一種無取向矽鋼用半無機環保絕緣塗料及其塗層製備方法
2023-07-22 21:30:41 1
專利名稱：一種無取向矽鋼用半無機環保絕緣塗料及其塗層製備方法
技術領域：
本發明屬於矽鋼塗料技術領域，尤其是涉及一種無取向矽鋼用環保絕緣塗料及其塗層的製備方法。
背景技術：
電工鋼是一種含碳量極低的矽鐵軟磁合金，其主要用於製造電動機、發電機、變壓器鐵芯和各種電訊器材。目前電工鋼塗層分為三大類全無機塗層、半無機塗層和有機塗層。總的發展趨勢是全有機塗層被逐漸淘汰，無機塗層將逐步取代半無機塗層。但是，由於無機塗層本身性質和各方面的條件制約，目前，國際上電工鋼製造廠商通常使用較多的仍然是半無機塗層。從目前電工鋼塗層產業發展的趨勢來看，半無機磷酸鹽類塗料以其優良的表面電阻率和耐熱性等優良性能在電工鋼塗層領域成為主導品種。半無機塗層主要是由磷酸鹽、樹脂、無機物填料等組成。這種配方充分利用了無機膜良好的焊接性能和耐熱性能以及有機膜優良的耐水、絕緣、抗衝擊和粘附性能。但是，在焊接加工過程中會因樹脂揮發而產生氣孔，為了使焊接氣孔降至最少，需在磷酸鹽、鉻酸鹽絕緣塗料中加入顆粒，但這又在衝剪加工過程中會出現粉化現象。美國專利US4618377披露了一種用來在電工鋼上形成絕緣塗層的無機/有機塗料組合物，它包含一種有機乳液樹脂，用一種分散改進劑進行了表面處理的有機樹脂顆粒，和一種含有至少一種無機磷酸鹽組分的溶液。經表面處理的樹脂顆粒被用於控制固化塗層的表面粗糙度，從而改善其焊接性。這類塗層的一個缺點是在塗覆的鋼片加工過程中樹脂顆粒易於粉化或剝落。所以現在特別需要研製一種用於冷軋無取向電工鋼的環保型半無機絕緣塗料用來克服以上塗料不足之處。
發明內容
本發明的目的在於克服上訴不足，提供一種耐高溫的冷軋無取向矽鋼用絕緣塗料及其塗層製備方法，該塗料不含對人體和環境有害的鉻酸鹽，並且在保證較好的層間電阻率的情況下，降低了游離磷酸根的含量，並通過其與硼酸、水性環氧樹脂的相互作用解決了塗層耐蝕性差的問題。—種無取向矽鋼用半無機環保絕緣塗料，其特徵在於，各物質按下述百分比的組分配置而成
磷酸二氫鋁5. (Γ40%
磷酸二氫猛O. 5 10%
磷酸二氫鋅廣12%
氧化鋅O. 5 1. 5%
氧化鎂O.1 1. 0%硼酸1.0 7%
樹脂5.0 27%
有機溶劑2. 0%-6. 0%
其他助劑O. Γ0. 8%
其餘為水
其中所述磷酸二氫鋁濃度為50%，不含游離磷酸，用量以乾重來計算；
其中所述磷酸二氫錳不含游離磷酸，用量以乾重來計算；
其中所述磷酸二氫鋅不含游離磷酸，用量以乾重來計算；
其中所述樹脂為丙烯酸樹脂、有機矽樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、聚醯胺樹脂中的一
種；
其中所述有機溶劑為二乙二醇單丁醚、乙二醇、丙三醇、四氫呋喃、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一種；
其中所述助劑為潤溼劑、流平劑、消泡劑中的一種或數種的混合物。
一種無取向矽鋼用半無機環保絕緣塗料製備塗層的方法，其特徵在於
(1)、通過添加水，使上述塗料的密度控制在f1. 2 g/cm3 ;並在無取向矽鋼表面塗布該塗料塗覆量應為O. 5^12g/m2 ；
(2)、烘烤乾燥40 60S，溫度控制在250 400 °C，即形成厚度為O. 5 5 μ m的矽鋼絕緣塗料層
塗料中的氧化鋅、氧化鎂可為工業級粉體原料。塗料中的硼酸可以增加塗層的緻密性和表面光澤，還能增加塗層在低溫時的形成能力以及消除應力退火時的耐熱性。上述有機溶劑為具有優良水溶性有機溶劑，可以改善塗液對鋼板的潤溼性，減少縱向條紋的產生並防止塗層中的缺陷，從而使塗覆均勻，塗液能很好的覆蓋鋼板的整個寬度。本發明的優點在於，該塗層為不含鉻酸鹽的環保塗層，耐高溫加工可到800 °C。該圖層表面光亮均勻，耐腐蝕性比一般的磷酸鹽塗層更加優良，且具有很好的絕緣性、附著性、衝片性、焊接性、耐蝕性、耐熱性。另外，本發明的無取向矽鋼半無機環保絕緣塗料原料來源豐富，成本較低，具有廣闊的應用前景。這種環保型塗層能提供良好的表面電阻率，使層間功率損耗降至最，有良好的抗水蒸汽吸收能力，能提供與鋼板表面優良的附著性，在從鋼板衝剪制疊片的過程中所造成的模具磨損最小，在疊片衝壓過程中不產生過量的粉化或不在衝壓設備上造成塗料的堆積，能承受應力退火和降碳處理，並且不產生過多的焊接氣孔，能與製造鐵芯時所使用的各種化學藥品及樹脂相容。本專利選用磷酸二氫鹽作為塗層主體系，以有機樹脂作為粘合劑，不含有可溶性六價鉻或鉻酸鹽，塗層液使用和廢塗層液的處置過程中不會產生安全隱患和環境汙染方面的問題，獲得的塗層具有顯著的耐高溫耐和抗腐蝕能力。
具體實施例方式本發明的實施例以及相應的對比例的各組分及其含量如表I所示，按表I配製本發明的塗液。表1:實施例中的塗料組成的含量(百分含量％)
權利要求
1.一種無取向矽鋼用半無機環保絕緣塗料，其特徵在於，各物質按下述百分比的組分配置而成 磷酸二氫鋁5. (T40% 磷酸二氫猛0. 5 10% 磷酸二氫鋅廣12% 氧化鋅0. 5 1. 5% 氧化鎂0.1 1. 0%硼酸1.0 7% 樹脂5.0 27% 有機溶劑2. 0%-6. 0% 其他助劑0. ro. 8% 其餘為水 其中所述磷酸二氫鋁濃度為50%，不含游離磷酸，用量以乾重來計算； 其中所述磷酸二氫錳不含游離磷酸，用量以乾重來計算； 其中所述磷酸二氫鋅不含游離磷酸，用量以乾重來計算； 其中所述樹脂為丙烯酸樹脂、有機矽樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、聚醯胺樹脂中的一種； 其中所述有機溶劑為二乙二醇單丁醚、乙二醇、丙三醇、四氫呋喃、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一種； 其中所述助劑為潤溼劑、流平劑、消泡劑中的一種或數種的混合物。
2.一種採用權利要求1所述一種無取向矽鋼用半無機環保絕緣塗料製備塗層的方法，其特徵在於 (1)、通過添加水，使上述塗料的密度控制在f1. 2 g/cm3 ;並在無取向矽鋼表面塗布該塗料塗覆量應為0.5 12g/m2;(2)、烘烤乾燥4(T60 S，溫度控制在250 400 °C，即形成厚度為0.5 5 Pm的矽鋼絕緣塗料層。
全文摘要
一種無取向矽鋼用半無機環保絕緣塗料及其塗層製備方法，屬於無取向矽鋼塗料技術領域。所述無取向矽鋼用半無機環保絕緣塗料由下述質量百分比的組分配置而成5~40%磷酸二氫鋁，0.5~10%磷酸二氫錳，磷酸二氫鋅1~12%，0.5~1.5%氧化鋅，0.1~1%氧化鎂，1.0%~7%硼酸，樹脂5.0~27%，有機溶劑2.0%-6.0%，其他助劑0.1-0.8%，其餘為水。本發明的塗料是一種不含鉻的環保塗料，同時所述塗層光亮均勻，耐腐蝕性比一般的磷酸鹽塗層更加優良，且具有很好的絕緣性、附著性、衝片性、焊接性、耐熱性、耐蝕性。另外，本發明的無取向矽鋼半無機環保絕緣塗料原料來源豐富，成本較低，具有廣闊的應用前景。
文檔編號C09D1/00GK103013195SQ20121055072
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月18日 優先權日2012年12月18日
發明者何建平, 孫新, 王濤, 薛海榮, 郭雲霞, 湯靜, 郭虎, 劉明珠, 張曉雪 申請人:南京航空航天大學