專利名稱：：一種抗粘片的取向硅鋼用絕緣涂液及其涂敷工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種涂液，具體地說，本發(fā)明涉及一種取向硅鋼用絕緣涂液。
背景技術(shù)：
：取向硅鋼的表面一般有硅酸鎂涂層和絕緣涂層兩層涂層，其中絕緣涂層的涂敷工藝流程簡述如下含有硅酸鎂涂層的取向硅鋼板經(jīng)歷殘余MgO刷洗、輕酸洗、絕緣涂層涂敷、烘烤燒結(jié)等工序，形成帶有絕緣涂層的取向硅鋼成品。絕緣涂層具有較小的熱膨脹系數(shù)，可給硅鋼板提供一定的張力，同時具有優(yōu)良的絕緣性、耐腐蝕性等性能。1950年，美國Armco鋼公司首先發(fā)展了所謂的Carlite的C-5涂層，這是一種無機磷酸鎂涂層。1973年，日本川崎制鐵公司在磷酸鎂中加入硝酸鋁和鉻酸來提高層間電阻和耐吸濕性，這被稱為D涂層。日本專利文獻昭48-39338公開了一種應(yīng)力涂層，其主要成分為416%膠狀SiO2,324%磷酸二氫鋁和0.24.5%鉻酸，其中磷酸二氫鋁起粘接劑的作用，改善絕緣涂層與玻璃膜底層的附著性，鉻酸可改進涂液的潤濕性，使磷酸鹽中自由磷酸更穩(wěn)定。美國專利文獻3948786和3996073也涉及應(yīng)力涂層，其主要組分為磷酸鋁、磷酸鎂、膠體SiO2*鉻酸，被稱為Carlite-3涂層。美國專利文獻4032366公開了一種應(yīng)力涂層，其組分為819%磷酸離子，0.63.5%鎂離子，923%膠體SiO2和0.23.5%鉻離子。上述絕緣涂層在退火后容易發(fā)生粘結(jié)的現(xiàn)象，而取向硅鋼產(chǎn)品在卷繞鐵心的后續(xù)加工過程中，要求絕緣涂層在退火過程中不粘結(jié)，故采用上述絕緣涂層的取向硅鋼產(chǎn)品無法直接應(yīng)用于卷繞鐵心。為克服上述問題，日本專利文獻昭52-25296和昭53-143737公開的應(yīng)力涂層的組分為膠體SiO2、磷酸二氫鎂和鉻酸，并加入SiO2,Al2O3或TiO2細粉，以防止消除應(yīng)力退火時發(fā)生粘接。但是，Si02、Al2O3或TiO2顆粒的引入會導(dǎo)致絕緣涂層表面粗糙、光澤度下降，并會加快膠體SiO2的凝膠反應(yīng)，降低絕緣涂液的穩(wěn)定性，同時這些微米或納米顆粒會相互聚集而沉淀，易發(fā)生堵塞管道等問題，給實際應(yīng)用帶來不便。因此，針對以上方法存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種抗粘片的取向硅鋼用絕緣涂液及其涂敷工藝。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的第一個方面提供一種涂液，其特征在于，含有100重量份的磷酸二氫鹽、1.4-4重量份的可溶性的鉬酸鹽和/或鎢酸鹽、15-30重量份的鉻酸酐(CrO3),50-120重量份的硅溶膠或鋁溶膠。所述磷酸二氫鹽為Mg鹽、Al鹽、Ca鹽和Zn鹽中的一種或多種。所述鉬酸鹽、鎢酸鹽為銨鹽、堿金屬鹽和鎂鹽中的一種或多種。磷酸二氫鹽具有高溫粘結(jié)性、抗剝落、高絕緣性等優(yōu)點，本發(fā)明涂料中含有一種或者多種磷酸二氫鹽，起到粘接劑的作用，可改善絕緣涂層與玻璃膜底層的附著性，并提高涂層的絕緣性?？扇苄缘你f酸鹽、鎢酸鹽有銨鹽、堿金屬鹽和鎂鹽等。鉻酸酐可改進涂液的潤滑性，使磷酸鹽中的自由磷酸更穩(wěn)定。無機物的溶膠是一種亞微米、納米的顆粒穩(wěn)定分散在溶液中形成的體系，常用的無機物溶膠有硅溶膠、鋁溶膠等。硅溶膠是無定形二氧化硅在水中的分散體系，其分子式可表示為HISiO2·ηΗ20，被廣泛應(yīng)用于精密鑄造、耐火材料、涂料、造紙、食品、電子等行業(yè)。鋁溶膠的分子式為a(Al2O3·IiH2O)·bHx·cH20，其中Al2O3·IiH2O為水合氧化鋁，Hx為膠溶劑，系數(shù)b<a、C、n，具有膠粘性、觸變性、易分散性、水溶可逆性、懸浮性、帶正電性、吸附性、穩(wěn)定性等特性。在本發(fā)明涂液中，無機物溶膠可提供一定程度的張力。本發(fā)明的第二個方面提供所述涂液的涂敷工藝，包括以下步驟將所述涂液采用噴涂、輥涂的方法，在取向硅鋼的硅酸鎂底層表面上涂敷lg/m2-8g/m2的涂層，采用明火或電加熱爐進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為700-950°C，燒結(jié)時間為20-60s，燒結(jié)氣氛為H2含量為2-5%的氫氮混合氣體。將涂液涂敷燒結(jié)后可以獲得光澤度高、防止高溫退火過程中發(fā)生粘片的絕緣涂層。由于沒有不溶性固體顆粒的加入，采用此涂液涂敷的絕緣涂層可有效避免表面粗糙的現(xiàn)象。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明涂液可用于取向硅鋼涂層，特別是用于硅酸鎂陶瓷層之上的絕緣涂層。所得絕緣涂層可以給取向硅鋼板施加合適的張力、提供高絕緣性、并且會降低在600-950°C退火l_3h條件下發(fā)生粘結(jié)的現(xiàn)象，同時保持絕緣涂層的光澤、光滑和穩(wěn)定性，特別是可有效避免取向硅鋼在卷繞鐵心領(lǐng)域中應(yīng)用時由于絕緣涂層粘結(jié)引起的加工不良現(xiàn)象。圖1表示粘片性測試中試樣疊加的方法；圖2表示本發(fā)明中鉬酸銨的添加量與粘片性的關(guān)系。具體實施例方式以下用實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作更詳細的描述。這些實施例僅僅是對本發(fā)明最佳實施方式的描述，并不對本發(fā)明的范圍有任何限制。實施例1-9和比較例1-5的成分如表1所示。表1實施例1-9和比較例1-5的成分<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>用表1所示實施例和比較例所得涂液進行涂敷，工藝如下取向硅鋼的硅酸鎂底層形成之后，在其上涂敷涂液，涂敷量為5.0g/m2。然后在氫氮混合氣(H2=4%)的氣氛中，溫度為850°C的烘烤爐內(nèi)燒結(jié)30s，最終形成絕緣涂層。對所得涂層進行性能測試，結(jié)果見表2。其中對于粘片性的測試，采用標準的流程，簡述如下將相同厚度的絕緣涂層樣板剪切成30mmX40mm的小片16片，打磨掉邊角毛刺后，疊加起來，試樣的邊部相互垂直，這樣保證片間絕緣涂層的接觸面積為9cm2，如圖1所示。疊加好的試樣放入厚不銹鋼夾板中，施加60kg/mm2的壓強壓緊，夾板用螺絲固定，進行高溫退火。高溫退火條件為850°C，2h，氣氛為100%的N2。結(jié)束后取出，采用精密拉力計測量片與片之間的剝離力，去掉最大值和最小值后，求平均值，剝離力小于100g/9cm2，為合格樣品。表2實施例1-9和比較例1-5所得涂層性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注1)涂層外觀好；Δ一般；X差。2)附著性◎好；Δ—般；X差。3)耐蝕性◎好；Δ—般；X差。4)凝膠時間室溫下將絕緣涂液置于燒杯中，燒杯傾斜45°角，涂液不變形為形成凝膠，記錄該天數(shù)。由表2可得以下結(jié)論1、涂液中少量添加鉬酸銨、鉬酸鎂、鎢酸鈉等并不會顯著影響其穩(wěn)定性，當七鉬酸銨添加到4份時，凝膠時間與添加固體SiO2顆粒相當，故不可取。而添加SiO2固體顆粒，會大大縮短凝膠時間，說明其顯著破壞溶液體系的穩(wěn)定性。2、對于取向硅鋼的磁感和鐵損的改善作用，各個配方的絕緣涂層大體相同。3、在涂層的外觀方面，涂液中添加鉬酸銨后，涂層仍然保持了高度的透明性、高光澤和光滑的表面，而添加SiO2顆粒后，絕緣涂層表面變得粗糙，不透明，外觀劣化明顯。4、涂液中添加鉬酸銨后，可顯著降低涂層的粘片性(剝離力)，粘片性的降低與鉬酸銨添加量的關(guān)系如圖2所示。同時采用鉬酸鎂、鉬酸鋅和鎢酸鈉等化合物，同樣可以獲得很好的降低粘片性的效果。實施例10-16和比較例6-9的成分如表3所示。表3實施例10-16和比較例6-9的成分<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>用表3所示實施例和比較例所得涂液進行涂敷，工藝如下取向硅鋼的硅酸鎂底層形成之后，在其上涂敷涂液，涂敷量為5.0g/m2。然后在氫氮混合氣(H2=4%)的氣氛中，溫度為850°C的烘烤爐內(nèi)燒結(jié)30s，最終形成絕緣涂層。對所得涂層進行性能測試，結(jié)果見表4。表4實施例10-16和比較例6-9所得涂層性能粘片性磁性能改善能力<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>注1)涂層外觀◎好；Δ—般；X差。2)附著性◎好；Δ—般；X差。3)耐蝕性◎好；Δ—般；X差。4)凝膠時間室溫下將絕緣涂液置于燒杯中，燒杯傾斜45°角，涂液不變形為形成凝膠，記錄該天數(shù)。由表4可知，當膠體SiO2添加量為50-120份時，可以獲得性能良好的絕緣涂層產(chǎn)品；其量多于120份時，絕緣涂層表面出現(xiàn)裂紋，外觀變差，同時附著性變差；其量少于50份時，絕緣涂層的粘片性差，且絕緣涂層表面粗糙，無光澤。當鉻酐添加量為15-30份時，絕緣涂層的性能良好；其量少于15份時，絕緣涂層表面粗糙，粘片性差；其量多于30份時，絕緣涂層外觀劣化，附著性變差，同時改善鐵損的能力降低。權(quán)利要求一種涂液，其特征在于，含有100重量份的磷酸二氫鹽、1.4-4重量份的可溶性的鉬酸鹽和/或鎢酸鹽、15-30重量份的鉻酸酐(CrO3)、50-120重量份的硅溶膠或鋁溶膠。2.如權(quán)利要求1所述的涂液，其特征在于，所述磷酸二氫鹽為Mg鹽、Al鹽、Ca鹽和Zn鹽中的一種或多種。3.如權(quán)利要求1所述的涂液，其特征在于，所述鉬酸鹽、鎢酸鹽為銨鹽、堿金屬鹽和鎂鹽中的一種或多種。4.使用權(quán)利要求1所述涂液的涂敷工藝，包括以下步驟將所述涂液采用噴涂、輥涂的方法，在取向硅鋼的硅酸鎂底層表面上涂敷lg/m2-8g/m2的涂層，采用明火或電加熱爐進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為700-950°C，燒結(jié)時間為20-60s，燒結(jié)氣氛為H2含量為2_5%的氫氮混合氣體。全文摘要本發(fā)明提供一種抗粘片的取向硅鋼用絕緣涂液及其涂敷工藝，該涂液含有100重量份磷酸二氫鹽、1.4-4重量份可溶性鉬酸鹽和/或鎢酸鹽、15-30重量份鉻酸酐(CrO3)、50-120重量份硅溶膠或鋁溶膠。本發(fā)明涂液可用于取向硅鋼涂層，特別是用于硅酸鎂陶瓷層之上的絕緣涂層。所得絕緣涂層可以給取向硅鋼板施加合適的張力、提供高絕緣性、并且減少在600-950℃退火1-3h條件下發(fā)生粘結(jié)的現(xiàn)象，同時保持絕緣涂層的光澤、光滑和穩(wěn)定性，特別是可有效避免取向硅鋼在卷繞鐵心加工工藝中由于絕緣涂層粘結(jié)所引起的加工不良現(xiàn)象。文檔編號C23C22/74GK101812683SQ200910046440公開日2010年8月25日申請日期2009年2月23日優(yōu)先權(quán)日2009年2月23日發(fā)明者吉亞明,吳樹建,曹圣泉,李國保,李貴賓,楊勇杰,許云鵬,謝世殊,金冰忠,陳曉,馬建勛,黃昌國申請人:寶山鋼鐵股份有限公司