JP7153739B2 - ケイ素鋼用の水溶性環境保全型自己接着絶縁塗料 - Google Patents
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Description
ケイ素鋼用の水溶性環境保全型自己接着絶縁塗料であって、熱硬化型水性成膜樹脂、熱可塑型水性成膜樹脂、無機ナノ粒子、助剤、溶媒及び純水を含み、前記熱硬化型水性成膜樹脂の固形分重量は、塗料の総重量の0.1~50%を占め、前記熱可塑型水性成膜樹脂の固形分重量は、塗料の総重量の0.1~60%を占め、前記無機ナノ粒子の固形分重量は、塗料の総重量の0.1~10%を占め、前記助剤及び溶媒の重量は、塗料の総重量の5~25%を占め、残りは純水であるケイ素鋼用の水溶性環境保全型自己接着絶縁塗料。
本発明では、熱可塑型水性成膜樹脂を加えて自己接着性絶縁塗料を製造し、製造した自己接着性コーティング膜は、膜厚が1~4μmである場合、高い接着強度(2~4.2N/mm)及び高い絶縁性(表面絶縁抵抗≧30Ω.cm2/枚)を有し、従って、比較的薄い自己接着性コーティング膜で、絶縁性、耐熱性、耐食性などの基本的な特性を確保した上で、より高い接着強度が得られ、そして、鉄心の積層工程の後に二次硬化成形するときに、ケイ素鋼板の端部で自己接着性コーティングのブリードアウトがなく、鉄心の積層工程の後に二次硬化成形するときに、過度に高い圧力、過度に高い温度を負荷する必要がなく、そして、硬化時間を縮み、ユーザーの使用条件を低減させ、鉄心の加工効率を向上させる。
熱硬化型水性成膜樹脂、熱可塑型水性成膜樹脂、無機ナノ粒子、助剤、溶媒及び水から構成される塗料の配合処方は、表1~2に示される。各種類の成分を均一に撹拌混合し、塗布液を調製しておく(無機ナノ粒子は、純水に高速分散させておき、次に分散液の形態で加えることができる)。
実施例3及び比較例3の塗料配合処方を選んで用い、塗布液を2本ロール又は3本ロール型ロールコータでM300-35A高級ケイ素鋼帯の表面に塗布し、直火式ベーク炉又は赤外乾燥炉を用いて180~260℃の板温条件でベークして1次硬化して成膜し、コーティングの膜厚が異なる鋼板を得るように調整した。二次硬化には、金型外の通常の硬化プロセスを用い、4Barの圧力負荷を印加し、200℃で1.5時間保温した。
実施例3及び比較例3の塗料配合処方を選んで用い、塗布液を2本ロール又は3本ロール型ロールコータでM300-35A高級ケイ素鋼帯の表面に塗布し、直火式ベーク炉又は赤外乾燥炉を用いて180~260℃の板温条件でベークして1次硬化して成膜し、コーティングの片面の乾燥膜厚を3~3.5μmに制御した。以下の金型外の通常の二次硬化プロセスを採用した。a)負荷圧力が6Bar、硬化保温時間が1.5時間であが、異なる硬化温度を与え、硬化温度と接着強度の関係を図3に示し、b)200℃で1.5時間保温し、異なる圧力負荷を印加し、負荷圧力と接着強度の関係を図4に示した。
Claims (21)
- ケイ素鋼用の水溶性環境保全型自己接着絶縁塗料であって、
熱硬化型水性成膜樹脂、熱可塑型水性成膜樹脂、無機ナノ粒子、助剤、溶媒及び純水を含み、
前記熱硬化型水性成膜樹脂の固形分重量は、塗料の総重量の0.1~50%を占め、前記熱可塑型水性成膜樹脂の固形分重量は、塗料の総重量の0.1~60%を占め、前記無機ナノ粒子の固形分重量は、塗料の総重量の0.1~10%を占め、前記助剤及び溶媒の重量は、塗料の総重量の5~25%を占め、残りは純水であり、
前記熱可塑型水性成膜樹脂は、ポリビニルアセテート、ポリウレタンのうちの1種又は複数種の共重合体であることを特徴とするケイ素鋼用の水溶性環境保全型自己接着絶縁塗料。 - 前記熱硬化型水性成膜樹脂の固形分重量は、塗料の総重量の5~20%を占めることを特徴とする請求項1に記載のケイ素鋼用の水溶性環境保全型自己接着絶縁塗料。
- 前記熱可塑型水性成膜樹脂の固形分重量は、塗料の総重量の20~40%を占めることを特徴とする請求項1に記載のケイ素鋼用の水溶性環境保全型自己接着絶縁塗料。
- 前記熱可塑型水性成膜樹脂の固形分重量は、熱硬化型水性成膜樹脂+熱可塑型水性成膜樹脂の合計重量の20~95%を占めることを特徴とする請求項1に記載のケイ素鋼用の水溶性環境保全型自己接着絶縁塗料。
- 前記無機ナノ粒子の固形分重量は、塗料の総重量の2~6%を占めることを特徴とする請求項1に記載のケイ素鋼用の水溶性環境保全型自己接着絶縁塗料。
- 前記熱硬化型水性成膜樹脂は、エポキシ樹脂及び硬化剤を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のケイ素鋼用の水溶性環境保全型自己接着絶縁塗料。
- 前記エポキシ樹脂の固形分重量は、熱硬化型水性成膜樹脂の重量の80~99%を占めることを特徴とする請求項6に記載のケイ素鋼用の水溶性環境保全型自己接着絶縁塗料。
- 前記エポキシ樹脂は、エポキシ当量が100~2000g/eq、重量平均分子量Mwが200~4000、官能性が2~3であることを特徴とする請求項6又は7に記載のケイ素鋼用の水溶性環境保全型自己接着絶縁塗料。
- 前記硬化剤は、ジシアンジアミド、アミノ樹脂、イミダゾール、ポリイソシアナートのうちの1種又は複数種であることを特徴とする請求項6に記載のケイ素鋼用の水溶性環境保全型自己接着絶縁塗料。
- 前記熱可塑型水性成膜樹脂は、ポリウレタン共重合エラストマーであることを特徴とする請求項1に記載のケイ素鋼用の水溶性環境保全型自己接着絶縁塗料。
- 前記ポリウレタン共重合エラストマーは、
ポリエステルジオール、機能性モノマーであるジメチロールプロピオン酸、及び親水性機能性モノマーであるジイソシアネートから構成されるイソシアネート基NCO末端プレポリマーと、
中和剤であるトリエチルアミンと、
鎖延長剤であるトリメチロールプロパン(TMP)と
から構成される水性ポリウレタン共重合エラストマーである請求項10に記載のケイ素鋼用の水溶性環境保全型自己接着絶縁塗料。 - 前記ポリウレタン共重合エラストマーは、重量平均分子量が2~8万、成膜温度が常温~200℃、開環温度が120~180℃であることを特徴とする請求項11に記載のケイ素鋼用の水溶性環境保全型自己接着絶縁塗料。
- 前記ジメチロールプロピオン酸の質量は、前記ポリエステルジオール、ジメチロールプロピオン酸及びジイソシアネートの総質量の4~8%を占めることを特徴とする請求項11に記載のケイ素鋼用の水溶性環境保全型自己接着絶縁塗料。
- 前記親水性機能性モノマーであるジイソシアネートは、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、又はイソホロンジイソシアネートであることを特徴とすることを特徴とする請求項11に記載のケイ素鋼用の水溶性環境保全型自己接着絶縁塗料。
- 前記ポリエステルジオールのヒドロキシル価が100~200mgKOH/gであることを特徴とする請求項11に記載のケイ素鋼用の水溶性環境保全型自己接着絶縁塗料。
- 前記ジイソシアネートのイソシアネート基と、ポリエステルジオール及びジメチロールプロピオン酸のヒドロキシ基とのモル比が4:3~5:4であることを特徴とする請求項11に記載のケイ素鋼用の水溶性環境保全型自己接着絶縁塗料。
- プレポリマー中のイソシアネート基と、トリメチロールプロパンに含まれるヒドロキシ基とのモル比が1:1であることを特徴とする請求項11に記載のケイ素鋼用の水溶性環境保全型自己接着絶縁塗料。
- 前記無機ナノ粒子は、TiO2、ZnO、SiO2、Al2O3、ZrO2、Fe3O4、CaCO3、Cr2O3のうちの少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載のケイ素鋼用の水溶性環境保全型自己接着絶縁塗料。
- 前記助剤及び溶媒には、エチレングリコールが含まれ、エチレングリコールの使用量が塗料の総重量の0.1~3.5%であることを特徴とする請求項1に記載のケイ素鋼用の水溶性環境保全型自己接着絶縁塗料。
- 前記助剤は、消泡剤、湿潤剤、レベリング剤、増粘剤、沈降防止剤、フラッシュ錆抑制剤のうちの少なくとも1種であることを特徴とする請求項1又は19に記載のケイ素鋼用の水溶性環境保全型自己接着絶縁塗料。
- 前記溶媒は、エチレングリコールを含み、グリセリン、酸化プロピレン、n-ブチルアルコール、イソブタノール、イソプロパノール、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールブチルエーテル、トリグリコールエチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートのうちの少なくとも1種をさらに含むことを特徴とする請求項1又は19に記載のケイ素鋼用の水溶性環境保全型自己接着絶縁塗料。
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