一種無取向硅鋼用半有機絕緣涂層涂料的制作方法
【專利摘要】一種無取向硅鋼用無鉻半有機絕緣涂層涂料，其成分為：金屬磷酸二氫鹽100質(zhì)量份，水溶性環(huán)氧樹脂分散體5~100質(zhì)量份，氨基樹脂或三聚氰胺和雙氰胺0.25~100質(zhì)量份，純水100~2000質(zhì)量份。本發(fā)明涂料不含鉻元素，可制備出具有良好耐腐蝕性、附著性和耐熱性的無取向硅鋼表面涂層，滿足電動機、變壓器、壓縮機等領(lǐng)域?qū)τ谕繉咏^緣性能的要求。
【專利說明】一種無取向硅鋼用半有機絕緣涂層涂料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于無取向硅鋼的絕緣涂料，尤其涉及一種無取向硅鋼用無鉻半有機絕緣涂層涂料，其不含鉻元素，可制備出具有良好耐腐蝕性、附著性和耐熱性的無取向硅鋼表面涂層，滿足電動機、變壓器、壓縮機等領(lǐng)域?qū)τ谕繉咏^緣性能的要求。
【背景技術(shù)】
[0002]為降低鐵心的渦流損耗，無取向硅鋼片表面需要涂敷一層絕緣涂層。由于鐵心加工過程中，需要經(jīng)歷分條、沖壓、鉚接、退火、發(fā)藍等一系列的過程，故該絕緣涂層除了具有優(yōu)良的絕緣性能外，還應該具有優(yōu)良的附著性，使得在加工過程中涂層不脫落；優(yōu)良的耐腐蝕性，使得硅鋼表面不易銹蝕；優(yōu)良的沖壓性，以保護沖壓模具，延長模具使用壽命；優(yōu)良的焊接性，允許疊片鐵心以合理的速度進行焊接而不產(chǎn)生過多的氣孔。
[0003]涂敷在無取向硅鋼表面的絕緣涂層可分為有機涂層、無機涂層和有機無機復合涂層，有機涂層的附著性、沖壓性優(yōu)秀，但是耐熱性、焊接性差；無機涂層性能大致相反；故有機無機復合涂層由于綜合了各種性能的要求，故而得到了廣泛的應用。
[0004]例如美國專利4844753披露了一種用于在電工鋼上形成絕緣涂層的溶液，它包括一種無機鉻酸鹽成膜組分和一種樹脂組分。樹脂組分為一種丙烯酸或丙烯酸-苯乙烯共聚乳液和粒度為0.2-1 μ m的三聚氰胺樹脂的混合物。美國專利4618377披露了一種用在電工鋼表面形成絕緣涂層的無機/有機涂料組合物，它包含一種有機樹脂，一種用助分散劑改進了的樹脂顆粒和一種含有至少一種無機磷酸鹽或鉻酸鹽組分的溶液。韓國專利25106，31208，31219以及美國專利 4316751和4498936以及日本發(fā)明特公-昭50-15013披露了含鉻有機-無機絕緣涂層的制造方法。無取向硅鋼含鉻涂層，使用歷史悠久，綜合性能優(yōu)秀，在下游用戶中起到了深刻的影響，甚至在國內(nèi)用戶中，以無鉻涂層的某些外觀特征，例如退火后涂層是否烏黑光亮，來作為檢驗涂層性能的直觀標準。
[0005]然而，由于這些配方中均使用到了鉻的氧化物或鉻酸鹽，而鉻酸鹽由于其致癌性，在環(huán)保要求日益苛刻的今天，其使用也正在受到越來越嚴格的限制。例如歐洲在2003年頒布Rohs指令規(guī)定將于2006年7月I日全面禁止含有六價鉻的電子電氣設(shè)備在歐洲市場流通。由于此原因，無取向硅鋼用無鉻絕緣涂層配方得以快速的發(fā)展。
[0006]一般無鉻半有機涂層引入磷酸鹽代替重鉻酸鹽。磷酸鹽涂層可以提供優(yōu)良的絕緣性能和耐熱性，但是容易在沖壓疊片時對模具造成過分磨損，而且由于鉻酸鹽的缺失，使涂層耐蝕性和附著性下降。例如美國專利2，743，203披露了可從含有7-50%游離磷酸的溶液或溶有氧化鎂的磷酸組成的溶液獲得良好的絕緣膜。美國專利4496399涉及到一種無機/有機磷酸鹽絕緣涂層。其成分的無機部分為磷酸鋁鎂、膠體二氧化硅和鉻酐，或一種硅酸鋁微粒，有機部分為丙烯酸或醋酸乙烯酯乳液。這種涂層的缺點是其無機部分含有游離磷酸，在高溫下會與鋼表面發(fā)生反應，并且磷酸鎂化合物必須在高溫下固化，以預防粘片的發(fā)生，而高溫下樹脂分解，導致涂層變成褐色。同時鉻酐的使用使其不具備環(huán)保的屬性。
[0007]日本發(fā)明特公-昭2004-322079披露了通過采用特定比例的磷酸鋁、磷酸鎂、磷酸鈣復合磷酸鹽的方法提高了涂層的耐蝕性。這種涂層由于采用了磷酸鹽，其中過量的殘余磷酸很容易產(chǎn)生粘片的現(xiàn)象。故日本發(fā)明特公-昭11-131250和韓國專利1999-26912披露了采用硅烷偶聯(lián)劑防止殘余磷酸導致的粘片的現(xiàn)象發(fā)生。韓國專利1999-26911和日本發(fā)明特公-昭3370235披露了采用氧化硅溶膠、氧化鋁溶膠、氧化鋯微粒等來獲得耐蝕性、附著性優(yōu)良的無取向硅鋼絕緣涂層。這類以磷酸鹽和無機溶膠作為主劑的配方，由于磷酸鹽的存在使粘片性問題仍然突出，而膠體氧化硅的存在則導致了耐蝕性的降低。
[0008]對于采用磷酸鹽作為主劑的無鉻半有機涂層而言，由于殘余磷酸的原因，極易出現(xiàn)粘片性差的問題。歐洲專利EP1208166B1采用100份磷酸二氫鋁，28-98份丙烯酸-苯乙烯乳液，6-18份硝酸鋅，4-13份硅的化合物，18-35g乙二醇，以及3_llg非離子表面活性劑的絕緣涂液，由于沒有殘余磷酸的穩(wěn)定劑，故表現(xiàn)出吸水性，同時由于采用了硝酸鋅，硝酸根離子的存在對耐蝕性具有巨大的影響。美國專利US20090324837A1披露了一種磷酸二氫鋁和磷酸二氫鋅、氫氧化鈷、氫氧化鍶粉末、聚酯樹脂或環(huán)氧樹脂乳液以及Ti的化合物組成的絕緣涂液；美國專利US5955201A揭示了一種磷酸二氫鋁、硅酸鹽顆粒、丙烯酸樹脂乳液組成的絕緣涂液；馬鋼開發(fā)了一種無取向電工鋼用M21環(huán)保絕緣涂層，該絕緣涂層主要由二聚磷酸三氫鋁、硅酸鈉、草酸、丙烯酸樹脂和無機填料組成，具有優(yōu)異的絕緣性能。此類涂液可制備出優(yōu)良性能的絕緣涂層，但由于添加了較多的無機粉末，故涂液的穩(wěn)定性有所降低，在采用涂液循環(huán)系統(tǒng)生產(chǎn)時，粉末易在系統(tǒng)內(nèi)沉積而堵塞管道。上述專利披露的配方中，所述有機樹脂多為乳液，乳液結(jié)構(gòu)易受磷酸根、金屬陽離子等電介質(zhì)的干擾而受到破壞，變得無法均勻分散在涂料中，即破乳。故采用有機樹脂乳液的硅鋼絕緣涂料配方，在穩(wěn)定性及施工性上，存在較大缺陷。
[0009]中國專利CN200910195533.9披露了一種新型無取向硅鋼無鉻絕緣涂料。該涂料由25-65%的磷酸二氫鋁、0.5-3%的硅溶膠、1%_5%的磷酸、1_5%的氧化鎂、0.1-2%的含稀土硝酸鹽添加劑、1%_5%的硅烷偶聯(lián)劑和水組成。該涂料具有優(yōu)良的耐熱性、焊接性、絕緣性，但由于缺少有機樹脂，故涂層的彈性較差，易對沖壓模具造成磨損，同時附著性較差，容易在膜厚較厚時造成塌卷，給鋼卷的運輸和加工造成不便。
[0010]可見，現(xiàn)有無取向硅鋼無鉻環(huán)保半有機涂層技術(shù)無論是國內(nèi)還是國外，都尚未達到完全替代含鉻半有機涂層的水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于提供一種無取向硅鋼用無鉻半有機絕緣涂層涂料，其不含鉻元素，可制備出具有良好耐腐蝕性、附著性和耐熱性的無取向硅鋼表面涂層，滿足電動機、變壓器、壓縮機等領(lǐng)域?qū)τ谕繉咏^緣性能的要求。
[0012]2003年2月13日歐盟委員會和歐洲議會頒布了兩項標準指令，即:電子電器設(shè)備廢棄物的指令(WEEE)和電子電器設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)的指令(R0HS)。指令要求，2006年7月I日起歐盟市場上銷售的電子電器產(chǎn)品中有害元素的指標必須符合規(guī)定，要限制的有害物質(zhì)有:鎘、鉛、水銀、六價鉻、多溴聯(lián)苯、聚合溴化聯(lián)苯乙醚等。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0014]一種無取向硅鋼用無鉻半有機絕緣涂層涂料，其成分為:
[0015]
【權(quán)利要求】
1.一種無取向硅鋼用無鉻半有機絕緣涂層涂料，其成分為:
2.如權(quán)利要求1所述的無取向硅鋼用無鉻半有機絕緣涂層涂料，其特征是，所述的金屬磷酸二氫鹽為 Al(H2PO4)3, Mg(H2P04)2, Ca (H2P04) 2 或 Zn (H2P04) 2 ;對于 Al (H2PO4) 3，其A1203/H3P04 的值處于 0.14 ~0.20 之間；對于 Mg (H2PCM)2、Ca (H2PCM)2 或 Zn (H2PCM)2，Μ0/Η3Ρ04處于0.40~0.6之間。
3.如權(quán)利要求1所述的無取向硅鋼用無鉻半有機絕緣涂層涂料，其特征是，所述的氨基樹脂為脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、苯代三聚氰胺甲醛樹脂。
【文檔編號】C09D7/12GK103834263SQ201210492590
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月27日
【發(fā)明者】許云鵬, 李登峰, 吉亞明, 陳卓雷, 黃杰, 趙自鵬, 盧錫江, 章培莉 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司