專利名稱：：一種無取向電工鋼無鉻絕緣環(huán)保涂料及其涂層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于電工鋼涂料
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是涉及一種無取向電工鋼無鉻絕緣環(huán)保涂料及其涂層的制備方法。
背景技術(shù)：
：電工鋼片是一種重要的磁性材料，無取向電工鋼被廣泛應(yīng)用于電動發(fā)動機、發(fā)電機、小型變壓器等電機的鐵芯。在制造鐵芯時，需要連續(xù)地將電工鋼板沖剪成鐵芯形狀的坯料，通過焊接將疊好的一定數(shù)量的芯片邊緣固定。為了減少渦流損失，需在鋼板表面涂覆絕緣涂層，以便使各層片之間彼此絕緣。涂層是電工鋼生產(chǎn)的最后一道工序，涂層的種類、工藝和質(zhì)量將對電工鋼片間相互絕緣性、附著性、沖片性、焊接性及耐蝕性等產(chǎn)生重大影響，從而進一步影響電工鋼本身的鐵損水平乃至產(chǎn)品的性能。冷軋無取向電工鋼表面涂層主要包括無機涂層、有機涂層、半有機涂層三大類。現(xiàn)在生產(chǎn)上廣泛使用的鉻酸鹽+有機樹脂為主要成分的半有機涂層，如日本專利特公昭50-15013、美國專利US3909313等專利中所提及的鉻酸鋅或鉻酸鎂+丙烯酸樹脂乳液或苯乙烯、醋酸乙烯乳液，該種涂層有較高的層間電阻，良好的附著性及防銹性，并具有優(yōu)良的沖片性能和耐熱性能，因此從上個世紀七十年代以來一直到今天，仍然在國內(nèi)外各大電工鋼生產(chǎn)廠商中大量使用。但因其含有鉻酸鹽，會對環(huán)境造成污染，越來越多的國家和地區(qū)已經(jīng)對鉻酸鹽作為涂層的電工鋼進行了嚴格的限制。開發(fā)無鉻環(huán)保涂層已經(jīng)成為了當今電工鋼涂層發(fā)展的重大課題，美國專利US5945212中提到了一種用磷酸二氫鋁、硅溶膠和有機乳液組成的涂液，用磷酸二氫鋁替代鉻酸鹽，有效的解決了環(huán)保問題。這種以磷酸鋁鹽或者磷酸鎂鹽代替鉻酸鹽的方法會導(dǎo)致涂層表面發(fā)白，影響到鋼板表面外觀。而且由于烘烤后的硅鋼試樣表面游離磷含量較高，導(dǎo)致鋼板發(fā)粘，在工業(yè)生產(chǎn)中會產(chǎn)生粘連等不利影響。因此，需要在原有配方上進一步改進。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種無取向電工鋼無鉻絕緣環(huán)保涂料及其涂層的制備方法，該涂料不含對人體和環(huán)境有害的鉻酸鹽，并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，并通過其與乳液的相互作用解決了表面吸濕發(fā)粘的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的涂料由以下幾部分組成各組分按物質(zhì)的干重(去除水分后的質(zhì)量)計算磷酸二氫鋁溶液0~70%,磷酸二氫鈣溶液0~70%，磷酸二氫鋅溶液0~70%，磷酸二氫鉀溶液:磷酸二氫鎂溶液:丙烯酸酯乳液硼酸-5~30%，1~20%，0~70%，0~70%，硅溶膠:0.5~6%，以上均為重量百分比本發(fā)明的絕緣涂料中含有磷酸二氫鋁溶液、磷酸二氫鎂溶液、磷酸二氫鋅溶液、磷酸二氫鉀溶液、磷酸二氫鈣溶液的一種或者幾種的混合。磷酸二氫鹽溶液濃度為30%~50%(重量百分比)，且基本不含游離磷酸，磷酸二氫鹽的用量以干重來計算，占全部組合物重量的20%~70%;本發(fā)明的另一個基本特征是絕緣涂層中含有丙烯酸酯乳液，該乳液為水溶性的丙烯酸及其酯的共聚物，各組分按重量配比為甲基丙烯酸甲酯20~30%丙烯酸乙酯20~25%丙烯酰胺0.5~3°/。乳液添加量以樹脂固體含量計算，占全部組合物的5~30%，乳液的添加能大幅度的提高鋼板的沖片性能，但添加量不宜超過30%，否則會導(dǎo)致鋼板的焊接性能變差。乳液應(yīng)為中性或弱堿性，固含量應(yīng)在40%~50%之間，粘度為4003000cps，與上述磷酸鹽溶液完全互溶，不產(chǎn)生沉淀。本發(fā)明的涂料還含有硼酸，硼酸能增加薄膜的致密性和表面光澤，還可以增加薄膜在低溫時的形成能力以及消除應(yīng)力退火時的耐熱性，硼酸的添加量為全部組合物重量的1%~20%。本發(fā)明的涂料中還含有硅溶膠，硅溶膠是膠體二氧化硅的簡稱，它是一種良好的無機粘結(jié)劑，具有無毒、耐高溫、隔熱、絕緣性能好、比表面積大、吸附力強、熱膨脹系數(shù)低等優(yōu)點。一般要求其固含量在30%~31%，PH值為9.510.5,粒徑1020nm，粘度50c.p，比重1.14~1.24，并有較好的穩(wěn)定性。添加到涂液中可以改善涂層的外觀及附著性，添加量以干重計，占整個涂層重量的0.5%~6%。本發(fā)明中，向上述涂料組合物中添加水，最終處理液的密度控制在1.00-1.20g/cm3。將涂液均勻地涂布到無取向電工鋼板表面，在250500'C的干燥爐中30~60秒烘干，即可得到性能優(yōu)異的絕緣膜。固化后膜的涂覆量應(yīng)為0.5~10g/m2。本發(fā)明的優(yōu)點在于，該涂層為不含鉻酸鹽的環(huán)保涂層。該涂層表面光亮均勻、具有很好的絕緣性、附著性、耐熱性；該涂層還由于有較低的游離磷含量，很好的解決了涂層吸濕發(fā)粘的問題，因此具有很好的防銹性能。具體實施例方式本發(fā)明的實施例以及相應(yīng)的對比例的各組分及其含量如表1所示，按表1配制本余量為水發(fā)明的涂料。表l:涂料組成(以下所有組分的含量均按照物質(zhì)干重來計算，單位g)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>按本發(fā)明的實施例以及相應(yīng)的對比例制得的涂料涂覆在0.5mm厚的無取向電工鋼板表面，在45(TC的馬弗爐中進行l(wèi)min燒結(jié)，取出冷卻后即在鋼板表面形成均勻的絕緣膜。測得該涂層的性能指標如表2所示表2:涂層性能測試<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注1.涂液性質(zhì)為將各組分混合均勻后的外觀狀態(tài)。2.涂敷后外觀為450'C烘烤1分鐘后的外觀狀態(tài)。3.附著性測試方法參照GB2522-2007，將試樣繞銅棒彎曲180°后扳直，觀察涂層的開裂與剝落情況，性能級別從高到低分為A、B、C、D四個級別。4.游離磷測試方法使用首鋼專利200810222009.1,生產(chǎn)上一般要求控制游離磷的含量〈200yg/Ep。從以上的性能測試結(jié)果可以看出，本發(fā)明的涂料實例6、10、12中游離磷的含量均能控制在〈200yg/Ep，解決了鋼板表面發(fā)粘的問題；同時具有光滑均勻的表面外觀，良好的絕緣性和附著性；并且潤濕性好，便于涂敷。是一種優(yōu)良的無取向電工鋼用無鉻環(huán)保涂層。權(quán)利要求1.一種無取向電工鋼無鉻絕緣環(huán)保涂料，其特征在于，各組分按物質(zhì)的干重計算磷酸二氫鋁0～70％，磷酸二氫鎂0～70％，磷酸二氫鉀0～70％，磷酸二氫鋅0～70％，磷酸二氫鈣0～70％，丙烯酸酯乳液5～30％，硼酸1～20％，硅溶膠0.5～6％，均為重量百分比，所述的干重是指去除水分后的質(zhì)量。2.如權(quán)利要求1所述的涂料，其特征在于含有磷酸二氫鋁、磷酸二氫鎂、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鋅、磷酸二氫鈣溶液中的一種或幾種；磷酸二氫鹽溶液濃度為30重量%50重量％，不含游離磷酸；磷酸二氫鹽的用量以干重來計算，占全部組合物重量的20%~70%。3.如權(quán)利要求1所述的涂料，其特征在于丙烯酸酯乳液為水溶性的丙烯酸及其酯的共聚物，各組分按重量配比為甲基丙烯酸甲酯20~30%丙烯酸乙酯20~25%丙烯酰胺0.5~3%余量為水乳液應(yīng)為中性或弱堿性，固含量應(yīng)在40%~50%之間，粘度為4003000cps，與上述磷酸鹽溶液完全互溶，不產(chǎn)生沉淀。4.如權(quán)利要求1所述的涂料，其特征在于還添加有少量的硼酸，硼酸的添加量為全部組合物重量的1%~20%。5.如權(quán)利要求1所述的涂料，其特征在于所說的硅溶膠為膠體二氧化硅，其固含量在30%~31%，PH值為9.510.5，粒徑1020nm，粘度50c.p，比重1.14~1.24，并有較好的穩(wěn)定性。6.一種采用權(quán)利要求1所述涂料制備涂層的方法，其特征在于，向涂料中添加水，最終處理液的密度控制在1.00~1.20g/cm3，將涂液均勻地涂布到無取向電工鋼板表面，在250500'C的干燥爐中30~60秒烘干，得到性能優(yōu)異的絕緣膜；固化后膜的涂覆量應(yīng)為0.5~10g/m2。全文摘要一種無取向電工鋼無鉻絕緣環(huán)保涂料及其涂層的制備方法，屬于電工鋼涂料
技術(shù)領(lǐng)域：
。各組分按物質(zhì)的干重計算0％～70％的磷酸二氫鋁，0％～70％的磷酸二氫鉀，0％~70％的磷酸二氫鋅，0％～70％的磷酸二氫鈣以及0％～70％的磷酸二氫鎂，5％～30％的丙烯酸酯乳液，1％～20％的硼酸和0.5％～6％的硅溶膠；均為重量百分比。本發(fā)明的涂料是一種不含鉻的環(huán)保涂料，制備的涂層表面光亮均勻、具有很好的絕緣性、附著性、耐熱性；該涂層還具有吸濕性小，防銹能力強的優(yōu)點。文檔編號C09D7/12GK101591495SQ200910088149公開日2009年12月2日申請日期2009年7月3日優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日發(fā)明者倪獻娟,杰劉,劉東旭,周誼軍,夏兆所,姚志強,張莉霞,凱彭,杜守志,潘麗梅,王全禮,王崇學(xué),羅文彬,立耿,解清閣,許學(xué)勇,郭亞東申請人:首鋼總公司