CN111670212A - 可固化组合物 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及可固化组合物。本申请可以提供可固化组合物,其可以以具有低粘度和流动性的状态施加,然后在不引起固化收缩等的情况下有效固化以形成具有期望的物理特性的固化产物。
Description
技术领域
本申请要求基于于2018年2月2日提交的韩国专利申请第10-2018-0013303号的优先权,其公开内容通过引用整体并入本文。
本申请涉及可固化组合物。
背景技术
可固化组合物可以应用于各种应用。例如,可固化组合物可以应用于各种粘合剂或压敏粘合剂、用于3D打印的墨的形成、或工程塑料的形成等。可固化组合物也可以用于形成绝缘材料例如绝缘涂覆液、用于轴承和发动机的绝缘涂料、或绝缘密封剂。
作为用于使可固化组合物中的通过热量固化的所谓的热固性组合物固化的方法,已经应用了从外部施加热量的方法,例如,使用热空气或热板的方法。
然而,在以上方法的情况下,存在的问题是来自外部的热量未充分传递到组合物的内部,从而引起固化不均匀性等,并且当完全固化需要过量的热量时,也存在可能发生树脂损坏等的问题。
特别地,为了将可固化组合物引入到非常窄或复杂的形状中,有必要通过使可固化组合物具有非常低的粘度来确保高流动性。在这种情况下,当应用已知的可固化组合物时,处理时间变长,并且即使在长的处理时间下,可固化组合物的固化度或填充率也劣化,因此在确保期望的性能方面存在限制。
发明内容
技术问题
本申请涉及可固化组合物。
技术方案
在本说明书中提到的物理特性中,当测量温度和/或压力影响物理特性时,除非另有说明,否则相关的物理特性意指在室温和/或常压下测量的物理特性。
在本申请中,术语室温是没有升温或冷却的自然温度,其可以意指例如约10℃至30℃的范围内的任何温度、或者25℃或23℃左右的温度。在本说明书中,除非另有说明,否则温度的单位为℃。
在本申请中,术语常压是在没有加压或减压时的压力,其通常可以为1个大气压左右,如大气压。
本申请的可固化组合物包含可固化树脂和磁体。在本申请的可固化组合物中,选择磁体以便能够通过外部交变磁场经由磁性反转振动现象产生热量。在本申请的可固化组合物中,选择磁体以在可固化组合物中表现出适当的分散度。通过这种选择,根据目的,即使在可固化组合物具有低粘度和流动性的状态下,也可以将可固化组合物应用于固化过程。此外,在固化过程中,可固化组合物可以在表现出小的固化收缩的同时以优异的固化速率固化。因此,在一个实例中,即使在非常窄的部件和/或复杂形状的部件中,可固化组合物也可以形成在有效地填充部件的同时表现出期望的物理特性的固化产物。
在一个实例中,可固化组合物的如在100秒-1的剪切速率的条件下测量的在室温下的粘度可以为10,000cP或更小。在另一个实例中,可固化组合物的粘度可以为9500cP或更小、9,000cP或更小、8500cP或更小、8,000cP或更小、7500cP或更小、7,000cP或更小、6500cP或更小、6,000cP或更小、5500cP或更小、5,000cP或更小、4500cP或更小、4,000cP或更小、3,000cP或更小、2,000cP或更小、1,000cP或更小、900cP或更小、或者800cP或更小,或者也可以为1cP或更大、2cP或更大、3cP或更大、4cP或更大、5cP或更大、6cP或更大、7cP或更大、8cP或更大、9cP或更大、10cP或更大、15cP或更大、20cP或更大、25cP或更大、30cP或更大、35cP或更大、40cP或更大、45cP或更大、50cP或更大、55cP或更大、60cP或更大、65cP或更大、70cP或更大、75cP或更大、80cP或更大、85cP或更大、90cP或更大、95cP或更大或100cP或更大、1000cP或更大、1500cP或更大、2000cP或更大、2500cP或更大、3000cP或更大、3500cP或更大、或4000cP或更大。
本申请的可固化组合物可以为绝缘组合物。也就是说,可固化组合物可以具有绝缘性或者可以在固化后形成绝缘固化产物。在本申请中,术语绝缘意指这样的情况:如由ASTM D149标准确定的介电击穿强度为10kV/mm或更大、11kV/mm或更大、12kV/mm或更大、13kV/mm或更大、14kV/mm或更大、15kV/mm或更大、16kV/mm或更大、17kV/mm或更大、18kV/mm或更大、19kV/mm或更大、或者20kV/mm或更大。因此,本发明的可固化组合物本身可以表现出以上介电击穿强度或者可以固化以形成表现出以上介电击穿强度的固化产物。介电击穿强度的值越高,意指其具有更优异的绝缘性,其中上限没有特别限制,但是在一个实例中,上限可以为约50kV/mm或更小、45kV/mm或更小、40kV/mm或更小、35kV/mm或更小、30kV/mm或更小、25kV/mm或更小、或者20kV/mm或更小。介电击穿强度是对于以膜形式的可固化组合物或以膜形式的可固化组合物的固化产物根据ASTM D149标准测量的值,并且除非另有说明,否则单位为kV/mm。
介电击穿强度可以通过控制作为可固化组合物的组分的可固化树脂和/或磁体的种类和/或比率来实现,并且例如,可以通过应用以下类型的组分来实现。
可以包含在本申请的可固化组合物中的可固化树脂的种类没有特别限制。例如,作为可固化树脂,可以应用通过施加热量参与固化反应的所谓的热固性树脂。此外,可固化树脂是所谓的绝缘树脂,并且可以应用能够在固化之前和/或之后表现出上述绝缘性(介电击穿强度)的树脂。
这样的可固化树脂可以具有可固化官能团。可固化官能团可以由烯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、丙烯酰氧基烷基、甲基丙烯酰氧基烷基、环氧基、氧杂环丁烷基、烯基、与硅原子键合的氢原子、异氰酸酯基、羟基、邻苯二甲腈基或羧基等来例示,但不限于此。
在本说明书中,除非另有说明,否则术语烯基意指具有2至20个碳原子、2至16个碳原子、2至12个碳原子、2至8个碳原子或2至4个碳原子的烯基。烯基可以为线性、支化或环状的,并且还可以任选地经一个或更多个取代基取代。
在本说明书中,除非另有说明,否则术语烷基意指具有1至20个碳原子、1至16个碳原子、1至12个碳原子、1至8个碳原子或1至4个碳原子的烷基。烷基可以为线性、支化或环状的,并且还可以任选地经一个或更多个取代基取代。
在本说明书中,除非另有说明,否则术语环氧基可以意指衍生自具有三个环构成原子的环醚或包含所述环醚的化合物的一价残基。环氧基可以由缩水甘油基、环氧烷基、环氧丙氧基烷基或脂环族环氧基等来例示。在此,脂环族环氧基可以意指衍生自含有脂族烃环结构且包含其中形成脂族烃环的两个碳原子也形成环氧基的结构的化合物的一价残基。作为脂环族环氧基,可以例示具有6至12个碳原子的脂环族环氧基,并且例如,可以例示3,4-环氧环己基乙基等。
可固化树脂的具体种类没有特别限制。例如,在本申请的一个实例中,可固化树脂可以为具有包含上述官能团的线性或支化结构的树脂,并且具体地,可以由聚有机硅树脂、基于酰亚胺的树脂(例如聚酰亚胺、聚醚酰亚胺或聚酯酰亚胺)、聚氨酯树脂、异氰酸酯树脂、丙烯酸类树脂、聚酯树脂、邻苯二甲腈树脂、聚酰胺酸、聚酰胺、聚酰亚胺、丙烯酸类树脂、基于乙烯基的聚合物、烯烃树脂或环氧树脂等来例示,但不限于此。
包含在可固化组合物中的磁体可以选择为能够形成可以以适当的分散分散在可固化组合物中且确保期望的物理特性(例如,绝缘性)的固化体。
例如,磁体可以为包含磁性颗粒和存在于磁性颗粒的表面上的表面处理剂的复合材料。通过选择和组合合适的磁性颗粒和/或表面处理剂,可以提供适合于该目的的可固化组合物。
作为磁性颗粒,选择其中形成有两个或更多个磁畴的多畴型磁性颗粒可能是有利的。当不存在外部磁场时,这些磁性颗粒随机排列,而当施加外部磁场时,它们可以通过所施加的磁场的方向被磁化。在此,磁畴随机排列的意义可以意指存在于磁畴中的磁方向各自不同且未对准的状态,并且在这种情况下,磁化强度的净值可以基本上接近于零并且以没有磁性的状态存在。当施加外部电磁场时,磁化可能由于使磁畴的磁方向对准而出现。这样的磁性颗粒可以是超顺磁性颗粒,但不限于此。
通常可以通过磁性颗粒的粒径确定磁性颗粒是否具有多畴。
例如,在磁性颗粒的粒径等于或大于满足以下方程式1的粒径Ds的情况下,磁性颗粒可以被认为是具有多畴。
[方程式1]
在方程式1中,μ0为在真空中的磁介电常数(1.26×10-6H/m),Ms为磁性颗粒的饱和磁化强度(单位:A/m或emu/g),A为磁性颗粒的交换劲度(单位:J/m),以及a为磁性颗粒的晶格常数(单位m)。
在方程式1中,除了磁导率常数以外,磁性颗粒的饱和磁化强度、交换劲度和晶格常数根据磁性颗粒的具体类型而变化。因此,在检查待应用的磁性颗粒的每个数值之后,磁性颗粒的尺寸被控制为通过将所述数值代入方程式1中而获得的Ds或更大,由此可以形成具有多畴的磁性颗粒。
由通常根据以上方程式获得的Ds或更大,磁性颗粒经受多畴,并且因此,在本申请中应用的磁性颗粒的粒径可以为至少粒径Ds。在此,磁性颗粒的粒径的上限没有特别限制。通常,当磁性颗粒的粒径超过Ds时,相应的磁性颗粒的矫顽力趋于降低,其中在本申请中应用的磁性颗粒可以具有在能够具有以下将描述的矫顽力的范围内的粒径。
当应用这样的磁性颗粒时,相应的颗粒可能不会团聚并且以均匀分散的状态存在于组合物中,因为它们表现得类似于在不存在外部磁场时的没有磁性。
相应的磁性颗粒不通过所谓的涡电流或磁滞损耗产生热量,但是可以选择为使得磁性颗粒本身的磁滞损耗小,并且基本上仅存在饱和磁化强度值以能够产生振动热。例如,可以选择磁性颗粒使得在施加外部电磁场时,磁性颗粒由于磁性颗粒的矫顽力而振动,从而产生热量。
磁性颗粒可以包括两个或更多个磁畴。术语“磁畴”通常意指磁性颗粒内磁化方向被不同地划分的区域。在本申请中,具有两个或更多个磁畴的磁性颗粒被外部交变磁场强烈磁化以产生振动热,而当消除磁场时,磁性颗粒恢复到原始磁畴,由此可以提供具有低的磁滞损耗的剩余磁化强度的磁性颗粒。
在一个实例中,磁性颗粒的矫顽力可以在1kOe至200kOe、10kOe至150kOe、20kOe至120kOe、30kOe至100kOe、40kOe至95kOe、或50kOe至95kOe的范围内。在另一个实例中,矫顽力可以为约10kOe或更大、15kOe或更大、20kOe或更大、25kOe或更大、30kOe或更大、35kOe或更大、40kOe或更大、45kOe或更大、50kOe或更大、55kOe或更大、60kOe或更大、65kOe或更大、70kOe或更大、75kOe或更大、80kOe或更大、85kOe或更大、或者90kOe或更大,或者也可以为约190kOe或更小、180kOe或更小、170kOe或更小、160kOe或更小、150kOe或更小、140kOe或更小、130kOe或更小、120kOe或更小、110kOe或更小、或者100kOe或更小。术语“矫顽力”可以意指将磁性颗粒的磁化强度减小到零所需的临界磁场强度。即使去除磁场,被外部磁场磁化的磁性颗粒也保持一定程度的磁化状态,其中能够通过向由此磁化的磁性颗粒施加反向磁场而使磁化度为零的磁场的强度被称为矫顽力。磁性颗粒的矫顽力可以为用于区分软磁性颗粒或硬磁性颗粒的标准,并且本申请的磁性颗粒可以为软磁性颗粒。通过将磁性颗粒的矫顽力控制在以上范围内,本申请更容易实现磁性颗粒的磁化反转以产生本申请中期望程度的振动热,使得其可以通过树脂的均匀固化来满足期望程度的固化物理特性。
在一个实例中,磁性颗粒在室温下的饱和磁化强度值可以为20emu/g至150emu/g、30emu/g至130emu/g、40emu/g至100emu/g、50emu/g至90emu/g、或60emu/g至85emu/g。在另一个实例中,饱和磁化强度值可以为约20emu/g或更大、30emu/g或更大、40emu/g或更大、50emu/g或更大、60emu/g或更大、70emu/g或更大、或者75emu/g或更大,或者也可以为约150emu/g或更小、140emu/g或更小、130emu/g或更小、120emu/g或更小、110emu/g或更小、100emu/g或更小、或者90emu/g或更小左右。由于能够控制磁性颗粒具有相对大的饱和磁化强度值并因此通过磁性颗粒之间的振动而不是涡电流产生热量,因此本申请可以通过树脂的均匀固化来满足固化物理特性。在本申请中,磁性颗粒的物理特性的测量可以通过VSM(振动样品磁强计)计算。VSM是通过记录由霍尔探针施加的外加磁场并记录向样品施加振动时通过法拉第定律(Faraday’slaw)获得的电动势来测量样品的磁化强度值的装置。根据法拉第定律,可以看出,如果条形磁铁的N极指向并推向线圈,则检流计移动并且电流流过线圈。所产生的电流被称为感应电流,感应电流是由感应电动势产生的。VSM是检测感应电动势以通过该电动势测量样品的磁化强度值的方法,所述感应电动势在通过这样的基本工作原理使样品振动时在探测线圈中产生。可以简单地根据磁场、温度和时间来测量材料的磁特性,并且在高达2特斯拉的磁力和2K至1273K的温度范围下的快速测量是可能的。
在一个实例中,磁性颗粒的平均颗粒尺寸可以在20nm至300nm、30nm至250nm、40nm至230nm、或45nm至220nm的范围内。在另一个实例中,磁性颗粒的平均颗粒尺寸可以为约30nm或更大、40nm或更大、50nm或更大、60nm或更大、70nm或更大、80nm或更大、90nm或更大、或者95nm或更大,或者也可以为290nm或更小、280nm或更小、270nm或更小、260nm或更小、250nm或更小、240nm或更小、230nm或更小、220nm或更小、210nm或更小、200nm或更小、190nm或更小、180nm或更小、170nm或更小、160nm或更小、150nm或更小、140nm或更小、130nm或更小、120nm或更小、或者110nm或更小左右。磁性颗粒中的磁畴的平均尺寸可以在10nm至50nm或20nm至30nm的范围内。本申请可以通过将磁畴的数量和磁性颗粒的矫顽力的大小控制为颗粒尺寸范围内的适当范围来产生能够使组合物中的树脂均匀固化的热量。经由将颗粒尺寸控制为20nm或更大,本申请可以通过低矫顽力和大量磁畴在固化时产生足够的振动热,并且通过将颗粒尺寸控制为300nm或更小,在减少磁性颗粒本身的磁滞损耗的同时仅允许存在饱和磁化强度值,因此实现了均匀且稳定的固化。
本申请的磁性颗粒的材料没有特别限制,只要其可以通过电磁感应加热产生热量即可。在一个实例中,磁性颗粒可以是由下式1表示的颗粒。
[式1]
MXaOb
在式1中,M为金属或金属氧化物,X为Fe、Mn、Co、Ni或Zn,并且满足|a×c|=|b×d|,其中c为X的阳离子电荷,以及d为氧的阴离子电荷。在一个实例中,M可以为Fe、Mn、Mg、Ca、Zn、Cu、Co、Sr、Si、Ni、Ba、Cs、K、Ra、Rb、Be、Li、Y、B、或其氧化物。例如,当XaOb为Fe2O3时,c可以为+3以及d可以为-2。另外,例如,当XaOb为Fe3O4时,其可以表示为FeOFe2O3,因此,c可以分别为+2和+3,以及d可以为-2。本申请的磁性颗粒没有特别限制,只要它们满足上式1即可,并且可以为例如MFe2O3。
在一个实例中,本申请的组合物可以仅包含上式1的化合物或者包含式1的化合物或掺杂有式1的化合物的化合物与无机物的混合物作为磁性颗粒。无机物可以包括一价至三价阳离子金属或其氧化物,并且可以使用两种或更多种复数种阳离子金属。
在一个实例中,磁性颗粒可以以在磁体中形成磁性颗粒簇的状态存在。在这种情况下,防止磁性颗粒之间的团聚并且改善了分散性,由此树脂可以通过振动热有效地固化。
磁体中的磁性颗粒可以用合适的表面处理剂进行表面处理。表面处理可以使用可以被引入到磁性颗粒的表面上的化合物(表面处理剂)来进行。在本说明书中,在描述磁体的表面处理时使用的术语引入、锚定、相互作用或结合意指在磁性颗粒与表面处理剂之间或在表面处理剂之间形成键的情况。另外,在此,键包括各种已知能够连接两个组分的键,例如共价键、离子键、氢键、配位键和/或范德华结合。
在一个实例中,通常已知具有磷酸基、羧基、磺酸基、氨基和/或氰基作为官能团的化合物可以与已知的磁性颗粒相互作用以形成键。因此,磁性颗粒可以用具有这样的官能团的物质进行表面处理。
作为可以在本申请中应用的化合物(表面处理剂),可以应用基于多元醇的化合物、基于聚硅氧烷的化合物、基于烷基磷酸的表面处理剂(例如,下式A的化合物)、基于烷基羧酸的表面处理剂(例如,下式B的化合物)、基于烷基磺酸的表面处理剂、包含其他长链烷基的酸化合物、包含酸性官能团或氨基的丙烯酸类共聚物、基于芳族酸的表面处理剂或包含酸性官能团或氨基的嵌段共聚物等。
[式A]
[式B]
[式C]
在式A至C中,R1至R3各自独立地为烷基、芳基烷基、烷氧基或芳基烷氧基。
可以包含在上式A至C中的烷基或烷氧基可以由具有6至24的范围内的碳数的烷基或烷氧基来例示。另外,在另一个实例中,烷基或烷氧基的碳数可以为7或更多、8或更多、9或更多、10或更多、11或更多、12或更多、13或更多、14或更多、15或更多、16或更多、17或更多、18或更多、19或更多、20或更多、21或更多、22或更多、或者23或更多,或者也可以为23或更少、22或更少、21或更少、20或更少、19或更少、18或更少、17或更少、16或更少、15或更少、14或更少、13或更少、12或更少、11或更少、10或更少、9或更少、8或更少、或者7或更少左右。
可以包含在上式A至C中的烷基或烷氧基可以由具有约6至13个碳原子的芳基来例示,并且例如,可以应用苄基或苯基等。
此外,在另一个实例中,作为表面处理剂,也可以应用(a)包含氨基的低聚物或聚合物的磷酸酯盐,例如任选的脂肪酸改性或烷氧基化(尤其是乙氧基化)的多胺的磷酸酯盐、环氧化物-多胺加合物的磷酸酯盐、包含氨基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯共聚物的磷酸酯盐或丙烯酸酯-多胺加合物的磷酸酯盐;(b)磷酸的单酯或二酯,例如具有烷基、芳基、芳烷基或烷基芳基烷氧基化物的磷酸酯的单酯或二酯(例如:壬基酚乙氧基化物、异十三烷醇乙氧基化物或丁醇引发的环氧烷烃聚醚的磷酸单酯或二酯)或者具有聚酯(例如:内酯聚酯例如己内酯聚酯或己内酯/戊内酯混合聚酯)的磷酸的单酯或二酯;(c)酸性二羧基单酯例如具有烷基、芳基、芳烷基或烷基芳基烷氧基化物(例如:壬基酚乙氧基化物、异十三烷醇乙氧基化物或丁醇引发的环氧烷烃聚醚)的酸性二羧基单酯(尤其是琥珀酸、马来酸或邻苯二甲酸的那些);(d)聚氨酯-多胺加合物;(e)聚烷氧基化的单胺或二胺(例如:乙氧基化的油胺或烷氧基化的乙二胺)或(f)单胺、二胺、多胺或氨基醇与不饱和脂肪酸的反应产物,以及不饱和1,2-二羧酸及其酸酐及其盐与醇和/或胺的反应产物等。
这样的表面处理剂作为市售产品是已知的,并且例如,可以使用作为如下产品名已知的表面处理剂:例如BYK-220S、BYK-P 9908、BYK-9076、BYK-9077、BYK-P 104、BYK-P104S、BYK-P 105、BYK-W 9010、BYK-W 920、BYK-W 935、BYK-W 940、BYK-W 960、BYK-W 965、BYK-W 966、BYK-W 975、BYK-W 980、BYK-W 990、BYK-W 995、BYK-W 996、BYKUMEN、BYKJET9131、LACTIMON、ANTI-TERRA-202、ANTI-TERRA-203、ANTI-TERRA-204、ANTI-TERRA-205、ANTI-TERRA-206、ANTI-TERRA-207、ANTI-TERRA-U 100、ANTI-TERRA-U 80、ANTI-TERRA-U、LP-N-21201、LP-N-6918、DISPERBYK、DISPERBYK-101、DISPERBYK-102、DISPERBYK-103、DISPERBYK-106、DISPERBYK-107、DISPERBYK-108、DISPERBYK-109、DISPERBYK-110、DISPERBYK-111、DISPERBYK-112、DISPERBYK-115、DISPERBYK-116、DISPERBYK-118、DISPERBYK-130、DISPERBYK-140、DISPERBYK-142、DISPERBYK-145、DISPERBYK-160、DISPERBYK-161、DISPERBYK-162、DISPERBYK-163、DISPERBYK-164、DISPERBYK-165、DISPERBYK-166、DISPERBYK-167、DISPERBYK-168、DISPERBYK-169、DISPERBYK-170、DISPERBYK-171、DISPERBYK-174、DISPERBYK-176、DISPERBYK-180、DISPERBYK-181、DISPERBYK-182、DISPERBYK-183、DISPERBYK-184、DISPERBYK-185、DISPERBYK-187、DISPERBYK-190、DISPERBYK-191、DISPERBYK-192、DISPERBYK-193、DISPERBYK-194、DISPERBYK-2000、DISPERBYK-2001、DISPERBYK-2008、DISPERBYK-2009、DISPERBYK-2010、DISPERBYK-2020、DISPERBYK-2025、DISPERBYK-2050、DISPERBYK-2070、DISPERBYK-2090、DISPERBYK-2091、DISPERBYK-2095、DISPERBYK-2096、DISPERBYK-2150、DISPERBYK-2151、DISPERBYK-2152、DISPERBYK-2155、DISPERBYK-2163、DISPERBYK-2164、DISPERBLAST-1010、DISPERBLAST-1011、DISPERBLAST-1012、DISPERBLAST-1018、DISPERBLAST-I或DISPERBLAST-P(BYK-Chemie,Wesel)。
作为表面处理剂,为了合适的表面处理效果,可以使用具有10mgKOH/g至400mgKOH/g范围内的酸值或5mg KOH/g至400mg KOH/g范围内的胺值的表面处理剂。
在另一个实例中,表面处理剂的酸值可以为约20mgKOH/g或更大、30mgKOH/g或更大、40mgKOH/g或更大、50mgKOH/g或更大、60mgKOH/g或更大、70mgKOH/g或更大、80mgKOH/g或更大、或者90mgKOH/g或更大,或者也可以为约390mgKOH/g或更小、380mgKOH/g或更小、370mgKOH/g或更小、360mgKOH/g或更小、350mgKOH/g或更小、340mgKOH/g或更小、330mgKOH/g或更小、320mgKOH/g或更小、310mgKOH/g或更小、300mgKOH/g或更小、290mgKOH/g或更小、280mgKOH/g或更小、270mgKOH/g或更小、260mgKOH/g或更小、250mgKOH/g或更小、240mgKOH/g或更小、230mgKOH/g或更小、220mgKOH/g或更小、210mgKOH/g或更小、200mgKOH/g或更小、190mgKOH/g或更小、180mgKOH/g或更小、170mgKOH/g或更小、160mgKOH/g或更小、150mgKOH/g或更小、140mgKOH/g或更小、130mgKOH/g或更小、120mgKOH/g或更小、110mgKOH/g或更小、或者100mgKOH/g或更小左右。
在另一个实例中,表面处理剂的胺值可以为约10mgKOH/g或更大、约15mgKOH/g或更大、约20mgKOH/g或更大、30mgKOH/g或更大、40mgKOH/g或更大、50mgKOH/g或更大、60mgKOH/g或更大、70mgKOH/g或更大、80mgKOH/g或更大、或者90mgKOH/g或更大,或者也可以为约390mgKOH/g或更小、380mgKOH/g或更小、370mgKOH/g或更小、360mgKOH/g或更小、350mgKOH/g或更小、340mgKOH/g或更小、330mgKOH/g或更小、320mgKOH/g或更小、310mgKOH/g或更小、300mgKOH/g或更小、290mgKOH/g或更小、280mgKOH/g或更小、270mgKOH/g或更小、260mgKOH/g或更小、250mgKOH/g或更小、240mgKOH/g或更小、230mgKOH/g或更小、220mgKOH/g或更小、210mgKOH/g或更小、200mgKOH/g或更小、190mgKOH/g或更小、180mgKOH/g或更小、170mgKOH/g或更小、160mgKOH/g或更小、150mgKOH/g或更小、140mgKOH/g或更小、130mgKOH/g或更小、120mgKOH/g或更小、110mgKOH/g或更小、或者100mgKOH/g或更小左右。
在本说明书中,术语胺值意指通过用KOH滴定包含在表面处理剂中的胺基(-NH2、-NHR或-NR2)并将所得值除以KOH消耗量而获得的值(每1g表面处理剂滴定的KOH的消耗量的以mg计的值)。
此外,酸值意指通过用KOH滴定表面处理剂所具有的酸基(-COOH)并将所得值除以KOH消耗量而获得的值(每1g表面处理剂滴定的KOH的消耗量的以mg计的值)。
酸值可以通过将样品溶解在溶剂(以2:1的体积比(乙醚:乙醇)的乙醚和乙醇的混合溶剂)中并使用自动电位滴定仪(Mettler,G10S)来测量。在用其中溶解氢氧化钾至约0.1mol/L的浓度的乙醇溶液(氢氧化钾乙醇溶液)使样品经受电位滴定并测量中和样品所需的氢氧化钾乙醇溶液的量之后,可以通过以下方程式A计算酸值。
[方程式A]
酸值=(B×f×5.611)/S
在方程式A中,B为滴定中使用的氢氧化钾乙醇溶液的量(单位:mL),f为0.1mol/L氢氧化钾乙醇溶液的因子,以及S为样品的固体含量的质量(g)。
在将样品以约0.5g的量放在烧瓶中并用中和丙酮溶解,然后将溶液冷却并用0.1NHCl滴定直至使用溴酚蓝指示剂颜色由蓝色变为黄色之后,可以通过以下方程式B获得胺值(mgKOH/g)。
[方程式B]
胺值(mgKOH/g)=mol 0.1N HCl×100×5.61/样品重量×NV
在以上方程式B中,NV为非挥发性,即,固体含量,其可以以以下方式获得。
在7.5cm直径的锡盖上称量约0.8g至1.0g的量的样品,均匀铺开,然后在125℃的空气循环干燥箱中干燥60分钟之后,可以通过以下方程式C获得NV。
[方程式C]
NV(单位:%)=最终重量(干燥后的重量)/初始重量(干燥前的重量)×100
另一方面,为了确保期望的物理特性(例如粘度),与磁性颗粒形成键的表面处理剂为重均分子量(Mw)为约20,000或更小的化合物可以是合适的。在本申请中,除非另有说明,否则术语重均分子量是通过GPC(凝胶渗透色谱)测量的标准聚苯乙烯转换值,其也可以简称为分子量。此外,分子量的单位可以为g/mol。
在另一个实例中,表面处理剂的分子量可以为约19,000或更小、18,000或更小、17,000或更小、16,000或更小、15,000或更小、14,000或更小、13,000或更小、12,000或更小、11,000或更小、10,000或更小、9,000或更小、8,000或更小、7,000或更小、6,000或更小、5,000或更小、4,000或更小、3,000或更小、2,000或更小、或者1,000或更小,或者也可以为100或更大、200或更大、300或更大、400或更大、500或更大、600或更大、700或更大、800或更大、900或更大、或者1,000或更大。
在本申请中,磁体可以通过如下来形成:当化合物中存在官能团即磷酸基、羧基、磺酸基、氨基和/或氰基时,应用使官能团与磁性颗粒相互作用的方法,或者当化合物不具有官能团时,通过经由已知的化学方法将官能团引入化合物中,然后与磁性颗粒相互作用。
在磁体中,相对于100重量份的磁性颗粒,表面处理剂可以以约0.1重量份至30重量份的比率包含在内。在这样的比率下,可以获得具有期望性能的磁体。在本说明书中,除非另有说明,否则单位“重量份”意指各个组分之间的重量比。在另一个实例中,比率可以为约0.5重量份或更大、1重量份或更大、1.5重量份或更大、2重量份或更大、2.5重量份或更大、3重量份或更大、3.5重量份或更大、4重量份或更大、4.5重量份或更大、或者5重量份或更大,或者也可以为约25重量份或更小、20重量份或更小、15重量份或更小、或者10重量份或更小左右。
对于通过用表面处理剂对磁性颗粒进行表面处理来获得磁体的方式没有特别限制。例如,通过在合适的环境例如溶剂下混合磁性颗粒与表面处理剂,可以诱导磁性颗粒与表面处理剂之间的相互作用,从而形成上述键。这样的表面处理剂可以存在于磁性颗粒周围。
可以进一步对磁性颗粒进行表面处理。在这种情况下,上述表面处理剂可以称为初级表面处理剂,并且用于附加表面处理的表面处理剂可以称为二次表面处理剂。因此,在一个实例中,磁体还可以包含与表面处理剂(初级表面处理剂)或磁性颗粒形成键的二次表面处理剂。
作为二次表面处理剂,可以使用聚合物化合物,并且例如,可以应用分子量(Mw)在约1,000至500,000的范围内的聚合物化合物。在另一个实例中,分子量(Mw)可以为约1500或更大、2000或更大、2500或更大、3000或更大、3500或更大、4000或更大、4500或更大、5000或更大、5500或更大、6000或更大、6500或更大、7000或更大、7500或更大、8000或更大、8500或更大、9000或更大、9500或更大、10000或更大、12000或更大、14000或更大、16000或更大、18000或更大、19000或更大、或者20000或更大,或者也可以为450000或更小、400000或更小、350000或更小、300000或更小、250000或更小、200000或更小、150000或更小、100000或更小、90000或更小、80000或更小、70000或更小、60000或更小、50000或更小、40000或更小、30000或更小、或者25000或更小左右。
可以用作二次表面处理剂的聚合物化合物可以由聚氨酯、聚脲、聚(氨酯-脲)和/或聚酯等来例示。对于上述聚合物化合物,选择并使用与初级表面处理剂和/或磁性颗粒相互作用的含有官能团的化合物,或者如果不包含官能团,则引入并应用这样的官能团,由此可以进行表面处理。
用作二次表面处理剂的聚合物化合物可以具有与初级表面处理剂和/或磁性颗粒相互作用的官能团,并且这样的官能团可以由以上描述的磷酸基、羧基、磺酸基、氨基和/或氰基等,或者仲胺基或叔胺基或氨基(-NH2、-NHR或-NR2等),或脲键等来例示,但不限于此。
在一个实例中,作为二次表面处理剂,可以应用包含脲单元和/或氨基甲酸酯单元的聚合物。
在此,脲单元可以由下式1表示,氨基甲酸酯单元可以由下式2表示。
[式1]
在式1中,R4至R7各自独立地为氢原子或烷基,L1和L2各自独立地为脂族、脂环族或芳族二价残基。
[式2]
在式2中,R8和R9各自独立地为氢原子或烷基,L3和L4各自独立地为脂族、脂环族或芳族二价残基。
式1的单元为所谓的脲单元,其可以通过使多胺与二异氰酸酯化合物反应来形成。因此,例如,在上式1中,L1可以为衍生自参与反应的二异氰酸酯化合物的结构,L2可以为衍生自参与反应的多胺的结构。在此,在L1的情况下,衍生结构为不包含二异氰酸酯化合物中的异氰酸酯基的结构,在L2的情况下,衍生结构为不包含多胺化合物中的氨基(-NH2)的部分的结构。
另一方面,式2的单元为所谓的氨基甲酸酯单元,其可以通过使多元醇与二异氰酸酯化合物反应来形成。因此,例如,在上式2中,L3可以为衍生自参与反应的二异氰酸酯化合物的结构,L4可以为衍生自参与反应的多元醇的结构。在此,在L3的情况下,衍生结构为不包含二异氰酸酯化合物中的异氰酸酯基的结构,在L4的情况下,衍生结构为不包含多元醇化合物中的羟基(-NH2)的部分的结构。
能够形成式1和2的结构的二异氰酸酯化合物可以由甲苯二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异硼二异氰酸酯、四甲基二甲苯二异氰酸酯或萘二异氰酸酯等来例示,但是不限于此。
另外,能够形成式1的结构的多胺可以由具有含有1至20个碳原子、1至16个碳原子、1至12个碳原子、1至8个碳原子或1至4个碳原子的亚烷基单元的亚烷基二胺例如乙二胺或丙二胺来例示,但不限于此。
此外,能够形成式2的结构的多元醇可以由具有含有1至20个碳原子、1至16个碳原子、1至12个碳原子、1至8个碳原子或1至4个碳原子的亚烷基单元的亚烷基二醇例如乙二醇或丙二醇来例示,但不限于此。
因此,通过适当组合如上的已知单体而应用的聚氨酯和/或聚脲或聚(氨酯-脲)等可以用作二次表面处理剂,并且如果必要的话,可以在通过已知的化学方法向其中引入必要官能团之后应用聚氨酯和/或聚脲或聚(氨酯-脲)等。
作为二次表面处理剂,可以根据可固化树脂的类型使用具有酸值和/或胺值的化合物,或者可以应用其他化合物。因此,在一个实例中,二次表面处理剂可以具有10mgKOH/g至400mgKOH/g范围内的酸值,或者5mgKOH/g至400mgKOH/g范围内的胺值。
在另一个实例中,表面处理剂的酸值可以为约20mgKOH/g或更大、30mgKOH/g或更大、40mgKOH/g或更大、50mgKOH/g或更大、60mgKOH/g或更大、70mgKOH/g或更大、80mgKOH/g或更大、或者90mgKOH/g或更大,或者也可以为约390mgKOH/g或更小、380mgKOH/g或更小、370mgKOH/g或更小、360mgKOH/g或更小、350mgKOH/g或更小、340mgKOH/g或更小、330mgKOH/g或更小、320mgKOH/g或更小、310mgKOH/g或更小、300mgKOH/g或更小、290mgKOH/g或更小、280mgKOH/g或更小、270mgKOH/g或更小、260mgKOH/g或更小、250mgKOH/g或更小、240mgKOH/g或更小、230mgKOH/g或更小、220mgKOH/g或更小、210mgKOH/g或更小、200mgKOH/g或更小、190mgKOH/g或更小、180mgKOH/g或更小、170mgKOH/g或更小、160mgKOH/g或更小、150mgKOH/g或更小、140mgKOH/g或更小、130mgKOH/g或更小、120mgKOH/g或更小、110mgKOH/g或更小、或者100mgKOH/g或更小、90mgKOH/g或更小、80mgKOH/g或更小、70mgKOH/g或更小、60mgKOH/g或更小、50mgKOH/g或更小、40mgKOH/g或更小、或者30mgKOH/g或更小左右。
在另一个实例中,表面处理剂的胺值可以为约10mgKOH/g或更大、约15mgKOH/g或更大、约20mgKOH/g或更大、30mgKOH/g或更大、40mgKOH/g或更大、50mgKOH/g或更大、60mgKOH/g或更大、70mgKOH/g或更大、80mgKOH/g或更大、或者90mgKOH/g或更大,或者也可以为约390mgKOH/g或更小、380mgKOH/g或更小、370mgKOH/g或更小、360mgKOH/g或更小、350mgKOH/g或更小、340mgKOH/g或更小、330mgKOH/g或更小、320mgKOH/g或更小、310mgKOH/g或更小、300mgKOH/g或更小、290mgKOH/g或更小、280mgKOH/g或更小、270mgKOH/g或更小、260mgKOH/g或更小、250mgKOH/g或更小、240mgKOH/g或更小、230mgKOH/g或更小、220mgKOH/g或更小、210mgKOH/g或更小、200mgKOH/g或更小、190mgKOH/g或更小、180mgKOH/g或更小、170mgKOH/g或更小、160mgKOH/g或更小、150mgKOH/g或更小、140mgKOH/g或更小、130mgKOH/g或更小、120mgKOH/g或更小、110mgKOH/g或更小、或者100mgKOH/g或更小、90mgKOH/g或更小、80mgKOH/g或更小、70mgKOH/g或更小、60mgKOH/g或更小、50mgKOH/g或更小、40mgKOH/g或更小、或者30mgKOH/g或更小左右。
在另一个实例中,二次表面处理剂可以为不具有酸值和/或胺值的化合物。在本申请中,没有酸值或胺值意指酸值或胺值为约5mgKOH/g或更小、4mgKOH/g或更小、3mgKOH/g或更小、2mgKOH/g或更小、1mgKOH/g或更小、或者0.5mgKOH/g或更小、或基本上0mgKOH/g的情况。
照此,当可固化树脂为环氧树脂等时,不具有酸值和/或胺值的表面处理剂特别有效。
这样的表面处理剂包括作为所谓的基于支化聚酯的分散剂已知的支化聚酯表面处理剂。
作为二次表面处理剂,可以应用聚合物化合物,并且例如,可以使用具有比初级表面处理剂的分子量大的分子量的聚合物化合物。在这种情况下,二次表面处理剂的分子量(Mw)可以例如在约10,000至500,000的范围内。当应用环氧树脂作为可固化树脂时,这样的二次表面处理剂特别有效。
在磁体中,相对于100重量份的磁性颗粒,二次表面处理剂可以以约0.01重量份至30重量份的比率包含在内。在这样的比率下,可以获得具有期望性能的磁体。在另一个实例中,该比率可以为约0.5重量份或更大、1重量份或更大、1.5重量份或更大、2重量份或更大、2.5重量份或更大、3重量份或更大、3.5重量份或更大、4重量份或更大、4.5重量份或更大、或者5重量份或更大,或者也可以为约25重量份或更小、20重量份或更小、15重量份或更小、约13重量份或更小、约12重量份或更小、或者约10重量份或更小左右。
用二次表面处理剂对磁性颗粒进行表面处理的方法没有特别限制。例如,磁体可以通过在适当的环境例如溶剂下混合磁性颗粒(或用初级表面处理剂处理的磁性颗粒)与二次表面处理剂来制备。
本申请的可固化组合物中的磁体的比率没有特别限制,所述比率可以考虑到使相关的可固化组合物固化所需的热量等来选择。在一个实例中,相对于100重量份的可固化树脂,可固化组合物可以以0.01重量份至60重量份的比率包含磁体。在另一个实例中,磁性颗粒的比率可以为约0.5重量份或更大、或者约1重量份或更大、约3重量份或更大、或者约5重量份或更大,或者也可以为约55重量份或更小、约50重量份或更小、约45重量份或更小、约40重量份或更小、约35重量份或更小、约30重量份或更小、约25重量份或更小、约20重量份或更小、约15重量份或更小、或者约10重量份或更小左右。在磁体的比率计算中,参考可固化树脂不仅包含树脂组分,而且包含不是树脂但是能够通过固化形成树脂的组分。
除了上述组分之外,可固化组合物还可以包含可固化组合物中需要的任何添加剂。这样的添加剂可以由固化剂或用于帮助可固化树脂固化的催化剂、引发剂例如自由基引发剂或阳离子引发剂、触变剂、流平剂、消泡剂、抗氧化剂、产生自由基的物质、有机和无机颜料或染料、分散剂、各种填料例如导热填料或隔热填料、功能聚合物或光稳定剂等来例示,但不限于此。
这样的可固化组合物可以被应用于各种应用。特别地,如上所述,本申请的可固化组合物即使在低粘度的状态下也可以有效地固化以形成具有期望的物理特性的固化产物,使得其可以被有效地应用于通过填充具有非常窄或复杂形状的部件形成具有期望的物理特性的固化产物的应用。
与这样的情况有关的应用可以由发动机来例示。因此,在一个实例中,本申请可以用于应用上述可固化组合物或其固化产物的电动机。
发动机是可以由电能获得旋转力的装置,其可以包括例如所谓的定子和转子。在此,转子被配置成与定子电磁相互作用,所述转子可以通过作用在磁场与线圈中流动的电流之间的力旋转。
可以在定子中形成许多槽。电线围绕槽缠绕,并且当每条电线连接至引线时,施加电源。作为围绕槽缠绕的电线,已知一般的绕组型电线和发夹式绕组型电线。在此,一般的绕组方法是将许多相对细的电线围绕槽缠绕的方法,并且该方法在高速下引起较小的集肤效应。发夹式绕组方法是将相对粗的电线插入到槽中的方法。根据发夹式绕组方法,在线圈之间没有空间的浪费,因此空间系数可以最大化并且由于电阻减小,因此可以预期功率提高。
在任何情况下,在向槽施加绕组之后,槽中的空间需要填充绝缘体,其中槽是具有狭窄的开口和狭窄的内部的空间,并且因此,适当地填充该空间是个难题。特别地,在槽的内部中存在绕组的情况下,填充其并不容易。
然而,本申请的可固化组合物在适当的低粘度下具有流动性而即使在复杂或狭窄的部件中也有效地填充,并且其可以在几乎不引起固化收缩等的状态下固化以有效地填充部件,因此其可以有效地应用于这样的应用(用于填充其中引入有绕组的槽的应用)。
因此,本申请的电动机可以包括:其上形成有一个或更多个槽的定子;存在于定子的槽中的绕组;以及填充槽的可固化组合物或可固化组合物的固化产物。
应用于本申请的电动机的定子的形状或种类没有特别限制。通常,定子具有包括以圆筒形堆叠且由诸如铁(Fe)的材料形成的钢板的结构,其中槽沿着定子的圆周方向径向布置,但是定子的类型不限于此。
此外,形成在定子中的槽的形状、尺寸或数量也可以根据用途而改变。
此外,在本申请中,待施加的绕组的类型没有特别限制。通常,通过在诸如铜(Cu)的材料上进行绝缘涂覆等来制造绕组,并且在本申请中,可以应用其他类型的绕组以及这样的常规绕组。此外,作为绕组方法,可以应用所有类型例如上述的一般绕组方法和发夹式绕组方法。
图1和2为图1定子100的示例性形式。图1和2中所示的定子是上述圆筒形定子,其中示出了在表面的其中形成有槽101的方向上观察到定子100的情况,以及图2示出了从侧面观察到定子100的情况。另外,图3是其中将绕组102引入到如上的定子100的槽中的侧视图。
如上所述,形成在定子中的槽的形状、尺寸和/或数量根据用途确定,其没有特别限制。然而,通常,槽具有狭窄的开口和狭窄的内部空间。例如,槽中的开口的面积通常在0.5cm2至10cm2的范围内。另外,槽的长度通常在约5cm至30cm的范围内。然而,开口的面积和长度等可以根据发动机的类型而改变。
当施加本申请的可固化组合物时,可以以优异的填充率填充槽的内部。例如,在本申请的发动机中,可固化组合物或其固化产物可以以80%或更大的填充率填充槽的内部。在另一个实例中,填充率可以为81%或更大、82%或更大、83%或更大、84%或更大、85%或更大、86%或更大、87%或更大、88%或更大、89%或更大、或者90%或更大。填充率为槽中存在的可固化组合物或其固化产物的体积相对于槽的内部体积(不包括槽内部存在的元件例如绕组所占的体积)的百分比。数值越高,填充率越有利,并且上限没有特别限制。说明性地,填充率可以为100%或更小、99%或更小、98%或更小、97%或更小、96%或更小、95%或更小、94%或更小、或者93%或更小左右。
在本申请的电动机中,只要上述可固化组合物或其固化产物具有填充槽的内部的形式,通常已知的电动机的所有部件都可以用作其他元件或部件。
这样的电动机可以通过将可固化组合物引入到形成了一个或更多个其中引入有绕组的槽的定子中的槽中的步骤来制造。如果必要的话,在引入可固化组合物之后,还可以进行使相关的可固化组合物固化的步骤。
在此,将可固化组合物引入到槽中的方法没有特别限制。也就是说,根据本申请,可固化组合物可以保持在非常低的粘度和良好的流动性的状态,并且因此槽的内部可以经由合适的方式填充有可固化组合物。
图4是示出了用可固化组合物填充槽的内部的一种示例性方法的图。在一个实例中,如图的最左侧部分中,可固化组合物可以经由通过诸如合适的喷嘴200的引入装置朝着引入有绕组102的槽滴落或分散来引入。为了将引入的可固化组合物适当地填充在槽内部,在引入可固化组合物之后,还可以进一步进行使定子100侧倾或倾斜的过程,如图4的中间部分和最右侧部分所示。
在通过上述过程注入可固化组合物之后,还可以进行使其固化的步骤。在这种情况下,进行固化的方法没有特别限制。
例如,固化可以通过感应加热方法来进行。
如上所述,由于可固化组合物包含磁体,因此可以对其应用感应加热方法。
例如,当向槽中的可固化组合物施加交变磁场时,磁体的振动热的焦耳热可能由于施加的交变磁场的强度而发生,并且通过均匀分散在组合物中的颗粒的热量,可以在短时间内形成均匀的固化产物。
因此,固化过程可以包括向可固化组合物施加交变磁场的步骤。通过施加交变磁场,产生了磁体的振动热,由此组合物可以固化。此时,施加交变磁场的条件没有特别限制,因为它们根据可固化组合物中的磁体的种类和比率、固化所需的热量的量等来确定。例如,感应加热可以通过使用以线圈等的形式形成的感应加热器施加交变磁场来进行。
交变磁场可以以例如0.001特斯拉至0.5特斯拉(Wb/m2)的范围内的强度施加。在另一个实例中,施加的交变磁场的大小可以为0.45特斯拉或更小、0.4特斯拉或更小、0.35特斯拉或更小、0.3特斯拉或更小、0.25特斯拉或更小、或者0.2特斯拉或更小。在另一个实例中,交变磁场的强度可以为约0.002特斯拉或更大、约0.003特斯拉或更大、或者约0.004特斯拉或更大。
在一个实例中,可以逐步施加交变磁场,或者可以应用在不同的条件下施加复数个交变磁场的方法。
感应加热可以例如在约50kHz至1,000kHz的频率下进行。在另一个实例中,频率可以为900kHz或更小、800kHz或更小、700kHz或更小、600kHz或更小、500kHz或更小、或者450kHz或更小。在另一个实例中,频率可以为约70kHz或更大、约100kHz或更大、约150kHz或更大、约200kHz或更大、或者约250kHz或更大。
用于感应加热的交变电磁场的施加可以在例如约5秒至10小时的范围内进行。在另一个实例中,施加时间可以为约9小时或更短、约8小时或更短、约7小时或更短、约6小时或更短、约5小时或更短、约4小时或更短、约3小时或更短、约2小时或更短、约1小时或更短、约50分钟或更短、约40分钟或更短、或者约30分钟或更短、约20分钟或更短、约15分钟或更短、约10分钟或更短、或者约5分钟或更短。
如上所述,上述感应加热条件例如施加的交变磁场、频率和施加时间等可以考虑到可固化组合物的固化所需的热量的量、颗粒的种类和比率等而改变。
可固化组合物的固化可以仅通过上述感应加热来进行,或者如果必要的话,也可以在施加感应加热(即,施加交变磁场)的情况下施加适当的热量的同时进行。
有益效果
本申请可以提供可固化组合物,所述可固化组合物可以以具有低粘度和流动性的状态施加,然后在不引起固化收缩等的情况下有效固化以形成具有期望的物理特性的固化产物。
附图说明
图1和2是示例性定子的示意图。
图3是示出将绕组引入到定子中的状态的示意图。
图4是说明性地示出将可固化组合物引入到定子的引入有绕组的槽中的过程的图。
<附图标记说明>
100:定子
101:槽
102:绕组
200:喷嘴
具体实施方式
在下文中,将通过实施例和比较例详细地描述本申请,但是本申请的范围不限于以下实施例。
1.粘度的测量方法
可固化组合物的粘度使用Brookfield DV2LV粘度计测量。使用粘度计,在室温下通过调节rpm以满足100秒-1的剪切速率的条件使用#16轴测量粘度。
2.室温稳定性的评估方法
可固化组合物的室温稳定性通过如下来确定:将实施例或比较例中制备的可固化组合物以约10mL的量引入到20mL的小瓶中,然后在将温度保持在室温的同时评估发生磁体和可固化树脂的相分离时的时间点。通过目视评估确定磁体的相分离或沉淀时的时间点并确定该时间点的时间来评估室温稳定性。
3.介电击穿强度
对于可固化组合物的固化产物根据ASTM D149标准来评估介电击穿强度。将固化产物制成宽度长度和高度长度各自为100mm左右且厚度为1mm至3mm的试样,并且根据该标准测量介电击穿强度,然后将其转换成每单位厚度的介电击穿强度。
4.硬度的评估
将可固化组合物的固化产物模制成宽度长度和高度长度各自为100mm左右且厚度为12mm左右的试样,并且根据ASTM D2240标准用硬度计测量硬度。
5.填充率的评估
在通过实施例或比较例中描述的方法在定子的其中引入有绕组的槽内部形成可固化组合物的固化产物之后,切割定子以检查槽中填充的固化产物的量,然后获得固化产物的体积相对于整个槽内部体积的百分比,从而确定填充率。
制备例1.磁性颗粒(A)
作为磁性颗粒(A),应用了MnOFe2O3颗粒。当通过FESEM(场效应扫描电子显微镜)和DLS(动态光散射)测量时,磁性颗粒(A)的平均颗粒尺寸为约100nm,矫顽力为约94kOe,以及饱和磁化强度值为约80emu/g左右。在此,使用H-S曲线(VSM曲线),在振动样品磁强计(SQUID-VSM,Korea Basic Science Institute)的1特斯拉的外部磁场下测量矫顽力和饱和磁化强度值。
制备例2.磁体(A)的生产
制备例1的磁性颗粒经受表面处理的磁体(A)以以下方式生产。作为表面处理剂,应用具有约94mgKOH/g的酸值和约94mgKOH/g的胺值的表面处理剂(BYK-180)。通过使用行星式混合器将制备例1的磁性颗粒(A)和表面处理剂以100:10(磁性颗粒:表面处理剂)的重量比均匀混合来生产经表面处理的磁体(A)。
制备例3.磁体(B)的生产
对制备例2的磁体(A)进一步进行表面处理以生产磁体(B)。此时,作为附加的表面处理剂,使用具有约25mgKOH/g的胺值且分子量(Mw)为约20,000的聚(氨酯-脲)和具有约20,000左右的分子量(Mw)的聚氨酯(通过HMDI(六亚甲基二异氰酸酯)和PG(聚丙二醇)的氨酯反应形成)的混合物(混合比:约1:3(聚(氨酯-脲):聚氨酯))。使用的聚(氨酯-脲)以1:5:4(二异氰酸酯:多胺:多元醇)的重量比包含作为二异氰酸酯化合物的六亚甲基二异氰酸酯、作为多胺的丙二胺和作为多元醇的乙二醇。通过使用行星式混合器将制备例2中生产的磁体(A)和表面处理剂以100:0.5(磁体(A):表面处理剂)的重量比均匀混合来生产磁体(B)。
制备例4.磁体(C)的生产
将制备例1的磁性颗粒和具有100mgKOH/g左右的酸值的表面处理剂(BYK-220S)用行星式混合器以100:5(磁性颗粒:表面处理剂)的重量比均匀混合以生产经初级表面处理的磁体。通过将磁体和表面处理剂共混使得实施例3中应用的环氧树脂中的磁性颗粒的浓度为约5重量%来进行混合。随后,将基于支化聚酯的表面处理剂(超支化聚酯)(BYK-2152)和经初级表面处理的磁体用行星式混合器以约10:1(磁体:BYK-2152)的重量比均匀混合以生产磁体(C)。
实施例1
将可固化的聚酯酰亚胺(如通过以上方法测量的室温粘度(剪切速率为100秒-1的条件)为约4,000cP至6,000cP且温度指数为180℃)、制备例2的磁体(A)和流平剂(BYK 333)混合以制备可固化组合物。在此,可固化组合物中的磁体的比率为约5重量%,可固化组合物中的流平剂的比率为约0.5重量%。制备的可固化组合物在室温下的粘度为约4,530cP左右(剪切速率100秒-1)。将相关的可固化组合物以膜形式(厚度:约2mm)涂覆,并且通过施加交变磁场进行通过感应加热固化。施加交变磁场2分钟,使得施加的交变磁场强度为约25mT左右,并且施加交变磁场时的频率为约340kHz左右。使用来自AMBRELL(AMBRELL,EASYHEAT820,3匝螺线管型线圈)的线圈进行交变磁场的施加。
另一方面,如图1所示,制备圆筒形定子。在定子中径向地形成槽,如图1所示,并且开口为具有约5mm左右的宽度和约20mm左右的长度的矩形形式。如图3所示,向槽中引入绕组102(铜线)。作为绕组,使用具有直径为4.5mm左右的圆形截面的绕组,并且向一个槽中引入5个相关绕组。然后,将可固化组合物以图4的最左侧部分所示的方式注入到槽中,并且通过如图4的中间图和最右侧图中使定子侧倾而将可固化组合物填充在槽内部。随后,使可固化组合物以与上述相同的方式固化并评估填充率。在评估填充率时,沿垂直于纵向的方向切割定子,并且使用UV灯确定存在可固化组合物的固化产物的部分,由此获得固化产物的填充率。
实施例2
以与实施例1中相同的方式制备可固化组合物,不同之处在于应用制备例3的磁体(B)作为磁体。制备的可固化组合物在室温下的粘度为约4,810cP左右(剪切速率100秒-1)。使用该可固化组合物以与实施例1中相同的方式制备试样和定子,并且将其应用于评估。然而,在实施例2的情况下,将交变磁场的施加时间调节至约90秒的水平。
实施例3
将可固化的环氧树脂(由Kukdo Chemical Co.,Ltd.制造,室温粘度:10,000cP,环氧当量200,双酚A型环氧树脂)、制备例3的磁体(C)和阳离子引发剂(由Samsin ChemicalCo.,Ltd.制造,B2A)混合以制备可固化组合物。在此,可固化组合物中的磁体的比率为约5重量%,可固化组合物中的阳离子引发剂的比率为约0.2重量%。制备的可固化组合物在室温下的粘度为约6,100cP左右(剪切速率100秒-1)。使用该可固化组合物以与实施例1中相同的方式制备试样和定子,并且将其应用于评估。然而,在实施例3的情况下,将交变磁场的施加时间调节至约80秒的水平。
比较例1
以与实施例1中相同的方式制备可固化组合物,不同之处在于应用制备例1的磁性颗粒(A)。制备的可固化组合物在室温下的粘度为约4,340cP左右(剪切速率100秒-1)。使用该可固化组合物以与实施例1中相同的方式制备试样和定子,并且将其应用于评估。然而,在比较例1中,将交变磁场的施加时间调节至约3分钟左右。
比较例2
以与实施例3中相同的方式制备可固化组合物,不同之处在于应用制备例1的磁性颗粒(A)。制备的可固化组合物在室温下的粘度为约6,800cP左右(剪切速率100秒-1)。使用该可固化组合物以与实施例1中相同的方式制备试样和定子,并且将其应用于评估。
各个实施例和比较例的评估结果总结并描述在下表1中。
[表1]
室温稳定性 | 介电击穿强度 | 硬度 | 填充率 | |
实施例1 | 96小时 | 20kV/mm | 87 | 89% |
实施例2 | 480小时 | 20kV/mm | 87 | 92% |
实施例3 | 360小时 | 20kV/mm | 91 | 86% |
比较例1 | 72小时 | 19kV/mm | 85 | 79% |
比较例2 | 96小时 | 19kV/mm | 90 | 74% |
从表1的结果,与比较例相比,实施例的可固化组合物表现出极其优异的室温稳定性和填充率。另外,在比较例的情况下,可以确定,即使在固化产物中,也目视观察到部分相分离的部分,并且其他物理特性也是差的。
Claims (16)
1.一种可固化组合物,包含:
可固化树脂和
磁体,
其中所述磁体包含磁性颗粒和引入到所述磁性颗粒的表面中的表面处理剂。
2.根据权利要求1所述的可固化组合物,其中所述可固化组合物在100秒-1的剪切速率下的室温粘度为10,000cP或更小。
3.根据权利要求1所述的可固化组合物,其中所述可固化组合物的介电击穿强度为10kV/mm或更大,或者所述可固化组合物形成介电击穿强度为10kV/mm或更大的固化产物。
4.根据权利要求1所述的可固化组合物,其中所述可固化树脂包含烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、环氧基、氧杂环丁烷基、烯基、与硅原子键合的氢原子、异氰酸酯基、羟基、邻苯二甲腈基或羧基。
5.根据权利要求1所述的可固化组合物,其中所述可固化树脂为聚有机硅树脂、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酯酰亚胺、丙烯酸类树脂、基于乙烯基的聚合物、烯烃树脂、聚氨酯树脂、异氰酸酯树脂、丙烯酸类树脂、聚酯树脂、邻苯二甲腈树脂、聚酰胺酸、聚酰胺或环氧树脂。
6.根据权利要求1所述的可固化组合物,其中所述磁性颗粒为多畴型磁性颗粒。
7.根据权利要求1所述的可固化组合物,其中所述表面处理剂为基于多元醇的化合物、基于聚硅氧烷的化合物、基于烷基磷酸的表面处理剂、基于烷基羧酸的表面处理剂、基于烷基磺酸的表面处理剂、包含长链烷基的酸化合物、包含酸性官能团或氨基的丙烯酸类共聚物、基于芳族酸的表面处理剂或者包含酸性官能团或氨基的嵌段共聚物。
8.根据权利要求1所述的可固化组合物,其中所述表面处理剂具有在10mg KOH/g至400mg KOH/g的范围内的酸值,或在5mg KOH/g至400mg KOH/g的范围内的胺值。
9.根据权利要求1所述的可固化组合物,其中相对于100重量份的所述磁性颗粒,所述磁体包含0.01重量份至30重量份的所述表面处理剂。
10.根据权利要求1所述的可固化组合物,其中所述磁体还包含与所述表面处理剂键合的二次表面处理剂。
11.根据权利要求10所述的可固化组合物,其中所述二次表面处理剂为基于聚氨酯的表面处理剂、基于聚脲的表面处理剂、基于聚(氨酯-脲)的表面处理剂化合物或基于支化聚酯的表面处理剂。
12.根据权利要求10所述的可固化组合物,其中相对于100重量份的所述磁性颗粒,所述磁体包含0.01重量份至30重量份的所述二次表面处理剂。
13.根据权利要求1所述的可固化组合物,相对于100重量份的所述可固化树脂,包含0.01重量份至60重量份的所述磁体。
14.一种电动机,包括:
其中形成有一个或更多个槽的定子;
存在于所述定子的所述槽中的绕组;和
根据权利要求1所述的可固化组合物的固化产物,
其中所述固化产物填充所述槽。
15.根据权利要求14所述的电动机,其中所述槽的开口面积在0.5cm2至10cm2的范围内。
16.一种用于制造电动机的方法,包括:
将根据权利要求1所述的可固化组合物引入到一个或更多个其中引入有绕组的槽中,所述槽形成在定子中;以及
施加能够感应加热所述可固化组合物中的磁体的交变磁场。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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