JPH0790225A

JPH0790225A - 耐熱塗料、耐熱絶縁電線および耐熱フィルム

Info

Publication number: JPH0790225A
Application number: JP5236984A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Takeuchi; 健三武内; Takeshi Okada; 岡田　　健; Nobuyuki Sukegawa; 信行助川
Original assignee: Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 1993-09-24
Filing date: 1993-09-24
Publication date: 1995-04-04

Abstract

(57)【要約】【目的】優れた耐熱性、可とう性を兼備した塗膜を形
成可能な耐熱塗料を提供するとともに、これを用いて、
耐熱性、可とう性に優れ、また製造も容易な耐熱絶縁電
線および耐熱フィルムを提供する。【構成】ポリボロシロキサンを結合剤の主成分とした
無機ポリマー系塗料に、下記一般式［Ｉ］および［II］
で表されるアルミニウム化合物の群から選ばれた1種以
上を配合する。【化１】（式中、Ｒ¹は炭素数 1〜20の炭化水素基、Ｒ²はメチ
ル基またはエチル基）【化２】（式中、Ｒ₃は炭素数 1〜20の炭化水素基）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリボロシロキサンな
どの無機ポリマーを結合剤として用いた耐熱塗料、並び
にこれを用いた耐熱絶縁電線および耐熱フィルムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、耐熱塗料として、ポリボロシロキ
サン、ポリカルボシラン、ポリチタノカルボシランのよ
うな、主鎖がＳｉ、Ｔｉ、Ｂなどの金属元素とＯ、Ｎな
どからなる無機ポリマーを結合剤（バインダー）とした
塗料が開発され、耐熱温度 400℃以上で、かつ高硬度の
優れた耐熱塗膜が形成されることから、耐熱絶縁電線や
耐熱塗装金属板など、様々な用途に使用されはじめてい
る。しかしながら、上記耐熱塗料では、 400℃を越える
高い温度で焼付ける必要があるため、生産効率が悪く、
製造コストが高くなる難点があった。また、高温で焼付
けるため、塗膜は可とう性に乏しいものとなる難点があ
った。さらに、これに対処して、塗料を低温で焼付ける
と、可とう性は改善されるものの、硬度が不足し、か
つ、塗膜にべたつきを生じるようになる。

【０００３】一方、近時、巻線の層間絶縁用などの用途
に、従来の有機系耐熱フィルム（たとえばポリイミドフ
ィルムなど）より耐熱性のさらに向上した耐熱フィルム
の要求があり、このような耐熱フィルム材料として、無
機ポリマーを含有する前記塗料の利用が検討されてい
る。

【０００４】しかしながら、従来の塗料そのままではフ
ィルム化が困難であるため、塗料をガラスクロスやセラ
ミッククロスなどに含浸させ焼成してフィルム化すこと
が行われている。

【０００５】しかしながら、この場合、次のような不都
合があった。すなわち、含浸用の塗料には無機充填剤を
十分に配合することができないため、所期の耐熱性や絶
縁性などが得られないという問題があった。また、含浸
用塗料は取扱いにくいうえ、作業環境を汚染しやすいた
め、作業性が悪いという問題もあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、近年開発
されたポリボロシロキサンなどの無機ポリマーを結合剤
とした耐熱塗料は、高温焼付によって耐熱性に優れ、か
つ高硬度の塗膜が形成される反面、塗膜は可とう性に欠
けるという難点があり、これに対処して、低温焼付を行
うと、塗膜の硬度が不足し、かつ塗膜にべたつきを生ず
るようになる難点があった。

【０００７】また、近時、上記の耐熱塗料をガラスクロ
スなどに含浸させ焼成した耐熱フィルムが開発され、耐
熱温度 400℃以上の高い耐熱性を有するフィルムとして
期待されているが、塗料を含浸させる必要があることか
ら、塗料に配合する無機充填剤の量に限界があり、その
ため所期の耐熱性や絶縁性が得られないという難点があ
った。また、製造時の作業性が悪いという問題もあっ
た。そして、それらを基材上に単に焼付けた塗膜は、基
材から剥がすと粉化してしまい、フィルムして使用する
ことができなかった。

【０００８】本発明はこのような従来技術の課題に対処
してなされたもので、耐熱温度 400℃以上の優れた耐熱
性を有し、かつ高硬度であって、しかも可とう性が良好
で、表面がべたつくこともない塗膜を形成しうる耐熱塗
料、およびこれを用いた、耐熱性、可とう性、巻線性、
絶縁性などに優れ、また製造の容易な耐熱絶縁電線、さ
らには、耐熱性、可とう性、絶縁性などに優れ、また製
造の容易な耐熱フィルムを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らはこのような
耐熱塗料、耐熱絶縁電線および耐熱フィルムを得るべく
鋭意検討を重ねた結果、無機ポリマー系塗料に、ある特
定のアルミニウム化合物を配合することにより、上記の
目的が達成されることを見出し、本発明を完成するに至
った。

【００１０】すなわち、本発明の耐熱塗料は、無機ポリ
マー系塗料に、（ａ）一般式

【化３】（式中、Ｒ¹は炭素数 1〜20の炭化水素基、Ｒ²はメチ
ル基またはエチル基）および（ｂ）一般式

【化４】（式中、Ｒ₃は炭素数 1〜20の炭化水素基）で表される
アルミニウム化合物の群から選ばれた 1種以上を配合し
てなることを特徴とするものであり、また、本発明の耐
熱絶縁電線は、導体上に、前記耐熱塗料の焼付塗膜を設
けてなることを特徴とするものである。さらに、本発明
の耐熱フィルムは、前記耐熱塗料の焼付塗膜からなるこ
とを特徴とするものである。

【００１１】本発明における無機ポリマー系塗料は、無
機ポリマーを結合剤の主成分として含有し、これに酸化
マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、
酸化チタン、マイカなどの無機充填剤その他の添加剤を
必要に応じて適宜配合し、これらを適当量の溶剤に溶解
または分散させたものである。無機ポリマーとしては、
ポリボロシロキサン、ポリカルボシラン、ロキサン、ポ
リシラスチレン、ポリシラザン、ポリチタノカルボシラ
ンなどがあげられ、なかでも、ポリボロシロキサンのが
好ましい。なお、ポリシロキサン（シリコーン樹脂）も
無機ポリマーの1種であるが、他の無機ポリマーに比べ
て耐熱性に劣るため、使用する場合は、他の無機ポリマ
ーとの併用が好ましい。また、溶剤としては、キシレ
ン、トルエン、ベンゼン、エタノール、N-メチル -2-ピ
ロリドン（ＮＭＰ）、フェノール類などがあげられる。
また、ポリボロシロキサンの反応溶剤としてシリコーン
オイルを使用することもできる。

【００１２】次に、このような無機ポリマー系塗料に配
合されるアルミニウム化合物は、上記一般式［Ｉ］また
は［II］で表されるものである。（ｂ）の一般式［II］
で表されるものについては、なかでも、Ｒ₃の炭素数が
8以上であるものが適している。Ｒ₃の炭素数が 8未満
のものは、化学的に不安定で取扱いが困難である。具体
的には、（ａ）のアルミニウム化合物としては、Al- ジ
-n- ブトキシド -モノエチルアセトアセテート、Al- ジ
-n- ブトキシド -モノメチルアセトアセテート、Al- ジ
-iso- ブトキシド -モノメチルアセトアセテート、Al-
ジ-sec- ブトキシド -モノエチルアセトアセテート、Al
- ジ-iso- プロポキシド -モノエチルアセトアセテート
などがあげられる。また、（ｂ）のアルミニウム化合物
としては、アルミニウムオキサイドステアレートなどが
あげられる。これらのアルミニウム化合物は、1 種を単
独で使用してもよく、また、 2種以上を混合して用いる
ようにしてもよい。

【００１３】このようなアルミニウム化合物は、無機ポ
リマー系塗料の低温焼付を可能とし、しかも、無機ポリ
マー系塗料本来の優れた耐熱性を減殺することなく、そ
の塗膜の表面のべたつきと、可とう性を改善する作用を
有する。ちなみに、このアルミニウム化合物に代えて、
公知のシリコーンポリマーの焼付硬化触媒を使用した場
合には、低温焼付で十分な高度の塗膜の形成は可能にな
るものの、可とう性が改善されることはない。

【００１４】このアルミニウム化合物の無機ポリマー系
塗料に対する配合量は、ポリマー成分 100重量部あた
り、 0.5〜10重量部の範囲が好ましく、さらに好ましく
は 3〜7 重量部の範囲である。このアルミニウム化合物
の配合量が 0.5重量部未満であると上記効果が十分得ら
れず、逆に10重量部を越えると塗料がゲル化し、塗布が
困難になる。

【００１５】本発明の耐熱塗料は、たとえば、予め調製
した無機ポリマー系塗料に、上記アルミニウム化合物
を、炭化水素系、アルコール系、エーテル系、芳香族系
など、公知の有機溶剤に溶解または分散させて液状にし
たものを混合するか、あるいは、無機ポリマー系塗料を
調整する際に、アルミニウム化合物をそのまま添加混合
し、十分に撹拌することにより得ることができる。

【００１６】このようにして得られた本発明の耐熱塗料
は、鋼板のような基体上に、常法により塗布し、 200〜
300 ℃程度の温度で 1〜10分間程度焼付けることによ
り、耐熱温度 400℃以上の優れた耐熱性を有し、かつ高
硬度であって、しかも可とう性が良好で、表面がべたつ
くこともない塗膜が形成される。

【００１７】また、Ni線やCu線のような導体上に、常法
により塗布し、 200〜300 ℃程度の温度で 2〜3 分間程
度焼付けることにより、耐熱性および可とう性に優れ、
また滑り性、巻線性の良好な耐熱絶縁電線が得られる。
この耐熱絶縁電線は、低温焼付で絶縁被膜が形成される
ため、効率よくかつ安価に製造することができる。

【００１８】さらに、本発明の耐熱塗料を、表面にポリ
テトラフルオロエチレンなどにより離型性の良好な被覆
を施したステンレス板のような基材上に、たとえば数十
μｍ〜数mm程度の厚さに塗布し、 200〜300 ℃程度の温
度で 1〜10分間程度焼付けた後、この焼付塗膜を前記基
材から剥離させることにより、本発明の耐熱フィルムが
得られる。この耐熱フィルムは、耐熱性、可とう性に優
れ、かつ、表面がべたつくこともない。しかも製造は容
易で、従来のように塗料による作業環境の汚染などの問
題が生じることもない。したがって、巻線の層間絶縁用
フィルムなどとして有用である。

【００１９】

【作用】このように本発明の耐熱塗料においては、上記
のような特定のアルミニウム化合物の作用により、低温
焼付が可能になり、しかも低温焼付によって、無機ポリ
マー系塗料の優れた耐熱性を保持しつつ、高硬度で、可
とう性に優れ、かつ表面のべたつきのない塗膜が形成さ
れる。

【００２０】また、本発明の耐熱絶縁電線は、このよう
に優れた特性を有する耐熱塗料を導体上に塗布焼付けて
いるので、優れた耐熱性、可とう性、表面特性、巻線性
を具備し、かつ、生産効率を高め、製造コストを低下さ
せることができる。

【００２１】さらに、本発明の耐熱フィルムは、上記耐
熱塗料の焼付塗膜からなるので、製造は容易で、しか
も、優れた耐熱性、可とう性、絶縁性などを具備したも
のとなる。

【００２２】

【実施例】次に、本発明の実施例を記載する。実施例１ポリボロシロキサンの50％溶液（溶剤ＮＭＰ）70重量
部と、シリコーンワニス（不揮発分50％）30重量部と、
アルミナ10重量部と、酸化チタン 5重量部と、Al -ジ-n
- ブトキシドモノエチルアセトアセテート（以下、Alア
セテートと略記） 3重量部とを、ミキサーなどの撹拌機
により均一に混合して本発明の耐熱塗料を調製した。実施例２ポリボロシロキサンの50％溶液（溶剤ＮＭＰ）50重量
部と、シリコーンワニス（不揮発分50％）50重量部と、
酸化チタン 5重量部と、酸化マグネシウム10重量部と、
Alアセテート 3重量部とを、ミキサーなどの撹拌機によ
り均一に混合して本発明の耐熱塗料を調製した。

【００２３】次いで、これらの各耐熱塗料を SUS430 ス
テンレス板（ 150×50× 0.3mm）の表面にスプレーガン
を用いてそれぞれ塗布した後、 250℃、 3分間の条件で
加熱焼成して、厚さ20μｍの耐熱塗膜を形成した。

【００２４】形成された塗膜の特性（鉛筆硬度、可とう
性、および表面のべたつきの有無）を表１に示す。な
お、可とう性は、屈曲試験（ JIS K 5400 に準拠）によ
り、塗膜の亀裂および剥離の有無を調べて評価したもの
である。

【００２５】また、実施例１、２の各例においてAlアセ
テート未配合とした例（比較例１、２）、実施例１、２
の各例においてAlアセテートに代えて、シリコーンポリ
マーの硬化触媒 CR-13（東芝シリコーン社製商品名）
を用いた例（比較例３、４）を比較例として表１に併せ
示した。

【００２６】

【表１】実施例３〜７表２に示す組成で、ポリボロシロキサンの50％溶液（溶
剤ＮＭＰ）と、シリコーンワニス（不揮発分50％）
と、アルミナと、酸化チタンと、酸化マグシウムと、Al
アセテートとを、ミキサーなどの撹拌機により均一に混
合して耐熱塗料を調製した。

【００２７】次いで、この耐熱塗料を、 1mmφの Ni-Cu
線に塗布し、 250℃、 3分間の条件で焼付けて膜厚10μ
ｍの絶縁被膜を形成した。また、実施例３〜６について
は、さらにその上に、ポリエステルワニスを塗布し、 2
50℃、 5分間の条件で焼付けて膜厚 5μｍのポリエステ
ル被膜を形成した。

【００２８】得られた各耐熱絶縁電線の特性（鉛筆硬
度、巻付合格倍径、ピンホール数、および一方向耐磨耗
性）を表２に併せ示す。

【００２９】なお、Alアセテート未配合の例を、比較例
５、６として表２に併せ示した。

【００３０】

【表２】実施例８〜１３ポリボロシロキサン70重量部と、シリコーンワニス（不
揮発分50％）30重量部と、酸化マグネシウム10重量部と
を、ミキサーなどの撹拌機により50重量部のＮＭＰに混
合、分散させて得られた塗料Ａ、またはポリボロシロキ
サン50重量部と、シリコーンワニス（不揮発分50％）50
重量部と、酸化マグネシウム15重量部とを、ミキサーな
どの撹拌機により50重量部のＮＭＰに混合、分散させて
得られた塗料Ｂに、Alアセテートの50％溶液（溶剤ナ
フサ）、またはアルミニウムオキサイドステアレート
（以下、Alステアレートと略記）を、塗料Ａ（または
Ｂ）のポリマー成分 100重量部あたりAlアセテート（ま
たはAlステアレート）の含有量が表３に示す割合となる
ように混合して調製した塗料を、表面にポリテトラフル
オロエチレンを被覆した SUS430 ステンレス板の表面に
バーコータにて塗布し、200℃で約30分間加熱焼成した
後、この焼付塗膜をステンレス板から剥離して、200×
200× 1mmの耐熱フィルムを製造した。

【００３１】得られた各耐熱フィルムの特性（可とう性
および耐熱性）を表３に示す。なお、可とう性は、12mm
φのステンレスパイプに巻き取った後の塗膜の亀裂、剥
離の有無を調べて評価したもの、耐熱性は、 500℃に設
定した電気炉内に 200時間保持することにより評価した
ものである。

【００３２】また、比較のために、上記塗料Ａおよび塗
料Ｂをそれぞれ単独で用いて、実施例の場合と同様にし
て耐熱フィルムの製造を試みたが、ステンレス板から剥
離する際、粉化してしまい耐熱フィルムを得ることはで
きなかった。

【００３３】

【表３】

【００３４】

【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明の耐熱塗料は、低温焼付けが可能で、しかも低温で
焼付けられて形成された塗膜は、耐熱温度 500℃以上、
かつ高硬度であって、しかも可とう性が良好で、表面が
べたつくこともないなど、優れた特性を有している。

【００３５】また、本発明の耐熱絶縁電線は、上記のよ
うな耐熱塗料を用いているので、耐熱性に優れ、かつ可
とう性に優れている。また、滑り性、耐磨耗性が良好
で、巻線性に優れている。加えて、低温で焼付けられる
ため、生産性の向上、製造コストの低減を図ることがで
きる。

【００３６】さらに、本発明の耐熱フィルムは、上記耐
熱塗料の焼付塗膜からなるので、耐熱性、可とう性、絶
縁性などに優れ、しかも、製造時の作業性が良好であ
る。

【００３７】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｂ 3/30 Ｍ 9059−5Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無機ポリマー系塗料に、（ａ）一般式【化１】（式中、Ｒ¹は炭素数 1〜20の炭化水素基、Ｒ²はメチ
ル基またはエチル基）および（ｂ）一般式【化２】（式中、Ｒ₃は炭素数 1〜20の炭化水素基）で表される
アルミニウム化合物の群から選ばれた 1種以上を配合し
てなることを特徴とする耐熱塗料。
【請求項２】導体上に、請求項１記載の耐熱塗料の焼
付塗膜を設けてなることを特徴とする耐熱絶縁電線。
【請求項３】請求項１記載の耐熱塗料の焼付塗膜から
なることを特徴とする耐熱フィルム。