 열전도도가 낮아지는 문제를 예방할 수 있다. The third step may be a step of injecting the epoxy resin under vacuum conditions of 10 torr or less, specifically 2 to 8 torr. By injecting the epoxy resin under these conditions, bubbles are formed in the outer shell, lowering the insulation and thermal conductivity. Problems can be prevented.
상기 고열전도성 외피는 열전도도가 0.8 W/mK 이상, 좋게는 0.9 W/mK 이상, 더욱 좋게는 1 내지 1.7 W/mK를 만족할 수 있으며 이러한 높은 열전도도에 의하여 변압기 내부의 지나친 온도 상승을 예방할 수 있다. The high thermal conductivity outer shell can satisfy a thermal conductivity of 0.8 W/mK or more, preferably 0.9 W/mK or more, and more preferably 1 to 1.7 W/mK, and this high thermal conductivity can prevent excessive temperature rise inside the transformer. there is.
상기 코일은 원통형의 내부 금형상에 이형 필름을 부착하는 이형필름 부착단계;The coil includes a release film attachment step of attaching a release film to a cylindrical internal mold;
상기 이형필름 상에 절연지를 부착하는 절연지 부착단계;An insulating paper attachment step of attaching insulating paper on the release film;
상기 절연지 상에 내부 글래스 네트를 설치하는 글래스 네트 설치단계; 및A glass net installation step of installing an internal glass net on the insulating paper; and
상기 내부 글래스 네트 상에 전압 연결부를 설치하고 권선하는 권선단계;를 거쳐 제조된 것을 특징으로 할 수 있다. It may be characterized as manufactured through a winding step of installing and winding a voltage connection on the internal glass net.
상기 코일은 알루미늄 또는 구리의 호일 또는 와이어를 권선하여 제조된 것일 수 있으며, 권선되는 알루미늄 또는 구리의 양은 제조되는 변압기의 사용 목적 등에 따라 달라질 수 있음이 자명하다. The coil may be manufactured by winding aluminum or copper foil or wire, and it is obvious that the amount of aluminum or copper wound may vary depending on the purpose of use of the manufactured transformer.
아울러 상기 글래스 네트는 통상의 절연성 유리 네트인 경우 제한없이 이용이 가능하며, 구체적으로 두께가 0.1 내지 5 ㎝, 좋게는 0.7 내지 1.7 ㎝인 것을 이용하여 절연성을 확보하고 기계강도를 현저히 향상시킬 수 있는 장점이 있다. In addition, the glass net can be used without limitation if it is a regular insulating glass net. Specifically, a thickness of 0.1 to 5 cm, preferably 0.7 to 1.7 cm, can be used to secure insulation and significantly improve mechanical strength. There is an advantage.
이하, 상기 외피에 이용되는 고열전도성 에폭시 수지에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, the high thermal conductivity epoxy resin used for the outer shell will be described in detail.
본 발명의 일 실시예에 의한 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법에서 상기 고열전도성 에폭시 수지는 비스페놀 F 에폭시 수지, 제 1 규회석, 제 1 알루미나, 폴리프로필렌 글리콜 디글리시딜에테르를 포함하는 제 1제; 및In the method of manufacturing a transformer including a high thermal conductive shell according to an embodiment of the present invention, the high thermal conductive epoxy resin is a first polypropylene glycol diglycidyl ether containing a bisphenol F epoxy resin, first wollastonite, first alumina, and polypropylene glycol diglycidyl ether. my; and
제 2 규회석, 제 2 알루미나 및 프탈산 무수물을 포함하는 제 2제;를 포함할 수 있으며, 상기 제 3단계에서 외측 금형에 수지의 주입 전 제 1제와 제 2제가 혼합되어 투입될 수 있다. It may include a second agent comprising a second wollastonite, a second alumina, and phthalic anhydride. In the third step, the first agent and the second agent may be mixed and added before the resin is injected into the outer mold.
상기 제 1 규회석 및 제 2 규회석은 수지 조성물에 포함되어 절연성을 나타내면서도 열전도도를 향상시킬 수 있으며, 본 발명에서 제 1 규회석 및 제 2 규회석은 동일 또는 유사한 것을 이용할 수 있으며, 설명의 편의를 위하여 이하에서 제 1 규회석 및 제 2 규회석을 규회석(CaSiO3)이라 한다. The first wollastonite and the second wollastonite can be included in the resin composition to improve thermal conductivity while exhibiting insulating properties. In the present invention, the first wollastonite and the second wollastonite may be the same or similar, and for convenience of explanation, Hereinafter, the first wollastonite and the second wollastonite are referred to as wollastonite (CaSiO 3 ).
상기 규회석은 평균 입경이 3 내지 12 ㎛, 좋게는 3.5 내지 8 ㎛를 만족할 수 있다. 이러한 입경 범위를 만족하는 규회석을 이용함으로써 균일한 분산성을 확보하고, 표면개질 효과를 더욱 상승시킬 수 있는 장점이 있다. The wollastonite may have an average particle diameter of 3 to 12 ㎛, preferably 3.5 to 8 ㎛. Using wollastonite that satisfies this particle size range has the advantage of ensuring uniform dispersibility and further increasing the surface modification effect.
상기 제 1 알루미나 및 제 2 알루미나는 고열전도성 절연 수지 조성물에 포함되어 높은 난연성 및 절연성을 확보할 수 있는 장점이 있다. 본 발명에서 제 1 알루미나 및 제 2 알루미나는 동일 또는 유사한 것을 이용할 수 있으며, 설명의 편의를 위하여 이하에서 제 1 알루미나 및 제 2 알루미나를 통칭하여 알루미나라 한다. The first alumina and the second alumina are included in the high thermal conductivity insulating resin composition and have the advantage of ensuring high flame retardancy and insulation properties. In the present invention, the first alumina and the second alumina may be the same or similar, and for convenience of explanation, the first alumina and the second alumina are collectively referred to as alumina hereinafter.
상기 알루미나는 평균 입경이 6 내지 20 ㎛, 좋게는 7.5 내지 15 ㎛인 것을 이용할 수 있으며, 이러한 입경 범위를 만족함으로써 앞서 설명한 규회석과 혼합되어 높은 절연성 및 난연성을 확보할 수 있는 장점이 있다. The alumina can be used with an average particle diameter of 6 to 20 ㎛, preferably 7.5 to 15 ㎛, and by satisfying this particle size range, it has the advantage of being mixed with the wollastonite described above to ensure high insulation and flame retardancy.
이하, 상기 제 1제를 구체적으로 설명한다. 상기 제 1제는 비스페놀 F 에폭시 수지, 제 1 규회석, 제 1 알루미나, 폴리프로필렌 글리콜 디글리시딜에테르를 포함하며, 좋게는 비스페놀 A 디글리시딜에테르를 더 포함할 수 있다.Hereinafter, the first agent will be described in detail. The first agent includes bisphenol F epoxy resin, first wollastonite, first alumina, and polypropylene glycol diglycidyl ether, and may preferably further include bisphenol A diglycidyl ether.
상기 비스페놀 F 에폭시 수지는 통상적으로 이용되는 비스페놀 F 에폭시 수지를 이용할 수 있으며, 좋게는 에폭시 당량이 140 내지 175 g/eq, 좋게는 145 내지 165 g/eq를 만족하며, 25 ℃에서 점도가 900 내지 1,500 cps인 것을 이용할 수 있다. 이러한 물성을 만족하는 비스페놀 F 에폭시 수지를 이용함으로써 제 1제의 다른 조성 및 제 2제와 균일한 혼합을 확보하고 견고한 경화물을 형성할 수 있는 장점이 있다. The bisphenol F epoxy resin may be a commonly used bisphenol F epoxy resin, preferably satisfying an epoxy equivalent weight of 140 to 175 g/eq, preferably 145 to 165 g/eq, and having a viscosity of 900 to 900 at 25°C. One with 1,500 cps is available. Using a bisphenol F epoxy resin that satisfies these physical properties has the advantage of ensuring uniform mixing with other compositions of the first agent and the second agent and forming a solid cured product.
상기 제 1제는 상기 제 1 규회석 100 중량부 대비 25 내지 40 중량부, 좋게는 27 내지 35 중량부의 비스페놀 F 에폭시 수지를 포함할 수 있으며, 이러한 범위를 만족함으로써 절연성 및 난연성이 우수한 경화물을 제조할 수 있는 장점이 있다. The first agent may include 25 to 40 parts by weight, preferably 27 to 35 parts by weight, of bisphenol F epoxy resin based on 100 parts by weight of the first wollastonite, and by satisfying this range, a cured product with excellent insulation and flame retardancy is manufactured. There are advantages to doing this.
상기 제 1 알루미나는 상기 제 1 규회석 100 중량부 대비 80 내지 95 중량부, 좋게는 82 내지 90 중량부의 제 1 알루미나를 포함할 수 있다. 알루미나를 소량 포함하는 경우 절연성 및 난연성 확보가 어려울 수 있으며, 알루미나를 다량 포함하는 경우 상대적으로 수지 함량이 낮아져 내구도가 저하될 수 있다. The first alumina may include 80 to 95 parts by weight, preferably 82 to 90 parts by weight, based on 100 parts by weight of the first wollastonite. If alumina is included in a small amount, it may be difficult to secure insulation and flame retardancy, and if a large amount of alumina is included, the resin content may be relatively low, which may reduce durability.
상기 제 1제는 말단에 에폭시 작용기를 포함하는 개질제로 개질된 제 1 규회석 및 제 1 알루미나를 포함한다. 이때 제 1 규회석 및 제 1 알루미나는 각각 개질되어 혼합되거나, 혼합 후 개질하는 방법을 이용할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. The first agent includes first wollastonite and first alumina modified with a modifier containing an epoxy functional group at the terminal. At this time, the first wollastonite and the first alumina may be modified and mixed, respectively, or a method of reforming after mixing may be used, but the present invention is not limited thereto.
상기 제 1 규회석 및 제 1 알루미나를 개질하기 위해 제조된 개질제는 말단에 에폭시 작용기를 포함하는 것을 이용할 수 있으며, 이러한 말단 에폭시 작용기를 포함하는 개질제를 이용함으로써, 추후 제 2제와 혼합되어 경화 시 제 2제에 포함된 산 무수물 작용기와 반응하여 결합을 형성하게 되고, 이에 따라 더욱 향상된 분산성을 나타내며, 입자상 물질이 견고하게 결합된 구조를 형성할 수 있는 장점이 있다. 이러한 특징에 의하여 개질되지 않은 입자를 투입한 경우 대비 현저히 향상된 내구도를 나타내는 장점이 있다. The modifier prepared to modify the first wollastonite and the first alumina can be used to contain an epoxy functional group at the end. By using a modifier containing an epoxy functional group at the end, it is later mixed with the second agent and hardened. It reacts with the acid anhydride functional group contained in the second agent to form a bond, thereby exhibiting improved dispersibility and having the advantage of forming a structure in which particulate matter is firmly bonded. This feature has the advantage of significantly improved durability compared to the case where unmodified particles are added.
구체적으로, 상기 개질제는 말단 에폭시 작용기를 포함하는 실란 화합물일 수 있으며, 구체적인 일예로 상기 개질제는 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필 트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실) 에틸트리메톡시실란 및 2-(3,4-에폭시사이클로헥실) 에틸트리에톡시실란에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 이용할 수 있다. Specifically, the modifier may be a silane compound containing a terminal epoxy functional group. As a specific example, the modifier may be 3-glycidoxypropyl trimethoxysilane, 3-glycidoxypropyl triethoxysilane, 3-glycidoxy Doxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and 2-(3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxy. One or more than two selected from silanes may be used.
이러한 개질제는 상기 규회석 100 중량부 대비 0.2 내지 0.8 중량부, 좋게는 0.3 내지 0.7 중량부 투입되어 규회석 및 알루미나 입자 표면에 코팅될 수 있으며, 개질제 투입량이 낮은 경우 개질에 의한 효과를 충분히 나타내기 어려울 수 있고, 개질제 투입량이 높은 경우 에폭시 수지 경화에 영향을 주어 물성 변화를 유발할 수 있다. This modifier can be coated on the surface of the wollastonite and alumina particles by adding 0.2 to 0.8 parts by weight, preferably 0.3 to 0.7 parts by weight, based on 100 parts by weight of wollastonite. If the amount of modifier added is low, it may be difficult to sufficiently show the effect of reforming. In addition, if the amount of modifier input is high, it may affect the curing of the epoxy resin and cause changes in physical properties.
상기 폴리프로필렌 글리콜 디글리시딜에테르는 수평균 분자량이 250 내지 450, 좋게는 280 내지 400인 것을 이용할 수 있으며, 이러한 범위를 만족하여 높은 내구도를 확보할 수 있는 장점이 있다. The polypropylene glycol diglycidyl ether can have a number average molecular weight of 250 to 450, preferably 280 to 400, and has the advantage of securing high durability by satisfying this range.
상기 제 1제는 상기 제 1 규회석 100 중량부 대비 5 내지 10 중량부, 좋게는 6 내지 9 중량부의 폴리프로필렌 글리콜 디글리시딜에테르를 포함할 수 있으며, 이러한 범위를 만족하여 내구도 저하를 예방하고 상기 제 2제와 혼합되어 균일한 경화물을 형성할 수 있다. The first agent may contain 5 to 10 parts by weight, preferably 6 to 9 parts by weight, of polypropylene glycol diglycidyl ether based on 100 parts by weight of the first wollastonite, and satisfies this range to prevent durability degradation. It can be mixed with the second agent to form a uniform cured product.
본 발명의 일 실시예에 의한 고열전도성 절연 수지 조성물에서 상기 제 1제는 비스페놀 A 디글리시딜에테르를 포함한다. 이러한 비스페놀 A 디글리시딜에테르를 포함함으로써 높은 내열성 및 내화학성을 나타내는 장점이 있다. In the high thermal conductivity insulating resin composition according to an embodiment of the present invention, the first agent includes bisphenol A diglycidyl ether. The inclusion of bisphenol A diglycidyl ether has the advantage of high heat resistance and chemical resistance.
상기 제 1제는 상기 제 1 규회석 100 중량부 대비 16 내지 30 중량부, 좋게는 17 내지 23 중량부의 비스페놀 A 디글리시딜에테르를 포함할 수 있으며, 이러한 범위를 만족하여 높은 내열성 및 내화학성을 나타내면서도 절연성이 우수한 경화물을 제조할 수 있는 장점이 있다. The first agent may contain 16 to 30 parts by weight, preferably 17 to 23 parts by weight, of bisphenol A diglycidyl ether based on 100 parts by weight of the first wollastonite, and satisfies this range to provide high heat resistance and chemical resistance. It has the advantage of being able to produce a cured product that exhibits excellent insulation properties.
이러한 상기 제 1제는 60 ℃에서 점도가 4,000 내지 10,000 cP, 좋게는 4,500 내지 8,000 cP를 만족할 수 있으며, 이러한 범위를 만족하여 상기 제 2제와 빠른 속도로 균일한 혼합이 가능하며 작업 편의성을 높일 수 있는 장점이 있다. This first agent can satisfy a viscosity of 4,000 to 10,000 cP at 60°C, preferably 4,500 to 8,000 cP, and satisfies this range to enable uniform mixing with the second agent at a high speed and increase work convenience. There are advantages to this.
상기 제 2제는 제 2 규회석, 제 2 알루미나 및 프탈산 무수물을 포함하며, 좋게는 네오펜틸글리콜 비스(테트라하이드로프탈레이트)를 더 포함할 수 있다. The second agent includes secondary wollastonite, secondary alumina, and phthalic anhydride, and preferably may further include neopentyl glycol bis(tetrahydrophthalate).
상기 제 2제는 상기 제 2 규회석 100 중량부 대비 65 내지 90 중량부, 좋게는 70 내지 80 중량부의 제 2 알루미나를 포함할 수 있으며, 이러한 범위를 만족하여 높은 절연성 및 난연성을 나타낼 수 있다. The second agent may include 65 to 90 parts by weight, preferably 70 to 80 parts by weight, of secondary alumina based on 100 parts by weight of the second wollastonite, and can satisfy this range to exhibit high insulation and flame retardancy.
상기 제 2제는 말단에 아민을 포함하는 개질제로 개질된 제 2 규회석 및 제 2 알루미나를 포함한다. 이때 제 2 규회석 및 제 2 알루미나는 각각 개질되어 혼합되거나, 혼합 후 개질하는 방법을 이용할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. The second agent includes a second wollastonite and a second alumina modified with a modifier containing an amine at the terminal. At this time, the second wollastonite and the second alumina can be modified and mixed, respectively, or a method of reforming after mixing can be used, but the present invention is not limited thereto.
상기 제 2제가 말단에 에폭시 작용기가 아닌 아민 작용기를 포함하는 개질제를 이용함으로써, 제 2제에 포함된 산 무수물 작용기와 에폭시가 미리 반응하는 문제를 해결할 수 있다. 아울러, 아민 작용기를 갖는 개질제를 이용하여 상기 제 1제의 에폭시 작용기와 반응하여 결합을 형성함으로써 분산성을 향상시킬 뿐만 아니라 입자상 물질이 견고하게 결합된 구조를 형성할 수 있는 장점이 있다. By using a modifier that contains an amine functional group rather than an epoxy functional group at the end of the second agent, the problem of epoxy reacting in advance with the acid anhydride functional group contained in the second agent can be solved. In addition, by using a modifier having an amine functional group to react with the epoxy functional group of the first agent to form a bond, there is an advantage in not only improving dispersibility but also forming a structure in which particulate matter is firmly bonded.
구체적으로 상기 개질제는 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필메틸디에톡시실란, 3-아미노프로필메틸디메톡시실란, 비스((3-트리에톡시실릴)프로필)아민 및 아미노에틸아미노프로필트리메톡시실란에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 이용할 수 있다. Specifically, the modifier is 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropylmethyldiethoxysilane, 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, bis((3-triethoxysilyl ) One or two or more selected from propyl) amine and aminoethylaminopropyltrimethoxysilane can be used.
이러한 개질제는 상기 규회석 100 중량부 대비 0.2 내지 0.8 중량부, 좋게는 0.3 내지 0.7 중량부 투입되어 개질될 수 있으며, 개질제 투입량이 낮은 경우 개질에 의한 효과를 충분히 나타내기 어려울 수 있고, 개질제 투입량이 높은 경우 에폭시 수지 경화에 영향을 주어 내화학성, 내열성, 내구도 등의 저하를 유발할 수 있다. This modifier can be reformed by adding 0.2 to 0.8 parts by weight, preferably 0.3 to 0.7 parts by weight, based on 100 parts by weight of wollastonite. If the amount of modifier added is low, it may be difficult to sufficiently show the effect of reforming, and if the amount of modifier added is high, it may be difficult to sufficiently show the effect of reforming. In this case, it may affect the curing of the epoxy resin and cause a decrease in chemical resistance, heat resistance, durability, etc.
상기 제 2제는 프탈산 무수물을 포함하며, 이러한 프탈산 무수물은 프탈산 무수물, 메틸 테트라하이드로프탈산 무수물, 시스-1,2,3,6-테트라하이드로 프탈산 무수물, 3,4,5,6-테트라하이드로프탈산 무수물, 이타콘산 무수물, 1,2,4-벤젠트리카복실산 무수물, 시트라콘산 무수물 및 2,3-디메틸말레인산 무수물에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 이러한 프탈산 무수물을 제 2제에 투입됨으로써, 경화 후 내열성 및 절연성이 우수하고, 상기 규회석 및 알루미나를 다량 혼합하는 경우에도 우수한 작업성을 나타내는 장점이 있다. The second agent includes phthalic anhydride, and the phthalic anhydride includes phthalic anhydride, methyl tetrahydrophthalic anhydride, cis-1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride, and 3,4,5,6-tetrahydrophthalic acid. It may include one or two or more selected from anhydride, itaconic anhydride, 1,2,4-benzenetricarboxylic anhydride, citraconic anhydride, and 2,3-dimethylmaleic anhydride. By adding this phthalic anhydride to the second agent, there is an advantage of excellent heat resistance and insulation after curing, and excellent workability even when mixing a large amount of wollastonite and alumina.
상기 제 2제는 상기 제 2 규회석 100 중량부 대비 30 내지 45 중량부, 좋게는 32 내지 40 중량부의 프탈산 무수물을 포함할 수 있으며, 이러한 범위를 만족하여 균일하고 견고하며 절연성이 우수한 경화물을 제조할 수 있다. The second agent may contain 30 to 45 parts by weight, preferably 32 to 40 parts by weight, of phthalic anhydride based on 100 parts by weight of the second wollastonite, and satisfies this range to produce a uniform, strong, and excellent insulating cured product. can do.
상기 제 2제는 네오펜틸글리콜 비스(테트라하이드로프탈레이트)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 제 2제는 상기 제 2 규회석 100 중량부 대비 25 내지 40 중량부, 좋게는 30 내지 38 중량부의 네오펜틸글리콜 비스(테트라하이드로프탈레이트)를 포함할 수 있으며, 이러한 범위를 만족하여 내구성이 우수한 경화물을 형성할 수 있다. The second agent may further include neopentyl glycol bis(tetrahydrophthalate). Specifically, the second agent may contain 25 to 40 parts by weight, preferably 30 to 38 parts by weight, of neopentyl glycol bis(tetrahydrophthalate) based on 100 parts by weight of the second wollastonite, and satisfies this range to ensure durability. Excellent cured product can be formed.
상기 제 2제는 60 ℃에서 점도가 5,000 내지 15,000 cP, 좋게는 6,000 내지 14,000 cP를 만족할 수 있으며 이러한 범위에서 작업성을 높이고 제 1제와 빠른 혼합이 가능하다. The second agent can satisfy a viscosity of 5,000 to 15,000 cP at 60°C, preferably 6,000 to 14,000 cP, and within this range, workability is improved and quick mixing with the first agent is possible.
상기 제 1제 : 제 2제는 100 : 65 내지 85의 중량비, 좋게는 100 : 70 내지 80의 중량비로 혼합될 수 있으며, 이러한 범위를 만족하여 에폭시 수지가 충분히 경화되어 높은 내구도 및 절연성을 나타낼 수 있다. 아울러 본 발명의 일 실시예에 의한 절연 수지 조성물은 25 ℃에서 체적 저항이 1.2×1015 내지 2.2 ×1015 Ωcm를 만족하는 특징을 갖는다. The first agent and the second agent can be mixed at a weight ratio of 100:65 to 85, preferably 100:70 to 80. By satisfying this range, the epoxy resin can be sufficiently cured to exhibit high durability and insulation. there is. In addition, the insulating resin composition according to an embodiment of the present invention has a volume resistance of 1.2 × 10 15 to 2.2 × 10 15 Ωcm at 25°C.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 구체적으로 설명한다. 아래 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 아래 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by examples and comparative examples. The examples below are only intended to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the examples below.
[제조예 1][Production Example 1]
1. 제 1제용 표면개질된 규회석 및 알루미나의 제조 1. Production of surface-modified wollastonite and alumina for first agent
평균입경이 5.5 ㎛인 규회석 및 평균 입경이 11 ㎛인 알루미나를 준비하고, 규회석 100 g 및 알루미나 86.84 g을 혼합한 뒤, 45 ℃에서 교반기로 교반하면서 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란(3-Glycidoxypropyl trimethoxysilane) 0.45 g을 분무기를 이용하여 고르게 분사하고 30분간 추가로 교반하여 제 1제용 표면개질된 규회석 및 알루미나를 제조하였다. Prepare wollastonite with an average particle size of 5.5 ㎛ and alumina with an average particle size of 11 ㎛, mix 100 g of wollastonite and 86.84 g of alumina, and stir with a stirrer at 45 ° C while adding 3-glycidoxypropyl trimethoxysilane (3 -Glycidoxypropyl trimethoxysilane) (0.45 g) was evenly sprayed using a sprayer and stirred for additional 30 minutes to prepare surface-modified wollastonite and alumina for the first agent.
2. 제 2제용 표면개질된 규회석 및 알루미나의 제조2. Production of surface-modified wollastonite and alumina for second agent
제 1제용과 동일한 규회석 및 알루미나를 준비하고, 규회석 100 g 및 알루미나 73.68 g을 혼합한 뒤, 45 ℃에서 교반기로 교반하면서 3-아미노프로필 트리에톡시실란((3-Aminopropyl)triethoxysilane) 0.45 g을 분무기를 이용하여 고르게 분사하고 30분간 추가로 교반하여 제 2제용 표면개질된 규회석 및 알루미나를 제조하였다. Prepare the same wollastonite and alumina as for the first agent, mix 100 g of wollastonite and 73.68 g of alumina, and add 0.45 g of 3-aminopropyl triethoxysilane ((3-Aminopropyl)triethoxysilane) while stirring with a stirrer at 45°C. Surface-modified wollastonite and alumina for the second agent were prepared by spraying evenly using a sprayer and stirring for an additional 30 minutes.
3. 변압기 외피용 고열전도성 절연 수지의 제조3. Manufacturing of high thermal conductivity insulating resin for transformer shell
앞서 제조된 제 1제용 표면개질된 규회석 100 g 및 알루미나 86.84 g 혼합물, 에폭시 당량이 약 155 내지 160 g/eq이며, 25 ℃에서 점도가 약 1300 cps인 비스페놀 F 에폭시 수지 31.58 g, 수평균 분자량이 약 370인 폴리프로필렌 글리콜 디글리시딜에테르(PPGD) 7.89 g, 비스페놀A 디글리시딜에테르(bis A DGE) 21.05 g을 혼합하여 제 1제를 제조하였다. A mixture of 100 g of surface-modified wollastonite and 86.84 g of alumina for the first agent prepared previously, an epoxy equivalent of about 155 to 160 g/eq, and 31.58 g of bisphenol F epoxy resin with a viscosity of about 1300 cps at 25 ° C. and a number average molecular weight of The first agent was prepared by mixing 7.89 g of polypropylene glycol diglycidyl ether (PPGD) of about 370 and 21.05 g of bisphenol A diglycidyl ether (bis A DGE).
이와 별개로, 앞서 제조된 제 2제용 표면개질된 100 g 및 알루미나 73.68 g, 메틸 테트라하이드로프탈산 무수물(MTH) 34.21 g, 시스-1,2,3,6-테트라하이드로프탈산 무수물(CTH) 1.32 g 및 네오펜틸글리콜 비스(테트라하이드로프탈레이트)(2,2-Dimethylpropane-1,3-diyl cyclohex-4-ene-1,2-dicarboxylate, NBT) 34.21 g을 혼합하여 제 2제를 제조하였으며, 경화 전 제 1제 : 제 2제를 100 : 75의 중량비로 혼합하였다. Separately, 100 g of the surface-modified second agent prepared previously, 73.68 g of alumina, 34.21 g of methyl tetrahydrophthalic anhydride (MTH), and 1.32 g of cis-1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride (CTH). A second agent was prepared by mixing 34.21 g of neopentyl glycol bis(tetrahydrophthalate) (2,2-Dimethylpropane-1,3-diyl cyclohex-4-ene-1,2-dicarboxylate, NBT), and before curing Agent 1: Agent 2 were mixed at a weight ratio of 100:75.
[제조예 2 내지 6][Production Examples 2 to 6]
제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, 하기 표 1과 같이 제 1제의 조성을 달리하여 혼합하여 수지 조성물을 제조하였으며, 표 1에서 개질제는 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란을 상기 제 1 규회석 및 제 1 알루미나를 개질하기 위해 투입한 양을 기재하였다. 아울러 하기 표 2의 제조예 2 내지 6은 제조예 1과 동일한 제 2제를 이용하였고, 표 1에서 단위는 g이다. A resin composition was prepared in the same manner as Preparation Example 1, but mixed with different compositions of the first agent as shown in Table 1 below. In Table 1, the modifier is 3-glycidoxypropyl trimethoxysilane mixed with the first wollastonite. And the amount added to reform the first alumina was described. In addition, Preparation Examples 2 to 6 in Table 2 below used the same second agent as Preparation Example 1, and the unit in Table 1 is g.
[제조예 7 및 8][Production Examples 7 and 8]
제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, 하기 표 1과 같이 제 2제의 조성을 달리하여 혼합하여 수지 조성물을 제조하였으며, 하기 표 2의 제조예 7 및 8은 제조예 1과 동일한 제 1제를 이용하였고, 표 2에서 단위는 g이다. A resin composition was prepared in the same manner as Preparation Example 1, but mixed with different compositions of the second agent as shown in Table 1 below. Preparation Examples 7 and 8 in Table 2 below used the same first agent as Preparation Example 1. And in Table 2, the unit is g.
[제조예 9 및 10] [Production Examples 9 and 10]
제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, 제조예 9의 경우 제 1제에 표면개질되지 않은 규회석 및 알루미나를 이용하였으며, 제조예 10은 제 2제에 표면개질되지 않은 규회석 및 알루미나를 이용하였다. It was manufactured in the same manner as Preparation Example 1, except that in Preparation Example 9, wollastonite and alumina without surface modification were used as the first agent, and in Preparation Example 10, wollastonite and alumina without surface modification were used as the second agent.
[비교 제조예 1][Comparative Manufacturing Example 1]
제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, 메틸 테트라하이드로프탈산 무수물(MTH) 34.21 g, 시스-1,2,3,6-테트라하이드로프탈산 무수물(CTH) 1.32 g 및 네오펜틸글리콜 비스(테트라하이드로프탈레이트) 34.21 g 대신 폴리아미드계 경화제 69.74 g을 투입하여 고열전도성 절연 수지를 제조하였다. 이때 폴리아미드계 경화제는 카프로락탐, 헥사메틸렌 디아민 등을 중합하여 제조되며, 연화점이 약 142 ℃인 것을 이용하였다. Prepared in the same manner as Preparation Example 1, but using 34.21 g of methyl tetrahydrophthalic anhydride (MTH), 1.32 g of cis-1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride (CTH), and neopentyl glycol bis(tetrahydrophthalate). A high thermal conductivity insulating resin was prepared by adding 69.74 g of polyamide-based curing agent instead of 34.21 g. At this time, the polyamide-based hardener was manufactured by polymerizing caprolactam, hexamethylene diamine, etc., and had a softening point of about 142°C.
변압기 외피용 고열전도성 절연 수지 조성물의 물성 확인Verification of physical properties of high thermal conductivity insulating resin composition for transformer outer shell
각 제조예의 제 1제 : 제2제를 4 : 3의 중량비로 혼합하고 경화한 뒤, ISO 8894-1에 의거하여 열전도도를 측정하였으며, UL 94 기준에 따라 난연 등급을 측정하고, ISO R 527에 의거하여 인장 탄성률(Tensile modulus)를 측정하고 그 결과를 하기 표 3으로 나타내었다. After mixing and curing the first agent and second agent in each manufacturing example at a weight ratio of 4:3, thermal conductivity was measured according to ISO 8894-1, flame retardancy grade was measured according to UL 94 standards, and ISO R 527 Tensile modulus was measured based on and the results are shown in Table 3 below.
표 3을 참고하면, 제조예 1 내지 3 및 제조예 7에 의해 제조된 고열전도성 절연 수지 조성물의 열전도도가 1.1 이상이며, 난연 등급이 V0를 만족하고, 인장 탄성률이 14,000 MPa 이상인 것을 확인할 수 있다. Referring to Table 3, it can be seen that the thermal conductivity of the high thermal conductivity insulating resin composition prepared by Preparation Examples 1 to 3 and Preparation Example 7 is 1.1 or more, the flame retardancy grade satisfies V0, and the tensile modulus is 14,000 MPa or more. .
[실시예 1] 변압기의 제조[Example 1] Manufacturing of transformer
본 발명의 실시예에 의한 변압기의 제조과정을 도 1 내지 3으로 나타내었다. 먼저 원통형의 내부 금형을 준비하고 이물질을 제거한다. 이후 내부 금형에 이형 필름 및 절연지를 순차로 부착한다. 이후 절연지 상에 글래스 네트를 2겹 부착하고 테이프로 고정한다. 상기 글래스 네트의 상에 전압 연결부를 필요한 위치에 연결한 뒤 구리 호일을 권선하여 코일을 형성한다. 여기에 외부용 글래스 네트를 부착하고 테이프로 고정한 뒤 외부 금형에 장착한다. 코일이 장착된 외부 금형을 약 70 ℃로 예열하고, 이와 별개로 제조예 1의 에폭시 수지를 배합한다. 배합된 에폭시 수지를 탈포한 뒤, 약 5 torr의 진공 상태에서 에폭시 수지를 외부 금형에 주입하고 120 ℃ 경화로에서 약 8시간 동안 경화한다. 경화 후 외부 금형과 내부 금형을 제거하여 최종적으로 고열전도성 외피를 포함하는 변압기를 제조하였다. The manufacturing process of a transformer according to an embodiment of the present invention is shown in Figures 1 to 3. First, prepare a cylindrical inner mold and remove foreign substances. Afterwards, the release film and insulating paper are sequentially attached to the inner mold. Afterwards, attach two layers of glass net on the insulating paper and secure with tape. A voltage connection is connected to the required position on the glass net, and then copper foil is wound to form a coil. Attach an external glass net here, secure it with tape, and then mount it on the external mold. The external mold equipped with the coil is preheated to about 70°C, and the epoxy resin of Preparation Example 1 is separately mixed therein. After degassing the mixed epoxy resin, the epoxy resin is injected into the external mold under a vacuum of about 5 torr and cured in a curing furnace at 120°C for about 8 hours. After curing, the external mold and internal mold were removed to finally manufacture a transformer including a high thermal conductivity outer shell.
Claims (14)
상기 글래스 네트 코일 외부에 외측 금형을 설치하는 제 2단계;
상기 글래스 네트 코일과 외측 금형의 사이에 고열전도성 에폭시 수지를 주입하고 경화하여 고열전도성 외피를 형성하는 제 3단계;를 포함하며,
상기 고열전도성 에폭시 수지는 비스페놀 F 에폭시 수지 및 제 1 규회석을 포함하며,
상기 제 1 규회석은 말단에 에폭시 작용기를 포함하는 실란 화합물로 개질된 것을 특징으로 하는 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법.
A first step of manufacturing a glass net coil by forming a glass net layer on the coil surface;
A second step of installing an outer mold outside the glass net coil;
A third step of injecting and curing a high thermal conductivity epoxy resin between the glass net coil and the outer mold to form a high thermal conductivity shell,
The high thermal conductivity epoxy resin includes bisphenol F epoxy resin and first wollastonite,
A method of manufacturing a transformer including a high thermal conductive shell, characterized in that the first wollastonite is modified with a silane compound containing an epoxy functional group at the terminal.
상기 코일은 원통형의 내부 금형상에 이형 필름을 부착하는 이형필름 부착단계;
상기 이형필름 상에 절연지를 부착하는 절연지 부착단계;
상기 절연지 상에 내부 글래스 네트를 설치하는 글래스 네트 설치단계; 및
상기 내부 글래스 네트 상에 전압 연결부를 설치하고 권선하는 권선단계;를 거쳐 제조된 것을 특징으로 하는 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법.
According to clause 1,
The coil includes a release film attachment step of attaching a release film to a cylindrical internal mold;
An insulating paper attachment step of attaching insulating paper on the release film;
A glass net installation step of installing an internal glass net on the insulating paper; and
A method of manufacturing a transformer including a highly thermally conductive shell, characterized in that it is manufactured through a winding step of installing and winding a voltage connection on the internal glass net.
상기 제 3단계 후 형성된 고열전도성 외피는 두께가 0.2 내지 15 ㎝인 것을 특징으로 하는 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법.
According to clause 1,
A method of manufacturing a transformer including a high thermal conductive shell, characterized in that the high thermal conductive shell formed after the third step has a thickness of 0.2 to 15 cm.
상기 글래스 네트는 두게가 0.1 내지 5 ㎝인 것을 특징으로 하는 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법.
According to clause 1,
A method of manufacturing a transformer including a high thermal conductive shell, wherein the glass net has a thickness of 0.1 to 5 cm.
상기 제 3단계는 10 torr 이하의 압력 조건에서 에폭시를 주입하는 것을 특징으로 하는 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법.
According to clause 1,
The third step is a method of manufacturing a transformer including a high thermal conductive shell, characterized in that epoxy is injected under a pressure condition of 10 torr or less.
상기 고열전도성 외피는 열전도도가 0.8 W/mK 이상인 것을 특징으로 하는 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법.
According to clause 1,
A method of manufacturing a transformer including a high thermal conductive shell, wherein the high thermal conductive shell has a thermal conductivity of 0.8 W/mK or more.
상기 고열전도성 에폭시 수지는 비스페놀 F 에폭시 수지를 포함하는 제 1제 및 프탈산 무수물을 포함하는 제 2제를 혼합하여 제조된 것을 특징으로 하는 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법.
According to clause 1,
A method of manufacturing a transformer including a high thermal conductive shell, characterized in that the high thermal conductive epoxy resin is manufactured by mixing a first agent containing a bisphenol F epoxy resin and a second agent containing phthalic anhydride.
상기 제 1제는 비스페놀 F 에폭시 수지, 제 1 규회석, 제 1 알루미나, 폴리프로필렌 글리콜 디글리시딜에테르를 포함하는 것을 특징으로 하는 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법.
According to clause 7,
The first agent is a method of manufacturing a transformer including a high thermal conductivity shell, characterized in that it contains bisphenol F epoxy resin, first wollastonite, first alumina, and polypropylene glycol diglycidyl ether.
상기 제 2제는 제 2 규회석, 제 2 알루미나 및 프탈산 무수물을 포함하는 것을 특징으로 하는 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법.
According to clause 7,
A method of manufacturing a transformer including a high thermal conductivity shell, wherein the second agent includes second wollastonite, second alumina, and phthalic anhydride.
상기 폴리프로필렌 글리콜 디글리시딜에테르는 수평균 분자량이 250 내지 450인 것을 특징으로 하는 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법.
According to clause 8,
A method of manufacturing a transformer including a high thermal conductivity shell, wherein the polypropylene glycol diglycidyl ether has a number average molecular weight of 250 to 450.
상기 제 1제는 상기 제 1 규회석 100 중량부 대비 25 내지 40 중량부의 비스페놀 F 에폭시 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법.
According to clause 8,
A method of manufacturing a transformer including a highly thermally conductive shell, wherein the first agent includes 25 to 40 parts by weight of bisphenol F epoxy resin relative to 100 parts by weight of the first wollastonite.
상기 제 1제는 상기 제 1 규회석 100 중량부 대비 80 내지 95 중량부의 제 1 알루미나를 포함하는 것을 특징으로 하는 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법.
According to clause 8,
A method of manufacturing a transformer including a high thermal conductivity shell, wherein the first agent includes 80 to 95 parts by weight of first alumina relative to 100 parts by weight of the first wollastonite.
상기 제 2 규회석 및 제 2 알루미나는 말단에 아민기를 포함하는 실란 화합물로 개질된 것을 특징으로 하는 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법.
According to clause 9,
A method of manufacturing a transformer including a high thermal conductivity shell, wherein the second wollastonite and the second alumina are modified with a silane compound containing an amine group at the terminal.
상기 제 2제는 상기 제 2 규회석 100 중량부 대비 65 내지 90 중량부의 제 2 알루미나를 포함하는 것을 특징으로 하는 고열전도성 외피를 포함하는 변압기 제조방법. According to clause 9,
A method of manufacturing a transformer including a high thermal conductivity shell, wherein the second agent includes 65 to 90 parts by weight of second alumina relative to 100 parts by weight of the second wollastonite.
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