專(zhuān)利名稱(chēng)：粘接用表面涂覆電磁鋼板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及沖裁或剪切加工后、用于通過(guò)加熱和/或加壓而進(jìn)行粘接的表面涂覆電磁鋼板。
背景技術(shù)：
一般地說(shuō)，使用電磁鋼板組裝馬達(dá)與變壓器等層疊鐵芯時(shí)，采用剪切加工或沖裁將電磁鋼板加工成單位鐵芯后進(jìn)行層疊，再借助于擰緊螺栓、斂縫、焊接或粘結(jié)等方法加以固定。然后，進(jìn)入繞組線(xiàn)圈的插入工序等下一道工序。
可是，作為固定層疊鐵芯的方法也有如下的方法，即事先在鋼板的表面涂布通過(guò)加熱和/或加壓可產(chǎn)生粘接性的、被稱(chēng)為所謂粘合涂膜的絕緣涂膜，在沖裁成單位鐵芯并進(jìn)行層疊后，加壓加熱而成為固定鐵芯，由此便可以得到?jīng)]有熱應(yīng)變和機(jī)械應(yīng)變、且剛性?xún)?yōu)良的層疊鐵芯。
雖然粘接涂膜要求具有作為用于固定鐵芯的粘接劑的作用和作為在電磁鋼板表面形成的絕緣涂膜的作用，但作為粘接劑所必需的特性與作為絕緣涂膜所必需的特性往往是相反的，要求有高度的技術(shù)。例如，作為粘接劑的特性，為了容易達(dá)到均勻的粘接狀態(tài)，以柔軟為好，但另一方面，作為絕緣涂膜，在沖裁加工成單位鐵芯時(shí)，則最好是硬涂膜，以免在表面產(chǎn)生擦傷劃痕等缺陷。另外，作為粘接劑，應(yīng)該使單位鐵芯彼此牢固地結(jié)合在一起，粘接涂膜表面的潤(rùn)濕性最好高一些，但作為絕緣涂膜，為了保持耐蝕性，潤(rùn)濕性則最好低一些。
為了使這樣相反的必要特性得到滿(mǎn)足，特開(kāi)平6-182296號(hào)公報(bào)公開(kāi)了如下的技術(shù)丙烯酸改性環(huán)氧樹(shù)脂乳液事先配合了潛伏性固化劑，在鋼板表面均勻地涂布以這種丙烯酸改性環(huán)氧樹(shù)脂乳液為主要成分的混合液，然后在不完全的狀態(tài)下進(jìn)行烘烤，從而獲得了處理液的穩(wěn)定性好、涂布操作性良好、能夠長(zhǎng)期保存的粘接用表面涂覆鋼板。
但是，在上述特開(kāi)平6-182296號(hào)公報(bào)所記載的技術(shù)中，存在的問(wèn)題是層疊單位鐵芯并通過(guò)加壓加熱固定時(shí)，難以使單位鐵芯的整個(gè)表面粘接在一起。也就是說(shuō)，事先配合的潛伏性固化劑通過(guò)加熱而與環(huán)氧樹(shù)脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使涂膜得以固化而粘接在一起，但在單位鐵芯表面涂布的粘接涂膜彼此因加熱而相互混雜、熔融，同時(shí)因?yàn)榄h(huán)氧樹(shù)脂與環(huán)氧固化劑發(fā)生固化反應(yīng)，一部分先行發(fā)生固化反應(yīng)而往往不能使鋼板的整個(gè)表面粘接在一起。在鋼板的整個(gè)表面不能粘接在一起而處于部分固定的狀態(tài)下，鋼板之間的粘接強(qiáng)度產(chǎn)生波動(dòng)而存在粘接強(qiáng)度較弱的部位，所以存在的問(wèn)題是在制造過(guò)程中鐵芯發(fā)生分解，可能導(dǎo)致馬達(dá)等旋轉(zhuǎn)時(shí)異常振動(dòng)。
于是，特開(kāi)平10-343276號(hào)公報(bào)公開(kāi)了如下的技術(shù)，即在將丙烯酸系樹(shù)脂與環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行酯化而得到的樹(shù)脂組合物中，混合環(huán)氧樹(shù)脂固化劑，然后將該樹(shù)脂組合物的對(duì)數(shù)衰減率的峰值溫度設(shè)定為80～200℃。通過(guò)該技術(shù)使鋼板表面的粘接涂膜之間熔融和相互混雜后，通過(guò)進(jìn)行樹(shù)脂組合物的固化反應(yīng)而使整個(gè)表面的粘接成為可能。
近年，在強(qiáng)烈要求提高對(duì)地球環(huán)境問(wèn)題的認(rèn)識(shí)的同時(shí)，還強(qiáng)烈要求實(shí)現(xiàn)馬達(dá)與變壓器的高效率化，為提高馬達(dá)與變壓器的效率，對(duì)電磁鋼板也要求提高體積占空系數(shù)，對(duì)粘接涂膜也要求薄型化，要求膜厚為3μm或以下。但業(yè)已判明上述特開(kāi)平10-343276號(hào)公報(bào)記載的技術(shù)在減薄粘接涂膜的膜厚時(shí)，依然沒(méi)有解決難以使單位鐵芯的整個(gè)表面粘接在一起的問(wèn)題。
即一般地說(shuō)，與在無(wú)方向性電磁鋼板上涂布的有機(jī)無(wú)機(jī)混合類(lèi)絕緣涂膜的膜厚保持在1～2μm左右的情況相比較，涂布粘接涂膜的電磁鋼板通常涂覆得厚一些，膜厚達(dá)3～8μm。究其原因，這是因?yàn)樵谀ず褫^薄時(shí)，即使是軋制鋼板時(shí)產(chǎn)生的軋制缺陷之類(lèi)的微小的表面凹凸，也在表面產(chǎn)生不相接觸的部分，產(chǎn)生粘接的部分與粘接不上的部分。
也就是說(shuō)，鋼板表面的表面粗糙度當(dāng)然也依賴(lài)于軋制機(jī)的設(shè)定，但預(yù)定測(cè)定范圍中的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之差(Rmax)為1～5μm左右，因此涂布厚度必須大于該差值。特別是作為膜厚較薄時(shí)變得顯著的這種現(xiàn)象，在使用單板測(cè)定粘接強(qiáng)度時(shí)，可以確保相對(duì)的粘接強(qiáng)度，但成為層疊鐵芯時(shí)，特別在推開(kāi)層疊面的方向上產(chǎn)生強(qiáng)度下降的現(xiàn)象。其結(jié)果，即使使用單板進(jìn)行的粘接強(qiáng)度試驗(yàn)處在沒(méi)有問(wèn)題的水平，成為層疊鐵芯時(shí)，在層疊面中也會(huì)產(chǎn)生間隙，嚴(yán)重時(shí)，產(chǎn)生因操作中受到?jīng)_擊而使層疊鐵芯發(fā)生分解的問(wèn)題。
另外已經(jīng)判明常常產(chǎn)生的問(wèn)題是，當(dāng)將具有耐熱性的粘接涂膜涂布在涂覆有通常的有機(jī)無(wú)機(jī)混合類(lèi)絕緣涂膜與無(wú)機(jī)系絕緣涂膜的電磁鋼板上時(shí)，通常在絕緣涂膜與電磁鋼板之間發(fā)生剝離，導(dǎo)致粘接強(qiáng)度下降。
作為使環(huán)氧樹(shù)脂的內(nèi)應(yīng)力得以下降的技術(shù)，迄今為止已經(jīng)公開(kāi)、提示了各種方法，例如特開(kāi)昭62-50361號(hào)公報(bào)公開(kāi)了一種使用環(huán)氧樹(shù)脂組合物的技術(shù)，其特征在于在組合物體系中存在玻璃轉(zhuǎn)變溫度達(dá)不到室溫的聚合物微粒。為了使粘接涂膜能夠用作馬達(dá)與變壓器的鐵芯，粘接涂膜必須具有能夠抵抗由焦耳熱的產(chǎn)生引起的溫度上升的耐熱性。上述公報(bào)所記載的發(fā)明在保持耐熱性的基礎(chǔ)上，還能夠使內(nèi)應(yīng)力得以下降。
但是，上述特開(kāi)昭62-50361號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的技術(shù)在使環(huán)氧樹(shù)脂的內(nèi)應(yīng)力得以下降的效果方面是非常有用的技術(shù)，但并沒(méi)有考慮必須具有粘接劑與電磁鋼板絕緣涂膜這兩者的特性的粘接涂膜，也不是滿(mǎn)足粘接涂膜所必須的耐蝕性和粘連(blocking)性之類(lèi)的諸特性的技術(shù)，所以，作為粘接涂膜有許多問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明者通過(guò)各種實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)減薄這些膜厚時(shí)的問(wèn)題在于，由涂布粘接涂膜產(chǎn)生的即所謂的內(nèi)應(yīng)力較大，發(fā)現(xiàn)這些問(wèn)題通過(guò)降低粘接涂膜的內(nèi)應(yīng)力能夠加以解決。
本發(fā)明者獲得了為降低粘接涂膜的內(nèi)應(yīng)力所必需的知識(shí)，發(fā)現(xiàn)了一種粘接用涂膜，該粘接用涂膜在推開(kāi)薄膜時(shí)的粘接涂膜的粘接面的方向上使粘接強(qiáng)度提高，而且在既涂覆通常的絕緣涂膜又形成粘接涂膜時(shí)能夠防止粘接強(qiáng)度的降低，從而完成了本發(fā)明。
也就是說(shuō)，本發(fā)明以如下的構(gòu)成為要點(diǎn)。
(1)一種粘接用表面涂覆電磁鋼板，其是在表面具有通過(guò)加熱和/或加壓而表現(xiàn)出粘接能力的絕緣涂膜的電磁鋼板，其特征在于該涂膜含有由玻璃化溫度(Tg)為80℃至150℃的環(huán)氧樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂改性體、環(huán)氧樹(shù)脂固化劑以及分散在其中的粒徑為0.01μm至0.5μm的微粒狀聚合物構(gòu)成的混合物。
(2)根據(jù)上述(1)所述的粘接用表面涂覆電磁鋼板，其特征在于上述微粒狀聚合物的Tg是10℃至80℃。
(3)根據(jù)上述(1)所述的粘接用表面涂覆電磁鋼板，其特征在于上述微粒狀聚合物是丙烯酸系樹(shù)脂。
(4)根據(jù)上述(1)所述的粘接用表面涂覆電磁鋼板，其特征在于相對(duì)于100重量份環(huán)氧樹(shù)脂，含有1～30重量份的微粒狀聚合物。
(5)根據(jù)上述(1)所述的粘接用表面涂覆電磁鋼板，其特征在于上述環(huán)氧樹(shù)脂是事先通過(guò)與丙烯酸系樹(shù)脂發(fā)生酯化反應(yīng)而得以改性的。
(6)根據(jù)上述(1)至(5)的任一項(xiàng)所述的粘接用表面涂覆電磁鋼板，其特征在于在表面形成有有機(jī)、無(wú)機(jī)混合絕緣涂膜或無(wú)機(jī)系絕緣涂膜的電磁鋼板上，形成有包含環(huán)氧樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂改性體、環(huán)氧樹(shù)脂固化劑以及分散在其中的微粒狀聚合物且具有粘接能力的絕緣涂膜。


圖1是采用掃描電子顯微鏡觀察斷裂粘接面的表面狀態(tài)而得到的照片，其中斷裂粘接面是在200℃×10kgf/cm2×30分鐘的加熱加壓條件下使沖裁加工成2cm×3cm形狀的樣品板得以粘接后，于常溫下進(jìn)行壓開(kāi)試驗(yàn)，然后回收各自的樣品并使其斷裂而得到的。圖1A是現(xiàn)有技術(shù)的粘接面的斷裂狀態(tài)的照片，圖1B是本發(fā)明的粘接面的斷裂狀態(tài)的照片。
圖2表示的是作為粘接強(qiáng)度的測(cè)定方法之一使用的剝離試驗(yàn)法的示意圖和實(shí)施本發(fā)明時(shí)新設(shè)計(jì)的壓開(kāi)試驗(yàn)法的示意圖。兩者都是剝下由粘接劑或粘接涂膜貼合在一起的鋼板的剝離強(qiáng)度測(cè)定法，但在剝離試驗(yàn)法中，鋼板產(chǎn)生大的變形，所以由鋼板本身的特性產(chǎn)生非常大的影響，與此相對(duì)照，在壓開(kāi)試驗(yàn)法中，由于層疊固定著多張鋼板，鋼板的影響可以抑制在最低限度，能夠仔細(xì)地評(píng)價(jià)粘接構(gòu)件的特性。
具體實(shí)施例方式
下面就實(shí)施本發(fā)明的具體方案進(jìn)行說(shuō)明。
本發(fā)明的涂膜需要在環(huán)氧樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂改性體中分散環(huán)氧樹(shù)脂固化劑與粒徑為0.01至0.5μm范圍的特定的有機(jī)樹(shù)脂粒子。
所謂本發(fā)明中使用的環(huán)氧樹(shù)脂，是固化后的玻璃化溫度(Tg)在80℃至150℃范圍的樹(shù)脂，只要是固化反應(yīng)前在常溫下為液體、優(yōu)選為固體的樹(shù)脂在單體中平均具有1個(gè)或以上的環(huán)氧基，就沒(méi)有什么特別的限制，但合適的環(huán)氧當(dāng)量為100～5000。
具體地說(shuō)，有雙酚A、F、AD型，苯酚線(xiàn)形酚醛樹(shù)脂型，鄰甲酚線(xiàn)形酚醛樹(shù)脂型、苯酚類(lèi)化合物改性型等，單體中具有芳香環(huán)結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂是合適的。
本發(fā)明的涂膜不僅可以使用環(huán)氧樹(shù)脂，而且也可以使用環(huán)氧樹(shù)脂的改性體。將環(huán)氧樹(shù)脂制成改性體的方法并沒(méi)有特別的限定，但在主鏈上使用特定的取代基，或者使各種化合物結(jié)合在環(huán)氧樹(shù)脂末端的環(huán)氧基或側(cè)鏈的羥基上。特別是作為粘接涂膜，因?yàn)閮?yōu)選的是樹(shù)脂成分熔融后進(jìn)行環(huán)氧樹(shù)脂的固化反應(yīng)，所以作為改性體，在環(huán)氧樹(shù)脂中使丙烯酸系樹(shù)脂進(jìn)行酯化反應(yīng)所得到的丙烯酸改性環(huán)氧樹(shù)脂是合適的。
作為在上述環(huán)氧樹(shù)脂改性體中使用的丙烯酸系樹(shù)脂，包含含有羧基的烯類(lèi)聚合物的聚合性單體的聚合物是合適的。具體地說(shuō)，是由選自α，β-烯鍵式不飽和羧酸的烷基酯、羥基烷基酯及N-羥基烷基酰胺之中的1種單體和具有羧基的α，β-烯鍵式不飽和單體與苯乙烯類(lèi)乙烯基單體構(gòu)成，可以通過(guò)在有機(jī)溶劑中使用通常的自由基聚合引發(fā)劑使這些混合物共聚而得到。
作為本發(fā)明使用的α，β-烯鍵式不飽和羧酸的烷基酯，例如有丙烯酸酯類(lèi)(丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸甲氧基乙酯、丙烯酸乙氧基乙酯、丙烯酸-2-乙基丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸癸酯等)、甲基丙烯酸酯類(lèi)(甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸癸基辛酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸癸酯等)。
作為α，β-烯鍵式不飽和羧酸的羥基烷基酯，例如有丙烯酸-2-羥基乙酯、丙烯酸羥基丙酯、丙烯酸3-羥基丁酯、丙烯酸-2，2-雙(羥甲基)乙酯、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯、甲基丙烯酸-3-羥基丁酯、甲基丙烯酸羥基丙酯、甲基丙烯酸-2，3-二羥基丙酯等。
作為α，β-烯鍵式不飽和羧酸的N-羥基烷基酰胺，例如有N-羥甲基丙烯酰胺、N-羥甲基甲基丙烯酰胺、N-丁氧基甲基丙烯酰胺、N-丁氧基甲基甲基丙烯酰胺等的N取代丙烯基類(lèi)單體。
本發(fā)明優(yōu)選含有選自上述α，β-烯鍵式不飽和羧酸單體之中的至少1種或多種的單體。
其次，作為具有羧基的α，β-烯鍵式不飽和單體，例如可以列舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來(lái)酸、馬來(lái)酸酐、富馬酸、巴豆酸、衣康酸、檸康酸、肉桂酸等。
作為苯乙烯類(lèi)乙烯基單體，例如可以列舉苯乙烯、乙烯基甲苯、叔丁基苯乙烯等。
關(guān)于上述含有羧基的烯類(lèi)聚合物的制造方法，并沒(méi)有特別的限定，在下述條件下即可進(jìn)行，相對(duì)于全部單體，將含有羧基的α，β-烯鍵式不飽和單體設(shè)定為10～60質(zhì)量％，特別優(yōu)選設(shè)定為15～30質(zhì)量％；共聚溫度為50～150℃、特別優(yōu)選為60～90℃。
將固化后的環(huán)氧樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂改性體的Tg限定在80℃至150℃的理由是因?yàn)椴蛔?0℃時(shí)，粘接后的耐熱性差，不能耐受馬達(dá)或變壓器驅(qū)動(dòng)時(shí)的發(fā)熱；而超過(guò)150℃時(shí)，涂膜過(guò)硬，粘接強(qiáng)度下降，或者作為馬達(dá)或變壓器使用時(shí)，因振動(dòng)等所引起的退化過(guò)度地進(jìn)行。特別優(yōu)選為90℃～120℃的范圍，進(jìn)一步優(yōu)選為110℃～120℃。在Tg處在該范圍內(nèi)的環(huán)氧樹(shù)脂中分散微粒狀聚合物，藉此使內(nèi)應(yīng)力得以降低。
其次，所謂本發(fā)明所使用的微粒狀聚合物，可以使用的是粒徑在0.01μm至0.5μm范圍、且在環(huán)氧樹(shù)脂中能夠以分散狀態(tài)穩(wěn)定存在的聚合物。作為本發(fā)明可以使用的微粒聚合物的種類(lèi)，合適的有丙烯酸樹(shù)脂、醋酸乙烯、聚酯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯等。
具體地說(shuō)，作為丙烯酸樹(shù)脂，是將丙烯酸酯類(lèi)(丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸甲氧基乙酯、丙烯酸乙氧基乙酯、丙烯酸-2-乙基丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸癸酯等)、甲基丙烯酸酯類(lèi)(甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸癸基辛酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸癸酯等)、丙烯酸-2-羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸3羥丁酯、丙烯酸-2，2-雙(羥基甲基)乙酯、甲基丙烯酸-2-羥乙酯、甲基丙烯酸-3-羥丁酯、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸-2，3-二羥基丙酯、N-羥甲基丙烯酰胺、N-羥甲基甲基丙烯酰胺、N-丁氧基甲基丙烯酰胺、N-丁氧基甲基甲基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來(lái)酸、馬來(lái)酸酐、富馬酸、巴豆酸、衣康酸、檸康酸、肉桂酸、苯乙烯、乙烯基甲苯、叔丁基苯乙烯等單體在1步、2步或更多步的工序中使之乳化聚合的產(chǎn)物。
作為醋酸乙烯，為醋酸乙烯、醋酸乙烯和Veova的共聚物、醋酸乙烯-乙烯共聚物等。
作為聚氨酯，能夠使用的是在單體中具有氨酯鍵、且主要由異氰酸酯化合物與多元醇類(lèi)或聚醚通過(guò)化學(xué)反應(yīng)而得到的物質(zhì)，是將甲苯撐二異氰酸酯、二苯甲烷-4，4-二異氰酸酯、1，6-己二異氰酸酯、三甲基丙烷-1-甲基-2-異氰酸根合-4-氨基甲酸酯、聚亞甲基聚苯基異氰酸酯、間苯二甲基二異氰酸酯等異氰酸酯化合物和聚乙二醇、聚丙二醇、聚醚三醇等的多元醇類(lèi)、聚醚化合而成的。
作為聚酯，能夠使用的一般是將2-堿基酸與2元醇反應(yīng)而得到的，具體地說(shuō)，作為2-堿基酸、能夠使用馬來(lái)酸酐、富馬酸、己二酸、鄰苯二甲酸酐、間苯二甲酸，作為2元醇、能夠使用乙二醇、丙二醇、二甘醇、1，3-丁二醇、一縮二丙二醇、季戊二醇、雙酚二羥乙基醚等。
本發(fā)明所使用的微粒狀聚合物的粒徑必須在0.01μm至0.5μm的范圍內(nèi)。這是因?yàn)榱讲蛔?.01μm時(shí)，本發(fā)明的膜厚即使較薄時(shí)，也不能得到提高粘接強(qiáng)度的效果，即使粒徑超過(guò)0.5μm，也妨礙環(huán)氧樹(shù)脂之間的熔融，致使粘接強(qiáng)度下降。
本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)在粘接涂膜中，微粒狀聚合物分散時(shí)的粒徑發(fā)揮更重要的作用，使用0.01μm至0.5μm的處于非常狹窄范圍的微粒聚合物，可以滿(mǎn)足粘接涂膜所要求的各種特性。
作為其理由，因?yàn)檎辰油磕さ哪ず穹浅１?，為幾μm、即使厚也不過(guò)十幾μm，所以為了使微粒均勻地分散在環(huán)氧樹(shù)脂中，自然其大小受到限定，例如，當(dāng)添加粒徑比膜厚還大的微粒時(shí)，由于涂布干燥時(shí)出現(xiàn)構(gòu)成成分只有微粒的區(qū)域，從而不能形成“島-海結(jié)構(gòu)”，所以能夠推定得不到本發(fā)明的效果。因此，可以獲得效果的微粒聚合物的粒徑限定在非常狹窄的范圍內(nèi)，本發(fā)明者進(jìn)行研究的結(jié)果，優(yōu)選的是0.05μm或以上，進(jìn)一步優(yōu)選的是0.1μm或以上，特別優(yōu)選的是處在0.2μm至0.4μm的范圍內(nèi)。
本發(fā)明中使用的微粒狀聚合物，其玻璃化溫度合適的是10℃至80℃的范圍。在玻璃化溫度不足10℃的情況下，在切縫操作與沖裁加工時(shí)，具有涂膜容易損傷的傾向，而在超過(guò)80℃的情況下，恐怕涂膜出現(xiàn)白化。更合適的玻璃化溫度，其下限是25℃或以上、35℃或以上、45℃或以上、進(jìn)而為55℃或以上，另外，其上限是70℃或以下、65℃或以下。
關(guān)于在環(huán)氧樹(shù)脂中使本發(fā)明的微粒狀聚合物分散的方法，并沒(méi)有什么特別的限定，可以機(jī)械地混合各樹(shù)脂，或者分別制成乳液以后混合，或者也可以在丙烯酸改性環(huán)氧樹(shù)脂溶液中借助于乳化聚合將丙烯酸樹(shù)脂制成微粒狀聚合物。
作為微粒狀聚合物的形態(tài)，通常優(yōu)選為球狀，但也可以是中空型和蛋型等異型、或內(nèi)部與外周?chē)慕M成不同的所謂混合型。另外，根據(jù)與環(huán)氧樹(shù)脂的相溶性，有時(shí)也不會(huì)呈現(xiàn)出明確的外觀。在進(jìn)行切縫等的加工時(shí)，如果考慮到局部施加過(guò)大壓力的可能性，則環(huán)氧樹(shù)脂與微粒狀聚合物的界面粘附性越高，加工性越好，所以即使不呈現(xiàn)明確的外觀也無(wú)妨。
作為微粒狀聚合物的添加量，相對(duì)于100重量份的環(huán)氧樹(shù)脂，1～30重量份是適當(dāng)?shù)?。不?重量份時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)本發(fā)明的效果，超過(guò)30重量份時(shí)，微粒狀聚合物之間容易發(fā)生凝集與沉淀，從而在處理方面產(chǎn)生障礙。
所謂本發(fā)明所使用的環(huán)氧樹(shù)脂固化劑，是能夠使環(huán)氧樹(shù)脂固化的物質(zhì)，一般通過(guò)加熱到預(yù)定溫度來(lái)開(kāi)始固化反應(yīng)。具體地說(shuō)，可以列舉出酸酐類(lèi)固化劑(鄰苯二甲酸酐、六氫化鄰苯二甲酸酐、四氫化鄰苯二甲酸酐、均苯四酸二酐、1，2，4，5-苯四酸酐等)，脂肪族胺(二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、聚酰胺、2-乙基-4-甲基咪唑等)、間苯二胺、雙氰胺、有機(jī)酸二酰肼、胺化酰亞胺、酮亞胺、叔胺鹽、三氟化硼胺鹽、錦綸、三聚氰胺樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、二甲苯樹(shù)脂、NBR、聚硫化物、苯胺樹(shù)脂、嵌段異氰酸酯、丙烯酸樹(shù)脂等。特性表現(xiàn)得特別良好的物質(zhì)是三聚氰胺樹(shù)脂、可溶酚醛樹(shù)脂型酚醛樹(shù)脂、嵌段異氰酸酯、丙烯酸樹(shù)脂等。
環(huán)氧樹(shù)脂固化劑的重量比相對(duì)于與環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行酯化反應(yīng)的生成物100重量份，優(yōu)選1～30重量份。環(huán)氧樹(shù)脂固化劑不足1重量份時(shí)，粘接后的涂膜的耐熱性具有退化的傾向，超過(guò)30重量份時(shí)，涂布干燥后固化劑在涂膜表面近處具有濃縮、白化的傾向。
另外，作為涂膜量，優(yōu)選為1～6g/m2，特別優(yōu)選為1～3g/m2。不足1g/m2時(shí)，粘接強(qiáng)度具有下降的傾向，超過(guò)6g/m2時(shí)，有占空系數(shù)變差的傾向。
其次，在電磁鋼板上形成涂膜時(shí)設(shè)定的烘烤條件并沒(méi)有特別的限定，在通行的設(shè)定為150～800℃的干燥爐中，優(yōu)選的是將板溫設(shè)定為100～300℃進(jìn)行短時(shí)間的烘烤。
可以設(shè)想本發(fā)明的機(jī)理在于內(nèi)應(yīng)力的降低，但詳細(xì)情況尚不明了，在上述特開(kāi)昭62-50361號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的技術(shù)中，低于室溫的玻璃化溫度是有效的，但在粘接涂膜中，微粒狀聚合物的玻璃化溫度倒不如10℃至80℃的范圍良好，再者，微粒狀聚合物的粒徑極大地影響粘接強(qiáng)度的詳細(xì)理由尚不明確。但是，在粘接涂膜的情況下，與有機(jī)樹(shù)脂比較，熱膨脹系數(shù)非常小，在剛性大的鋼板表面以形成非常薄的環(huán)氧樹(shù)脂層的形態(tài)加以使用，所謂一般的有機(jī)樹(shù)脂的內(nèi)應(yīng)力降低機(jī)理，可以推定為有不同的原因在發(fā)揮作用。
圖1是采用掃描電子顯微鏡觀察樣品的粘接部斷面而得到的照片，其中樣品(No.2)是在200℃×10kgf/cm2×30分鐘的條件下將粘接用表面電磁鋼板進(jìn)行粘接而成的，所述粘接用表面電磁鋼板是涂布基于本發(fā)明的樹(shù)脂組合物并進(jìn)行烘烤而得到的，而樣品(No.1)是將基于現(xiàn)有技術(shù)例的樣品進(jìn)行粘接而得到的。在基于現(xiàn)有技術(shù)例的樣品圖1A中，可以看出斷裂部分呈平滑面，龜裂的傳播迅速發(fā)生。
與此相反，在基于本發(fā)明的樣品圖1B中，于斷裂部分產(chǎn)生微小的凹凸，龜裂的傳播通路互相纏結(jié)在一起。
從這些觀察結(jié)果可以推定在基于本發(fā)明的樹(shù)脂組合物的情況下，丙烯酸樹(shù)脂微粒均勻分散在環(huán)氧樹(shù)脂連續(xù)相中而形成所謂的“島-海結(jié)構(gòu)”，藉此延遲了龜裂的傳播，因而使粘接強(qiáng)度得以提高。
再者，剪切粘接強(qiáng)度與本發(fā)明中實(shí)施的壓開(kāi)試驗(yàn)的粘接強(qiáng)度，表現(xiàn)出不同的舉動(dòng)。也就是說(shuō)，在剪切強(qiáng)度試驗(yàn)中，相對(duì)于鋼板的粘接面，在垂直方向沒(méi)有力的作用，與此相對(duì)照，在壓開(kāi)試驗(yàn)中，相對(duì)于粘接面，在垂直方向有力的作用成分，當(dāng)然，粘接涂膜的剝離舉動(dòng)發(fā)生了變化，但考慮到作用于現(xiàn)實(shí)中的馬達(dá)等層疊鐵芯上的電磁力，可以設(shè)想壓開(kāi)試驗(yàn)更準(zhǔn)確地反映了實(shí)際的層疊鐵芯所必需的強(qiáng)度。
通常，作為壓開(kāi)方向的強(qiáng)度測(cè)定方法，一般是剝離強(qiáng)度測(cè)定法。但是，本發(fā)明者進(jìn)行研究的結(jié)果，在使用電磁鋼板測(cè)定剝離強(qiáng)度時(shí)，因?yàn)闃悠樊a(chǎn)生彎曲，難以使粘接的樣品之間順暢地剝離，波動(dòng)變得非常大，導(dǎo)致測(cè)定困難。
另外，在調(diào)制剝離強(qiáng)度測(cè)定用薄鋼板的方法中，因?yàn)樘砑痈鞣N鋼成分的電磁鋼板具有不同的表面狀態(tài)，所以，恐怕將表現(xiàn)出與實(shí)際的層疊鐵芯不同的舉動(dòng)。
于是，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)作為壓開(kāi)方向的強(qiáng)度測(cè)定方法，在層疊粘接的鐵芯樣品中塞入楔子，藉此可以測(cè)定壓開(kāi)方向的粘接強(qiáng)度。作為上述特開(kāi)昭62-50361號(hào)公報(bào)中的粘接強(qiáng)度的測(cè)定方法，使用剝離試驗(yàn)法(ASTM D1876)，本發(fā)明首創(chuàng)了電磁鋼板用推開(kāi)試驗(yàn)方法，并與現(xiàn)有技術(shù)例進(jìn)行了比較。圖2表示作為以前方法的剝離試驗(yàn)方法與本發(fā)明中測(cè)定的壓開(kāi)試驗(yàn)法。
實(shí)施例將用公知的方法處理過(guò)的、精退火后的無(wú)方向性電磁鋼板(板厚0.5mm、硅量0.5％)的線(xiàn)圈不涂布通常的絕緣涂膜而以其原有的狀態(tài)作為供試材。接著順次混合表1所示的環(huán)氧樹(shù)脂乳液與環(huán)氧樹(shù)脂固化劑、以及表2所示微粒狀聚合物，制作出表3所示的處理液。采用橡膠輥方式的涂布裝置分別涂布處理液后，在160℃的板溫下進(jìn)行烘烤處理，以便使涂膜的涂布量達(dá)到表中的記載量。
從該線(xiàn)圈上切取試樣，評(píng)價(jià)涂膜的各種特性。其結(jié)果如表4所示。下一種情況以下述涂布烘烤的線(xiàn)圈作為供試材，該線(xiàn)圈在通常的電磁鋼板上涂布的鉻酸鎂、丙烯酸樹(shù)脂類(lèi)有機(jī)無(wú)機(jī)混合涂膜的涂布量為1g/m2，其結(jié)果如表5所示。此外，為了將涂布量換算成膜厚，例如需要根據(jù)涂布量多的情況、涂布量少的情況以及鋼板表面粗糙度不同的情況等改變換算式，但采用本發(fā)明進(jìn)行涂布時(shí)，1g/m2時(shí)大約是0.6μm～1μm。
關(guān)于在推開(kāi)粘接面的方向上的粘接強(qiáng)度，從以預(yù)定量涂布烘烤各溶液的線(xiàn)圈上切取2cm×3cm大小的試樣，層疊40片這樣的試樣后以專(zhuān)用夾具固定，在200℃×10kgf/cm2×30分鐘的加熱加壓條件下制作出粘接的層疊鐵芯，此后在層疊面的中央部位擠入楔型壓子，測(cè)定層疊鐵芯分離時(shí)的負(fù)荷。
表1

*對(duì)于環(huán)氧3，因?yàn)楦男员┧針?shù)脂作為固化劑發(fā)揮作用，所以不添加固化劑。
表2

*表1、2中的縮略語(yǔ)的說(shuō)明BPA雙酚A型環(huán)氧NR線(xiàn)型酚醛樹(shù)脂型環(huán)氧PR苯酚可溶型酚醛樹(shù)脂型固化劑AR氨基樹(shù)脂固化劑EA丙烯酸乙酯MMA甲基丙烯酸甲酯St苯乙烯BA丙烯酸丁酯PVA醋酸乙烯PA聚乙烯PU聚氨酯HPMA甲基丙烯酸羥丙酯MA丙烯酸EHMA甲基丙烯酸-2-乙基己酯*表中的份以樹(shù)脂固體成分換算，為重量份表3

表4

(注)a在壓力為10kg/cm2、溫度為200℃的條件下壓接60秒后，在常溫測(cè)定剪切粘接力。
b在上述a的條件下粘接后，于加熱到150℃的狀態(tài)下測(cè)定粘接強(qiáng)度。
c層疊40片剪切成2cm×3cm的樣品，以200℃×10kgf/cm2×30分鐘的條件粘接后，在層疊面的中央部位塞入楔子(鉆尖角7°)，測(cè)定此時(shí)的最大負(fù)荷。
d在常溫、以20kg/cm2的壓力加壓72小時(shí)后，評(píng)價(jià)粘接的程度。完全不粘接的記為◎、稍稍粘接的記為○、粘接但用手剝離不需要力的記為△、○以上的為合格。
表5

根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使用由玻璃化溫度(Tg)為80℃至150℃的環(huán)氧樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂改性體、環(huán)氧樹(shù)脂固化劑以及粒徑為0.01至0.5μm的微粒狀聚合物分散而成的混合物，即使薄涂也能夠減少粘接強(qiáng)度的降低，也可以充分確保在推開(kāi)粘接面的方向上的粘接強(qiáng)度，進(jìn)而能夠減少在通常的絕緣涂膜上涂布時(shí)的粘接強(qiáng)度的降低。
權(quán)利要求
1.一種粘接用表面涂覆電磁鋼板，其在電磁鋼板的表面具有通過(guò)加熱和/或加壓而表現(xiàn)出粘接能力的絕緣涂膜，該電磁鋼板的特征在于所述涂膜含有由玻璃化溫度Tg為80℃至150℃的環(huán)氧樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂改性體、環(huán)氧樹(shù)脂固化劑以及分散在其中的粒徑為0.01μm至0.5μm的微粒狀聚合物構(gòu)成的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘接用表面涂覆電磁鋼板，其特征在于所述微粒狀聚合物的Tg是10℃至80℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘接用表面涂覆電磁鋼板，其特征在于所述微粒狀聚合物是丙烯酸系樹(shù)脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘接用表面涂覆電磁鋼板，其特征在于相對(duì)于100重量份環(huán)氧樹(shù)脂，含有1～30重量份的微粒狀聚合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘接用表面涂覆電磁鋼板，其特征在于所述環(huán)氧樹(shù)脂是事先通過(guò)與丙烯酸系樹(shù)脂發(fā)生酯化反應(yīng)而得以改性的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5的任一項(xiàng)所述的粘接用表面涂覆電磁鋼板，其特征在于在表面形成有有機(jī)、無(wú)機(jī)混合絕緣涂膜或無(wú)機(jī)系絕緣涂膜的電磁鋼板上，形成有包含環(huán)氧樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂改性體、環(huán)氧樹(shù)脂固化劑以及分散在其中的微粒狀聚合物且具有粘接能力的絕緣涂膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使薄涂時(shí)也能使鋼板的整個(gè)表面粘接、粘接強(qiáng)度降低較少、用于通過(guò)加熱與加壓進(jìn)行粘接的表面涂覆電磁鋼板，并且在電磁鋼板的表面，具有通過(guò)加熱和/或加壓而表現(xiàn)出粘接能力的絕緣涂膜，該電磁鋼板的特征在于所述涂膜含有由玻璃化溫度(Tg)為80℃至150℃的環(huán)氧樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂改性體、環(huán)氧樹(shù)脂固化劑以及分散在其中的粒徑為0.01μm至0.5μm的微粒狀聚合物構(gòu)成的混合物。再者，上述微粒狀聚合物的Tg為10℃至80℃，另外，上述微粒狀聚合物是丙烯酸系樹(shù)脂為特征。
文檔編號(hào)C09J133/08GK1748045SQ20048000344
公開(kāi)日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2004年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月3日
發(fā)明者竹田和年, 村上明宏, 森本當(dāng) 申請(qǐng)人:新日本制鐵株式會(huì)社