專利名稱：油漆組合物，特別是用于稀土永磁體的抗腐蝕油漆的制作方法
油漆組合物，特別是用于稀土7JC磁體的抗腐蝕油漆
本發(fā)明是涉及一種油漆組合物，特別是用于稀土永磁體的抗腐蝕油漆，其 基于環(huán)氧樹脂混合物、固化促進(jìn)劑、以硅烷為基礎(chǔ)的環(huán)氧官能粘附助劑、和溶 劑。
磁體與磁體體系，特別是含有釹鐵硼磁體的那些，在一般情況下必須做防 腐蝕處理。這需要做相應(yīng)的涂層，比如漆層。
在磁體體系構(gòu)建中，磁體相互和/或與其他工件(比如說鋼接地(StahlrU ckschltlss)或者其它的軟磁性工件)粘性結(jié)合在一起。其中要求高強(qiáng)度的粘合， 優(yōu)選大于或等于10N/mm2，以及高的溫度穩(wěn)定性。例如在發(fā)動(dòng)機(jī)中出現(xiàn)達(dá)到180 。C的溫度，這會(huì)對(duì)磁體產(chǎn)生高的反向場(chǎng)。所述粘合必須經(jīng)受住這些條件。
在由多個(gè)單一磁體所組成的所謂分段式磁體體系中，所述體系是通過粘合 固定和粘牢的。完全硬化的粘合劑膜還具有將單個(gè)磁體彼此電絕緣的功能。需 要好的電絕緣，因?yàn)檫@些體系被用在電操作的大型機(jī)械中，例如輪船發(fā)動(dòng)機(jī)， 鼓風(fēng)機(jī)等，單個(gè)磁體的電絕緣可避免高渦流的出現(xiàn)及由此發(fā)動(dòng)機(jī)過熱。
在制造磁體體系時(shí)，通常借助液態(tài)的高效粘合劑，比如環(huán)氧樹脂，丙烯酸 酯等等將磁體粘合起來。然后，用防腐蝕油漆涂覆該磁體體系，以保護(hù)該體系 免受環(huán)境以及化學(xué)品的損害。為此，通常使用烘漆，但其中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣的 問題，也即在粘結(jié)間隙出現(xiàn)由于夾雜氣泡或空氣泡引起的油漆缺陷部位。
這個(gè)問題可通過在粘合前對(duì)單個(gè)磁體施加防腐保護(hù)得以解決，但其缺點(diǎn)是 對(duì)針爭(zhēng)個(gè)磁體多加了額外的制備步驟。
人們嘗試著將產(chǎn)生防腐蝕以及磁體粘合在一個(gè)方法步驟中完成。然而，已 經(jīng)證實(shí)的是，上述油漆不能總是完全滿足某些體系的要求。例如在使用以酚醛 樹脂為基礎(chǔ)并另外含有填料(例如鋁或鋅)或者防腐^il料的標(biāo)準(zhǔn)油漆時(shí)，不 能達(dá)到分段體系必需的絕緣性能。此外，這種體系在長(zhǎng)時(shí)間高溫負(fù)荷下變脆。 在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)氧樹脂漆情況下發(fā)現(xiàn)， 高溫下粘合強(qiáng)度不足。
因此，本發(fā)明的任務(wù)在于提供沒有上述缺點(diǎn)的油漆。
本發(fā)明的另一任務(wù)在于提供一種方法，該方法使得能夠生產(chǎn)具有足夠的粘
合強(qiáng)度、好的絕緣性、好的高溫穩(wěn)定性和優(yōu)異的漆層粘附性的磁體體系，其中 涂漆和防腐蝕在一個(gè)方法步驟中完成。
令人驚奇的是，在尋找一種能有效的同時(shí)粘合和保護(hù)磁體部件的油漆時(shí)， 發(fā)現(xiàn)一種基于環(huán)氧樹脂混合物、固化促進(jìn)劑、以硅烷為基礎(chǔ)的環(huán)氧官能粘附助 齊U、和溶齊啲油漆組合物滿足了用于稀土7乂磁體的防腐蝕油漆的高要求。其前
提條件是環(huán)氧樹脂混合物包括1到95重量％的至少一種環(huán)氧值最多為2Eq/kg 的固體環(huán)氧樹脂，1到50重量％的至少一種環(huán)氧值大于4Eq/kg的多官能固體環(huán) 氧樹脂和5到40重量％的熔點(diǎn)高于3(TC的熱塑性酚醛樹脂(Phenolnovolak)和 /或甲酚醛環(huán)氧樹脂(Kresolnovolak)。
除這種特定的環(huán)氧樹脂混合物之外，該防腐蝕油漆還含有固化促進(jìn)劑，其 中優(yōu)選使用叔胺或者咪唑衍生物。伏選的固化鵬劑為2-乙基4-甲基咪唑。為 了確保在永磁材料L得至lj所希望的出色的漆層粘附性，所述油漆組合物還含有 以硅烷為基礎(chǔ)的環(huán)氧官能粘附助劑。，縮水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷或 P—(3,4-環(huán)氧環(huán)己萄乙基三甲氧基硅烷已經(jīng)被證明是特別有利的。通常加入粘附
助劑的量為0.1到5重量％，優(yōu)選為1-3重量％，以固^M脂混合物計(jì)。
油漆的翻杯必滿足特殊的要求，這樣可以使用脂族和芳族烴，醚，酉旨， 二醇，醇，酮和/或這些物質(zhì)的混合物。構(gòu)件的涂漆本身可以以常規(guī)方式MJlJ 涂，浸涂，噴涂，離心旋轉(zhuǎn)，澆涂或其它的方法完成，其中噴涂方法在連續(xù)方 法和在散料方法中由于待涂漆部件的幾何形狀都是優(yōu)選采用的。出于這種原因 適宜的是，油漆的固含量不要過高，最多為50重量。/。，優(yōu)選為10-20重量％。
在本發(fā)明油漆組合物的一個(gè)有利的實(shí)施方案中，所述環(huán)氧樹脂混合物含有 1-80重量％的環(huán)氧值為l-2Eq/kg的固體環(huán)氧樹脂。
在油漆組合物的一個(gè)特別有利的實(shí)施方案中，含有40-60重fir。的環(huán)氧值小 于1Eq/kg的固體環(huán)氧樹脂，20-40重3%的環(huán)氧值為l-2Eq/kg的固解氧樹脂， 10_40重量。/。的環(huán)氧值大于4Eq/kg的多官能固體環(huán)氧樹脂，還有10-20重量％的 熱塑性酚醛樹脂(Plienolnovolak)禾口/或甲酚醛環(huán)氧樹月旨(Kresolnovolak)。其中環(huán) 氧值最多為2Eq/kg的固體環(huán)氧樹制繼使用以雙酚A和/或雙酚F為基礎(chǔ)的環(huán) 糊旨。
在另一有利的實(shí)施方案中，環(huán)氧值大于4Eq/kg的多官能環(huán)氧樹脂選自酚醛 環(huán)氧樹脂(Epoxyphenolnovolak)、甲酚醛環(huán)氧樹月旨(Epoxykresolnovolak)、三縮
水甘油基三聚異氰酸酯和減這些物質(zhì)的混合物。
為了改善所述油漆組合物的防腐蝕特性，有利的是向該油漆組合物中加入 防腐t膽財(cái)斗，例如磷酸鋅，鉻勝辛或羥基亞磷醱辛。
可通過如下方式實(shí)現(xiàn)所述油漆組合物的進(jìn)一步優(yōu)化，在油漆組合物中使用 另外的添加劑，例如可溶性染料，流動(dòng)控制劑和除泡劑，非金屬填料，例如石 英、云母和滑石，可分散有色顏料，例如炭黑、金紅石，以及分散助齊訴Q/或流 變添加齊訴口/或防沉劑(Absetzhilfsstoffe)，例如膨潤(rùn)土和Aerosil。
本發(fā)明的油漆特別適用于用以制造磁體體系的方法，該方法包括如下步驟 用所述防腐蝕油漆涂覆至少一個(gè)磁體，干燥油漆層，接合用油漆涂覆的工件， 和在烘箱中固定這樣得到的磁體體系。與常規(guī)技術(shù)不同的是，在這種情況下磁 體粘合和防腐蝕結(jié)合起來，以及磁體的防腐油漆和粘合齊贓烘箱中一起固化。
以這種方式成功地提供了一種磁體體系，其具有大于10N/nW的最小抗壓 3鵬和150"的持續(xù)纟鵬穩(wěn)定性。這種漆層的層厚4雄為10-50拜。磁體粘合的 抗壓強(qiáng)度在室溫中大于25 N/mm2而且在13(TC時(shí)仍大于5 N/mm2。
下面依據(jù)實(shí)施例詳細(xì)闡述本發(fā)明。
實(shí)施例l (油漆溶液的制備)
將25g環(huán)氧值為0.3Eq/kg的雙酚A-固體樹脂，10g環(huán)氧值為1.5Eq/kg的雙 酚A-樹脂，8g環(huán)氧值為5.6Eq/kg的酚醛環(huán)氧樹脂以及7g熔點(diǎn)為12(TC的甲酚 醛環(huán)氧樹脂溶解在200g由3份甲基乙基酮和1份乙醇組成的溶劑混合物中。在 此溶液中加入0.25g 2-乙基4-甲基咪唑和0.5g Y-縮水甘油基氧基丙基三甲氧基 硅烷。所得到的清漆溶液將用于進(jìn)一步的應(yīng)用實(shí)施例中。
實(shí)施例2 (磁體體系的制造)
在實(shí)施例1中所制備的油漆用噴槍噴在由釹鐵硼合誠(chéng)喊的永磁體長(zhǎng)方體 上。然后將該尺寸為50 x 12 x 5mm的磁體長(zhǎng)方體在50。C下干燥30 ^H中。干燥 后油漆的層厚為大約15到25拜。每8個(gè)長(zhǎng)方體磁體借助夾緊裝置固定成i央狀， 其接觸面積為50x 12mm。這樣制得的磁體體系在循環(huán)空氣烘箱中于15(TC固化 3小時(shí)。
然后，對(duì)最硬的磁體i央進(jìn)行電流流過實(shí)驗(yàn)，將粘合好的塊的一面拋光去漆， 并借助直流電源施加30伏特的電壓。以這種方法可以證實(shí)，所有的粘合都是優(yōu) 異絕緣的，沒有電流通過。
實(shí)施例3 r高壓鍋測(cè)試)
5個(gè)按照實(shí)施例2制造的磁體塊在高壓鍋測(cè)試中于130°C、 100%空氣濕度 和2.7 bar的氣壓下進(jìn)行腐蝕測(cè)試。7天(168小時(shí))測(cè)試時(shí)間后，沒有發(fā)現(xiàn)銹點(diǎn) 也沒有觀察到油漆起層。
實(shí)施例4 (噴鹽測(cè)試)
5個(gè)按照實(shí)施例2串喊的磁體土央進(jìn)行根據(jù)DIN 50021的噴鹽測(cè)試。在240 小時(shí)的測(cè)試時(shí)間之后沒有在磁體i央上發(fā)現(xiàn)生銹的現(xiàn)象。 實(shí)施例5 (有害氣體測(cè)試)
5個(gè)按照實(shí)施例2中的方法制成的磁體塊進(jìn)行根據(jù)DIN 50018的有害氣體測(cè) 試。在21個(gè)實(shí)驗(yàn)周期后在漆面和磁體材料上沒有發(fā)現(xiàn)腐蝕侵蝕。 實(shí)施例6 (油漆的溫度穩(wěn)定性)
按照實(shí)施例1制成的油漆在經(jīng)固化的狀態(tài)下以5K/min加熱速率經(jīng)受熱譜分 析。從而得出其^I早點(diǎn)為41(TC，它表示這種油漆可以用于NdFeB磁體情況的 所有高溫應(yīng)用。對(duì)于這種材料本身的高溫應(yīng)用的上限為21(TC，因?yàn)槌^該溫度 時(shí)必須將所出現(xiàn)的不可逆的熱量損耗計(jì)算進(jìn)去。
實(shí)施例7 (粘合強(qiáng)度)
按照實(shí)施例2中的方法制成的磁#^及被用于壓剪實(shí)驗(yàn)(Druckscherversuch) 中。在實(shí)驗(yàn)中所述磁體材料在15000N斷裂，期間粘合本身沒有受到影響。 實(shí)施例8 (壓剪實(shí)驗(yàn))
按照實(shí)施例1制備的粘合漆依照DIN 54451的指弓腿行了壓剪實(shí)驗(yàn)。由此 得出在室溫下磁體與磁體之間粘合的壓剪強(qiáng)度大于25N/mm2。在13(TC的情況 下其壓剪強(qiáng)度仍高于5 N/mm2 。
權(quán)利要求
1. 油漆組合物，作為用于稀土永磁體的抗腐蝕油漆，基于環(huán)氧樹脂混合物、固化促進(jìn)劑、以硅烷為基礎(chǔ)的環(huán)氧官能粘附助劑和溶劑，其中環(huán)氧樹脂混合物包括a)1到95重量％的至少一種環(huán)氧值最大為2Eq/kg的固體環(huán)氧樹脂，b)1到50重量％的至少一種環(huán)氧值大于4Eq/kg的多官能固體環(huán)氧樹脂，c)5到40重量％的熔點(diǎn)高于30℃，優(yōu)選高于100℃的熱塑性酚醛樹脂和/或甲酚醛環(huán)氧樹脂。
2. 權(quán)禾腰求l的油漆組合物，其中，環(huán)氧樹脂混合物包括1-80重*%的 環(huán)氧值小于1Eq/kg的固體環(huán)f(M脂和1-80重量y。的環(huán)氧值為l-2Eq/kg的固體環(huán) 氧樹脂。
3. 權(quán)利要求1或2的油漆組合物，其中，所述環(huán)氧樹脂混合物包括a) 40-60重量％的環(huán)氧值小于1 Eq/kg的固體環(huán)氧樹脂，b) 2040重量％的環(huán)氧值為l-2Eq/kg的固體環(huán)氧樹脂，c) 1040重量％的環(huán)氧值大于4Eq/kg的多官能固體環(huán)氧樹脂，禾口d) 10-20重1%的熱塑性酚醛樹脂和/或甲酚醛環(huán)氧樹脂。
4. 權(quán)利要求1到3之一的油漆組合物，其中，至少一種環(huán)氧值最大為 2Eq/kg的固體環(huán)氧樹脂是以雙酚A和/艦酚F為基礎(chǔ)的環(huán)氧樹脂。
5. 權(quán)利要求1到4之一的油漆組合物，其中，至少一種環(huán)氧值大于4的 多官能環(huán)氧樹脂選自酚醛環(huán)氧樹脂，甲酚醛環(huán)氧樹脂，三縮水甘油基三聚異氰 酸酯和/或這些物質(zhì)的混合物。
6. 權(quán)利要求1到5之一的油漆組合物，其中，所述固化促進(jìn)劑包括叔胺 和/或咪唑衍生物，優(yōu)選2-乙基-4-甲基咪唑。
7. 權(quán)禾腰求1到6之一的油漆組合物，其中，以硅烷為基礎(chǔ)的環(huán)氧官能 粘附助劑的含量為0.1到5重量％，，為1-3重量％，基于所述固^W脂混合 物計(jì)。
8. 權(quán)利要求1到7之一的油漆組合物，其中，所述環(huán)氧官能粘附助劑選 自y-縮水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷和(3-(3,4-環(huán)氧基環(huán)己萄乙基三甲氧基硅院°
9. 權(quán)利要求1到8之一的油漆組合物，其中，所述翻抱棚旨族和芳族烴，醚，酯，二醇，醇，酮和這勵(lì)質(zhì)的混合物。
10. 權(quán)利要求1到9之一的油漆組合物，其中，油漆組合物的固含量為1-50 重量％，伏選為10-20重量％。
11. 權(quán)利要求1到10之一的油漆組合物，其中，所述油漆組合物另外包括防腐til頁(yè)料，例如磷酸鋅、鉻酸鋅和羥基亞磷酸鋅。
12. 權(quán)利要求1到10之一的油漆組合物，其中，所述油漆組合物另外包括 添加劑，例如可溶性染料，流動(dòng)控制齊訴叩斜包劑，非金屬填充劑，例如石英、 云母和滑石，可分散有色顏料，例如炭黑和金紅石，分散助齊訴卩/或流變添加劑 和防沉劑，例如膨潤(rùn)土和AerosiL
13. 制造磁體體系的方法，包括以下步驟a) 用防腐蝕油漆涂覆至少一個(gè)磁體，b) 干燥該油漆層，c) 將經(jīng)油漆涂覆的磁體與另一個(gè)經(jīng)涂覆的磁體或其它工件接合為磁體體 系，禾口d) 在烘箱中固定所述磁體體系，其中作為防腐蝕油漆采用權(quán)利要求1到12之一的油漆組合物。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的方法制造的磁體體系，其中，所述磁體體系具有 10N/mm2的最低抗壓強(qiáng)度，在15(TC下的持續(xù)溫度穩(wěn)定性，和油漆層具有 10-50,的層厚并且是電絕緣的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油漆組合物，特別是用于稀土永磁體的抗腐蝕油漆，其包括環(huán)氧樹脂混合物、固化促進(jìn)劑及以硅烷為基礎(chǔ)的環(huán)氧官能粘附助劑和溶劑。借助該油漆組合物，成功地使得稀土永磁體在一個(gè)方法步驟中同時(shí)粘附到磁體體系上和受到保護(hù)而免于腐蝕。借助本發(fā)明的防腐蝕油漆，可以提供一種磁體體系，該磁體體系優(yōu)異地受到保護(hù)而免于腐蝕，顯示出即使在高溫下也可以有令人滿意的粘附強(qiáng)度以及好的電絕緣性。
文檔編號(hào)C08G59/62GK101379109SQ200780005029
公開日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2007年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月21日
發(fā)明者L·扎普夫 申請(qǐng)人:真空融化兩合公司