專利名稱：：冷軋硅鋼無鉻絕緣涂層的涂敷方法及涂層膠輥和涂層液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于金屬材料表面處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及冷軋硅鋼無鉻絕緣涂層的涂敷方法及涂層膠輥和涂層液。
背景技術(shù)：
：冷軋硅鋼主要用作各種電機(jī)和變壓器的鐵芯，是電力、電子和軍事工業(yè)中不可缺少的重要軟磁合金。冷軋硅鋼鋼板除了要具備鋼材常規(guī)的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率；硅鋼的鐵損和磁感等性能要求外，還要求鋼板表面光滑、平整；具有良好的沖片性能、焊接性能、耐熱性能、絕緣性能，而這些性能要求硅鋼板上涂敷的絕緣涂層性能必須質(zhì)量好。所以大的電工鋼企業(yè)都有自己獨(dú)特的絕緣涂層配方和生產(chǎn)方法。就硅鋼絕緣涂層使用種類來講，美國AISI標(biāo)準(zhǔn)對(duì)硅鋼絕緣涂層作了一些規(guī)定，歐洲也采用美國的標(biāo)準(zhǔn)，但上述標(biāo)準(zhǔn)只提供參考，關(guān)于硅鋼絕緣涂層國內(nèi)外同行業(yè)都非常重視，保密性很強(qiáng)，有的形成了自己的專有技術(shù)。但目前國內(nèi)、外市場(chǎng)上冷軋無取向硅鋼涂層大部分采用含六價(jià)鉻半有機(jī)涂層，該涂層組成一般含有丙烯酸樹脂或苯丙一丙烯樹脂，磷酸鹽溶液，三氧化鉻等材料，Posco2002年硅鋼專利文摘100345726專利介紹該涂層配方涂層成分為(重量百分比)6.00%11.59%的MgO或CaO，19.00%24.59%的Cr03，11.00%15.74%的乳狀丙烯酸樹脂，5%8%的乙二醇，0.01%1%的添加劑，其余為水。硅鋼生產(chǎn)企業(yè)采用兩輥、三輥或多輥涂層機(jī)，涂輥帶有刻槽或光輥，把涂層液涂敷在鋼板上，經(jīng)過干燥固化形成涂層薄膜。從使用效果看，含鉻涂層具有很多其它涂料無可替代的優(yōu)勢(shì)優(yōu)良的防銹性、絕緣性、耐高溫性、焊接性、外觀及發(fā)藍(lán)質(zhì)量，價(jià)格適中。但含鉻涂層的致命缺點(diǎn)是它的毒性，涂層材料中的六價(jià)鉻是人體強(qiáng)致癌物質(zhì)，雖然該涂層薄膜的優(yōu)點(diǎn)己被國內(nèi)外硅鋼生產(chǎn)廠家和用戶所認(rèn)可，但隨著國際、國內(nèi)大眾環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，含六價(jià)鉻涂層必定將退出歷史舞臺(tái)。為滿足硅鋼涂層新的的需求，國內(nèi)外硅鋼生產(chǎn)企業(yè)和科技工作者都在進(jìn)行不含六價(jià)鉻硅鋼涂層的研究。但從己經(jīng)面市的品種看，質(zhì)量都差強(qiáng)人意。主要表現(xiàn)在防銹性、耐高溫及發(fā)藍(lán)性、外觀、環(huán)保性、儲(chǔ)存穩(wěn)定性和批次穩(wěn)定性不夠。例如中國專利1，317,526A公開了一種水性丙烯酸樹脂涂料，主要由水性丙烯酸樹脂，無機(jī)固體填料和水溶性固化劑組成，不使用有毒有機(jī)溶劑和鉻酸鹽，符合環(huán)保要求，但是該涂料的粘度和儲(chǔ)存穩(wěn)定性難以控制，而且所得涂層經(jīng)發(fā)蘭處理后附著力、絕緣性和耐腐蝕性和外觀不理想。國外的環(huán)保無絡(luò)絕緣涂層，Posco2003年硅鋼專利文摘1020030013052專利介紹其薄膜成分包括15%65%(按照成分的固體)含水溶性有機(jī)樹脂和70:3030:70之間固體比率無機(jī)樹脂的樹脂混合物，以及5%55%(按照成分的固體)填料。水溶性有機(jī)樹脂是水溶性的或水彌散性丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂或混合物，而無機(jī)樹脂是單一的磷酸鹽或磷酸鹽和磷酸鹽鉛和/或磷酸鋅、醇鹽無機(jī)溶膠、膠態(tài)硅石、膠態(tài)氧化鋁等的混合物。填料是指硅酸鹽、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈣或其混合物。該專利比較籠統(tǒng)，配方各組分涉及的材料太多，提供的含量范圍太寬，沒有具體介紹該配方如何涂敷在鋼板上、怎樣固化形成涂層。所以該專利有一定的局限性。根據(jù)掌握的資料，關(guān)于硅鋼絕緣涂層方面的專利技術(shù)側(cè)重涂層液組成配方的比較多，涂敷方法的比較少，而如何把配方和涂層液涂敷、干燥固化形成合格硅鋼涂層在生產(chǎn)中是十分重要的，由于現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)環(huán)境和工藝技術(shù)所限，如果單純按涂層液配方涂敷很難達(dá)到預(yù)期效果。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明公開一種冷軋硅鋼無鉻絕緣涂層的涂敷方法及所用的涂層膠輥和涂層液，其目的在于采用水分散無鉻單組份硅鋼絕緣涂層液，使用帶刻槽的橡膠輥，在一定速度和壓力下，經(jīng)過一定溫度固化，生產(chǎn)防銹性能好，耐制冷劑，沖剪性能優(yōu)良，經(jīng)高溫發(fā)藍(lán)后色澤均勻、有光澤、不掉粉，外觀良好且生產(chǎn)過程和產(chǎn)品均環(huán)保的冷軋硅鋼鋼板涂層。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，其特點(diǎn)是選擇涂層膠輥、機(jī)組的運(yùn)行速度、絕緣涂層液成份、涂層液比重、固化爐溫度及涂敷、干燥固化等工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化對(duì)帶鋼進(jìn)行涂敷，其具體方法如下1)選擇兩根帶有刻槽的涂層膠輥，在0.20.6Mpa的壓力下，壓緊行進(jìn)的帶鋼，同時(shí)對(duì)帶鋼上下兩面進(jìn)行涂敷絕緣涂層液，既能保證正常的涂敷，而且還可以節(jié)省設(shè)備投資；2)機(jī)組鋼帶運(yùn)行速度80180m/min;使涂層能夠均勻涂敷在帶鋼上，80m/min以下時(shí)，不能均勻涂敷，大于180m/min時(shí)超過機(jī)組設(shè)計(jì)能力；3)涂敷絕緣涂層液時(shí)帶鋼溫度小于40'C;超過40'C影響涂層液質(zhì)量，溫度太低，冷卻設(shè)備能力需要加大，成本太高。4)絕緣涂層干燥爐固化溫度470~680°C，溫度太低不能完全固化，溫度太高涂層過燒。本發(fā)明所采用涂層膠輥其輥徑為280~420mm，輥面刻槽，角度為50。110°，牙數(shù)為3090牙/英寸，深度為0.020.2mm，硬度保證在邵氏5070度。本發(fā)明涂層成分包括采用市場(chǎng)銷售的水分散無鉻單組分絕緣涂層液，其中丙烯酸樹脂30%75%;固化劑15%35%;無機(jī)顏料8%60%;助劑占0%2%，在應(yīng)用時(shí)使這種無鉻絕緣涂層液理化指標(biāo)保證在粘度1830s(涂4杯)；固體分38%~42%;PH:57;比重1.0卜1.15。本發(fā)明帶鋼在進(jìn)入涂層干燥爐固化前有1520米的懸空，以免帶鋼和爐輥接觸，劃傷涂層表面，涂層固化后采用5080米的空氣循環(huán)冷卻，所采用的涂層干燥爐長度4060米，分36段溫度控制。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及效果在于，采用水分散無鉻單組份硅鋼絕緣涂層液，使用兩根帶刻槽的橡膠輥，在一定速度和壓力下，經(jīng)過一定溫度固化，生產(chǎn)出厚度l3um，表面光滑均勻、涂層附著力(O級(jí))、絕緣性能(大于600Q/mm2)，防銹性能好，耐制冷劑，沖剪性能優(yōu)良，經(jīng)高溫發(fā)藍(lán)后色澤均勻、有光澤、不掉粉，外觀良好且生產(chǎn)過程和產(chǎn)品均環(huán)保的冷軋硅鋼鋼板涂層，完全符合歐盟ROHS指令和國家環(huán)保政策要求的冷軋硅鋼絕緣涂層。附圖1為本發(fā)明涂層輥表面局部放大圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明首先準(zhǔn)備好涂層原料，按下述要求購買市場(chǎng)銷售的水分散無絡(luò)單組分絕緣涂層液，其成分含量為丙烯酸樹脂30%75%;固化劑15%35%;無機(jī)顏料8%60%;助劑占0%2%比例配料，在涂料配制容器中按配方量依次勻速加入水分散丙烯酸樹脂、無機(jī)顏料、固化劑、水，分散均勻，再根據(jù)需要加入消泡劑、防腐劑、流平劑和流變調(diào)節(jié)劑，混合均勻后，用180目篩網(wǎng)過濾，固化劑選擇高甲醚化的氨基樹脂或其它固化劑。絕緣涂層液理化指標(biāo)必須保證在粘度1830s(涂4杯)；固體分38%~42%;PH:57;比重1.01~1.15。該涂層液使用前應(yīng)充分?jǐn)嚢杈鶆颍缯扯容^高，可加適量去離子水稀釋。選擇2根涂層膠輥，將絕緣涂層液用輸送泵輸送到帶有15~30個(gè)噴嘴的噴管中，在0.20.6Mpa的汽缸壓力下，噴射到膠輥上，膠輥隨著帶鋼運(yùn)行被動(dòng)旋轉(zhuǎn)對(duì)行進(jìn)的帶鋼進(jìn)行涂敷絕緣涂層液，機(jī)組鋼帶運(yùn)行速度為80~180m/min，涂敷絕緣涂層液時(shí)帶鋼溫度小于40°C，絕緣涂層干燥爐固化溫度470~680°C。如圖1所示，本發(fā)明所使用的涂層膠輥輥徑280420mm。涂層膠輥在磨床上加工出刻槽角度為50°~110°，牙數(shù)為30~90牙/英寸，深度為0.02~0.2mm。其硬度保證在邵氏5070度。本發(fā)明帶鋼在進(jìn)入干燥爐固化前有1520米的懸空，以免帶鋼和爐輥接觸，劃傷涂層表面，涂層固化后采用5080米的空氣循環(huán)冷卻，所采用的干燥爐長度4060米，分3~6段溫度控制。加工完的膠輥運(yùn)輸?shù)酵糠蠊桎撲摪瀣F(xiàn)場(chǎng)必須避免損傷刻槽，用毛刷和清洗劑清洗干凈后才能使用。裝在帶有汽缸的涂層機(jī)上保證涂層輥均勻升降。下面介紹本發(fā)明涂敷方法的幾個(gè)實(shí)施例<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實(shí)施例3帶鋼涂敷運(yùn)行速度130m/min涂層液技術(shù)指標(biāo)粘度:22s(涂4杯)比重:1.08固體分:42%涂層輥參數(shù)涂層輥輥徑400mm;涂層輥硬度邵氏58度；涂層輥材質(zhì)聚丙烯氰-,涂層輥刻槽角度為110°,牙數(shù)為56牙/英寸，深度為0.15mm。涂敷、固化工藝汽缸壓力0.5Mpa涂敷絕緣涂層液時(shí)帶鋼溫度小于40度干燥爐長度48米；分5段溫度控制。固化爐爐溫5段控制第1段490°C;第2段54(TC;第3段580。C;第4段590。C;第5段62(TC。采用上述方法鋼板其性能指標(biāo)可達(dá)到如下所示:性能分類性能指標(biāo)阇化性能<70秒固化完全附著力o級(jí)層間電阻》600Q/mm2涂層硬度(鉛筆)發(fā)蘭處理(540°C.)涂層不掉粉，色澤均一高溫退火(75(TC氮?dú)獗Ｗo(hù))涂層不剝離，色澤均一抗制冷劑R22、R134a、R410a沖片性能優(yōu)環(huán)保性能通過國際通標(biāo)SGS認(rèn)證權(quán)利要求1.一種冷軋硅鋼無鉻絕緣涂層的涂敷方法，其特征在于1)選擇兩根帶有刻槽的涂層膠輥，在0.2～0.6Mpa的壓力下，壓緊行進(jìn)的帶鋼，同時(shí)對(duì)帶鋼上下兩面進(jìn)行涂敷絕緣涂層液；2)涂敷無鉻絕緣液時(shí)鋼帶運(yùn)行速度80～180m/min；3)涂敷絕緣涂層液時(shí)帶鋼溫度小于40℃；4)涂層干燥爐固化溫度470～680℃，分3～6段控制。2、如權(quán)利要求1所述的冷軋硅鋼無鉻絕緣涂層的涂敷方法所用的涂層膠輥，其特征在于涂層膠輥參數(shù)為1)輥徑280420mm;2)硬度邵氏5070度；3)涂層膠輥上布有刻槽，刻槽角度為50°~110°，牙數(shù)為3090牙/英寸，深度為0.02~0.2mm。3、如權(quán)利要求1所述的冷軋硅鋼無鉻絕緣涂層的涂敷方法所用的涂層液，采用丙烯酸樹脂、固化劑、無機(jī)顏料、助劑為原料，其中丙烯酸樹脂30%75%;固化劑15%35%;無機(jī)顏料8%60%;助劑占0%2%，其特征在于絕緣涂層液理化指標(biāo)為采用涂~4杯方法，粘度1830s，固體分38%42%，PH:5~7，比重1.01~1.15。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷軋硅鋼無鉻絕緣涂層的涂敷方法，其特征在于兩根涂層膠輥上下垂直布置。全文摘要本發(fā)明公開冷軋硅鋼無鉻絕緣涂層的涂敷方法及涂層膠輥和涂層液，其特點(diǎn)是選擇涂層膠輥、機(jī)組的運(yùn)行速度、絕緣涂層液成份、涂層液比重、固化爐溫度及涂敷、干燥固化等工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化對(duì)帶鋼進(jìn)行涂敷，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及效果在于，采用水分散無鉻單組份硅鋼絕緣涂層液，使用兩根帶刻槽的橡膠輥，在一定速度和壓力下，經(jīng)過一定溫度固化，生產(chǎn)出厚度1～3um，表面光滑均勻、涂層附著力(O級(jí))、絕緣性能(大于600Ω/mm²)，防銹性能好，耐制冷劑，沖剪性能優(yōu)良，經(jīng)高溫發(fā)藍(lán)后色澤均勻、有光澤、不掉粉，外觀良好且生產(chǎn)過程和產(chǎn)品均環(huán)保的冷軋硅鋼鋼板涂層，完全符合歐盟ROHS指令和國家環(huán)保政策要求的冷軋硅鋼絕緣涂層。文檔編號(hào)B05C9/04GK101209440SQ200610155838公開日2008年7月2日申請(qǐng)日期2006年12月27日優(yōu)先權(quán)日2006年12月27日發(fā)明者雨姜,張本尊,理羅,金文旭,高振宇申請(qǐng)人:鞍鋼股份有限公司