CN101421436B - 封孔处理剂、喷镀被膜包覆构件及轴承 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种封孔处理剂及喷镀被膜包覆构件,所述封孔处理剂对气孔(间隙)的浸透性及填充性优异,可以实施封孔处理至喷镀被膜材料的间隙实质上完全被填充的状态。所述封孔处理剂是含有含环氧基成分和固化剂、不含有含聚合性乙烯基溶剂的陶瓷喷镀被膜的封孔处理剂,上述含环氧基成分是以1分子中所含的环氧基的个数为3个以上的聚缩水甘油醚化合物为必需成分的与其它1分子中所含的环氧基的个数为2个的亚烷基二缩水甘油醚化合物或环状脂肪族二环氧化合物的混合物,另外,聚缩水甘油醚化合物的配合比例相对于除了固化剂配合部分的上述混合物的环氧化合物部分为10~95重量%。
Description
技术领域
本发明涉及一种封孔处理剂、喷镀被膜包覆构件及轴承,尤其是涉及一种环氧树脂系封孔处理剂及利用该处理剂进行处理而得到的喷镀被膜包覆构件及轴承。
背景技术
在由钢等构成的机械零件的基材表面喷镀金属或陶瓷等硬质粒子及粉末而提高耐热性、耐磨损性、耐腐蚀性的技术目前一直在实施。一般喷镀被膜具有在该被膜形成的过程中产生的空隙及间隙、孔隙等的气孔,该气孔赋予被膜自身各种特性。在气孔中,有的气孔显示从基材表面通到基材质地的连通孔的形态,连通连接被膜表层的环境和包覆有被膜的基材。通过该连通孔可看到接触于喷镀被膜外部的气体或液体浸透扩散至基材质地的现象。其结果,喷镀材料本身腐蚀劣化,或在质地基材为碳钢等的情况下,在被膜和基材的接触界面选择性地腐蚀劣化基材,损害对喷镀被膜的基材的接合性,有时发生剥离。另外,有时为了确保机械零件本身和其设置/具备的构件之间的绝缘性而进行陶瓷喷镀,但有时因上述气体或液体的浸透扩散现象而被绝缘破坏,不能发挥所希望的绝缘电阻。
因此,在形成喷镀被膜后,实施某种封孔处理,进行提高被膜的环境遮断性的封孔处理。作为目前公知的一般的封孔处理方法,有将在有机溶剂中溶解了环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、氟树脂等合成树脂而成的封孔处理剂涂布在喷镀被膜上的方法。但是,该方法是仅涂布在喷镀被膜表面,而不浸透至细孔的底部。因此,为了保持形状(尺寸)精度,在封孔处理后用研削或研磨等除去喷镀被膜表面时,有时对喷镀被膜的封孔处理效果几乎不能期待。另外也看到在使用的过程中因磨损合成树脂的涂膜磨减,封孔处理的效果不持续的情况。
另一方面,也经常进行通过实施封孔处理来提高金属基材和喷镀被膜材料的密合力的尝试。
一般的喷镀被膜与想要制成被膜的表面不形成化学键,机械的缔接力(称为锚定效果、抛锚效果等。)主要构成与基材的密合力。尤其是在相对由齿轮或轴承、主轴等金属基材构成的尺寸精度的要求严格的机械零件表面应用喷镀的情况下,这些机械零件的表面大多用研磨进行精加工,表面粗糙度Ra大多低于1μm。因此,在这些金属零件的表面进行喷镀时,大多用喷丸处理或转筒处理等公知的表面改性方法进行使表面粗糙度Ra增大至1μm以上左右的处理。利用该方法,可以某种程度上提高喷镀被膜和基材之间的粘接力,但取决于表面改性程度基材的尺寸精度恶化,或发生表层部的退火,由此,可引起基材材质的物性降低等弊病。结果,在利用该方法的密合力的提高方法上存在局限。
因此,为了辅助物理的密合力,进行并用化学的粘接力的努力,但在上述所示的一般的封孔处理方法中,由于仅在喷镀被膜表面涂布而不浸透至细孔的底部到基材界面,因此,停留在仅提高喷镀被膜的最外表面附近的陶瓷粒子间的粘接力,达不到在金属基材和喷镀被膜之间发挥化学的粘接力。
作为改善这些的方法,已知有例如在封孔处理剂中利用通过可见光线固化的光固化性树脂的方法(参照专利文献1)、利用电沉积涂料用涂料粒子的电泳动现象在喷镀被膜动细孔中析出填充的方法(参照专利文献2)、将添加有形成气体质物质的B2O3的喷镀材料喷镀于母材表面后,将喷镀被膜进行加热而使B2O3熔融,填充于喷镀被膜中产生的间隙的方法(参照专利文献3)、在喷镀材料中添加形成气体质物质的B2O3而形成被膜,在其后的加热处理中熔融B2O3进行气孔填充作用的方法(参照专利文献3)等。但是,存在如下问题:这些方法除了在加压或减压工序也都需要特殊的装置或繁杂的工序等的不适于工业生产方法。
因此,作为封孔处理剂的必须组成,已知有含有(i)合成树脂、(ii)聚合性有机溶剂以及(iii)选自氟系表面活性剂及含全氟基有机硅化合物的至少1种的方法(参照专利文献4)。该方法意图上是(i)合成树脂的固化时、“单独(ii)聚合性有机溶剂”或“与(i)合成树脂复合”形成固化物,但由于仅在(ii)聚合性有机溶剂的简单的加热中,溶液中的溶存氧等阻碍聚合,因此,实际上溶剂部分难以固化。尤其是专利文献4的实施例中所示的、在以代表性的含乙烯基有机化合物“苯乙烯单体”为聚合性溶剂的情况下,在环氧树脂的固化温度下聚合反应不充分进行,在环氧树脂中残存未反应的聚合性溶剂,固化后在封孔树脂的长期的稳定性方面产生担心。为了促进聚合性溶剂的聚合反应,如专利文献4中也有记载那样,配合自由基聚合引发剂等,或另一方面,需要高度地除去溶存在封孔处理剂的体系中的氧。但是,高温型自由基聚合引发剂一般由反应性高、爆发等危险性高的有机过氧化物组成,因此,操作上需要注意。另一方面,如果选择低温型聚合引发剂,则所述的担心事项得到缓和,但在低温下进行聚合引发剂的反应,因此,产生留心于未固化封孔处理剂的有效寿命的必要。另外,从溶存氧量的观点考虑,也存在如下问题:为了提高保存稳定性,总是要求遵守细的注意事项。
而且,“苯乙烯单体”等聚合性有机溶剂聚合而得到的聚合物,存在在固化物内产生间隙部、或与基材的密合性差的问题。
如上所述,在现有技术中,为了稳定地维持被膜的环境遮断性,在使封孔处理剂浸透至基材表面的操作中必须组成非常繁杂的工序。即使在使封孔处理剂浸透至基材表面上成功,也存在因环氧树脂中配合聚合性溶剂产生的担心事项。另外,有如下担心:通过由封孔剂自身的随时间固化收缩重新产生微小的缝隙,难以维持实施了封孔处理的构件的长期间的环境遮断性。
专利文献1:特开平5-106014号公报
专利文献2:特开平6-212391号公报
专利文献3:特开平10-259469号公报
专利文献4:特开2003-183806号公报
发明内容
本发明是为了应对这样的问题而完成的发明,其目的在于,提供一种封孔处理剂及封孔处理方法,以及即使进行研削或研磨除去,也充分存在封孔处理剂的浸透·填充层,而且也可以提高机械性质、电性质等物性的喷镀被膜包覆构件及使用其的轴承,所述封孔处理剂对于喷镀被膜的气孔(间隙),浸透性及填充性优异,可以实施封孔处理至喷镀被膜材料的间隙基本上完全被填充的状态,可以避免随时间封孔特性的劣化,另外,迅速地提高陶瓷喷镀膜和基材间的密合力,并且可以避免高温放置后或热循环试验后的随时间的密合力的劣化。
本发明的封孔处理剂是含有含环氧基成分和固化剂、不含有含聚合性乙烯基溶剂的喷镀被膜的封孔处理剂,其特征在于,上述含环氧基成分是以1分子中所含的环氧基的个数为3个以上的聚缩水甘油醚化合物为必需成分、含有选自1分子中所含的环氧基的个数为2个的亚烷基二缩水甘油醚化合物及环状脂肪族二环氧化合物中的至少1个的混合物,除上述固化剂之外,相对于上述含环氧基成分全部,配合聚缩水甘油醚化合物10~95重量%,特别是配合10~80重量%。
而且,其特征在于,上述含环氧基成分含有1分子中所含的环氧基的个数为1个的单缩水甘油醚化合物。
其特征在于,上述封孔处理剂将每1g该封孔处理剂中所含的环氧基设定在3.0mmol~4.0mmol的范围。
其特征在于,上述固化剂为含有酸酐的固化剂。
其特征在于,上述封孔处理剂的固化后密度比固化前密度小。
另外,本发明的其它封孔处理剂是含有含环氧基成分和固化剂的喷镀被膜的封孔处理剂,其特征在于,上述固化剂是含有二乙基戊二酸酐的固化剂。另外,上述含环氧基成分的特征在于,含有1分子中所含的环氧基的个数为3个以上的聚缩水甘油醚化合物。
其特征在于,本发明的喷镀被膜包覆构件是具有在金属基材上用上述封孔处理剂封孔处理了的喷镀被膜的喷镀被膜包覆构件。
本发明的轴承的特征在于,上述喷镀被膜包覆构件在轴承构成构件表面形成。
本发明的封孔处理剂是含有含环氧基成分和固化剂、不含有含聚合性乙烯基溶剂的喷镀被膜的封孔处理剂,其中,上述含环氧基成分是以规定的聚缩水甘油醚化合物为主要成分的混合物,因此,可以有效地抑制封孔处理剂中的溶剂的挥发引起的空隙的产生,实施封孔处理至喷镀被膜材料的间隙实质上完全被填充的状态。
多种聚缩水甘油醚化合物的混合物由于分子结构类似,因此相溶性优异,所以不可能产生相分离等,因此,可以容易地浸透到气孔内。因此,可以避免喷镀被膜材料的封孔状态或随时间的封孔特性的劣化的可能性,可以防止使用时的喷镀被膜的剥离等的破损,提高机械零件的寿命。
本发明的封孔处理剂由于每1g该封孔处理剂含有环氧基3.0mmol~4.0mmol,因此,由该封孔处理剂中所含的环氧基的开环聚合生成的醚键或羟基的量被最佳化。因此,通过使粘接性高的封孔剂浸透到喷镀膜中,不仅实现基材和喷镀膜间的密合力的提高,而且可以实现喷镀膜间的粘接力提高,即使在长时间的高温放置或急剧的热循环环境下,也可以防止粘接力的劣化。
另外,上述封孔处理剂由于固化后密度比固化前密度小,因此,封孔处理剂在固化时体积膨胀。因此,在长时间的热循环处理及高温放置处理中即使进行固化收缩反应,也不在喷镀膜内重新产生微小空隙,结果,封孔后在高温下即使经过长期间后,也可以抑制湿润下的绝缘电阻特性及耐电压特性的劣化。
本发明的其它封孔处理剂是含有含环氧基成分和固化剂的喷镀被膜的封孔处理剂,其特征在于,在固化剂中配合有二乙基戊二酸酐。由此可以降低封孔剂混合物的粘度,与使用了二乙基戊二酸酐以外的酸酐固化剂的封孔剂相比,浸透性更优异。另外,通过使用本化合物,封孔处理后的喷镀膜的韧性优异,即使在将处理构件长期间暴露于高温的情况下或热循环增加的情况下,也可以抑制封孔性或膜的绝缘特性的降低。另外,在例如薄壳轴承的外轮那样制造时或组装到机械上时,在处理构件上变形有可能增加的用途中,也可以通过应用浸透性高且可以赋予固化物韧性的封孔处理剂来抑制绝缘特性的降低。
另外,由于本发明的喷镀被膜包覆构件使用上述封孔处理剂而形成,因此,对喷镀被膜的气孔(间隙)的浸透性及填充性优异,即使在封孔处理后研削或研磨除去有喷镀被膜表层部分的情况下,也充分存在封孔处理剂的浸透·填充层,其结果,可以大幅度提高被膜的基材保护性,可以进一步提高机械性质、电性质等的物性。另外,不仅可以实现基材和喷镀膜间的密合力的提高,而且也可以提高喷镀膜间的粘接力。因此,使用本发明的封孔处理剂而形成的喷镀被膜包覆构件可以优选用作轴承。
附图说明
图1是表示铁的锈蚀试验的概略的图。
图2是表示密合力试验的概略的图。
图3是表示密合力试验的结果的图。
图4是表示绝缘电阻试验的概略的图。
图5是表示耐电压特性试验的概略的图。
符号说明
1试验片基材
2已封孔处理的喷镀被膜
3带铁的锈蚀试验溶液的滤纸
4锡板
5砝码(weight)
6拉伸夹具
7电极
8绝缘电阻计
9配线
10高电压发生装置
11监视器
具体实施方式
对可以防止喷镀被膜材料的封孔特性的劣化或使用时的喷镀被膜的破损的封孔处理剂进行了潜心研究,结果发现,作为含环氧基成分,使用含有1分子中所含的环氧基的个数不同的规定的聚缩水甘油醚化合物等混合物的封孔处理剂封孔处理了的喷镀被膜,对气孔(间隙)的浸透性及填充性优异,即使在封孔处理后研削或研磨除去了喷镀被膜表层部分的情况下,也充分存在封孔处理剂的浸透·填充层,其结果,可以大幅度提高被膜的基材保护性,也可以进一步提高机械性质、电性质等的物性。
其可认为是,利用优异的浸透性及填充性浸入粒子边界的封孔处理剂适当地填充粒子边界,利用优异的粘接力与粒子边界坚固地粘接,且由于不含有含聚合性乙烯基溶剂,因此,有效地抑制溶剂的挥发引起的空隙的产生,由此可以实施封孔处理至喷镀被膜材料的间隙基本上完全被填充的状态。
另外发现,使用本发明的封孔处理剂封孔处理了的喷镀被膜,不仅实现基材和喷镀膜间的密合力的提高,而且可以提高喷镀膜间的粘接力。
封孔处理通过对喷镀后的多孔质材料涂布或喷雾未固化树脂来进行处理。通过其后进行烧结处理来固化未固化树脂。
此时,被处理了的封孔剂浸透到多孔质材料内部的微小的空隙部后加热固化,形成三维的网眼结构。此时,浸透的环氧树脂在固化剂及固化催化剂的共存下发生环氧乙烷环的开裂反应,根据固化剂种,重新形成酯键、醚键等,形成固化物。
固化剂选择酸酐类固化剂时,形成酯键。认为是,该键在结构内具有极性强的部位,在封孔剂和由其处理了的陶瓷或金属陶瓷等构成的构件或轴承钢、铸铁等之间显示非常坚强的粘接作用。
另外,在使用固化后的体积收缩多的封孔剂的情况下,加热固化后在多孔质材料内部产生新的空隙。因此产生的微小的空隙,在封孔处理的轴承的使用中,成为氛围气的水分等浸入的开端(clue),引起基材的腐蚀或电绝缘性的劣化等。可以认为,由于本发明的封孔处理剂具有固化后的比重比固化前小的、即固化引起的体积增加变大的性质,因此,在固化后不产生由于封孔剂的收缩引起的微小的空隙,到不如说在进一步使间隙填充的方向上固化。
而且发现,利用使用二乙基戊二酸酐作为固化剂的封孔处理剂封孔处理了的喷镀被膜,对气孔(间隙)的浸透性及填充性更优异。
其认为是,利用作为固化剂的二乙基戊二酸酐的优异的浸透性及填充性浸入粒子边界的封孔处理剂适当地填充粒子边界,利用优异的粘接力与粒子边界坚固地粘接,有效地抑制溶剂的挥发引起的空隙的产生,由此可以实施封孔处理至喷镀被膜材料的间隙基本上完全被填充的状态。本发明是基于如上所述的见解而完成的发明。
本发明的封孔处理剂的特征在于,是含有含环氧基成分和固化剂、且不含有含聚合性乙烯基溶剂的喷镀被膜的封孔处理剂。
可以用于本发明的封孔处理剂的含环氧基成分,是以1分子中所含的环氧基的个数为3个以上的聚缩水甘油醚化合物为必需成分、是除了该必需成分外还含有1分子中所含的环氧基的个数为2个的亚烷基二缩水甘油醚化合物及/或1分子中所含的环氧基的个数为2个的环状脂肪族二环氧化合物的混合物。聚缩水甘油醚化合物及环状脂肪族二环氧化合物是在其分子内不含有环氧乙烷环裂解而形成的重复单元的化合物。本发明的混合物与固化剂反应而形成固化物。
作为1分子中所含的环氧基的个数为3个以上的聚缩水甘油醚化合物,可以例举:三缩水甘油醚化合物、四缩水甘油醚化合物等。
作为聚缩水甘油醚化合物的实例,可以列举:三羟甲基丙烷聚缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、山梨糖醇聚缩水甘油醚。
其中,从降低封孔处理剂的粘度的观点考虑,优选三缩水甘油醚化合物,特别优选三羟甲基丙烷聚缩水甘油醚。
作为1分子中所含的环氧基的个数为2个的亚烷基二缩水甘油醚化合物,可以例举新戊二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚。
作为1分子中所含的环氧基的个数为2个的环状脂肪族二环氧化合物,是在形成脂环式化合物的环的碳原子中相邻的2个碳原子形成环氧乙烷环的、所谓的脂环式环氧化合物,含有2个环氧乙烷环的脂环式二环氧化合物可以例举例如1,2,8,9-二环氧柠檬烯。是降低封孔处理剂的粘度、同时有效地防止处理物的物性的降低的优选的化合物。
另外,也可以使用氢化双酚A、四氢邻苯二甲酸的二缩水甘油醚等的脂环式化合物的二缩水甘油醚。
为了提高使用性或进一步提高对喷镀被膜材料的浸透性,本发明的封孔处理剂可以配合1分子中所含的环氧基的个数为1个的单缩水甘油醚化合物。
作为1分子中所含的环氧基的个数为1个的单缩水甘油醚化合物,可以例举丁基缩水甘油醚等烷基单缩水甘油醚、烷基苯酚单缩水甘油醚等公知的单缩水甘油醚化合物。
三缩水甘油醚化合物可以用作迅速地提高喷镀被膜和金属基材之间的粘接力的封孔处理剂成分。同时,由于该化合物自身的粘度低,故通过与后述的二缩水甘油醚化合物等混合,不必添加二甲苯、甲基乙基酮等的有机溶剂或含聚合性乙烯基溶剂等,即可以对封孔剂赋予充分的浸透性。
另外,通过使树脂中所含的氯离子量为0.5重量%以下,可抑制湿润气氛下的绝缘电阻等的电特性的降低或基材的腐蚀性等。
三缩水甘油醚化合物在25℃时的粘度优选为500mPa·s以下。当超过500mPa·s时,浸透性差。
相对于混合物全部,三缩水甘油醚化合物的配合比例优选为10~95重量%,更优选为10~80重量%,进一步优选为20~50重量%。当其低于10重量%时,可以低地设定封孔液自身的粘度,因此,虽然固化物的浸透性提高,但另一方面,难以得到三缩水甘油醚化合物的粘接性提高效果,因此,与基材的粘接力减少。另外,三缩水甘油醚化合物的配合比例超过95重量%时,除了使用二乙基戊二酸酐作为固化剂的情况,封孔处理剂的粘度升高,因此,浸透性差。
1分子中所含的环氧基的个数为2个的亚烷基二缩水甘油醚化合物,其自身为低粘度的环氧化合物,因此,可以通过对聚缩水甘油醚化合物的添加来降低封孔剂的粘度,因此优选。另外,也优选添加如1,2,8,9-二环氧柠檬烯所示的环状脂肪族二环氧化合物。这些化合物通过在固化反应时与环氧分子共聚而进行一体化,因此,可以防止配合引起的固化物的物性降低或固化时的体积减少,因此优选。
亚烷基二缩水甘油醚化合物在25℃时的粘度优选为30mPa·s以下。当超过30mPa·s时,封孔剂的粘度上升,因此浸透性差。
相对于混合物全部,亚烷基二缩水甘油醚化合物及/或环状脂肪族二环氧化物的配合比例为10~90重量%,优选为10~80重量%,更优选为50~80重量%。当低于10重量%时,封孔剂的粘度降低效果变小,不能提高封孔剂的浸透性。另外,当其超过90重量%时,封孔剂的浸透性升高,但由于具有固化时相对形成高密度的交联结构的作用的三缩水甘油醚化合物的配合比例相对减少,因此,固化后的环氧树脂的物性降低。
亚烷基二缩水甘油醚化合物及/或环状脂肪族二环氧化物,通过与上述三缩水甘油醚化合物进行规定量混合,通过在没有大幅度降低三缩水甘油醚化合物单体具有的基材密合力、分子的交联密度、树脂硬度下确保封孔处理剂的浸透度,可以实现作为喷镀被膜用的封孔处理剂的充分的功能。
1分子中所含的环氧基的个数为1个的单缩水甘油醚化合物可以通过单官能团与树脂的一部分进行键合。另外,由于其自身为低粘度的环氧化合物,因此,可以降低封孔处理剂的粘度,另一方面,可以给予固化后的树脂内部的残留应力的降低或固化速度的调整效果。
单缩水甘油醚化合物的配合量相对于混合物全部优选为0~50重量%。
单缩水甘油醚化合物的添加量超过50重量%时,挥发量增加,或三缩水甘油醚化合物的量相对减少,固化后树脂的交联密度不足,物性大大降低,或难以形成固化物。另外,由于聚缩水甘油醚化合物的配合量也减少,因此,喷镀被膜和基材间的密合力变小。
可以用于本发明的含环氧基成分是以1分子中所含的环氧基的个数为3个以上的聚缩水甘油醚化合物为必需成分、含有选自1分子中所含的环氧基的个数为2个的亚烷基二缩水甘油醚化合物及环状脂肪族二环氧化合物中的至少1种的混合物。另外,在制成封孔处理剂时,只要是每1g该封孔处理剂可以含有环氧基3.0mmol~4.0mmol的含环氧基成分,就可以使用。
在环氧基的配合比例为3.0mmol~4.0mmol的范围以外的情况下,与基材的密合力差。
需要说明的是,在此,每1g该封孔处理剂含有环氧基3.0mmol~4.0mmol,是指将环氧基设定为(3.0~4.0)×10-3当量/g。
可对于上述含环氧基成分配合固化剂。作为固化剂,可以使用酸酐类及脂肪族胺化合物、脂环式胺化合物、芳香族胺化合物等的胺化合物类、咪唑类等的公知的环氧树脂用固化剂。酸酐类可以以单体或组合使用。胺化合物类可以以单体或组合使用。
本发明中,作为固化剂,最优选酸酐类。在固化剂选择酸酐类固化剂的情况自爱,形成酯键。该键在结构内具有极性强的部位,在封孔剂和由其处理了的陶瓷或金属陶瓷等构成的构件或轴承钢、铸铁等之间显示非常强的粘接作用。
陶瓷材料一般为脆的材料,在通过喷镀处理成膜为多孔质状的情况下,不外乎通过与基材之间的锚定效果进行密合,因此,担心由于使用时的热应力或振动而容易产生剥离。即使不产生剥离,也有产生微小裂纹的危险。因此,通过使粘接性高的封孔剂浸透于喷镀膜,不仅实现基材和喷镀膜间的密合力的提高,而且可以实现喷镀膜间的粘接力提高。
作为酸酐类,可以例举:邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、均苯四甲酸酐、二苯甲酮四羧酸酐、乙二醇二偏苯三酸酯、甘油三偏苯三酸酯、马来酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、桥亚甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基桥亚甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基丁烯基四氢邻苯二甲酸酐、琥珀酸酐、十二烯基琥珀酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基环己烯二羧酸酐及其衍生物等。
作为胺化合物,可以例举:二亚乙基三胺、三亚乙基四胺等的链状脂肪族多元胺、N-氨乙基哌嗪、异佛尔酮二胺等的环状脂肪族多元胺、苯二甲胺等脂肪芳香族胺、间苯二胺、二氨基二苯胺等芳香族胺及其衍生物等。
其中,在25℃时粘度为50mPa·s以下的酸酐固化剂或在25℃时粘度为10mPa·s以下的脂肪族胺系固化剂,通过添加可以显著降低封孔处理剂系全部的粘度,因此,为优选的固化剂。
尤其是优选可以延长封孔处理剂的有效寿命、另外在固化时的收缩率小、在室温下为液体状的酸酐固化剂。可以例举例如甲基四氢邻苯二甲酸酐。
酸酐固化剂的配合量优选相对于环氧基1当量为0.80~0.95当量。
本发明的其它封孔处理剂是含有含环氧基成分和固化剂的喷镀被膜的封孔处理剂,尤其是可以使上述固化剂为二乙基戊二酸酐。二乙基戊二酸酐是在α位的碳原子上具有乙基支链的酸酐,由于其支链结构而具有低粘度、低吸湿性的特征,操作性、流动性、与树脂或固化促进剂等的相溶性优异。本发明中,通过在固化剂中使用二乙基戊二酸酐,封孔处理剂的粘度降低,因此,含环氧基成分和固化剂可以有效地混合,并快速地进行固化反应,可以实施适合的封孔处理。作为市售品,可以例举协和发酵化学社制造、DEGAN。
需要说明的是,可以在不妨碍配合有二乙基戊二酸酐固化剂的效果的范围内,以单体或组合使用上述其它公知的酸酐类、咪唑类等的公知的环氧树脂用固化剂。
尤其是上述固化剂为二乙基戊二酸酐的情况下,相对于混合物全部,三缩水甘油醚化合物的配合比例优选为10~95重量%,更优选为20~95重量%。当其低于10重量%时,可以低地设定封孔剂自身的粘度,因此,虽然固化物的浸透性提高,但另一方面,难以得到三缩水甘油醚化合物的粘接性提高效果,因此,与基材的粘接力减少。另外,三缩水甘油醚化合物的配合比例超过95重量%时,封孔处理剂的粘度升高,因此,浸透性差。
在本发明的封孔处理剂中作为其它材料可以添加表面活性剂。尤其是作为有效的表面活性剂,可以例举氟系表面活性剂或硅系表面活性剂,特别优选使用公知的氟系表面活性剂。在本发明中,可以使用公知的阴离子性、阳离子性、非离子性及两性的表面活性剂。在本发明的封孔处理剂中配合氟系表面活性剂时,可以单独使用或混合使用2种以上。另外,只要是提高硅油等表面活性效果或浸透效果的添加剂,都可以在不妨碍发明的特征的范围内使用。
作为阴离子性表面活性剂,可以使用磺酸盐、硫酸盐、羧酸盐、磷酸盐、膦酸盐、磷酸酯等。作为阳离子性表面活性剂,可以使用季铵盐、氨基卤盐等。作为非离子性表面活性剂,可以使用聚氧乙烯酯型、聚氧乙烯醚型、山梨糖醇酐酯型等。作为两性表面活性剂,可以使用咪唑啉型、甜菜碱型等。
封孔处理方法是对于在钢等的基材金属的表面上用公知的喷镀方法形成了金属、合金、氧化物陶瓷、碳化物金属陶瓷等喷镀材料的喷镀被膜,使用本发明的封孔处理剂对喷镀被膜的气孔进行封孔处理的方法。
作为用作喷镀材料的金属,可以例举Al、Zn、Cr、Ni等,作为合金,可以例举不锈钢等,作为氧化物陶瓷,可以例举氧化铝、氧化锆、氧化钛等,作为碳化物金属陶瓷,可以例举碳化铬、碳化钨等。
作为喷镀方法,可以使用例如等离子体喷镀法、高速气体火焰喷镀法等。喷镀被膜的膜厚可以根据喷镀材料的种类或得到的喷镀被膜包覆构件的用途适当设定,但通常以碳钢为基材,将喷镀材料作为氧化铝时,为20~2000μm左右,优选为50~1000μm左右。
在上述封孔处理方法中,封孔处理剂的浸透·填充性由形成被处理的喷镀被膜的粒子边界融合结构控制,因此,优选选择适于喷镀被膜的粒子边界融合结构或封孔后的喷镀被膜的要求特性的最佳的封孔处理剂。
例如,本发明的封孔处理剂优选用于形成的喷镀被膜的气孔率为10%以下时的封孔处理。另外,本发明的封孔处理剂优选用于作为喷镀材料使用陶瓷粉末或碳化物金属陶瓷等利用等离子体喷镀、高速火焰喷镀法形成的喷镀被膜的气孔率为10%以下时的封孔处理。使用本发明的封孔处理剂对这些喷镀被膜实施封孔处理时,发挥非常优异的封孔效果,即使研削除去表层例如200μm左右,也可以确认封孔效果。
这样,通过使用本发明的封孔处理剂,可以得到喷镀包覆被膜构件,所述喷镀被膜包覆构件由于喷镀被膜的气孔(间隙)被将环氧基聚合而得到的树脂基本上完全填充,因此具有没有间隙的连续被膜表面。
在此,所谓“基本上完全填充”喷镀被膜的气孔(间隙),是指将包含有在喷镀被膜的表面利用以涂膜形状存在的封孔处理剂形成的层(由封孔处理剂中所含的成分的固化物等构成)喷镀被膜的最外层部分(例如离表面厚度0.2mm左右)研削·研磨而除去后,在基于JIS H8666的染色浸透试验中看不到着色。
上述封孔处理方法通过上述封孔处理剂浸透至喷镀被膜底部,填充性提高,可靠地填埋粒子间边界的间隙,由此,粒子间的每个结合力或与基材的密合力增大,可以全部填埋粒子间边界的间隙。因此,可以遮断大气中的环境水分或异物的侵入,不降低氧化物陶瓷喷镀被膜的固有的值,抑制绝缘电阻值及绝缘破坏值的降低。另外,即使在得到的已封孔处理的喷镀被膜在将表面研削或研磨等时,也不存在露出的间隙。
因此,可以用作提高喷镀被膜自身的机械强度或与基材的密合强度的方法、绝缘电阻值及绝缘破坏值等电特性的降低方法等。
使用本发明的封孔处理剂实施封孔处理时,喷镀被膜的间隙被封孔处理剂基本上完全填充后,以隐蔽喷镀被膜层的形状形成利用封孔处理剂的涂膜状的薄层。具有该涂膜状的薄层的被膜构件也可以直接使用,但为了保持被膜构件的尺寸精度,可以使用研削砂轮、研磨纸、无纺布抛光轮(buff)等将喷镀被膜的表面进行研削·研磨而除去所述的层。
优选对喷镀后的喷镀被膜快速地实施封孔处理。喷镀被膜是仅在粒子间表层融合具有粒径分布的多数粒子而形成的被膜。在粒子边界必然生成间隙,因此,从被膜形成之后立即涂抹粒子边界的间隙而侵入水分或异物等,大多受环境条件的影响。因此,为了防止封孔效率的降低,优选在喷镀后尽可能快地实施喷镀被膜的封孔处理。
本发明的喷镀被膜包覆构件是在由钢等构成的机械零件的基材表面喷镀金属或陶瓷等的硬质粒子及粉体而形成喷镀被膜后,使用本发明的封孔处理剂实施封孔处理至喷镀被膜材料的间隙基本上完全被填充的状态而得到的被膜构件。因此,得到的喷镀被膜包覆构件可提高机械强度或与基材的密合强度、而且提高绝缘电阻值及绝缘破坏值等电特性的喷镀被膜包覆在机械零件基材上,因此,可以从周围的环境完全遮断机械零件,防止水或异物的侵入,进行保护。
另外,通过使用研削砂轮、研磨纸、无纺布抛光轮等将喷镀被膜的表面进行研削·研磨,可以保持被膜构件的尺寸精度。
本发明的喷镀被膜包覆构件可以优选应用于构成轴承的构件表面。作为轴承,也可以使用滚动轴承、滑动轴承中的任一种。滚动轴承将外周面具有内轮滚动面的内轮和内周面具有外轮滚动面的外轮同心配置,在内轮滚动面和外轮滚动面之间配置多个转动体。而且,由保持该多个转动体的保持器及固定在外轮等上的密封构件构成。
本发明的喷镀被膜包覆构件,可以优选用作深沟珠轴承及圆筒/圆锥滚子轴承等滚动轴承的外轮部进行处理的陶瓷喷镀被膜的封孔处理剂。
用喷镀被膜包覆构件处理了外轮部表面的轴承,通过一边在外壳上滑动外轮外径面,一边压入而固定。通过设置本发明的喷镀被膜包覆构件,利用封入树脂的作用喷镀被膜被强化,因此,可以减少压入时可发生的由与外壳的冲突引起的被膜的破损危险。
另外,本发明的喷镀被膜包覆构件也可以用作滑动轴承的滑动面。
实施例
实施例1~实施例5及比较例1~比较例7
以下表示表1中使用的材料。
(1)缩水甘油醚化合物或环状脂肪族二环氧化合物
(1-1)三羟甲基丙烷三缩水甘油醚:ナガセケムテツクス社制造、デナコ—ルEX-321L、粘度:500mPa·s(25℃)
(1-2)亚苯基二缩水甘油醚:ナガセケムテツクス社制造、デナコ—ルEX-201L、粘度:240mPa·s(25℃)
(1-3)亚烷基二缩水甘油醚:ジヤパンエポキシレジン社制造、YED216M、粘度:15mPa·s(25℃)
(1-4)亚烷基单缩水甘油醚:ジヤパンエポキシレジン社制造、YED111E、粘度:7mPa·s(25℃)
(1-5)环状脂肪族二环氧化合物:ダイセル化学工业社制造、セロキサイド3000、粘度:10mPa·s(25℃)
(2)环氧树脂
(2-1)双酚F型环氧树脂:ジヤパンエポキシレジン社制造、エピコ—ロ806、粘度:2000mPa·s(25℃)
(3)固化剂、固化促进剂
(3-1)酸酐系固化剂:大日本インク化学工业社制造、エピクロンB-570、粘度:40mPa·s(25℃)
(3-2)咪唑系固化促进剂:四国化成工业社制造、OR-2E4MZ
(4)含聚合性乙烯基溶剂
(4-1)苯乙烯单体:和光纯药社制造、试剂
在室温下将表1所示的各成分充分地搅拌混合,为了消除混合树脂中的气泡,静置30分钟,得到封孔处理剂。通过烧结后重量减少率试验进行得到的封孔处理剂的评价。
<烧结后重量减少率试验>
在140℃×2小时的条件下使得到的封孔处理剂充分地干燥了的没有附着异物(容量3ml)的玻璃制容器中称量约2g,作为烧结前称量值。其后,开放玻璃容器的口的情况下,进行80℃×1小时预烧结,其后,进行120℃×2小时烧结,测定烧结后的重量,作为烧结后称量值,按照下述式测量封孔处理剂的重量减少率。测定结果示于表1。需要说明的是,对测定结果的判定基准,重量减少率超过1%时,担心在残存于喷镀被膜的微小空隙内固化后产生空隙部,或由于产生气体而导致固化物中的残留气泡的产生增多,因此,可判定为“不可”,将1%以下判定为“可”。另外,“未固化”是在上述烧结条件中为不形成固体状的情况。
烧结后重量减少率(%)=100×(烧结前称量值-烧结后称量值)/烧结前称量值
<被膜形成及表面研削处理>
接着,准备φ20mm×25mm的SUJ2制试验片,在其圆筒端面上通过大气等离子体喷镀法形成膜厚400μm的氧化铝陶瓷喷镀被膜。
在喷镀面的表面上在室温气氛下,使用聚酰胺制刷涂布表1所示的封孔处理剂,静置30分钟。其后,以用聚乙烯制的压勺刮掉表面附着成分的过剩的封孔处理剂的状态,做成封孔处理剂的已涂布试验片。其后,将这些已涂布试验片预烧结80℃×1小时,其后,进行120℃×2小时烧结,使封孔处理剂固化,得到固化处理试验片。接着,与陶瓷平面平行地使用金刚石砂轮研削除去固化处理试验片的表面。研削除去量设定下述所示的两个水准。
(1)为了重点除去固化处理试验片的表层部的固化树脂层,研削除去陶瓷部约10μm。
(2)为了除去自固化处理试验片的表面至约200μm的深度的树脂浸透层,研削除去约200μm,得到200μm研削处理试验片。
使用这些研削处理试验片通过以下所示的浸透性试验、密合力试验、绝缘电阻试验、耐电压特性试验测定浸透性、密合力、绝缘电阻值、耐电压特性。
<浸透性试验>
研削处理试验片的浸透性试验对于实施封孔处理了的固化处理试验片的被膜面,应用基于JIS H8666的铁的锈蚀试验进行。图1表示铁的锈蚀试验的概略。试验条件除浸渍图1所示的试验液的滤纸3、锡板4、砝码5的形状为与试验片符合的形状(Φ16mm)这一点外,试验液组成、试验面压、放置时间等的条件全部根据JIS H8666。滤纸3进行着色表示的是,由于在喷镀被膜2上存在连结研削处理试验片基材1和外部空间的连通孔,因此,铁的锈蚀试验溶液与试验片基材1的铁离子接触而呈蓝色。判定基准为将在原来为白色的滤纸3的表面上看到1个以上蓝色的斑点的情况作为“有斑点”,将蓝色的斑点为0个的情况作为“无斑点”,浸透性测定结果一并记载于表1。
<密合力试验>
图2表示密合力试验的概略。对于研削除去了200μm烧结后的表层部分的研削处理试验片,通过高粘度环氧系粘接剂,用环氧粘接面2a粘接拉伸夹具6(粘接部的形状:Φ16mm),用拉伸压缩试验机沿箭头方向拉伸,测定每单位面积的喷镀被膜2的密合力。将测定结果一并记载于表1。就判定基准而言,密合力为2MPa以上判定为“可”,低于2MPa判定为“不可”。
<绝缘电阻试验>
图4表示绝缘电阻试验的概略。在80℃的温水中将固化处理试验片浸渍1小时后,使用安装在配线9上的1000V DC绝缘电阻计8,测定喷镀被膜2表面和试验片基材1之间的绝缘电阻。7为电极。将测定结果一并记载于表1。就判定基准而言,显示2000MΩ以上(在表中表示为>2000)的电阻率的情况为“可”,低于2000MΩ的电阻率的情况判定为“不可”。
<耐电压特性试验>
图5表示耐电压特性试验的概略。通过安装在喷镀被膜2和研削处理试验片基材1之间的配线9上的高电压发生装置10施加DC5kV的电压,通过监视器11评价耐电压特性。7为电极。测定结果一并记载于表1。就判定基准而言,施加DC5kV5分钟,如果不产生绝缘破坏,则作为“可”,将产生绝缘破坏的情况作为“不可”。
如表1所示,各实施例的封孔处理剂的重量减少率低于1%。可以认为,比较例2、6、7由于比较容易挥发的2官能环氧成分或单官能环氧成分量多,因此,虽然浸透性没问题,但在固化后的化合物中产生缺陷,物性降低。可以认为,特别是由于比较例2、6具有在固化物中形成高密度交联点的作用,3官能环氧成分的含量少,因此,由于加热时的热量及固化反应时的反应热导致进行2官能及单官能环氧成分的挥发。另外,比较例1在本固化条件下不形成固化物。
在研削除去量为200μm时,各实施例的实施封孔处理了的试验片的密合力比除比较例5和7之外的全部比较例都高。
在研削除去量为200μm时,各实施例的绝缘电阻值为2000MΩ以上,比较例3、4、5为1MΩ以上。可认为,各实施例中,通过利用封孔处理防止被认为是水分侵入到被膜内引起的导通现象,抑制氧化铝本来的绝缘电阻值的降低。可以认为,虽然比较例5可以形成固化物,但由于使用的2官能环氧化合物为高粘度的芳香族环氧化合物,因此,不能实现浸透至基材界面。另外,由于比较例2、6的粘度充分地低,因此,可以确保浸透性、防止水分侵入到被膜内,但由于3官能缩水甘油醚基的量少,因此不能得到充分的密合力。
另外,各实施例的试验片都稳定10分钟而维持绝缘性,但所有比较例的试验片在施加电压之后立刻产生火花放电,引起绝缘破坏。
实施例6~实施例8及比较例8~比较例10
在室温下将表2所示的各成分充分地搅拌混合,为了消除混合物中的气泡,静置30分钟,得到封孔处理剂。需要说明的是,表2中使用的材料相当于上述表1中使用的材料。对得到的封孔处理剂测定固化前后的比重,用封孔剂的固化前后的密度比评价封孔处理剂。结果一并记载于表2。
<封孔剂的固化前后的密度比>
在计算之前,未固化封孔剂的密度按照JIS K6833“电绝缘用无溶剂液体状树脂试验方法”记载的比重杯法中的测定方法进行,将得到的比重作为固化前密度(单位:g/cm3)。另一方面,在没有尘埃、油分等异物附着的清洁的PP制容器(容量30ml)中称量约20g,在开放容器的口的情况下,进行80℃×1小时预烧结,其后,进行120℃×2小时烧结,得到固化物。其后,通过切削加工制作10mm×10mm×10mm四角形的块,按照JIS K6911“热固化性塑料一般试验方法”记载的方法进行测定,将得到的比重作为固化后密度(单位:g/cm3)。
使用得到的固化前密度及固化后密度,按照下述计算式计算封孔剂的固化前后的密度比。
封孔剂的固化前后的密度比=固化后密度/固化前密度
<被膜形成及表面研削处理>
接着,准备φ20mm×25mm的SUJ2制试验片,在其圆筒端面通过大气等离子体喷镀法形成膜厚400μm的氧化铝陶瓷喷镀膜。
在喷镀面的表面上在室温气氛下,使用聚酰胺制刷涂布表2所示的封孔处理剂,静置30分钟。其后,以用聚乙烯制的压勺刮掉表面附着成分的过剩的封孔处理剂的状态,做成封孔处理剂的已涂布试验片。其后,将这些已涂布试验片预烧结80℃×1小时,其后,进行120℃×2小时烧结,使封孔处理剂固化,得到固化处理试验片。接着,与陶瓷平面平行地使用金刚石砂轮研削除去固化处理试验片的表面。研削除去量设定下述所示的两个水准。
(1)为了重点除去固化处理试验片的表层部的固化树脂层,研削除去陶瓷部约10μm,得到10μm研削处理试验片。
(2)为了除去自固化处理试验片的表面至约200μm的深度的树脂浸透层,研削除去约200μm,得到200μm研削处理试验片。
接着,对这些研削处理试验片分别进行以下所示的热循环处理或高温放置处理。
<热循环处理>
对得到的10μm研削处理试验片及200μm研削处理试验片,将分别在-20℃下放置1小时后升温至120℃放置1小时作为1循环,实施500循环,得到热循环处理试验片。
<高温放置处理>
对得到的10μm研削处理试验片及200μm研削处理试验片,分别在150℃下放置5000小时,得到高温放置处理试验片。
对得到的热循环处理试验片及高温放置处理试验片(以下,将它们记作研削·热处理试验片),用与上述实施例1同样的方法分别进行浸透性试验、绝缘电阻试验、耐电压特性试验,进行对10μm研削处理试验片及200μm研削处理试验片的热循环处理及高温放置处理的耐久性的评价。此时,在上述浸透性试验、绝缘电阻试验、耐电压特性试验中,将研削处理试验片1替换为研削·热处理试验片1进行实施。结果一并记载于表2。
[表2]
如表2所示,各实施例的封孔处理剂的固化前后的密度比低于1。可以认为,各比较例由于容易挥发的2官能环氧成分或单官能环氧成分、易挥发性的苯乙烯单体的配合量比较多,固化时的体积收缩增多,因此,固化前后的密度比超过1。
各比较例在200μm研削处理试验片中,热循环处理及高温放置处理后的绝缘电阻值及耐电压特性都为不可。可以认为其是,由于热循环处理及高温放置处理,封孔剂的固化收缩暗反应地进行,固化后在封孔剂和喷镀被膜内部的气孔边界之间形成非常小的缝隙,在其空隙部侵入氛围气及温水浸渍试验时的水分的结果。
可以认为上述试验结果,通过利用本发明的封孔处理剂填充喷镀被膜的气孔(间隙),有效地填充喷镀被膜间的间隙,即使在长期间的热过程(热循环、高温放置)下也不进行固化收缩,因此,长期间防止水分从外部侵入。其结果可认为表示不降低氧化物陶瓷喷镀被膜的固有的值,可以抑制绝缘电阻值及耐电压特性的降低。
实施例9~实施例12及比较例11~比较例13
在室温下充分地搅拌混合表3所示的各成分,为了消除混合物中的气泡,静置30分钟,得到封孔处理剂。需要说明的是,表3中使用的材料相当于上述表1中使用的材料。
<被膜形成及表面研削处理>
接着,准备φ20mm×25mm的SUJ2制试验片,在其圆筒端面上利用大气等离子体喷镀法形成膜厚400μm的氧化铝陶瓷喷镀膜。
在喷镀面的表面上在室温气氛下,使用聚酰胺制刷涂布表3所示的封孔处理剂,静置30分钟。其后,以用聚乙烯制的压勺刮掉表面附着成分的过剩的封孔处理剂的状态,做成封孔处理剂的已涂布试验片。其后,将这些已涂布试验片预烧结80℃×1小时,其后,进行120℃×2小时烧结,使封孔处理剂固化,得到固化处理试验片。接着,与陶瓷平面平行地使用金刚石砂轮进行研削除去。研削除去量为自固化处理试验片的表面至约200μm的深度。
对研削除去固化处理试验片而得到的研削处理试验片,将分别在-20℃下放置1小时后升温至120℃放置1小时作为1循环,实施500循环,得到热循环处理试验片。对与其不同的研削处理试验片,在150℃下放置5000小时,得到高温放置处理试验片。
对得到的热循环处理试验片及高温放置处理试验片,通过进行以下所示的密合力试验,进行对试验片的热循环处理及高温放置处理的耐久性的评价。
<密合力试验>
图2表示密合力试验的概略。对研削除去了200μm烧结后的表层部分的固化试验片1,通过高粘度环氧系粘接剂,用环氧粘接面2a粘接拉伸夹具6(粘接部的形状:Φ16mm),用拉伸压缩试验机沿箭头方向拉伸,测定每单位面积的喷镀被膜2的密合力。测定结果记载于表3及图3。判定基准,密合力为2MPa以上判定为“可”,低于2MPa判定为“不可”。
[表3]
如表3及图3所示,各实施例的封孔处理剂,通过在3.0~4.0mmol/g的范围配合环氧基的配合量,即使在热循环后及高温放置后,密合力都超过2MPa。
任一个比较例中,热循环试验及高温放置试验后的密合力都为不可。其可以认为,在配合于封孔剂中的含环氧基成分量小于3.0mmol/g时,具有提高与基材的密合力的效果的极性基团的比例相对不足,密合力降低。还可以认为,随着含环氧基成分量增加,尤其是在大于4.0mmol/g时,固化物中所占的刚性的环氧结合部变得过大,固化物的韧性大大降低,由高温放置试验或热循环试验施加于被膜和基材间的热应力容易生成微裂纹,结果少的负载就引起凝集破坏。
实施例13、实施例14及实施例15
在室温下将表4所示的各成分充分地搅拌混合,为了消除混合树脂中的气泡,静置30分钟,得到封孔处理剂。需要说明的是,表4中使用的材料相当于上述表1中使用的材料,而且作为固化剂的戊二酸酐,使用(3-3)酸酐系固化剂:协和发酵ケミカル社制造、DEGAN、粘度:14mPa·s(25℃)。用与实施例1同样的方法进行烧结后重量减少率试验,评价得到的封孔处理剂。结果一并记载于表4。
<被膜形成及表面研削处理>
接着,准备φ20mm×25mm的SUJ2制试验片,在其圆筒端面上利用大气等离子体喷镀法形成膜厚400μm的氧化铝陶瓷喷镀被膜。
在喷镀面的表面上在室温气氛下,使用聚酰胺制刷涂布表4所示的封孔处理剂,静置30分钟。其后,以用聚乙烯制的压勺刮掉表面附着成分的过剩的封孔处理剂的状态,做成封孔处理剂的已涂布试验片。其后,将这些已涂布试验片预烧结80℃×1小时,其后,进行120℃×2小时烧结,使封孔处理剂固化,得到固化处理试验片。接着,与陶瓷平面平行地使用金刚石砂轮研削除去固化处理试验片的表面。研削除去量设定下述所示的两个水准。
(1)为了重点除去固化处理试验片的表层部的固化树脂层,研削除去陶瓷部约10μm,得到10μm研削处理试验片。
(2)为了除去自固化处理试验片的表面至约200μm的深度的树脂浸透层,研削除去约200μm,得到200μm研削处理试验片。
对得到的10μm研削处理试验片及200μm研削处理试验片(以下,将其记作研削处理试验片),用与上述实施例1同样的方法,通过浸透性试验、密合力试验、绝缘电阻试验、耐电压特性试验测定浸透力、绝缘电阻值、耐电压特性。结果一并记载于表4。
接着,对上述研削处理试验片,用与上述实施例6同样的方法进行热循环处理或者高温放置处理。
对于得到的热循环处理试验片以及高温放置处理试验片,用与上述实施例1同样的方法,通过绝缘电阻试验、耐电压特性试验测定绝缘电阻值、耐电压特性。此时,在上述绝缘电阻试验、耐电压特性试验中,将研削处理试验片1替换为研削·热处理试验片1进行实施。结果一并记载于表4。
[表4]
如表4所示,各实施例的封孔处理剂的重量减少率低于1%。另外,实施例都通过在固化剂中使用二乙基戊二酸酐而发挥体系的粘度降低效果,也可得到至200μm的深度的浸透。另外可确认,对由热循环及高温放置产生的界面的热应力也具有充分的耐久性。
由以上的结果可以说,在实施例13、实施例14及实施例15中,作为封孔剂用的固化剂,可以说二乙基戊二酸酐是非常有效的化合物。
可认为,上述试验结果通过利用本发明的封孔处理剂填充喷镀被膜的气孔(间隙),有效地填充喷镀被膜间的间隙,即使在长期间的受热过程(热循环、高温放置)下也不进行固化收缩,因此,长期间防止水分从外部侵入。另外,通过填充喷镀被膜的气孔(间隙),提高基材和喷镀被膜间的密合力。可认为其结果表示,不降低氧化物陶瓷喷镀被膜的固有的值,可以抑制绝缘电阻值及耐电压特性的降低。
工业上应用的可能性
通过使用本发明的封孔处理剂,对气孔(间隙)的浸透性及填充性优异,可以实施封孔处理至喷镀被膜材料的间隙基本上完全被填充的状态。因此,随时间的封孔特性不可能劣化,可以优选用作使用时用于形成没有剥离等的喷镀被膜的封孔处理剂。
另外,由于本发明的喷镀被膜包覆构件充分存在封孔处理剂的浸透·填充层,因此,在封孔处理后,即使在研削或研磨除去喷镀被膜表层部分的情况下,也可大幅度提高喷镀被膜的耐热性及耐磨损性、耐腐蚀性,而且也可以提高机械性质、电性质等物性。因此,可以优选用作要求高精度的后加工的、由钢等构成的各种工业机械零件的喷镀被膜的保护用构件、改性构件。
Claims (10)
1.一种封孔处理剂,其是含有含环氧基成分和固化剂、不含有含聚合性乙烯基溶剂的喷镀被膜的封孔处理剂,其特征在于,
上述含环氧基成分是以1分子中所含的环氧基的个数为3个以上的聚缩水甘油醚化合物为必需成分、含有选自1分子中所含的环氧基的个数为2个的亚烷基二缩水甘油醚化合物及1分子中所含的环氧基的个数为2个的环状脂肪族二环氧化合物中的至少1个的混合物,除上述固化剂之外,相对于上述含环氧基成分全部,聚缩水甘油醚化合物的配合量为10~80重量%,
相对于上述含环氧基成分全部,上述亚烷基二缩水甘油醚化合物及/或上述环状脂肪族二环氧化合物的配合比例为10~90重量%,
上述的环状脂肪族二环氧化合物是在形成脂环式化合物的环的碳原子中相邻的2个碳原子形成环氧乙烷环的脂环式环氧化合物,
上述聚缩水甘油醚化合物和上述环状脂肪族二环氧化合物,为在其分子内不含有环氧乙烷环裂解而形成的重复单元的化合物,
上述固化剂为选自酸酐类、胺化合物类、及咪唑类的一种。
2.如权利要求1所述的封孔处理剂,其特征在于,上述固化剂是含有二乙基戊二酸酐的固化剂,酸酐的配合量,相对于环氧基1当量,为0.80~0.95当量。
3.如权利要求1所述的封孔处理剂,其特征在于,上述含环氧基成分还含有1分子中所含的环氧基的个数为1个的单缩水甘油醚化合物,该单缩水甘油醚化合物的配合量,相对于上述含环氧基成分全部为大于0且50重量%以下。
4.如权利要求1所述的封孔处理剂,其特征在于,上述封孔处理剂将每1g该封孔处理剂所含的环氧基设定在3.0mmol~4.0mmol的范围。
5.如权利要求1所述的封孔处理剂,其特征在于,上述固化剂为含有酸酐的固化剂,酸酐的配合量,相对于环氧基1当量,为0.80~0.95当量。
6.如权利要求1所述的封孔处理剂,其特征在于,上述封孔处理剂固化后密度比固化前密度小。
7.一种喷镀被膜包覆构件,其是在金属基材上具有用封孔处理剂封孔处理了的喷镀被膜的喷镀被膜包覆构件,其特征在于,上述封孔处理剂为权利要求1所述的封孔处理剂。
8.一种轴承,其特征在于,在轴承构成构件表面形成有喷镀被膜包覆构件的轴承中,上述喷镀被膜包覆构件为权利要求7所述的喷镀被膜包覆构件。
9.一种喷镀被膜包覆构件,其是在金属基材上具有用封孔处理剂封孔处理了的喷镀被膜的喷镀被膜包覆构件,其特征在于,上述封孔处理剂为权利要求2~6任一项所述的封孔处理剂。
10.一种轴承,其特征在于,在轴承构成构件表面形成有喷镀被膜包覆构件的轴承中,上述喷镀被膜包覆构件为权利要求9所述的喷镀被膜包覆构件。
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