KR20140085165A - 무방향성 전기강판용 절연피막 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무방향성 전기강판용 절연피막 조성물에 관한 것으로, 수분산 유기물 100중량부에 대하여 0.01~50중량부의 반응성 유기실란 및 금속 킬레이트 화합물의 혼합물과 10~150중량부의 콜로이드상 무기물을 포함하는 무방향성 전기강판용 절연피막 조성물이 개시된다.

Description

무방향성 전기강판용 절연피막 조성물{INSULATION FILM COMPOSITION FOR NON-ORIENTED ELECTRICAL STEEL STEET}
본 발명은 무방향성 전기강판용 절연피막 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수분산 유기물, 반응성 유기실란, 금속 킬레이트 화합물 및 콜로이드상 무기물을 포함하는 무방향성 전기강판용 절연피막 조성물에 관한 것이다.
무방향성 전기강판은 압연판 위의 모든 방향으로 자기적 성질이 균일한 강판으로 모터, 발전기의 철심, 전동기, 소형변압기 등에 널리 사용되는데, 타발가공 후 자기적 특성의 향상을 위해 SRA을 실시하여야 하는 것과 SRA에 의한 자기적 특성 효과보다 열처리에 따른 경비 손실이 클 경우 SRA를 생략하는 두 가지 형태로 구동모터, 가전, 대형모터 수요가에서 구분하여 사용하고 있다.
절연피막 형성은 제품의 마무리 제조공정에 해당하는 과정으로서 통상 와전류의 발생을 억제시키는 전기적 특성 이외에 소정의 형상으로 타발가공 후 다수를 적층하여 철심으로 만들 때, 금형의 마모를 억제하는 연속타발 가공성과 강판의 가공응력을 제거하여 자기적 특성을 회복시키는 SRA 과정 후 철심강판간 밀착하지 않는 내젖음성(sticking) 및 표면 밀착성 등을 요구한다. 이러한 기본적인 특성 외에 제조회사적인 측면에서는 코팅용액의 우수한 도포 작업성과 배합 후 장시간 사용 가능한 용액 안정성 등도 요구된다.
일반적으로 무방향성 절연피막은 적층되는 철판 사이의 층간 절연을 주목적으로 하고 있으나, 소형 전동기기의 사용이 확대되면서 절연성 뿐만 아니라, 가공성, 용접성, 내식성에 유리한 피막 성능을 주요한 물성으로 평가하게 되었으며, 최근 들어서는 강판 표면의 품질 또한, 사용 특성에 영향을 미치면서 표면품질이 우수한 전기강판을 요구하게 되었다.
한편, 유/무기 하이브리드 수용성 수지로 구성된 코팅층은 나노 크기의 무기질 입자가 코팅층 내에 아주 치밀하고 균일하게 형성되어 있어, 외부의 압력이나 열적 안정성에 유리하다. 특히, 나노크기 무기물 입자가 균일하게 분포된 코팅층은 높은 절연 특성을 나타내고 있다. 이는 코팅층 내의 무기질 입자들이 결정 (Crystalline) 또는 무정형(Amorphous) 형태로 존재하여 코팅층 내의 전류(전자)의 흐름을 연속적으로 방해(Barrier)하여 절연 특성을 향상시키기 때문이다.
실리콘 또는 불소수지를 제외한 대부분의 유기고분자는 300℃이상의 고온에서 열화가 진행되어 변색되거나 표면경도가 약해지는 문제점을 가지고 있고 무기물은 내열성, 화학적안정성, 열전도성, 절연성 등은 우수하지만 취성이 강하고 박막화가 어렵고 저온소성이 되지 않는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하고 상호물성을 보완하기 위해서 유기 고분자수지에 무기물을 혼합하여 유/무기 하이브리드 재료를 만들었는데, 유기물과 무기물은 표면특성 및 표면에너지 차이가 커서 두 물질 계면에서의 물성 제어가 어려우며 무기물 입자가 작아지면 표면적이 커져 소수성의 고분자에 균일 분산이 되지 않는다.
또한, 무기물 입자 표면은 일반적으로 하이드록시기로 이루어져 있는데 pH 7이상에서는 음전하를 띠어 인산염과 같은 산성 무기졸과의 상용성과 안정성이 취약하여 안정적인 물성확보가 곤란하였다.
종래의 유/무기 하이브리드 재료는 물과 촉매에 의해 가수분해반응, 축합반응을 거쳐 졸 용액을 제조한 후 경화시키는 졸-겔법이 사용되었다. 미국특허 제 6,054,253호, 제5,774,603호, 제6,309,803호에 이러한 졸-겔법을 이용하여 제조된 유/무기 복합고분자를 적용시키는 방법을 제시하고 있으나 수분차폐성과 코팅막의 기계적 물성에 한계가 있었다.
또한, 유/무기 조성물에 대한 특허(대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 특2002-0042732호)가 공지되어 있으나, 무기표면 개질제와 유기가교 결합제의 혼합용액을 수분산 나노입자 무기물졸에 첨가함으로써 유기가교결합제로 고분자수지를 사용하기가 한계가 있으며 무기물 입자가 커지면 용액이 불안정해지고 코팅도막의 광학특성과 표면조도가 나빠지며, 무기물 표면에서의 금속이온이나 이온성 화합물에 대한 배제가 어렵고 유/무기 하이브리드 재료가 화학적으로 결합하고 있는 상태가 아니므로 수지의 장기신뢰성 유지가 어려운 문제가 있었다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명은 수분산된 유기수지 표면을 유기 반응성 실란 또는 킬레이트 화합물로 개질시키고, 콜로이드상 무기물을 물과 촉매를 통해 반응시켜 무기물 입자가 유기수지에 안정적으로 분산되고 pH조정을 통해 인산염과의 상용성을 향상시키는 무방향성 전기강판용 절연피막 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 수분산 유기물 100중량부에 대하여 0.01~50중량부의 반응성 유기실란 및 금속 킬레이트 화합물의 혼합물과 10~150중량부의 콜로이드상 무기물을 포함하는 무방향성 전기강판용 절연피막 조성물이 제공될 수 있다.
상기 수분산 유기물은 폴리에스테르, 아크릴, 에폭시 및 우레탄 중 하나 이상인 것을 특징으로 하고, 상기 에폭시는 수분산 상태의 분자량이 400~30,000인 것을 특징으로 한다.
상기 폴리에스테르는 수산기 값이 10~150mgKOH/g인 폴리에스테르 폴리올을 포함하고, 수분산 상태의 분자량은 1,500~8,000인 것을 특징으로 하며, 상기 폴리에스테르 폴리올은 1,4-부틸렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 메틸프로판디올로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 2관능기 알코올과, 트리메틸올프로판 3관능기 알코올이 혼합된 알코올과, 2관능기 산을 축합반응하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 우레탄은 수분산 상태의 분자량이 40,000~200,000인 것을 특징으로 하며, 상기 우레탄 입자의 평균 직경은 10~1000nm인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 콜로이드상 무기물은 실리카, 알루미나 및 티타니아 중 하나 이상이며, 1~100nm 크기로 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 콜로이드상 무기물은 pH가 2~7의 범위 내인 것을 특징으로 한다.
상기 반응성 유기실란은 R10~3Si(OR2)1~4인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다. 단, 상기 R1은 아크릴기, 메타아크릴기, 아릴기, 비닐기, 에폭시기, 알킬기, 페닐기, 이소시아네이트기, 아미노기, 메르캅토기, 설파이도기 중 하나 이상이고, OR2는 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 초산기 중 하나 이상이다.
또한, 상기 금속 킬레이트 화합물은 (R2)mM(OR1)p인 것을 특징으로 한다. 단, 상기 M은 금속원소, R1는 탄소수 1~5의 알킬기 또는 탄소수 1~8의 아실기이며, R2는 탄소수 1~8의 유기기이며, m과 p는 1~6의 정수이다.
상기 콜로이드상 무기물에 반응안정화제를 사용하는 경우, 상기 콜로이드상 무기물 100중량부에 대하여 0.001~0.8중량부를 사용하는 것을 특징으로 하며, 상기 수분산 유기물, 혼합물 및 콜로이드상 무기물이 축합반응을 하되, 상기 축합반응은 40~90℃에서 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수분산 유기물은 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone), DMF(Dimethylformamide), THF(Tetrahydrofuran), IPA(Isopropylalcohol), BC(Butyl cellosolve), PC(Propyl cellosolve), PMA(Propylene glycol mono methyl ether acetate) 또는 이들 혼합 용매 중 적어도 하나를 조용매로 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 수분산 유기물 100중량부에 대하여 0.01~50중량부의 반응성 유기실란 및 금속 킬레이트 화합물의 혼합물과 10~150중량부의 콜로이드상 무기물을 포함하는 조성물로 절연피막을 형성하여 상기 절연피막 내에 100nm 이하의 나노입자가 형성된 무방향성 전기강판이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 나노크기의 콜로이드상 무기물을 사용하여 무방향성 전기강판의 전기절연성이 향상되고, 유/무기 하이브리드 수지를 이용함으로써 고온안정성, 경도 및 내식성을 향상시킬 수 있으며, 산성타입으로 pH를 조절함으로써 무방향성 전기강판과의 반응성을 향상시키고, 이에 따른 밀착성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 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.
본 발명에 따른 실시예는 무기질 입자가 무방향성 전기강판 코팅층에서 배리어(Barrier) 효과에 의해 표면 절연특성이 향상됨에 착안하여 기존 콜로이달 졸 (Colloidal Sol) 형태로 피막조성물에 나노입자를 주입하는 것이 아니라, 에멀젼 수지에 나노입자가 치환된 유/무기 하이브리드 수지 형태로 코팅층 내에 나노입자를 균일하게 분포시키는 기술을 개시한다.
상기 유/무기 하이브리드 수지는 이미 수지의 기능기에 무기질 나노입자를 화학적으로 치환된 복합체 형태로 많은 양의 나노입자를 치환시켜도 입자간 응집이나 침적 현상이 전혀 발생하지 않는다.
상술한 목적 달성을 위해 본 발명에 따른 실시예는 수분산 유기물 100중량부에 반응성 유기실란 및 금속 킬레이트 화합물을 하나 이상 혼합한 혼합물을 0.01~50중량부를 첨가하여 표면을 개질시키고, 개질 결과물 100중량부에 대하여 콜로이드상 무기물 10~150중량부를 첨가하여 반응시키는 수분산 유기수지와 무기물로 형성된 유/무기 하이브리드 수지 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 수분산 유기물은 폴리에스테르, 아크릴, 에폭시, 우레탄 중 적어도 하나를 포함하며 수용액상에서 안정된 형태를 가지는 것이 바람직하다. 특히, 에폭시의 경우 전기 절연성과 소재 밀착성이 우수하며, 무방향성 전기강판의 표면온도가 200~450℃ 범위인 경우 내열성을 확보할 수 있으며 글리시딜기의 양이온 중화로 인해 인산염과 상용성이 양호한 산성타입의 수지의 제조에 적합하다.
본 발명에 따른 실시예의 에폭시 수지에 있어서 에폭시 분자량이 400 미만인 경우에는 경화성이 떨어지고 강도와 같은 도막물성이 떨어질 수 있다. 또한, 에폭시 분자량이 30,000을 초과하는 경우 수분산 수지 내 상분리가 일어날 수 있으며 콜로이드상 무기물과 상용성이 떨어진다. 따라서, 본 발명에 따른 실시예에서의 에폭시 수지는 수분산 상태의 분자량은 400~30,000 범위를 가지며 바람직하게는 8,000~20,000의 범위를 갖는다. 그리고, Tg는 20~80℃, 고체분율은 20~50중량%인 물질을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 에폭시 수지는 비스페놀과 에폭사이드 조합형태로 구성되어 있으나 수분산 상태로 존재하기 위해 구조식의 한 부분을 극성그룹으로 치환하는 것이 바람직하며 수분산 상태에서 석출, 침전과 같은 상분리가 없는 안정적인 형태를 가지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 실시예에서의 폴리에스테르 수지에 있어서 수산기 값이 10~150mgKOH/g인 폴리에스테르 폴리올을 포함하고, 수분산 상태의 분자량은 1,500~8,000범위를 가지며 바람직하게는 3,000~5,000의 범위를 갖는다. 그리고, Tg는 10~60℃, 고체분율은 10~30중량%인 물질을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 폴리에스테르 폴리올은 1,4-부틸렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 메틸프로판디올로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 2관능기 알코올과 트리메틸올프로판 3관능기 알코올이 혼합된 알코올과 2관능기 산을 축합반응하여 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 실시예에서의 우레탄 수지는 분자량이 40,000 이하이면 우레탄 수지의 우수한 기본특성인 내약품성 및 내수성이 낮아지는 문제점이 초래되고, 분자량이 200,000이상이면 안정화되기보다는 팽윤되는 문제점이 발생된다. 따라서, 본 발명에 따른 실시예에서의 수용성 우레탄 디스퍼젼의 분자량은 40,000~200,000이고, 바람직하게는 80,000~150,000이다.
또한, 상기 우레탄 수지 입자의 평균직경이 10㎚미만이면 내약품성이 감소되는 문제점이 발생하고, 1000㎚을 초과할 경우 입자의 안정성이 떨어지는 문제점이 초래된다. 따라서, 상기 우레탄 입자의 평균직경은 10~1000㎚이고, 바람직하게는 100~500㎚이다. 또한, 이소시아네이트 그룹과 폴리올의 반응을 원활히 하고 우레탄 수지의 상 변화를 조절할 수 있는 친수성계 용제를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 콜로이드상 무기물은 실리카, 알루미나, 티타니아 등 반응성 유기실란 및 금속 킬레이트 화합물과 반응이 가능하고 구형 및 타원형의 형상을 가지며 2nm이하의 마이크로기공(micro pore), 2~50nm의 메조기공(mesoporous), 50~100nm의 메크로기공(macro pore) 크기의 수분산 콜로이드상 무기물을 모두 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 실시예에서는 콜로이드상 무기물의 입자 크기는 직경이 2~50nm의 메조 크기이고 pH가 2~7범위에 있는 콜로이드상 무기물을 적어도 하나이상 포함하는 것이 바람직하며, pH가 전술한 범위를 벗어나면 용액의 저장성이 나쁘고 인산염과의 상용성을 확보할 수 있다. 특히, 실리카는 가교반응에 의해 배리어 효과 때문에 내식성이 향상되고 수분산 유기수지와 치밀한 결합을 형성하여 절연성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 상기 콜로이드상 무기물에 사용되는 반응안정화제는 이온성 재료가 적합하며 상기 콜로이드상 무기물 100중량부에 대하여 0.001중량부 미만이면 그 효과가 미미하고 0.8중량부 이상이면 무기물의 안정화에 따른 유/무기 하이브리드 재료 제조시 반응성이 떨어진다. 따라서, 본 발명에 따른 실시예에서 무기물 표면에 반응 안정화제를 사용할 경우 콜로이드상 무기물을 기준으로 0.001~0.8중량부 범위를 가지며 바람직하게는 0.01~0.6의 범위를 갖는다.
또한, 상기 반응성 유기실란 함량이 0.01중량부 미만인 경우 유/무기 반응을 형성하기 어려우며 50중량부를 초과하는 경우에는 과도한 가수분해반응에 의해 침전물이 발생할 수 있다. 따라서, 수분산 유기물 표면에 반응성 유기실란을 사용할 경우에는 수분산 유기수지와 중합반응이 가능한 반응기를 가지고 있는 유기반응성 실란이 수분산 유기수지를 기준으로 0.01~50.0중량부 범위를 가지며 바람직하게는 0.1~5.0% 범위를 갖는다.
상기 유기실란은 R10~3Si(OR2)1~4에 있어서 R1은 아크릴기, 메타아크릴기, 아릴기, 비닐기, 에폭시기, 알킬기, 페닐기, 이소시아네이트기, 아미노기, 메르캅토기, 설파이도기 중에 적어도 하나 이상이 선택되고 OR2는 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 또는 초산기 중 하나 이상으로 구성되는 일반식을 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 금속 킬레이트 화합물은 밀착성과 내식성을 향상시키고 가수분해 및 축합반응에 있어서 반응을 촉진시키기 위해서 1종 또는 그 이상을 사용하며 자체 함유된 금속성분으로 인해 전기강판 소지의 결합이 용이하며 인산염에 함유된 인산성분으로 인해 결합의 안정성을 부여할 수 있다. 그리고, 수분산 유기수지와 콜로이드상 무기물의 반응에서 치밀성을 부여할 수 있다.
상기 금속 킬레이트 화합물의 함량은 수분산 유기물 100중량부에 대하여 2중량부 미만인 경우 유/무기 네트워크 결합을 강하게 하는 효과가 약하며, 20중량부를 초과하면 미반응 성분이 내식성과 반응성을 오히려 약화시키며 단가가 매우 높아지는 문제점이 있으므로 본 발명에 따른 실시예에서는 수분산 유기물 100중량부에 대하여 2~20중량부로 한정한다.
상기 금속 킬레이트 화합물은 (R2)mM(OR1)p에 있어서 M은 금속원소 R1는 알킬기 또는 아실기를 나타내고 R2는 유기기를 나타내고 m과 p는 1~6의 정수로 구성된다. R1의 알킬기로서는 탄소수 1~5의 알킬기, 아실기로서는 탄소수 1~4의 아실기가 바람직하고, R2의 유기기로서는 탄소수 1~8의 유기기가 바람직하고, 금속원소 M으로서는 화합물의 구조를 취할 수 있는 금속원소이면 주기율표의 어느 금속이라도 되지만, B, Al, Ga, In, Tl 등의 IIIB족 (13족); C, Si, Ge, Sn, Pb 등의 IVB족 (14족); Ti, Zr, Zn, Ca, Na, Li, Te, Mg, Ni, Cr, Ba, Ta, Mo, Tb, Cs 등에서 선택된 적어도 1종의 금속원소 등이 바람직하다.
본 발명에 따른 실시예에서는 수분산 유기물 표면을 반응성 유기실란 및 금속 킬레이트 화합물을 최소 하나 이상 사용한 혼합물로 반응시키고 콜로이드상 무기물에 표면처리하면 무기물의 나노입자가 안정하면서 저장성이 우수하고 분자준위에서 상호 공중합하여 화학적으로 결합된 유/무기 하이브리드 재료를 제조할 수 있으며 이는 전기 절연성, 투명성, 화학안정성, 내후성, 가스 차단성, 기계적물성, 내열성, 밀착성, 내식성 및 이들 특성의 장기 신뢰성이 우수한 특징을 갖게 된다.
또한, 인산염과 상용성이 우수하여 무방향성 전기강판용 유/무기 하이브리드 수지로 사용하는 것이 적합하다.
상기 수분산 유기물의 조용매는 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone), DMF(Dimethylformamide), THF(Tetrahydrofuran), IPA(Isopropylalcohol), BC(Butyl cellosolve), PC(Propyl cellosolve), PMA(Propylene glycol mono methyl ether acetate) 또는 이들 혼합용매 중 적어도 하나가 선택되며, 특히 IPA는 반응속도 조절이 가능하고 BC와 DMF는 고분자량의 수지와 상용성이 우수하다.
상기 유/무기 하이브리드 재료를 제조함에 있어 반응온도가 40℃ 미만일 경우에는 유기물과의 반응성이 떨어지고 90℃를 초과하는 경우에는 과중합에 의한 과도한 가수분해 반응으로 인해 침전물이 발생할 수 있으므로, 본 발명에 따른 실시예에서의 반응온도는 40~90℃로 한정한다. 바람직하게는 50~70℃가 적합하다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예에 대해 설명한다.
수분산 유기고분자 100중량부에 반응성 유기실란(ICPTE, isocyanatopropyl triethoxysilane) 10중량부를 첨가하여 상온에서 800rpm으로 2시간 동안 반응시킨다.
상기 반응성 유기실란의 이소시아네이트(isocyanate)기가 유기고분자 입자의 표면에 반응하면 콜로이드상 무기물과 축합반응이 가능한 에톡시기가 표면에 노출되게 되므로 무기물과 반응이 가능한 구조를 가지게 된다.
상기 에톡시기가 형성된 수분산 유기고분자 100중량부에 콜로이드상 무기물 10~150중량부 첨가하면 콜로이드상 무기물 계면의 하이드록시기와 에톡시기가 가수분해 반응하여 탈알콜(ethanolysis)반응이 진행되고 이후 형성된 하이드록시기는 또 다른 하이드록시기와 축합반응(condensation)을 하여 치밀한 구조를 가지는 유/무기 하이브리드 수지가 형성되게 된다.
이때, 이들 재료를 평가하는 기준은 다음과 같다.
내식성은 5%, 35℃, NaCl 용액에 8시간 동안 SST(Salt Spray Tester)에 유지한 후 시편의 녹 발생 유무를 평가한 것으로 본 시험에서는 녹 발생면적이 5% 이하일 경우 우수, 10% 이하일 경우 양호, 20% 이하일 경우 보통, 30% 이상에서는 불량으로 표시하였다.
또한, 상용성은 침전물이 없을 경우 우수, 제조 후 3일 후 침전물 발생하면 양호, 제조 후 1일 경과 후 침전물 발생하면 보통, 제조 직후 침전물 발생에서는 불량으로 표시하였다.
또한, 밀착성은 시편을 10, 20, 30~100mmφ인 원호에 접하여 180°구부릴 때 피막박리가 없는 최소 원호직경으로 나타낸 것이다. 따라서, 이 숫자가 높을수록 피막강도가 좋지 않음을 나타낸다. 각 용액별 도포량은 바코터(Bar coater) No.3으로 일정하게 2.0±0.1g/m2으로 도포하였다. 상기 시편은 본 발명에 따른 실시예에서는 무방향성 전기강판이 될 수 있다.
수분산 유기수지 및 pH, 반응성 유기 수지 및 킬레이트 화합물 종류별 용액 상용성 및 표면 특성
조성성분 (중량부, 고형분기준)
구분 발명예 1 발명예 2 발명예 3 발명예 4 발명예 5
수분산
유기수지		 100 100 100 100 100
수지타입 에폭시 +
폴리에스테르		 폴리에스테르+ PUD 폴리우레탄 + 아크릴 에폭시 폴리에스테르
pH 3 3 3 8 8
반응성
유기실란		 2
(ICPTE)		 2
(ICPTE)		 2
(ICPTE)		 2
(ICPTE)		 2
(ICPTE)
금속 킬레이트 화합물 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
콜로이드상 무기물 100 100 100 100 100
상용성 ◎ O △ X X
외관 ◎ ◎ O X X
절연성 O △ △ X X
내식성 ◎ O O X X
밀착성 ◎ O O X X
(판정: ◎ : 우수, O : 양호, △ : 보통, X : 불량)
수분산 유기수지 및 pH, 반응성 유기 수지 및 킬레이트 화합물 종류별 용액 상용성 및 표면 특성
조성성분 (중량부, 고형분기준)
구분 발명예 6 발명예 7 발명예 8 발명예 9 발명예10
수분산
유기수지		 100 100 100 100 100
수지타입 에폭시 + 폴리에스테르 폴리에스테르+ PUD 폴리우레탄 + 아크릴 에폭시 폴리에스테르
pH 3 3 3 4 4
반응성
유기실란		 20
(ICPTE)		 2
(ICPTE)		 2
(MTMS)		 2
(MTMS)		 2
(MTMS)
금속 킬레이트 화합물 2 0.6 0.6 0.6 0.6
콜로이드상 무기물 100 300 100 100 100
상용성 X △ △ △ △
외관 X △ △ △ △
절연성 X △ X X X
내식성 △ X △ X X
밀착성 △ △ △ △ X
(판정: ◎ : 우수, O : 양호, △ : 보통, X : 불량)
* MTMS : methyl trimethoxy silane
* ICPTE : isocyanatopropyl triethoxysilane
이상 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 수분산 유기물 100중량부에 대하여 0.01~50중량부의 반응성 유기실란 및 금속 킬레이트 화합물의 혼합물과 10~150중량부의 콜로이드상 무기물을 포함하는 무방향성 전기강판용 절연피막 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수분산 유기물은 폴리에스테르, 아크릴, 에폭시 및 우레탄 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판용 절연피막 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 에폭시는 수분산 상태의 분자량이 400~30,000인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판용 절연피막 조성물
  4. 제2항에 있어서,
    상기 폴리에스테르는 수산기 값이 10~150mgKOH/g인 폴리에스테르 폴리올을 포함하고, 수분산 상태의 분자량은 1,500~8,000인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판용 절연피막 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 폴리올은 1,4-부틸렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 메틸프로판디올로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 2관능기 알코올과, 트리메틸올프로판 3관능기 알코올이 혼합된 알코올과, 2관능기 산을 축합반응하여 형성되는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판용 절연피막 조성물.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 우레탄은 수분산 상태의 분자량이 40,000~200,000인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판용 절연피막 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 우레탄 입자의 평균 직경은 10~1000nm인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판용 절연피막 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 콜로이드상 무기물은 실리카, 알루미나 및 티타니아 중 하나 이상이며, 1~100nm 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판용 절연피막 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 콜로이드상 무기물은 pH가 2~7의 범위 내인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판용 절연피막 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 반응성 유기실란은 R10~3Si(OR2)1~4인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판용 절연피막 조성물.
    단, 상기 R1은 아크릴기, 메타아크릴기, 아릴기, 비닐기, 에폭시기, 알킬기, 페닐기, 이소시아네이트기, 아미노기, 메르캅토기, 설파이도기 중 하나 이상이고, OR2는 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 초산기 중 하나 이상이다.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 금속 킬레이트 화합물은 (R2)mM(OR1)p인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판용 절연피막 조성물.
    단, 상기 M은 금속원소, R1는 탄소수 1~5의 알킬기 또는 탄소수 1~8의 아실기이며, R2는 탄소수 1~8의 유기기이며, m과 p는 1~6의 정수이다.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 콜로이드상 무기물에 반응안정화제를 사용하는 경우, 상기 콜로이드상 무기물 100중량부에 대하여 0.001~0.8중량부를 사용하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판용 절연피막 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 수분산 유기물, 혼합물 및 콜로이드상 무기물이 축합반응을 하되, 상기 축합반응은 40~90℃에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판용 절연피막 조성물.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 수분산 유기물은 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone), DMF(Dimethylformamide), THF(Tetrahydrofuran), IPA(Isopropylalcohol), BC(Butyl cellosolve), PC(Propyl cellosolve), PMA(Propylene glycol mono methyl ether acetate) 또는 이들 혼합 용매 중 적어도 하나를 조용매로 사용하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기강판용 절연피막 조성물.
  15. 수분산 유기물 100중량부에 대하여 0.01~50중량부의 반응성 유기실란 및 금속 킬레이트 화합물의 혼합물과 10~150중량부의 콜로이드상 무기물을 포함하는 조성물로 절연피막을 형성하여 상기 절연피막 내에 100nm 이하의 나노입자가 형성된 무방향성 전기강판.
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