專利名稱：一種無(wú)取向硅鋼用環(huán)保絕緣涂料及其涂層制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)取向硅鋼用環(huán)保絕緣涂料及其涂層制備方法，屬于硅鋼涂料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
冷軋無(wú)取向硅鋼表面涂層主要包括無(wú)機(jī)涂層、有機(jī)涂層、半無(wú)機(jī)涂層3大類。總的發(fā)展趨勢(shì)是有機(jī)涂層被逐漸淘汰，無(wú)機(jī)涂層將逐步取代半無(wú)機(jī)涂層。但是，由于無(wú)機(jī)涂層本身性質(zhì)和各方面的條件制約，目前，國(guó)際上電工鋼制造廠商通常使用較多的仍然是半無(wú)機(jī)涂層。我們知道使用含有機(jī)樹(shù)脂的無(wú)機(jī)絕緣涂層能為固化的涂層提供潤(rùn)滑性，從而降低在沖剪電工鋼時(shí)模具的磨損速度。美國(guó)專利US3793073披露了一種用于涂覆電工鋼的絕緣涂層。該涂層的有機(jī)部分是選自丙烯酸樹(shù)脂共聚物，還可能包括無(wú)水馬來(lái)酸、聚乙烯醇縮醛、氨基樹(shù)脂、木素磺酸鈣、酚醛樹(shù)脂、醋酸乙烯酯、氯乙烯的一種或多種。這種涂層的電工鋼具有良好的沖剪加工性和防腐性，但在焊接加工過(guò)程中由于樹(shù)脂揮發(fā)產(chǎn)生過(guò)多的氣孔，為此需在磷酸鹽、鉻酸鹽絕緣涂料中加入顆粒。這類涂層一般含有可溶性的鉻酸鹽，在涂層的涂覆、涂覆鋼板的加工、使用和廢涂層液的處置過(guò)程中產(chǎn)生環(huán)境污染，因而急需研制一種用于冷軋無(wú)取向電工鋼的環(huán)保型半無(wú)機(jī)絕緣涂層，并且這種環(huán)保型涂層必須具有良好的表面電阻率、優(yōu)良的附著性，同時(shí)具有與含鉻的半無(wú)機(jī)涂層等同的耐腐蝕、沖剪和退火性能。日本新日鐵公司，美國(guó)阿姆科公司為了克服含鉻半無(wú)機(jī)涂層的缺點(diǎn)，發(fā)明了不含鉻的環(huán)保型涂層。我國(guó)馬鞍山鋼鐵公司開(kāi)發(fā)一種半有機(jī)無(wú)鉻環(huán)保絕緣涂料，經(jīng)上海通用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)有限公司(SGC. CSTCM^ RoHS檢測(cè)，這種環(huán)保絕緣涂層不含Cr6+、Pb、Hg等有毒物質(zhì)，符合歐盟RoHS指令的環(huán)保要求。美國(guó)專利US4618377披露了一種用于電工鋼的絕緣涂層的無(wú)機(jī)/有機(jī)涂料組合物，它包含一種有機(jī)乳液樹(shù)脂，和至少一種無(wú)機(jī)磷酸鹽組分。日本專利JP7268641披露了一種耐蝕性好的磷酸鹽-有機(jī)樹(shù)脂絕緣涂層，該涂料的無(wú)機(jī)部分是由一種或幾種金屬磷酸鹽組成，有機(jī)部分是一種核殼結(jié)構(gòu)的高分子樹(shù)脂乳液。日本杰富意鋼鐵株式會(huì)社在中國(guó)申請(qǐng)的專利CN10178469中介紹了一種全無(wú)機(jī)型電工鋼板絕緣涂層，該涂層具有良好的耐吸濕性、抗銹性及疊層系數(shù)。以往的無(wú)取向硅鋼用絕緣涂料，因樹(shù)脂的耐高溫性能不夠，限制了其應(yīng)用，現(xiàn)代冷軋無(wú)取向硅鋼要求耐高溫需要到達(dá)750 °C，因此提升涂料的耐溫性能是一個(gè)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種耐高溫的冷軋無(wú)取向硅鋼用環(huán)保絕緣涂料及其涂層制備方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種無(wú)取向硅鋼用環(huán)保絕緣涂料，所述涂料中各物質(zhì)按下述質(zhì)量百分比的組分配置而
成磷酸二氫鋁10 30%，
涂層顯色劑I 10%，
磷酸二氫錳0 10%，
氧化鋅0. 5 I. 5%，
氧化鎂0. 1^1%,
硅溶膠I 5%，
硼酸I 5%，
鈦酸酯偶聯(lián)劑0. 5 5%，
硝酸鉍0. ro. 4%，
有機(jī)溶劑2%-6%，
其他助劑0. ro. 5%，
其余為水，各組分總和為100%。所述的磷酸二氫鋁溶液濃度為50%，不含游離磷酸。所述的涂層顯色劑有2種，涂層顯色劑I為硝酸錳，硝酸銅，硫酸銅，硫酸鎳，鑰酸銨，硝酸鎳，檸檬酸，乙二胺四乙酸，乙二胺四乙酸鈉鹽，乙二胺四乙酸鉀鹽中的一種或幾種的混合物；涂層顯色劑2為硝酸鈰，硝酸鈰銨，硝酸，乙二胺四乙酸，乙二胺四乙酸鈉鹽，乙二胺四乙酸鉀鹽中的一種或幾種的混合物。所述的硅溶膠為膠體二氧化硅，其固含量在5 20%，pH值為9 10，粒徑5 20nm。所述的鈦酸酯偶聯(lián)劑為二(三乙醇胺)鈦酸二異丙酯。所述的有機(jī)溶劑為二乙二醇單丁醚或二乙二醇單丁醚與乙二醇、丙三醇、四氫呋喃中的混合物。所述的助劑為潤(rùn)濕劑、流平劑、消泡劑中的一種或數(shù)種的混合物。向上述涂料組合物中添加水，最終處理液的密度控制在f I. 2 g/cm3。本發(fā)明用無(wú)取向硅鋼用環(huán)保絕緣涂料制備涂層的方法，包括如下步驟(1)在無(wú)取向硅鋼表面涂布上本發(fā)明涂料；(2)烘烤干燥3(T60 s，溫度控制在20(T40(TC; (3)形成厚度為0. 5^4 u m的硅鋼絕緣涂料層。固化后膜的涂覆量應(yīng)為0.5 10g/m2。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明的涂料含有硝酸鉍，具有活化基材的作用，能有效的降低基材的表面能，可以起到增加膜與基體之間結(jié)合力的效果，使膜均勻致密，表面缺陷減少，提高膜的耐腐蝕性和附著力。硝酸鉍的添加量為全部組合物重量的0. ro. 4%。本發(fā)明的涂料所述的硅溶膠是膠體二氧化硅的簡(jiǎn)稱，它是一種良好的無(wú)機(jī)粘結(jié)齊U，具有無(wú)毒、耐高溫、隔熱、絕緣性能好等優(yōu)點(diǎn)，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(jì)，占整個(gè)涂料的廣5%。本發(fā)明的涂料含有硼酸，硼酸可以增加涂層的致密性和表面光澤，還能增加涂層在低溫時(shí)的形成能力、以及消除應(yīng)力退火時(shí)的耐熱性，硼酸的添加量為全部組合物重量的
I 5%。鈦酸酯偶聯(lián)劑可使硅溶膠分散到該磷酸鹽的酸性體系中，一般情況下硅溶膠是難以溶于酸性的磷酸鹽體系，但是加入鈦酸酯偶聯(lián)劑后，可以將硅溶膠進(jìn)行分子級(jí)別的包覆，形成穩(wěn)定體系，改善涂料的穩(wěn)定性，使體系更加穩(wěn)定均一，提高儲(chǔ)存時(shí)間。二(三乙醇胺)鈦酸二異丙酯偶聯(lián)劑效果更佳。本發(fā)明選用磷酸二氫鹽和二氧化硅作為涂層主體系，以硼酸、有機(jī)硅樹(shù)脂和鈦酸酯偶聯(lián)劑作為粘合劑，獲得的涂層具有顯著的耐高溫性能，同時(shí)添加涂層顯色劑使得無(wú)取向娃鋼涂層的外觀得到進(jìn)一步改善。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，該涂層為不含鉻酸鹽的環(huán)保涂層，耐高溫加工可到850 °C。該圖層表面光亮均勻，耐腐蝕性比一般的磷酸鹽涂層更加優(yōu)良，且具有很好的絕緣性、附著 性、沖片性、焊接性、耐熱性。另外，本發(fā)明的無(wú)取向硅鋼絕緣涂料原料來(lái)源豐富，成本較低，具有廣闊的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例以及相應(yīng)的對(duì)比例的各組分及其含量如表I所示按表I配制本發(fā)明的涂料。表I :實(shí)施例中的涂料組成的含量(百分含量％)
權(quán)利要求
1.一種無(wú)取向硅鋼用環(huán)保絕緣涂料，其特征在于所述涂料中各物質(zhì)按下述質(zhì)量百分比的組分配置而成磷酸二氫鋁10 30%，涂層顯色劑I 10%，磷酸二氫錳0 10%，氧化鋅O. 5 L 5%，氧化鎂O. 1" %,硅溶膠I 5%，硼酸I 5%，鈦酸酯偶聯(lián)劑O. 5 5%，硝酸鉍O. Γ0. 4%，有機(jī)溶劑2%-6%，其他助劑O. Γ0. 5%，其余為水，各組分總和為100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無(wú)取向硅鋼用環(huán)保絕緣涂料，其特征在于所述的磷酸二氫鋁溶液濃度為50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無(wú)取向硅鋼用環(huán)保絕緣涂料，其特征在于所述的涂層顯色劑為涂層顯色劑I或涂層顯色劑2，所述涂層顯色劑I為硝酸錳，硝酸銅，硫酸銅，硫酸鎳，鑰酸銨，硝酸鎳，檸檬酸，乙二胺四乙酸，乙二胺四乙酸鈉鹽，乙二胺四乙酸鉀鹽中的一種或幾種的混合物；涂層顯色劑2為硝酸鈰，硝酸鈰銨，硝酸，乙二胺四乙酸，乙二胺四乙酸鈉鹽，乙二胺四乙酸鉀鹽中的一種或幾種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無(wú)取向硅鋼用環(huán)保絕緣涂料，其特征在于所述的硅溶膠為膠體二氧化硅，其固含量在5 20%，pH值為9 10，粒徑5 20nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無(wú)取向硅鋼用環(huán)保絕緣涂料，其特征在于所述的鈦酸酯偶聯(lián)劑為二 (三乙醇胺)鈦酸二異丙酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無(wú)取向硅鋼用環(huán)保絕緣涂料，其特征在于所述的有機(jī)溶劑為二乙二醇單丁醚或二乙二醇單丁醚與乙二醇、丙三醇、四氫呋喃中的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無(wú)取向硅鋼用環(huán)保絕緣涂料，其特征在于所述的助劑為潤(rùn)濕劑、流平劑、消泡劑中的一種或數(shù)種的混合物。
8.一種采用權(quán)利要求I所述涂料制備涂層的方法，其特征在于(1)在無(wú)取向硅鋼表面涂布上本發(fā)明涂料；(2)烘烤干燥3(T60 S，溫度控制在20(T40(TC ; (3)形成厚度為O.5^4 μ m的硅鋼絕緣涂料層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)取向硅鋼用環(huán)保絕緣涂料及其涂層制備方法。所述涂料中各物質(zhì)按下述質(zhì)量百分比的組分配置而成磷酸二氫鋁10~30%、涂層顯色劑1~10%、磷酸二氫錳0~10%、氧化鋅0.5~1.5%、氧化鎂0.1~1%、硅溶膠1~5%、硼酸1~5%、鈦酸酯偶聯(lián)劑0.5~5%、硝酸鉍0.1~0.4%、有機(jī)溶劑2%-6%、其他助劑0.1~0.5%，其余為水，各組分總和為100%。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，該涂層為不含鉻酸鹽的環(huán)保涂層，耐高溫加工可到850℃。
文檔編號(hào)C09D1/00GK102634243SQ20121010434
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月11日
發(fā)明者華明揚(yáng) 申請(qǐng)人:江陰市諾科科技有限公司