一種無(wú)鉻環(huán)保取向硅鋼絕緣涂層及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種硅鋼涂料，具體涉及一種無(wú)鉻環(huán)保取向硅鋼絕緣涂層及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 冷乳取向硅鋼因具有高磁感、低鐵損的優(yōu)良性能，成為目前電力變壓器最常用的 鐵心軟磁材料。影響取向硅鋼鐵心性能的因素除了鋼板本身的成分、結(jié)構(gòu)、厚度之外，表面 質(zhì)量也是不可忽略的重要因素之一，這就要求鋼板涂覆的絕緣涂層表面光滑、平整、厚度均 勻，在保證良好的耐蝕耐熱性能和電絕緣性能外，盡可能提高電工鋼板的沖片性、焊接性和 疊裝系數(shù)。
[0003] 取向硅鋼表面絕緣涂層主要包括有機(jī)涂層、半有機(jī)涂層和無(wú)機(jī)涂層三種。有機(jī)涂 層是國(guó)內(nèi)較為傳統(tǒng)的絕緣涂料，其沖片性高，但是耐熱性和焊接性較差，高溫極易揮發(fā)，產(chǎn) 生環(huán)境污染。無(wú)機(jī)涂層的耐熱性和焊接性能良好，但沖片性較低，一般在8~10萬(wàn)次。半無(wú)機(jī) 涂層因其良好的沖片性和附著性，是當(dāng)前國(guó)際電工鋼廠商較為常用的涂層。但是含有鉻酸 或鉻酸鹽的涂層配料時(shí)產(chǎn)生的煙和粉塵污染環(huán)境，廢酸和廢水都要經(jīng)過(guò)無(wú)害化處理，燒結(jié) 溫度較高，穩(wěn)定性較差，且疊裝系數(shù)較低，并且涂層外觀不好。簡(jiǎn)單的使用磷酸鹽代替鉻酸 鹽，常因存在自由的（P〇4) 3、導(dǎo)致涂層的耐蝕性差，燒結(jié)是樹脂乳液容易凝集，沖片性能下 降，且不能長(zhǎng)期保存，附著性也很差。
[0004] CN 101974279 A號(hào)中國(guó)專利公開了一種按質(zhì)量百分比計(jì)的下述化學(xué)成分的無(wú)鉻 環(huán)保半無(wú)機(jī)無(wú)取向硅鋼絕緣涂層:聚氨酯-丙烯酸樹脂酯-環(huán)氧乙烷樹脂，5%~25% ;磷酸 二氫鋁，5 %~40 % ;鉬酸鋅，5 %~15 % ;膠體二氧化硅，11 %~25% ;非離子表面活性劑， 1%~5%;余量為去離子水。雖然該絕緣涂層僅具有良好的絕緣性、附著性、耐蝕性、焊接性 等各項(xiàng)優(yōu)良性能。但不足之處是其沖片性能和疊裝系數(shù)較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種無(wú)鉻環(huán)保的取向硅鋼絕緣涂層及其制 備方法，所得涂層無(wú)鉻環(huán)保，外觀均勻亮澤，有良好的附著性和沖片性，疊裝系數(shù)高。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了采用下述技術(shù)方案：
[0007] -種取向硅鋼絕緣涂層，包括以質(zhì)量百分比計(jì)的下列組份：
[0008] 金屬磷酸二氫鎂，5~35%;
[0009] 磷酸鎳，2~15%;
[0010] 四硼酸鈉，0.5~2 %;
[0011] 膠體5池，3~10%;
[0012] 納米 Ti〇2,3~15%;
[0013] 有機(jī)樹脂，15~35 %;
[0014] 有機(jī)酸，5~40 %;
[0015] 余量為去離子水。
[0016] 取向硅鋼絕緣涂層的第一優(yōu)選方案，金屬磷酸二氫鎂，15~25 % ;磷酸鎳，5~ 10%;四硼酸鈉，1~1.5%;膠體3丨02,5~8%;納米110 2,7~12%;有機(jī)樹脂，20~30%;有機(jī) 酸，15 ~25%。
[0017] 取向硅鋼絕緣涂層的第二優(yōu)選方案，膠體S i〇2的粒徑5~30nm。
[0018] 取向硅鋼絕緣涂層的第三優(yōu)選方案，納米Ti02的粒徑為10~50nm。
[0019] 取向硅鋼絕緣涂層的第四優(yōu)選方案，有機(jī)樹脂為丙烯樹脂和苯乙烯樹脂的混合樹 月旨，其混合比例為1:2。
[0020] 取向硅鋼絕緣涂層的第五優(yōu)選方案，有機(jī)酸為含有？6工0、附、〇1、111、211、1(的有機(jī) 酸。
[0021 ] -種取向硅鋼絕緣涂層的制備方法，包括如下步驟：
[0022] 1)將氧化鎂與磷酸混合，配置Mg(H2P04) 2溶液；
[0023] 2)攪拌下，向反應(yīng)器中加入有機(jī)樹脂與有機(jī)酸，后再加入去離子水調(diào)節(jié)溶液?田直〈 6；
[0024] 3)向步驟2)的溶液中依次加入膠體Si02細(xì)顆粒和納米Ti02粉末，混合均勻；
[0025] 4)向步驟3)中的溶液中依次加入Mg (H2P〇4) 2、磷酸鎳、四硼酸鈉；
[0026] 5)步驟4)得到的均勻混合液，室溫條件下靜置1~2h。
[0027] 與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果：
[0028] 1)本發(fā)明提供的取向硅鋼絕緣涂層使用磷酸二氫鎂代替鉻酸鹽，無(wú)毒環(huán)保；
[0029] 2)本發(fā)明提供的取向硅鋼絕緣涂層，在有機(jī)樹脂中加入適量的有機(jī)酸，明顯改善 了磷酸鹽的耐吸濕性，提高了涂層附著性；
[0030] 3)本發(fā)明提供的取向硅鋼絕緣涂層加入適量的四硼酸鈉，提高了絕緣涂層的致密 性和表面光亮度；
[0031 ] 4)本發(fā)明提供的取向硅鋼絕緣涂層加入適量的細(xì)顆粒Si02和納米Ti0 2,提高了與 有機(jī)樹脂的相溶性，提尚涂層的沖片性和置裝系數(shù)。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面結(jié)合具體實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地 描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明 中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施 例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0033] 涂層配比組成見表1，對(duì)比測(cè)試性能結(jié)果見表2。
[0034]表1涂料成分配比組成
[0035] 單位，質(zhì)量百分比％ 「00361
[0037]注:質(zhì)量百分比剩余量為去離子水。
[0038] 金屬磷酸二氫鎂Mg(H2P〇4)2,可通過(guò)摩爾比為0.2~0.5的MgO與H 3P〇4混合獲得。
[0039]有機(jī)樹脂為丙烯樹脂和苯乙烯樹脂，按照1:2比例混合。
[0040]有機(jī)酸為檸檬酸鉀或乙酸鋅中的一種或兩種。
[0041 ] 實(shí)施例1
[0042]按下述比例和方法，配置本發(fā)明提供的絕緣涂料：
[0043] 磷酸二氫鎂，35 %;
[0044]磷酸鎳，15 %;
[0045]四硼酸鈉，2%;
[0046] 膠體 Si〇2，10%;
[0047] 納米 Ti〇2，15%;
[0048] 有機(jī)樹脂，35 %;
[0049] 檸檬酸鉀，40 %;
[0050]余量為去離子水。
[0051 ] 具體步驟為：
[0052] 1)將摩爾比為0.2的MgO與H3P〇4混合，攪拌使其充分反應(yīng)完全，得到Mg(H 2P〇4)2溶 液，待用；
[0053] 2)攪拌條件下，向反應(yīng)器中加入有機(jī)樹脂與檸檬酸鉀充分混合后，加入去離子水 調(diào)節(jié)溶液pH值為5.7;
[0054] 3)向步驟2)的溶液中加入粒徑為5~30nm的膠體Si02細(xì)顆粒和10~50nm的Ti0 2粉 末，不斷攪拌均勻；
[0055] 4)向步驟3)中的按照配比依次加入定量的Mg(H2P04) 2、磷酸鎳、四硼酸鈉；
[0056 ] 5)上述得到的均勻混合液，室溫條件下靜置2h。
[0057] 實(shí)施例2
[0058]按下述比例和方法，配置本發(fā)明提供的絕緣涂料：
[0059] 磷酸二氫鎂，30 %;
[0060]磷酸鎳，10 %;
[0061] 四硼酸鈉，1.5%;
[0062] 膠體 Si02,8%;
[0063] 納米 Ti〇2，12%;
[0064] 有機(jī)樹脂，30 %;
[0065] 檸檬酸鉀，25 %;
[0066]余量為去離子水。
[0067] 具體步驟為：
[0068] 1)將摩爾比為0.3的MgO與H3P〇4混合，攪拌使其充分反應(yīng)完全，得到Mg(H 2P〇4)2溶 液，待用；
[0069] 2)攪拌條件下，向反應(yīng)器中加入有機(jī)樹脂與檸檬酸鉀充分混合后，加入去離子水 調(diào)節(jié)溶液pH值為5;
[0070] 3)向步驟2)的溶液中加入粒徑為5~30nm的膠體Si〇2細(xì)顆粒和10~50nm的Ti〇2粉 末，不斷攪拌均勻；
[0071] 4)向步驟3)中的按照配比依次加入定量的Mg(H2P〇4)2、磷酸鎳、四硼酸鈉；
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