專利名稱:一種無(wú)取向電工鋼無(wú)鉻絕緣涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于無(wú)取向電工鋼絕緣涂料,特別涉及的是無(wú)取向電工鋼涂層使用 的一種無(wú)鉻環(huán)保型絕緣涂料。
技術(shù)背景到目前為止,在電工鋼片上形成一層絕緣層的技術(shù)以及涂料的配方已經(jīng)有 許多,主要包括無(wú)機(jī)、有機(jī)和半無(wú)機(jī)三大類。最早的涂料主要是鉻酸鹽和磷酸 鹽在電工鋼片上形成一層無(wú)機(jī)膜。盡管無(wú)機(jī)膜的耐熱性優(yōu)良,但是它的耐水性、 抗沖擊性、附著性都很差。為了解決上述問(wèn)題,逐漸發(fā)展了包含有機(jī)、無(wú)機(jī)兩 個(gè)主要組分的混合涂料配方一半無(wú)機(jī)涂層,這類配方充分利用了無(wú)機(jī)膜良好的 焊接性能和耐熱性能以及有機(jī)膜優(yōu)良的耐水、絕緣、抗沖擊和粘附性能。例如美國(guó)專利US4238534、 US4844753、 US5624749、中國(guó)專利98125437中所提及的 用于涂覆電工鋼片以形成絕緣層的涂料中,均采用這類半無(wú)機(jī)涂料配方。半無(wú) 機(jī)涂料在國(guó)內(nèi)外大型電工鋼生產(chǎn)企業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用。此類絕緣涂料存在的 主要問(wèn)題是采用了對(duì)人體有害的有機(jī)溶劑和鉻酸鹽,隨著環(huán)保措施的日益嚴(yán)格, 該類涂料的應(yīng)用受到限制。為滿足涂料的環(huán)保要求,環(huán)保型的絕緣涂料逐漸成為國(guó)內(nèi)外研發(fā)的重點(diǎn)。 中國(guó)專利01113641. 7和03132101. 1采用丙烯酸樹脂中添加無(wú)機(jī)填料制備了無(wú) 鉻環(huán)保型的絕緣涂料。根據(jù)目前電工鋼絕緣涂層的應(yīng)用現(xiàn)狀,涂層需要高溫固 化,電工鋼產(chǎn)品需要經(jīng)過(guò)高溫退火,丙烯酸樹脂耐溫性較差,而且丙烯酸樹脂 經(jīng)高溫退火后分解后容易產(chǎn)生掉粉現(xiàn)象,該涂料的最大問(wèn)題是高溫退火后層間 電阻大幅降低,嚴(yán)重影響了相關(guān)產(chǎn)品的性能。采用磷酸鹽作為絕緣涂層的成膜 劑已經(jīng)有所報(bào)道,但純磷酸鹽的耐蝕性相對(duì)較差,容易發(fā)生水解。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有耐腐蝕性能的無(wú)取向電工鋼無(wú) 鉻絕緣涂料。本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案為 一種無(wú)取向電工鋼無(wú)鉻絕緣涂料,包 括金屬磷酸鹽、有機(jī)樹脂、鉬酸鹽,其中金屬磷酸鹽、有機(jī)樹脂、鉬酸鹽的重 量比為1: 0.1—2: 0.0005-0.2。所述的金屬磷酸鹽為磷酸鋁、磷酸鈣、磷酸鋅和磷酸鎂一種或數(shù)種混合物。 所述的磷酸鹽的可溶性鹽加水配成溶液使用,或采用這些金屬的氧化物、氫氧化物與磷酸反應(yīng)制備。當(dāng)用磷酸鋁時(shí),所采用的Al(OH)3/H3P04分子比為 0.26到0.40。類似地,當(dāng)使用磷酸鈣、磷酸鋅或磷酸鎂時(shí),其金屬氧化物/磷酸 的分子比限定在0.40至0.60之間。所述的有機(jī)樹脂包括丙烯酸樹脂、聚苯乙烯、乙烯基乙酸樹脂、環(huán)氧樹脂、 聚氨酯、尼龍、酚醛樹脂、三聚氰胺、硅樹脂、聚丙烯、聚乙烯一種或數(shù)種混 合物。本發(fā)明對(duì)有機(jī)樹脂乳濁液的顆粒尺寸沒(méi)有特殊的限制。所述的鉬酸鹽為鉬酸銨、鉬酸鋅、鉬酸鈉一種或數(shù)種混合物。PO,與MoO/'在酸性條件可形成強(qiáng)氧化性磷鉬雜多酸,形成較為致密的絕 緣涂膜,提高涂膜的耐腐蝕性能。鉬酸鹽的加入比例為磷酸鹽的0.05 20%。為了改善涂料的成膜性能,還可以在涂料中添加硅膠、硼酸、硼酸鹽的一 種或數(shù)種的混合物,它們的加入量為磷酸鹽重量的0 10%。在涂料中還可添加流平劑、增稠劑、固化劑、消泡劑等添加劑,它們的加 入種類和加入量可不做特殊的限制。本發(fā)明利用磷酸離子與鉬酸離子在酸性條件可形成強(qiáng)氧化性磷鉬雜多酸, 形成較為致密的絕緣涂膜,從而提高涂膜的耐腐蝕性能。當(dāng)有機(jī)樹脂成份低于 10重量份時(shí),沖片性不能得到保證。當(dāng)有機(jī)樹脂成份高于200重量份時(shí),膜在 去應(yīng)力退火后容易產(chǎn)生剝落。本發(fā)明的制備方法為將磷酸鹽的水溶液與有機(jī)樹脂乳液混合,添加鉬酸鹽、涂料添加劑后充分?jǐn)嚢?,然后添加水或增稠劑等調(diào)整涂料粘度至客戶要求 水平,再攪拌半小時(shí)以上,即可。本發(fā)明的使用方法為取經(jīng)退火處理的無(wú)取向電工鋼板,在用橡膠輥涂覆涂料,涂覆量為1.2—4g/m2,并在板溫300—600。C下烘烤,獲得附著性能優(yōu)良 的絕緣涂層。去應(yīng)力退火應(yīng)在氮?dú)?、氫氣的保護(hù)氣氛下,750 80(TC保溫2小 時(shí),氮?dú)?、氫氣的體積比為9: 0 — 1。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,在保證涂料環(huán)保的同時(shí),所形成的涂層在750。C 退火后不掉粉,并且仍然保持良好的層間電阻和耐蝕性。
圖1為實(shí)施例2和實(shí)施例9在3%NaCl水溶液中的涂層極化曲線。A為實(shí)施例9極化曲線、B為實(shí)施例2極化曲線。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的說(shuō)明。本發(fā)明的層間電阻按照GB2522 — 88標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè);耐蝕性按照GB/3826-1999標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)。實(shí)施例所述的物質(zhì)的"份"均指重量份。 實(shí)施例l:將含有1份磷酸鋁的水溶液與0. 1份苯乙烯一丙烯酸混合乳液混合均勻, 再添加0.005份的鉬酸銨、涂料添加劑,充分?jǐn)嚢?,調(diào)節(jié)粘度至客戶要求水平, 再攪拌半小時(shí),即可。實(shí)施例2:將含有1份磷酸鎂的水溶液與0. 5份苯乙烯乳液混合均勻,再添加0. 01份 的鉬酸鈉、涂料添加劑,充分?jǐn)嚢瑁{(diào)節(jié)粘度至客戶要求水平,再攪拌半小時(shí), 即可。實(shí)施例3:將含有1份磷酸鈣的水溶液與1份聚苯乙烯乳液混合均勻,再添加0.015份的鉬酸鋅、涂料添加劑,充分?jǐn)嚢?,調(diào)節(jié)粘度至客戶要求水平,再攪拌半小 時(shí),即可。實(shí)施例4:將含有1份磷酸鈣與磷酸鈉的水溶液與2份酚醛樹脂混合均勻,再添加0. 02 份的鉬酸鋅與鉬酸鈉混合物、涂料添加劑,充分?jǐn)嚢瑁{(diào)節(jié)粘度至客戶要求水平,再攪拌半小時(shí),即可,磷酸鈣與磷酸鈉的重量比為1: 1,鉬酸鋅與鉬酸鈉 的重量比為l: 2。 實(shí)施例5:除所加的有機(jī)樹脂為環(huán)氧樹脂外,其余與實(shí)施例3相同。 實(shí)施例6:除所加的有機(jī)樹脂為聚氨酯外,其余與實(shí)施例3相同。實(shí)施例7:除在涂料中添加0. 1份硅膠外,其余與實(shí)施例6相同。實(shí)施例8:除在涂料中添加0. 01份硼酸外,其余與實(shí)施例6相同。 實(shí)施例9:除不加鉬酸鈉外,其余與實(shí)施例2相同。取厚度為0.5mm的無(wú)取向電工鋼板,在退火處理后用橡膠輥涂覆設(shè)備涂覆 實(shí)施例1一9,并在30(TC(板溫度)下烘烤,涂覆量為1.2g/m2。切取樣品,將樣 品在氮?dú)馀c氫氣的體積比為9: 1的保護(hù)氣氛中進(jìn)行750'C保溫2小時(shí)去應(yīng)力退 火。結(jié)果如表1所示層間電阻Q,mm2耐蝕性退火前退火后實(shí)施例1>800〉800實(shí)施例2>800>8007實(shí)施例3>800>8007實(shí)施例4>■>8007實(shí)施例5>800〉8007實(shí)施例6>800〉8007實(shí)施例7>800〉8007實(shí)施例8>■>8007實(shí)施例9>8002實(shí)施例l一8說(shuō)明實(shí)施例l一8均具有優(yōu)良的間隙系數(shù)、粘結(jié)性能和沖切性能。75(TC保溫2小時(shí)的去應(yīng)力退火后未見掉粉現(xiàn)象,層間電阻未見降低。圖l為實(shí)施例2與實(shí)施例9在3XNaCl溶液中的極化曲線。結(jié)果表明,涂 層的耐蝕性得到了顯著改善。
權(quán)利要求
1、一種無(wú)取向電工鋼無(wú)鉻絕緣涂料,其特征在于包括金屬磷酸鹽、有機(jī)樹脂、鉬酸鹽,金屬磷酸鹽、有機(jī)樹脂、鉬酸鹽的重量比為1∶0.1-2∶0.0005-0.2。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種無(wú)取向電工鋼無(wú)鉻絕緣涂料,其特征在于-所述的金屬磷酸鹽為磷酸鋁、磷酸鈣、磷酸鋅和磷酸鎂一種或數(shù)種混合物。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種無(wú)取向電工鋼無(wú)鉻絕緣涂料,其特征在于 所述的有機(jī)樹脂為丙烯酸樹脂、聚苯乙烯、乙烯基乙酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨 酯、尼龍、酚醛樹脂、三聚氰胺、硅樹脂、聚丙烯、聚乙烯一種或數(shù)種混合物。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種無(wú)取向電工鋼無(wú)鉻絕緣涂料,其特征在于所述的鉬酸鹽為鉬酸銨、鉬酸鋅、鉬酸鈉一種或數(shù)種混合物。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的一種無(wú)取向電工鋼無(wú)鉻絕緣涂料,其 特征在于在涂料中添加硅膠、硼酸、硼酸鹽的一種或數(shù)種的混合物,它們的 加入量為磷酸鹽重量的0 10%。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種無(wú)取向電工鋼無(wú)鉻絕緣涂料,其特征在于在涂料中添加流平劑、增稠劑、固化劑、消泡劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無(wú)取向電工鋼無(wú)鉻絕緣涂料,包括金屬磷酸鹽、有機(jī)樹脂、鉬酸鹽,其中金屬磷酸鹽、有機(jī)樹脂、鉬酸鹽的重量比為1∶0.1-2∶0.0005-0.2。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,在保證涂料環(huán)保的同時(shí),所形成的涂層在750℃退火后不掉粉,并且仍然保持良好的層間電阻和耐蝕性。
文檔編號(hào)C09D5/18GK101255298SQ200710302549
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者何業(yè)東, 占云高, 孔祥華, 張東升, 徐金梧, 濤 朱, 朱文清, 沈新玉, 柯 胡, 梅 董, 裴陳新, 駱小剛 申請(qǐng)人:馬鞍山鋼鐵股份有限公司;北京科技大學(xué);馬鞍山金科特種涂料有限公司