JPH04153283A - 耐熱性絶縁塗料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 り策上叫■凡分互 本発明は、接着性が良好で、かつ、優れた耐熱性、絶縁
性等の特性を有する塗膜を形成する耐熱性絶縁塗料に関
する。

の　　　び　　が　　しようとする 近年、高温にさらされる金属又は非金属基材の酸化、腐
食を防止し得る塗料の要求が増加してきている。

しかしながら、ポリエステル、ポリイミド等の有機高分
子系塗料に比べて耐熱性に優れているポリオルガノシロ
キサン系塗料においても、その塗膜は４００℃以上の高
温の空気雰囲気下で長時間耐えることは困難で、剥離な
どが生じ易かった。

そこで更に、耐熱塗料として特開昭６２−５４７６８号
公報にはポリチタノカルボシラン、シリコーン樹脂及び
無機充填剤からなるもの（■）、特開昭６２−２３５３
７０号公報にはポリカルボシラン、シリコーン樹脂及び
無機充填剤からなるもの（■）が提案され、また、特開
平２−９２９６９号公報には有機金属ポリマーとＳｉＯ
２を配合した耐熱塗料（■）、特公昭５８−５０６５８
号公報にはボロシロキサン重合体を配合した耐熱塗料（
■）が記載されている。

しかしながら、■〜■の塗料においては高温での電気特
性がいずれも良好なものでなく、特に■においては、耐
水性、高温での電気特性が低下するという問題があり、
いずれも塗膜硬度、耐熱性、電気絶縁性、耐溶剤性の全
ての性能を満足するものではない。

従って、接着性、耐熱性、更には塗膜硬度、電気絶縁性
等の各種特性を満足する塗膜を形成する塗料の開発が望
まれている。

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、金属又は非金
属基材との接着性が良好で、かつ、耐謄性に優れ、しか
も塗膜硬度、電気絶縁性、耐水性耐薬品性、耐溶剤性に
優れた塗膜を形成することができる耐熱絶縁塗料を提供
することを目的とする。

課　を　　するための　　　び 本発明者は上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結
果、有機珪素ポリマー及び無機粉末に加えてシラザン化
合物を配合し、これら３成分を併用することにより、金
属又は非金属基材との接着性が良好であり、かつ耐熱性
に優れ、４００℃以上の高温の空気雰囲下で長時間耐え
得る上、塗膜硬度、電気絶縁性、耐水性、耐薬品性、耐
溶剤性に優れた塗膜を形成することができる耐熱性絶縁
塗料が得られることを知見し、本発明をなすに至った。

従って、本発明は有機珪素ポリマーとシラザン化合物と
無機粉末とを含有してなる耐熱性絶縁塗料を提供する。

以下１本発明につき更に詳述する。

本発明の耐熱性絶縁塗料の第１必須成分である有機珪素
ポリマーとしては、ポリカルボシラン及びポリシラザン
が好適に使用される。

ここで、ポリカルボシランとして具体的には、特公昭５
７−２６５２７号で公知のものが挙げられ、これらポリ
カルボシランは例えばジメチルジクロロシランと金属ナ
トリウムを反応させてポリシランを得た後、該ポリシラ
ンを熱分解重合する等の方法で合成することができる。

また、ポリシラザンとしては、本出願人が特開昭６２−
２９０７３０号公報、特開昭６３−１１７０３７号公報
、特開昭６３−１９３９００号公報、特開昭６３−２１
０１３３号公報、特開平１−１５３７３０号公報、特願
平１−１８５７５６号、特願平１−２１６０９３号、特
願平１−３３０１０８号、特願平１−３３０１０９号等
に提案したポリシラザンが例示される。

上記有機珪素ポリマーの重合度は塗膜性能、特に塗膜の
クラック等に大きく影響を及ぼすものでポリカルボシラ
ンはその数平均分子量が５００〜５０００、特に６００
〜２０００．より好ましくは６５０〜１２００となるよ
うな重合度を持つものが好ましく、また、ポリシラザン
はその数平均分子量が４００〜３ｏＯＯ１特に５００〜
２０００より好ましくは５５０〜１２００となるような
重合度を持つものが好ましい。数平均分子量が上記値に
満たないと、塗料として使用する場合、基材との密着性
が悪くなることがあり、上記値を越えると塗膜にクラッ
クが生じ、その後の焼付けの段階で塗膜が剥離するとい
う問題が生じる場合がある。

これら有機珪素ポリマーは１種類を単独で使用しても、
あるいは２種類以上を混合して使用してもよく、また、
その配合量は全結合剤成分（有機珪素ポリマー、シラザ
ン化合物及び無機粉末）全体の５〜５０％（重量％、以
下同様）、特に１５〜３０％とすることが好ましい。配
合量が５％に満たないと充分な耐熱性、密着性、塗膜硬
度が得られない場合があり、５０％を超えると焼成後の
塗膜にクラック、剥離等が生しる場合がある。

なお、上記有機珪素ポリマーは、通常、不活性ガス（例
えばＮ２　＋　Ａ　ｒ等）中で加熱焼成されることによ
りＳ　ｉＣ，Ｓ　ｉ、Ｎ４等に変換するものであるが、
塗装後に大気中で焼成した場合、ＳｉＣ。

８１３　Ｎ４１　Ｓ　Ｉ　Ｏ２のセラミックスとなるも
ので。

それ故、本発明塗料は耐熱性に優れた塗膜を形成するも
のである。

次に、第２必須成分のシラザン化合物としては、例えば
テトラメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラ
ザン、オクタメチルシクロテトラシラザン等が好適に使
用され、これらのうちの１種類を単独で又は２種類を併
用して用いることができる。

また、シラザン化合物の配合量は、全結合剤成分全体の
５〜４０％、特に１０〜３０％とすることが好ましく、
配合量が５％に満たないと電気絶縁性が悪くなる場合が
あり、４０％より多いと塗膜硬度、密着性が低下する場
合がある。

更に、第３必須成分の無機粉末としては、例えばＡｌ２
２０３．　ＳｉＣ２１Ｆｅ２０．、Ｔｉ○ｚ９Ｍｇ○。

ＺｒＯ２−５ｉ○２，３Ａ、Ｑ２０．・２Ｓｉ○２．Ｚ
ｎＯ−ＭｇＯ，Ｓｉ、Ｎ、、ＳｉＣ，ＢＮ等の１種類を
単独で又は２種類を混合して用いることができる。

また、無機粉末の平均粒径は別に限定されないが、０．
１〜３０−１特に１〜５癖であることが好ましい。

上記無機粉末の配合量は、全結合剤成分全体の１０〜７
０％、特に３０〜６０％とすることが好適であり、配合
量が１０％未満では塗膜性あるいはピンホール等の問題
が生じる場合があり、７゜％を超えると密着性が低下す
る場合がある。

本発明の塗料は、上述した有機珪素ポリマーシラザン化
合物及び無機粉末を必須成分とするが。

これらは有機溶剤に溶解・分散させて使用することがで
きる。有機溶剤としては１例えばヘキサン。

ベンゼン、トルエン、キシレン、Ｎ−メチルピロリドン
等が挙げられる。

本発明の耐熱性絶縁塗料は、公知の方法で表面処理した
金属部材などの基材表面に刷毛、スプレーコート、フロ
ーコート、デイプコート、ロールコート等の方法で塗布
した後、焼き付けを行なうことで塗膜を形成することが
できる。

この場合、塗膜の厚さは一般に２０〜１５０Ｍ、特に３
０〜１００−の範囲であることが好ましく、厚さが２０
声未満ではピンホールが発生し、防食性が低下する場合
があり、ｌ１００ｐより厚いと焼き付は時に塗膜が一部
剥離する場合がある。

また、焼き付けは空気中で２００’Ｃ以上の温度で１５
〜６０分間程度行なうことが望ましく、温度が２００℃
より低いと塗膜の強度が低く、硬度が十分でなくなる場
合がある。なお、上記塗料を塗布後、被塗布物が２００
℃以上の環境下に置かれる場合には、特に焼き付は工程
を設けなくてもよい。なお、焼成条件としては、特に２
５０℃以下で１５〜３０分間予備焼成し、更に４００〜
７００℃で１５〜６０分間本焼成することが好ましい。

光測Ｊυ妨果 以上説明したように１本発明の耐熱性絶縁塗料は金属又
は非金属基材との接着性が良好で、かつ、耐熱性に優れ
、４００℃以上の高温にさらされても十分耐え得る上、
塗膜硬度、電気絶縁性、耐水性、耐薬品性、耐溶剤性に
優れた塗膜を形成することができるもので、例えば金属
部材の耐食性・耐酸化防止塗料、更には最近開発が進め
られている耐熱絶縁電線用被覆塗料などとして有効に利
用することができる。

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない
。

なお、各側に先立ち、各側で使用した有機珪素ポリマー
の合成例を示す。

〔合成例１〕 ５Ｑの三つロフラスコに無水キシレン２．！Ｍ！とナト
リウム４００ｇを入れ、窒素ガス気流下でキシレンの沸
点まで加熱し、ジメチルジクロロシランＩＱを１時間で
滴下した。滴下終了後８時間加熱還流し、沈殿物を生成
させた。この沈殿物を濾過し、メタノールで洗浄、その
後更に水洗して白色粉末のポリジメチルシラン４００ｇ
を得た。

次いで、得られたポリジメチルシラン４００ｇをガス導
入管、撹拌機、冷却器及び留出管を装備したオートクレ
ーブに仕込み、５ｋｇ／−〇の加圧下、４５０℃にて反
応させ、ポリカルボシランを得た。

このものは数平均分子量１２５０であった（ポリカルボ
シランＡ）６ 〔合成例２〕 上記と同様な方法でオートクレーブ中５　ｋｇ／ｄＧの
加圧下、４３０℃にて反応させ、ポリカルボシランを得
た。このものの数平均分子量は９００であった（ポリカ
ルボシランＢ）。

〔合成例３〕 撹拌機、温度計、ＮＨ，導入管、深冷コンデンサーを装
備し、乾燥したＩＱの４つロフラスコにヘキサン８５０
−を仕込んだ後、メチルジクロロシラン４３．１ｇ、メ
チルトリクロロシラン４３．１ｇ、ジメチルジクロロシ
ラン６．５ｇを加え、−２０”Ｃに冷却した。過剰の気
体状アンモニアを１２Ｑ／Ｈｒの速度で４時間この液体
に加えた。この反応混合物を室温まで温め、その際未反
応のＮＨ，が逃げられるように冷却器を空冷凝縮器に変
えた。次に。

反応混合物から副生した塩化アンモニウムを濾過により
除去し、炉液から減圧下（６０℃／１ｍｎＨｇ）におい
てヘキサンをストリップして液状シラザン２６ｇを得た
。次いで、３００−の３つロフラスコに撹拌機、温度計
、滴下ロートを取付け、ドライボックス中で水酸化カリ
ウム０．２ｇ及びテトラヒドロフラン１２５ａＱをフラ
スコに注入し、このフラスコをドライボックスよりとり
だし、窒素管路に連結した。常温下、混合物を撹拌して
ＫＨを分散させながら滴下ロートよりテトラヒドロフラ
ン７５ａＱに溶解した上記アンモノリシス工程で得られ
た生成物Ｌｏｇを１５分かけてゆっくりと加えた。この
添加の間に大量の気体の発生がみられ、１時間後に気体
の発生が停止した。ヨウ化メチル３ｇを加えるとＫＩの
白色沈殿が生じた。更に３ｏ分間撹拌後、大部分のテト
ラヒドロフラン溶媒を減圧で除去し、残留する白色スラ
リーに８０−のヘキサンを加えた。この混合物を濾過し
、炉液から減圧下（１ｍＨｇ）７０℃にてヘキサンを除
去すると、９．１ｇの粘着固体（シラザン重合体）が得
られた。このものの数平均分子量は１０２０であった（
ポリシラザンＣ）。

〔合成例４〕 撹拌機、温度計、ガス導入管、コンデンサーを装備し、
乾燥した３００ｄの４つロフラスコに脱水したトルエン
１３１．６ｇを仕込んだ後、メチルトリクロロシラン２
５．７ｇ（０，１７１＋０１）及びトリメチルクロロシ
ラン８９．８ｇ　（０，８３ｍｏｌ）を仕込んだ、次い
で、室温下でアンモニアガスを６０Ｑ／ｗｉｎの速度で
１時間この溶液に加えた（ＮＨ３全添加量２　、６８ｍ
ｏｌ）　、更に、撹拌しながら１時間室温下で熟成して
反応を完結させた。次いで、副生じた塩化アンモニウム
を濾過により除去すると共に、塩化アンモニウムをトル
エン１３２ｇで洗浄し、得られた炉液を単蒸留し、１２
０℃、３Ｑｔｏｒｒ下でトルエン及び副生じたヘキサメ
チルジシラザンをストリップして、無色透明のシラザン
化合物１９．９ｇを得た。このものの分子量は４３６で
あった。次いで、得られたシラザン化合物１５ｇを温度
計、コンデンサー、撹拌機、ガス導入管を装備した１０
０ｍＱフラスコに仕込んだ後、Ｎ２ガスにて反応器内を
置換し、温度をゆっくりと上げた。２７０℃になったと
ころで低分子量物が留出した。更に、温度を３００℃ま
で上げ、この温度で２時間保持した後、反応器を冷却す
ると薄黄色の固体８．２５ｇが得られた。

このものの数平均分子量は１０７０であった（ポリシラ
ザンＤ）。

〔実施例〕

数表に示す有機珪素ポリマーとシラザン化合物及び無機
粉末を有機溶剤に溶解、分散し、絶縁塗料を調製した。

次に、これらの塗料を予め＃２４０サンドペーパーで研
摩後、油分を除去洗浄した大きさ５０　ｍ　Ｘ　５０閣
Ｘ３ｍのステンレススチールにバーコーターにて厚さが
６０ｇｍになるように塗布し、空気中で２５０℃にて３
０分間予備焼成を行ない、更に７００℃にて３０分間焼
成した。

また、比較のため、シラザン化合物を配合せずに有機珪
素ポリマーと無機粉末とを使用した塗料を調製し、上記
と同様にステンレススチール板に塗布、焼成した。

このようにして得られた塗装鋼板に対して下記の性能試
験を行なった。

結果を表に併記する。

（１）塗膜硬度 ＪＩＳ−に−５４００に準して鉛筆ひっかき試験を行な
い、塗膜に傷がつく鉛筆硬度を調べた。

（２）密着性 ＪＩＳ−に−５４００に準じて試験片の表面に１＋＋ｅ
間隔のごばん目（ます目）を刻み、その上に粘着性テー
プを接着した後、引きはがし、塗膜の残っているとばん
目の数を調べた。

（３）絶縁性 ＪＩＳ−Ｃ−１３０３に準じ直流５００Ｖを用いて測定
した。

（４）耐熱性 空気中６００℃で１０００時間加熱後、冷却し、塗膜の
クラックの有無及び剥離の有無にて評価した。

（５）耐水性 ８０℃温水下に浸漬し、１０００時間処理した後の塗膜
のクラック、剥離の状態を調べた。

（６）耐アルカリ性 １０％Ｎ　ａ　ＯＨ水溶液中に浸漬し、１０００時間処
理した後の塗膜の状態を調べた。

（７）耐食性 １ｏ％ＨＣＱ水溶液に浸漬し、１００ｏ時間処理した後
の塗膜のクラック、剥離の状態を調べた。

（８）耐溶剤性 キシレンに浸漬し、１０００時間処理した後の塗膜のク
ラック、剥離の状態を調べた。

表に示した結果から明らかなように、実施例で得られた
耐熱絶縁塗料を塗布、焼成して得られた塗膜は、基材と
の密着性、硬度、絶縁性、耐熱性、耐水性、耐薬品性等
の諸性能に優れたものであることが確認された。

出願人　　信越化学工業　株式会社 代理人　　弁理士　小　島　隆　司

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、有機珪素ポリマーとシラザン化合物と無機粉末とを
   含有してなることを特徴とする耐熱性絶縁塗料。