JP2018202827A - Precoated aluminum material and on-vehicle component using the same - Google Patents

Precoated aluminum material and on-vehicle component using the same Download PDF

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小澤武廣
Takehiro Ozawa
前園利樹
Toshiki Maezono
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Abstract

To provide a precoated aluminum material used for an on-board component housing such as a power control unit (PCU) cover.SOLUTION: The precoated aluminum material is provided that comprises: an aluminum base material; a chemical film formed on the surface of the aluminum base material; and a resin film formed on the chemical film, wherein the resin film includes an epoxy resin as a base resin and a heat dissipating pigment, and an SP value δ (<cal/cm>) of an epoxy resin, a film thickness t (μm) of the resin film and a pts.mass m of the heat dissipating pigment with respect to 100 pts.mass of the epoxy resin satisfy the following expression (1): 6≤{(23.4-δ)×(t)}/(m)≤127 (1).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、例えばパワーコントロールユニット(PCU)の筐体におけるカバー等の車載部品に用いられるプレコートアルミニウム材及びそれを用いた車載部品に関する。   The present invention relates to a pre-coated aluminum material used for in-vehicle components such as a cover in a casing of a power control unit (PCU), and an in-vehicle component using the same.

アルミニウム材は、軽量、高耐食性、高熱伝導性、高リサイクル性などの特性に優れており、建材、電機製品などの構成材料として広く使用されている。そのような用途において、アルミニウム材が本来有する特性を損なわずに他の機能が求められるに至り、表面処理された製品が実用化されている。表面処理の手法としては、耐食性や耐摩耗性などを向上させることが可能なアノード酸化処理、耐食性や密着性などを向上させることが可能なめっき処理、耐食性や潤滑性などを向上させることが可能な塗装等が用いられている。中でも、塗装により形成される塗膜は、主に樹脂や添加剤などで構成され、多種多様な組合せにより、様々な機能を発現させることが可能である。   Aluminum materials are excellent in properties such as light weight, high corrosion resistance, high thermal conductivity, and high recyclability, and are widely used as constituent materials for building materials and electrical products. In such applications, other functions are required without impairing the properties inherent to the aluminum material, and surface-treated products have been put into practical use. Surface treatment methods include anodic oxidation treatment that can improve corrosion resistance and wear resistance, plating treatment that can improve corrosion resistance and adhesion, and corrosion resistance and lubricity. The painting etc. are used. Among them, the coating film formed by painting is mainly composed of a resin, an additive, and the like, and can exhibit various functions by various combinations.

アルミニウム材に塗装を施す工程は、アルミニウム材をプレス加工後に塗膜を形成させるポストコート法と、プレス加工前にアルミニウム材に予め塗膜を形成しておくプレコート法の2種類が知られている。プレコート法には、ユーザーでの工程短縮によるトータルコストの低減や作業環境の改善などに加えて、アルミニウム材に形成させる塗膜厚を均一にすることが可能なため品質の安定性という特長を有する。   There are two known processes for coating an aluminum material: a post-coating method in which a coating film is formed after pressing the aluminum material, and a pre-coating method in which a coating film is formed in advance on the aluminum material before pressing. . The pre-coating method has the feature of stability of quality because the thickness of the coating film formed on the aluminum material can be made uniform in addition to the reduction of the total cost and the improvement of the working environment by shortening the process by the user. .

近年になって、環境問題が深刻化するにつれて、自動車のCO排出量などの規制が大幅に強化されてきている。排出ガスの低減や燃費の向上を実現する上で、車体の軽量化が不可欠であり、アルミニウム材の適用が増えてきている。そのような中、プレコートアルミニウム材を加工し、車載LED照明ヒートシンクに応用する技術が特許文献1に開示されている。 In recent years, as environmental problems become more serious, regulations such as automobile CO 2 emissions have been greatly strengthened. In order to reduce emissions and improve fuel efficiency, weight reduction of the vehicle body is indispensable, and the use of aluminum materials is increasing. Under such circumstances, Patent Document 1 discloses a technique of processing a pre-coated aluminum material and applying it to an in-vehicle LED illumination heat sink.

特許5745674号公報Japanese Patent No. 5745674

パワーコントロールユニット(PCU)カバー等の車載部品が搭載される環境は、車載LED照明ヒートシンクと異なり、溶解力の強い薬品が用いられる。例えば、20%硫酸水溶液に高温環境下で曝される場合がある。しかしながら、特許文献1に開示される発明では、車載部品に要求される耐薬品性を満足しないという問題が残った。   Unlike an in-vehicle LED lighting heat sink, an environment in which in-vehicle components such as a power control unit (PCU) cover is mounted uses a chemical having a strong dissolving power. For example, it may be exposed to a 20% aqueous sulfuric acid solution in a high temperature environment. However, the invention disclosed in Patent Document 1 still has a problem that it does not satisfy the chemical resistance required for in-vehicle components.

本発明は上記問題点を解決すべく完成されたもので、例えば、パワーコントロールユニット(PCU)の筐体におけるカバー等の車載部品に用いられるプレコートアルミニウム材及びそれを用いた車載部品を提供することを目的とする。   The present invention has been completed in order to solve the above-mentioned problems. For example, a pre-coated aluminum material used for in-vehicle components such as a cover in a casing of a power control unit (PCU) and an in-vehicle component using the same are provided. With the goal.

すなわち、本発明は請求項1において、アルミニウム基材と、当該アルミニウム基材の表面に形成された化成皮膜と、当該化成皮膜上に形成された樹脂皮膜とを備えるプレコートアルミニウム材であって、前記樹脂皮膜が、ベース樹脂であるエポキシ樹脂と、放熱性顔料とを含み、エポキシ樹脂のSP値δ(<cal/cm1/2)と、樹脂皮膜の膜厚t(μm)と、エポキシ樹脂100質量部に対する放熱性顔料の質量部mが下記式(1)を満たすことを特徴とするプレコートアルミニウム材とした。
6≦{(23.4−δ)×(t)}/(m)≦127 (1)
That is, the present invention is the precoated aluminum material according to claim 1, comprising an aluminum base, a chemical conversion film formed on the surface of the aluminum base, and a resin film formed on the chemical conversion film, The resin film includes an epoxy resin as a base resin and a heat-dissipating pigment, the SP value δ (<cal / cm 3 > 1/2 ) of the epoxy resin, the film thickness t (μm) of the resin film, and the epoxy A pre-coated aluminum material characterized in that a mass part m of the heat dissipating pigment with respect to 100 parts by mass of the resin satisfies the following formula (1).
6 ≦ {(23.4−δ) × (t)} / (m) ≦ 127 (1)

本発明は請求項2において、請求項1に記載のプレコートアルミニウム材を用いた車載部品とした。更に本発明は請求項3では請求項2において、車載部品がプレコートアルミニウム材のプレス加工品であるものとした。   The present invention provides an in-vehicle component using the precoated aluminum material according to claim 1 in claim 2. Further, according to the present invention, in claim 3, the in-vehicle component is a press-worked product of a pre-coated aluminum material.

本発明に係るプレコートアルミニウム材の樹脂皮膜は、上記(1)式を満たすことにより、輻射率が高く維持される、すなわち、放熱性に優れる特性と、樹脂皮膜と薬品との親和性や透過性が抑制される耐薬品性に優れる特性を有し、これら二つ特性が良好なバランスをもって保たれ、更に、耐高温水性に優れる特性を有する。   The resin film of the precoated aluminum material according to the present invention maintains a high emissivity by satisfying the above formula (1), that is, a characteristic excellent in heat dissipation, and an affinity and permeability between the resin film and the chemical. These two characteristics are maintained in a good balance, and furthermore, have high temperature and water resistance.

A.プレコートアルミニウム材
本発明に係るプレコートアルミニウム材は、アルミニウム基材の表面に形成された化成皮膜と、当該化成皮膜上に形成された樹脂皮膜とを備える。
A. Precoat aluminum material The precoat aluminum material which concerns on this invention is equipped with the chemical film formed on the surface of an aluminum base material, and the resin film formed on the said chemical film.

B.アルミニウム基材
本発明で用いられるアルミニウム基材は、車載部品用に成形するために求められる機械的性質や化学的性質により、アルミニウム材の合金組成や質別が適宜選択される。その中で、1100や1050等の1000系、3003又は3004等の3000系、5052又は5182等の5000系を用いることが好ましい。アルミニウム基材の形状は、特に限定されるものではないが、板材が好適に用いられる。板材とする場合の厚さは、車載部品の種類に応じて適宜選択され、例えば、0.1〜2.0mmの範囲とするのが好ましい。
B. Aluminum base material The aluminum base material used in the present invention is appropriately selected for the alloy composition and quality of the aluminum material depending on the mechanical properties and chemical properties required for molding for in-vehicle components. Among them, it is preferable to use 1000 series such as 1100 and 1050, 3000 series such as 3003 or 3004, and 5000 series such as 5052 or 5182. Although the shape of an aluminum base material is not specifically limited, A plate material is used suitably. The thickness in the case of using a plate material is appropriately selected according to the type of the in-vehicle component, and is preferably in the range of 0.1 to 2.0 mm, for example.

C.化成皮膜
本発明で用いられる化成皮膜は、りん酸クロメート、ジルコニウム系、チタン系、リン酸亜鉛等を用いることができるが、これらの中で、りん酸クロメートを用いるのが好ましい。りん酸クロメートの付着量は、金属Cr元素換算で好ましくは5〜50mg/m、より好ましくは10〜45mg/mある。この付着量が5mg/m未満では、樹脂皮膜との密着性が低下する場合があり、50mg/mを超えると、加工後に化成皮膜が凝集破壊して、樹脂皮膜との密着性が低下する場合がある。
C. Chemical conversion film The chemical conversion film used in the present invention may be phosphate chromate, zirconium-based, titanium-based, zinc phosphate, or the like. Among these, it is preferable to use phosphate chromate. Adhesion amount of phosphoric acid chromate is preferably a metal Cr element terms of 5 to 50 mg / m 2, more preferably 10~45mg / m 2. If the adhesion amount is less than 5 mg / m 2 , the adhesion with the resin film may be reduced. If the adhesion amount is more than 50 mg / m 2 , the chemical conversion film cohesively breaks after processing, and the adhesion with the resin film decreases. There is a case.

D.樹脂皮膜
D−1.エポキシ樹脂
本発明では、薬品との親和性が低く、強酸などの薬品に接触しても劣化し難いエポキシ樹脂をベース樹脂に用いる。なお、エポキシ樹脂は、フッ素樹脂と比較して、加工性が劣るため、要求される加工性を見極めて用いることが好ましい。また、エポキシ樹脂は、ポリエステル樹脂と異なり加水分解し難いため、高温高湿環境下に晒される用途において好適に用いられる。すなわち、エポキシ樹脂は、耐高温水性に優れる利点を有する。更に、エポキシ樹脂は、フッ素樹脂と異なりプレッシャーマークがつかないため、裏面塗膜の仕様を工夫する必要がないため安価に製造することができる。
D. Resin film D-1. Epoxy Resin In the present invention, an epoxy resin that has a low affinity with chemicals and hardly deteriorates even when contacted with chemicals such as strong acids is used as the base resin. In addition, since an epoxy resin is inferior in workability compared with a fluororesin, it is preferable to use the required workability extremely. In addition, unlike a polyester resin, an epoxy resin is difficult to hydrolyze and is therefore suitably used in applications exposed to high temperature and high humidity environments. That is, the epoxy resin has an advantage of being excellent in high temperature water resistance. Furthermore, unlike a fluororesin, an epoxy resin does not have a pressure mark, so that it is not necessary to devise the specifications of the back coating film, and can be manufactured at a low cost.

なお、放熱性顔料を添加せずにエポキシ樹脂により樹脂皮膜を形成することで0.5程度の放射率が達成されるので、ある程度の放熱性は得られる。しかしながら、0.5程度の放射率では十分な放熱性が得られないので、本発明においては後述するように、放熱性顔料を必須成分とする。   In addition, since the emissivity of about 0.5 is achieved by forming a resin film with an epoxy resin without adding a heat dissipating pigment, a certain degree of heat dissipating property is obtained. However, since sufficient heat dissipation cannot be obtained at an emissivity of about 0.5, in the present invention, a heat dissipating pigment is an essential component as described later.

本発明に用いるエポキシ樹脂としては、飽和又は不飽和;環状又は非環状;脂肪族、環状脂肪族、芳香族又は複素環族;のものを用いることができる。また、適当な置換基、例えば、ハロゲン、ヒドロキシ基及びエーテル基を有していてもよい。   As the epoxy resin used in the present invention, those which are saturated or unsaturated; cyclic or acyclic; aliphatic, cycloaliphatic, aromatic or heterocyclic can be used. Further, it may have an appropriate substituent, for example, a halogen, a hydroxy group and an ether group.

エポキシ樹脂の具体例としては、エピハロヒドリン(例えばエピクロロヒドリン又はエピブロモヒドリン)とポリフェノールとを、アルカリの存在下に反応させて得られるエポキシポリエーテルが挙げられる。ポリフェノールの例としては、レゾルシノール、カテコール、ヒドロキノン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2,2−プロパン(すなわち、ビスフェノールA);ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1−イソブタン;4,4−ジヒドロキシベンゾフェノン;ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1−エタン;及び1,5−ヒドロキシナフタレンが挙げられる。最も好ましいのはビスフェノールAのポリグリシジルエーテルである。   Specific examples of the epoxy resin include an epoxy polyether obtained by reacting an epihalohydrin (for example, epichlorohydrin or epibromohydrin) with polyphenol in the presence of an alkali. Examples of polyphenols include resorcinol, catechol, hydroquinone, bis (4-hydroxyphenyl) -2,2-propane (ie, bisphenol A); bis (4-hydroxyphenyl) -1,1-isobutane; 4,4- Dihydroxybenzophenone; bis (4-hydroxyphenyl) -1,1-ethane; and 1,5-hydroxynaphthalene. Most preferred is polyglycidyl ether of bisphenol A.

エポキシ樹脂の他の具体例としては、多価アルコールのポリグリシジルエーテルが挙げられる。このような多価アルコールには、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,4−ブチレングリコールが挙げられる。   Other specific examples of epoxy resins include polyglycidyl ethers of polyhydric alcohols. Examples of such polyhydric alcohols include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, and 1,4-butylene glycol.

更に他の具体例としては、ポリカルボン酸のポリグリシジルエーテルが挙げられる。このような化合物は、エピクロロヒドリン又は同様のエポキシ化合物と、脂肪族又は芳香族のポリカルボン酸、例えばシュウ酸、コハク酸、グルタル酸、テトラフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸及び二量化リノール酸との反応により得られる。   Still another specific example is polyglycidyl ether of polycarboxylic acid. Such compounds include epichlorohydrin or similar epoxy compounds and aliphatic or aromatic polycarboxylic acids such as oxalic acid, succinic acid, glutaric acid, tetraphthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid and dimerization. Obtained by reaction with linoleic acid.

別の具体例としては、オレフィン系不飽和脂環族化合物のエポキシ化により調製されるものが挙げられる。このようなポリエポキシドは、フェノール性ではなく、脂環族オレフィンのエポキシ化、例えば酸素及びある種の金属触媒の作用により;過安息香酸の作用により;酸−アルデヒドモノ過酢酸又は過酢酸によって得られる。このようなポリエポキシドの例としては、公知のエポキシ脂環族エーテル又はエステルが挙げられる。   Another specific example is one prepared by epoxidation of an olefinically unsaturated alicyclic compound. Such polyepoxides are not phenolic and are obtained by epoxidation of cycloaliphatic olefins, for example by the action of oxygen and certain metal catalysts; by the action of perbenzoic acid; by acid-aldehyde monoperacetic acid or peracetic acid . Examples of such polyepoxides include known epoxy alicyclic ethers or esters.

更に他の具体例としては、エポキシ分子中にオキシアルキレン基を有するものが挙げられる。更に他の例としては、エポキシノボラック樹脂が挙げられる。このような樹脂はエピハロヒドリンとアルデヒド及び単官能又は多官能フェノール類の縮合物との反応により得られる。典型的な反応例としては、エピクロロヒドリンとフェノールホルムアルデヒド縮合物との反応が挙げられる。   Still other specific examples include those having an oxyalkylene group in the epoxy molecule. Still another example is an epoxy novolac resin. Such resins are obtained by reaction of epihalohydrins with condensates of aldehydes and monofunctional or polyfunctional phenols. A typical reaction example is a reaction between epichlorohydrin and a phenol formaldehyde condensate.

他の例としては、共重合性グリシジルアクリレート又はメタクリレートユニットを有するアクリル共重合体が挙げられる。これらのアクリル共重合体は、α、β−不飽和モノ−又はジ−カルボン酸のアルキルエステルとグリシジルアクリレート又はメタクリレートのいずれかとの反応により調製される。他のグリシジル含有共重合性モノマー、例えばジグリシジルイタコン酸及びジグリシジルマレエートを用いてもよい。このようなモノマーは必要により他の共重合性モノマー、例えばビニル芳香族化合物(例えば、スチレン又はビニルトルエン)又はアクリロニトリル又はメタクリロニトリルの存在下に共重合してもよい。   Other examples include acrylic copolymers having copolymerizable glycidyl acrylate or methacrylate units. These acrylic copolymers are prepared by reaction of an alkyl ester of α, β-unsaturated mono- or di-carboxylic acid with either glycidyl acrylate or methacrylate. Other glycidyl-containing copolymerizable monomers such as diglycidyl itaconic acid and diglycidyl maleate may be used. Such a monomer may be copolymerized in the presence of another copolymerizable monomer, for example, a vinyl aromatic compound (for example, styrene or vinyltoluene) or acrylonitrile or methacrylonitrile if necessary.

更に、変性エポキシ樹脂を用いても良い。変性エポキシ樹脂としては、エポキシ樹脂にリン酸もしくは低分子アルコール又はそれらの誘導体を反応させて得られる変性エポキシ樹脂や、ウレタン変性エポキシ樹脂を用いることができる。   Further, a modified epoxy resin may be used. As the modified epoxy resin, a modified epoxy resin obtained by reacting an epoxy resin with phosphoric acid, a low molecular alcohol, or a derivative thereof, or a urethane-modified epoxy resin can be used.

以上のエポキシ樹脂においては、好ましくは40℃を超え、より好ましくは50℃を超えるガラス転移温度を有する。ガラス転移温度が40℃以下では、耐薬品性が劣る場合がある。   The above epoxy resin preferably has a glass transition temperature exceeding 40 ° C, more preferably exceeding 50 ° C. When the glass transition temperature is 40 ° C. or lower, chemical resistance may be inferior.

硬化剤としては、メラミン樹脂やブロックイソシアネート樹脂を用いることが好ましい。   As the curing agent, it is preferable to use a melamine resin or a blocked isocyanate resin.

D−2.放熱性顔料
本発明において用いる放熱性顔料としては、酸化チタン、アルミナ、カーボンブラック、グラファイト等を用いることができるが、カーボンブラックやグラファイトを用いるのが好ましい。カーボンブラックとグラファイトは、樹脂皮膜中において一次粒子の状態では存在せず、個々の粒子が凝集した状態で存在する。
D-2. Heat-dissipating pigment As the heat-dissipating pigment used in the present invention, titanium oxide, alumina, carbon black, graphite or the like can be used, but carbon black or graphite is preferably used. Carbon black and graphite do not exist in the state of primary particles in the resin film, but exist in a state where individual particles are aggregated.

カーボンブラックは炭化水素原料を、チャンネル法、ファーネス法、熱分解法、アセチレン法等により熱分解することにより製造される黒色微粉末である。本発明において用いられるカーボンブラックの製造方法は、特に限定されるものではない。チャンネル法は、主として天然ガスを原料に用い、これを燃焼室内で多数のバーナーチップから不完全燃焼させ、適当な高さにおいて鉄製のチャンネルに衝突させて生成するカーボンブラックを付着させ、これを捕集する方法である。ファーネス法は、原料を耐火煉瓦で内張した炉内で、酸素が不足する状態で熱分解させる方法である。熱分解法は、完全に空気の供給を断ち、熱を他から供給して熱分解する方法である。アセチレン法は、アセチレンガスの熱分解による方法である。カーボンブラックの平均粒径(一次粒子径)は、105nm〜200nmが好ましい。平均粒径が105nm未満では、樹脂皮膜中のカーボンブラックの濃度を十分に高めることができず、放熱性が劣る場合がある。一方、平均粒径が200nmを超えると、放熱性の効果が飽和するだけでなくコストアップを招く。   Carbon black is a fine black powder produced by pyrolyzing a hydrocarbon raw material by a channel method, a furnace method, a thermal decomposition method, an acetylene method or the like. The method for producing carbon black used in the present invention is not particularly limited. In the channel method, natural gas is mainly used as a raw material, and this is incompletely burned from a large number of burner chips in a combustion chamber, and carbon black produced by colliding with an iron channel at an appropriate height is attached and captured. It is a way to collect. The furnace method is a method in which a raw material is thermally decomposed in a state where oxygen is insufficient in a furnace lined with refractory bricks. The thermal decomposition method is a method in which the supply of air is completely cut off and heat is supplied from another to perform thermal decomposition. The acetylene method is a method by thermal decomposition of acetylene gas. The average particle size (primary particle size) of carbon black is preferably 105 nm to 200 nm. If the average particle size is less than 105 nm, the concentration of carbon black in the resin film cannot be sufficiently increased, and the heat dissipation may be inferior. On the other hand, when the average particle diameter exceeds 200 nm, not only the heat dissipation effect is saturated but also the cost is increased.

グラファイトは、六方晶系の六角板状結晶で、構造は、亀の甲状の層状物質で層毎の面内は、強い共有結合で炭素間が繋がっており、層と層の間は、弱いファンデルワールス力で結合したものである。グラファイトの種類は特に限定されるものではないが、例えば、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、粒状黒鉛、土状黒鉛等が用いられる。グラファイトの平均粒径は、1μm〜5μmが好ましい。平均粒径が小さいほど曲げ加工性に優れるが、平均粒径が1μm未満では曲げ加工性の効果が飽和するだけでなくコストアップを招く。一方、平均粒径が5μmを超えると、曲げ加工性が劣る場合がある。   Graphite is a hexagonal hexagonal plate-like crystal, and the structure is a turtle-shell-like layered substance. In each plane, carbon is connected by strong covalent bonds, and a weak van der is between layers. It is connected by the Waals force. The type of graphite is not particularly limited, and for example, scaly graphite, scaly graphite, granular graphite, earthy graphite and the like are used. The average particle diameter of graphite is preferably 1 μm to 5 μm. The smaller the average particle diameter is, the better the bending workability is. However, if the average particle diameter is less than 1 μm, the effect of the bending workability is saturated and the cost is increased. On the other hand, if the average particle size exceeds 5 μm, bending workability may be inferior.

D−3.6≦(23.4−δ)×(t)/(m)≦127<式(1)>
本発明においては、エポキシ樹脂のSP値δ(<cal/cm1/2)と、樹脂皮膜の膜厚t(μm)と、エポキシ樹脂100質量部に対する放熱性顔料の質量部m(−)が上記式(1)を満たす必要がある。式(1)は、10≦(23.4−δ)×(t)/(m)≦110を満たすのが好ましく、15≦(23.4−δ)×(t)/(m)≦100を満たすのがより好ましい。(23.4−δ)×(t)/(m)<6では、耐薬品性に劣る。一方、(23.4−δ)×(t)/(m)>127では、放熱性及び耐薬品性に劣る。
D-3.6 ≦ (23.4−δ) × (t) / (m) ≦ 127 <Expression (1)>
In the present invention, the SP value δ (<cal / cm 3 > 1/2 ) of the epoxy resin, the film thickness t (μm) of the resin film, and the mass part m (− of the heat-dissipating pigment with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin. ) Must satisfy the above formula (1). Formula (1) preferably satisfies 10 ≦ (23.4−δ) × (t) / (m) ≦ 110, and 15 ≦ (23.4−δ) × (t) / (m) ≦ 100. It is more preferable to satisfy. When (23.4−δ) × (t) / (m) <6, the chemical resistance is poor. On the other hand, (23.4-δ) × (t) / (m)> 127 is inferior in heat dissipation and chemical resistance.

式(1)中の23.4(<cal/cm1/2)は水のSP値であり、23.4−δが大きい程、水との親和性が低くなる。本発明が用いられる車載部品に必要とされる耐薬品性は、硫酸水溶液に対する耐性であり、水との親和性が低い程、硫酸水溶液は樹脂皮膜中を浸透し難く、樹脂皮膜厚が厚い程、アルミニウム基材に到達するまでの時間がかかるため、耐薬品性において優れる。これに対して、放熱性顔料の添加量、すなわち、エポキシ樹脂100質量部に対する放熱性顔料の質量部mが多い程、樹脂皮膜の不均一構造が増し、この不均一構造中を硫酸水溶液が透過し易くなるため、耐薬品性が劣る。一方、樹脂皮膜の輻射率はtやmに依存するため、高度に、放熱性、耐薬品性及び耐高温水性を満たすためには、ベース樹脂にエポキシ樹脂を用いつつ(1)式を満足する必要がある。 In formula (1), 23.4 (<cal / cm 3 > 1/2 ) is the SP value of water, and the larger 23.4-δ, the lower the affinity with water. The chemical resistance required for the in-vehicle parts in which the present invention is used is resistance to a sulfuric acid aqueous solution. The lower the affinity with water, the harder the sulfuric acid aqueous solution penetrates into the resin film, and the thicker the resin film thickness is. Since it takes time to reach the aluminum substrate, the chemical resistance is excellent. On the other hand, as the amount of the heat dissipating pigment added, that is, as the mass part m of the heat dissipating pigment with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin increases, the non-uniform structure of the resin film increases, and the aqueous sulfuric acid solution permeates through this non-uniform structure. Chemical resistance is poor. On the other hand, since the emissivity of the resin film depends on t and m, in order to satisfy heat dissipation, chemical resistance, and high-temperature water resistance, the formula (1) is satisfied while using an epoxy resin as the base resin. There is a need.

D−3−1.SP値
本発明で用いられるSP値(solubility parameter、溶解性パラメータ)とは、溶解性の尺度となるものである。なお、ベース樹脂が2種以上の混合物の場合におけるSP値は、それぞれのベース樹脂の溶解性パラメータの加重平均値をSP値とする。
D-3-1. SP value The SP value (solubility parameter) used in the present invention is a measure of solubility. In addition, SP value in case base resin is a 2 or more types of mixture makes SP value the weighted average value of the solubility parameter of each base resin.

SP値は、樹脂0.5gを100mlビーカーに秤量し、良溶媒(2種類の良溶媒、例えば、ジオキサン、アセトンを用いる)10mlをホールピペットで加え、マグネティックスターラーにより攪拌溶解した後に、貧溶媒(2種類の貧溶媒、例えば、n−ヘキサン、イオン交換水を用いる)50mlをビュレットを用いてを滴下し、濁りが生じた点を滴下量とする。なお、測定温度は、20℃とする。SP値δは、下記の式(2)〜(4)式によって与えられる。
δ={(1/2)(Vm1・δm1+Vmh・δmh)}/{(1/2)(Vml+Vmh)}
=(Vm1・δm1+Vmh・δmh)/(Vml+Vmh) (2)
Vm=V1V2/(φ1V2+φ2V1) (3)
δm=φ1δ1+φ2δ2 (4)
:各溶媒の分子容積(ml/mol)、なお、iは、式(3)における1又は

φ:濁点における各溶媒の体積分率、なお、iは、式(3)、(4)における1
又は2
δ:各溶媒のSP値、なお、iは、式(4)における1又は2
ml:良溶媒混合系
mh:貧溶媒混合系
ここで、Vml、δmlとは、二種の良溶媒混合系(例えば、1:ジオキサン、2:アセトン)を用いた場合を指し、Vmh、δmhとは、二種類の貧溶媒混合系(例えば、1:n−ヘキサン、2:イオン交換水)を用いた場合を指す。
The SP value is obtained by weighing 0.5 g of resin in a 100 ml beaker, adding 10 ml of a good solvent (using two kinds of good solvents such as dioxane and acetone) with a whole pipette, stirring and dissolving with a magnetic stirrer, 50 ml of two kinds of poor solvents (for example, n-hexane and ion-exchanged water are used) are added dropwise using a burette, and the point at which turbidity is generated is defined as the dropping amount. The measurement temperature is 20 ° C. The SP value δ is given by the following equations (2) to (4).
δ = {(1/2) (V m1 · δ m1 + V mh · δ mh )} / {(1/2) (V ml + V mh )}
= (V m1 · δ m1 + V mh · δ mh ) / (V ml + V mh ) (2)
Vm = V1V2 / (φ1V2 + φ2V1) (3)
δm = φ1 δ1 + φ2δ2 (4)
V i : Molecular volume of each solvent (ml / mol), where i is 1 in Formula (3) or
2
φ i : Volume fraction of each solvent at the cloud point, where i is 1 in the equations (3) and (4)
Or 2
δ i : SP value of each solvent, where i is 1 or 2 in formula (4)
ml: good solvent mixed system mh: poor solvent mixed system Here, V ml and δ ml refer to the case where two good solvent mixed systems (for example, 1: dioxane, 2: acetone) are used, and V mh , Δ mh refers to a case where two types of poor solvent mixed systems (for example, 1: n-hexane, 2: ion-exchanged water) are used.

本発明で用いられるエポキシ樹脂のSP値は、10.7〜11.2の範囲であることが好ましく、10.8〜11.1の範囲であることがより好ましい。   The SP value of the epoxy resin used in the present invention is preferably in the range of 10.7 to 11.2, and more preferably in the range of 10.8 to 11.1.

D−3−2.膜厚
本発明で用いる樹脂皮膜の厚さは、12μm〜40μmの範囲が好ましく、16μm〜30μmの範囲がより好ましい。この厚さが12μm未満では、耐薬品性が劣る場合があり、40μmを超えると加工性が劣る場合がある。
D-3-2. Film thickness The thickness of the resin film used in the present invention is preferably in the range of 12 μm to 40 μm, and more preferably in the range of 16 μm to 30 μm. If this thickness is less than 12 μm, chemical resistance may be inferior, and if it exceeds 40 μm, workability may be inferior.

D−3−3.エポキシ樹脂100質量部に対する放熱性顔料の質量部m
本発明で用いられる放熱性顔料の添加量、すなわち、エポキシ樹脂100質量部に対する放熱性顔料の質量部(m)は、4質量部〜26質量部が好ましいく、6質量部〜22質量部がより好ましい。4質量部未満では放熱性が劣る場合があり、26質量部を超えると均一な樹脂皮膜が得られない場合がある。
D-3-3. Mass part m of heat-dissipating pigment with respect to 100 parts by mass of epoxy resin
The addition amount of the heat dissipating pigment used in the present invention, that is, the heat dissipating pigment mass part (m) with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin is preferably 4 to 26 parts by mass, and 6 to 22 parts by mass. More preferred. If it is less than 4 parts by mass, the heat dissipation may be inferior, and if it exceeds 26 parts by mass, a uniform resin film may not be obtained.

E.製造方法
本発明に係るプレコートアルミニウム材は、上述のように、アルミニウム基材の表面にスプレー法又は浸漬法によって化成皮膜を形成する。次いで、この化成皮膜上に樹脂皮膜形成用の液状の塗料組成物を塗布し、それを焼き付けることによって樹皮皮膜を形成することによって製造される。なお、化成皮膜とその上の樹脂皮膜は、アルミニウム基材の一方の表面に形成してもよく、或いは、両方の表面に形成してもよい。
E. Manufacturing method As mentioned above, the precoat aluminum material which concerns on this invention forms a chemical conversion film on the surface of an aluminum base material by the spray method or the immersion method. Next, a liquid coating composition for forming a resin film is applied onto the chemical film, and the bark film is formed by baking it. The chemical conversion film and the resin film thereon may be formed on one surface of the aluminum substrate, or may be formed on both surfaces.

E−1.塗料組成物
本発明における樹脂皮膜形成用の液状の塗料組成物は、塗料成分を溶剤に溶解又は分散させて調製される。塗料成分とは、ベース樹脂であるエポキシ樹脂及び放熱性顔料を必須成分として含有し、添加剤として、インナーワックス、ハジキ防止剤、体質顔料、分散安定剤等を更に含有してもよい。溶剤は、各塗料成分を溶解又は分散できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、炭化水素、アルコール、ケトン、エステル等を用いることができる。塗料組成物において、塗料成分を含む塗料固形分が10〜60質量%、好ましくは15〜55質量%となるように溶剤量を適宜選択することが好ましい。
E-1. Coating Composition The liquid coating composition for forming a resin film in the present invention is prepared by dissolving or dispersing a coating component in a solvent. The paint component contains an epoxy resin as a base resin and a heat dissipating pigment as essential components, and may further contain an inner wax, a repellency inhibitor, an extender pigment, a dispersion stabilizer, and the like as additives. The solvent is not particularly limited as long as it can dissolve or disperse each paint component. For example, hydrocarbons, alcohols, ketones, esters and the like can be used. In the coating composition, it is preferable to appropriately select the amount of the solvent so that the solid content of the coating material including the coating component is 10 to 60% by mass, preferably 15 to 55% by mass.

E−2.塗装方法
アルミニウム基材の表面に塗料組成物を塗布する方法としては、膜厚の均一性に優れ、生産性が良好なロールコート方式が好ましい。ロールコート方式では、塗料組成物をパンに貯めておき、ピックアップロールによりパンから塗料組成物をかき上げてアプリケーターロールに転写し、転写した塗料組成物をアルミニウム基材の表面に塗布する。アルミニウム基材の搬送は、バックアップロールを用いて行なう。なお、ロールコート方式の他に、グラビアロール方式、ナチュラルコート方式等の方法で塗布してもよく、バーコータで塗布してもよい。
E-2. Coating method As a method of applying the coating composition to the surface of the aluminum base material, a roll coating method having excellent film thickness uniformity and good productivity is preferable. In the roll coating method, the coating composition is stored in a pan, the coating composition is scraped from the pan by a pick-up roll, transferred to an applicator roll, and the transferred coating composition is applied to the surface of an aluminum substrate. The aluminum substrate is conveyed using a backup roll. In addition to the roll coat method, it may be applied by a method such as a gravure roll method or a natural coat method, or may be applied by a bar coater.

アルミニウム基材に塗布した塗料組成物は、熱風乾燥機内で乾燥することにより焼き付けられる。焼付けにおける最高到達板温度は、好ましくは200〜310℃、より好ましくは210〜300℃であり、焼付時間は、好ましくは20〜100秒、より好ましくは40〜90秒である。焼付けに用いる加熱方法は、熱風乾燥機による加熱方法の他に、赤外線加熱や高周波誘導加熱によるものであってもよい。   The coating composition applied to the aluminum substrate is baked by drying in a hot air dryer. The maximum reached plate temperature in baking is preferably 200 to 310 ° C, more preferably 210 to 300 ° C, and the baking time is preferably 20 to 100 seconds, more preferably 40 to 90 seconds. The heating method used for baking may be infrared heating or high frequency induction heating in addition to the heating method using a hot air dryer.

F.車載部品
本発明に係るプレコートアルミニウム材を打ち抜き加工、曲げ加工、絞り加工等のプレス加工を施すことによって、車載部品を形成する。このような車載部品は、例えばパワーコントロールユニット(PCU)の筐体用のカバーとして用いられる。このカバーの形状や大きさは、特に限定されるものではない。このカバーは、例えば、ネジ止めや接着剤等を用いてアルミダイカストによって作製された筐体のボトムケースに接合される。
F. In-vehicle component An in-vehicle component is formed by subjecting the precoated aluminum material according to the present invention to press processing such as punching, bending, and drawing. Such an in-vehicle component is used as a cover for a casing of a power control unit (PCU), for example. The shape and size of the cover are not particularly limited. This cover is joined to a bottom case of a housing made by aluminum die casting using, for example, screwing or an adhesive.

以下、本発明例及び比較例に基づいて、本発明の実施例を詳細に説明する。   Examples of the present invention will be described in detail below based on examples of the present invention and comparative examples.

本発明例1〜6及び比較例1〜4
アルミニウム基材の表面に、化成皮膜と樹脂皮膜を以下のようにして形成した。アルミニウム板(JIS A1050P H24、厚さ:2.0mm)を弱アルカリ性の脱脂液で脱脂処理し、次いで水洗した。このアルミニウム板を、市販のりん酸クロメート化成処理液(日本パーカライジング社製、パルコート3700)中に、50℃で20秒間浸漬して化成処理を施した。次いで、これを水洗後に室温で乾燥した。
Invention Examples 1-6 and Comparative Examples 1-4
A chemical conversion film and a resin film were formed on the surface of the aluminum base as follows. An aluminum plate (JIS A1050P H24, thickness: 2.0 mm) was degreased with a weak alkaline degreasing solution, and then washed with water. This aluminum plate was subjected to a chemical conversion treatment by immersing it in a commercially available phosphoric acid chromate chemical conversion treatment solution (Nippon Parkerizing, Palcoat 3700) at 50 ° C. for 20 seconds. Then, this was washed with water and dried at room temperature.

次に、化成処理したアルミニウム板に、焼付乾燥後の膜厚が表1に示すものとなるように、表1に示すベース樹脂と放熱性顔料(カーボンブラック、旭カーボン社製、SB220、平均粒径122nm)を有機溶剤(シクロヘキサノンとトルエンの混合溶剤)に分散させた塗料組成物をバーコータによって塗布し、最高到達板温度を230℃、焼付時間を60秒として熱風乾燥機内において焼付け、プレコートアルミニウム板試料を作製した。   Next, the base resin and the heat-dissipating pigment (carbon black, manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd., SB220, average particle size) shown in Table 1 are formed on the chemically treated aluminum plate so that the film thickness after baking and drying is as shown in Table 1. A coating composition in which a diameter of 122 nm) is dispersed in an organic solvent (a mixed solvent of cyclohexanone and toluene) is applied by a bar coater and baked in a hot air dryer at a maximum reached plate temperature of 230 ° C. and a baking time of 60 seconds. A sample was prepared.

Figure 2018202827
Figure 2018202827

樹脂皮膜の厚さは、塗布する塗料組成物の量を変えることで調整した。また、ベース樹脂と放熱性顔料の質量部の割合は、表1に示す通りである。なお、塗料組成物におけるベース樹脂と放熱性顔料の合計固形分は、50質量%とした。   The thickness of the resin film was adjusted by changing the amount of the coating composition to be applied. Moreover, the ratio of the mass part of base resin and a heat-radiating pigment is as showing in Table 1. The total solid content of the base resin and the heat dissipating pigment in the coating composition was 50% by mass.

得られた試料について、耐薬品性、放熱性及び耐高温水性を後述の方法で評価した。○及び△を合格とし、×を不合格とした。結果を、表1に示す。   About the obtained sample, chemical-resistance, heat dissipation, and high temperature aqueous resistance were evaluated by the method of the below-mentioned. ○ and Δ were accepted, and x was rejected. The results are shown in Table 1.

<耐薬品性>
試料を5cm×10cmの大きさに切断し、エッジをシールし、20%硫酸水溶液中に浸漬させて、70℃で24時間保管した後に、樹脂皮膜外観を以下の基準で目視評価した。
○:変化なし
△:腐食面積率が50%を超え100%未満
×:腐食面積率が50%以下
<Chemical resistance>
The sample was cut into a size of 5 cm × 10 cm, the edge was sealed, immersed in a 20% sulfuric acid aqueous solution and stored at 70 ° C. for 24 hours, and then the appearance of the resin film was visually evaluated according to the following criteria.
○: No change △: Corrosion area ratio exceeds 50% and less than 100% ×: Corrosion area ratio is 50% or less

<放熱性>
試料を10cm×10cmの大きさに切断し、放射率計(DandSAERD:京都電子工業株式会社製)を用いて室温で放射率を測定し、以下の基準で評価した。
○:0.8以上
△:0.7以上0.8未満
×:0.7未満
<Heat dissipation>
The sample was cut into a size of 10 cm × 10 cm, the emissivity was measured at room temperature using an emissometer (DandSAERD: manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.), and evaluated according to the following criteria.
○: 0.8 or more Δ: 0.7 or more and less than 0.8 ×: less than 0.7

<耐高温水性>
試料を5cm×10cmの大きさに切断し、プレッシャクッカー試験を実施し、外観を以下の基準で評価した。なお、試験時間は120時間とした。
○:塗膜剥離が認められず、かつ、変色も認められない。
×:塗膜剥離及び変色の少なくとも一方が認められる。
<High temperature water resistance>
The sample was cut into a size of 5 cm × 10 cm, a pressure cooker test was performed, and the appearance was evaluated according to the following criteria. The test time was 120 hours.
○: No peeling of the coating film is observed, and no discoloration is observed.
X: At least one of coating film peeling and discoloration is recognized.

本発明例1〜6では、本発明の構成要件を満たすので、耐薬品性、放熱性及び耐高温水性がいずれも合格であった。これに対して比較例1〜4では、耐薬品性、放熱性及び耐高温水性の何れかが不合格であった。   In Inventive Examples 1 to 6, since the structural requirements of the present invention were satisfied, the chemical resistance, heat dissipation and high temperature water resistance were all acceptable. On the other hand, in Comparative Examples 1-4, any one of chemical resistance, heat dissipation, and high-temperature water resistance was rejected.

比較例1では、(23.4−δ)×(t)/(m)が127を超えたため、放熱性が不合格となった。   In Comparative Example 1, since (23.4−δ) × (t) / (m) exceeded 127, the heat dissipation performance was rejected.

比較例2では、(23.4−δ)×(t)/(m)が6未満であったため、耐薬品性が不合格となった。   In Comparative Example 2, since (23.4−δ) × (t) / (m) was less than 6, chemical resistance was rejected.

比較例3及び4では、ベース樹脂にエポキシ樹脂ではない樹脂を用いたため、(23.4−δ)×(t)/(m)が6未満であったため、耐薬品性と耐高温水性が不合格となった。   In Comparative Examples 3 and 4, since a resin that is not an epoxy resin was used as the base resin, (23.4-δ) × (t) / (m) was less than 6, and thus the chemical resistance and high-temperature water resistance were poor. Passed.

本発明に係るプレコートアルミニウム材は、車載部品である、例えばパワーコントロールユニット(PCU)の筐体カバー等に好適に用いられる。   The pre-coated aluminum material according to the present invention is suitably used for, for example, a housing cover of a power control unit (PCU) which is an in-vehicle component.

Claims (3)

アルミニウム基材と、当該アルミニウム基材の表面に形成された化成皮膜と、当該化成皮膜上に形成された樹脂皮膜とを備えるプレコートアルミニウム材であって、前記樹脂皮膜が、ベース樹脂であるエポキシ樹脂と、放熱性顔料とを含み、エポキシ樹脂のSP値δ(<cal/cm1/2)と、樹脂皮膜の膜厚t(μm)と、エポキシ樹脂100質量部に対する放熱性顔料の質量部mが下記式(1)を満たすことを特徴とするプレコートアルミニウム材。
6≦{(23.4−δ)×(t)}/(m)≦127 (1)
An epoxy resin comprising an aluminum base material, a chemical conversion film formed on the surface of the aluminum base material, and a resin film formed on the chemical conversion film, wherein the resin film is a base resin And the heat-dissipating pigment, the SP value δ (<cal / cm 3 > 1/2 ) of the epoxy resin, the film thickness t (μm) of the resin film, and the mass of the heat-dissipating pigment relative to 100 parts by mass of the epoxy resin The pre-coated aluminum material, wherein the part m satisfies the following formula (1).
6 ≦ {(23.4−δ) × (t)} / (m) ≦ 127 (1)
請求項1に記載のプレコートアルミニウム材を用いた車載部品。   A vehicle-mounted component using the precoated aluminum material according to claim 1. プレコートアルミニウム材のプレス加工品である、請求項2に記載の車載部品。   The in-vehicle component according to claim 2, which is a press-processed product of a pre-coated aluminum material.
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