一種用于取向硅鋼的無鉻絕緣涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于取向硅鋼的絕緣涂料。尤其涉及一種用于取向硅鋼的無鉻絕緣涂料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]取向硅鋼是用于制造工業中各種變壓器、互感器等電磁定向轉換產品的鐵芯材料；在使用過程中，取向硅鋼片通常需要沖片后疊裝，加工成疊片鐵芯，鐵芯材料電阻的高低直接影響鐵芯在使用過程中鐵損的高低。雖然取向硅鋼在高溫退火后在其表面形成了一層硅酸鎂底層，具有一定的絕緣性，但這層硅酸鎂底層的電阻過小，不能滿足大、中型變壓器的使用；因此，為了保證疊片間的絕緣，取向硅鋼表面需要涂覆一層具有優異性能的絕緣涂層。
[0003]如日本公開特許公報昭48-39338公開一種能給鋼板施加應力的絕緣涂層，通過加入0.2-4.5%的鉻酸而改善涂料的潤濕性和使體系中磷酸更加的穩定。美國Armco也提出了稱為Carlite-3的應力涂層，涂層主要包括:磷酸鋁、磷酸二氫鋁和鉻酸酐。
[0004]但上述涂料所使用的鉻酐及鉻酸鹽中六價鉻會對人體和環境造成嚴重的危害，同時在回收處理廢舊的硅鋼制品時難以避免鉻的二次污染，鉻酸鹽的使用受到越來越多的限制，許多國家已制定相關法令嚴格的限制鉻酸鹽的使用和排放，在金屬表面最終被禁止使用已成必然趨勢。
[0005]專利文獻KR20010082119公開了一種無鉻取向電工鋼及絕緣涂料，絕緣涂層包括:磷酸鎂；磷酸鋅；0.5~12%硼酸或含有Na、Al、Ca、L1、Mg的硼酸鹽中的一種，涂覆結果表明涂層耐蝕性差。日本專利號特開平2005068493中川崎制鐵提出用無機鹽和氧化物固體顆粒分別替代鉻酸酐，涂覆結果表明涂層的耐蝕性雖較好，但附著力一般。
【發明內容】
[0006]本發的目的是提供一種用于取向硅鋼的無鉻絕緣涂料，該無鉻絕緣涂料穩定性好，安全環保，具有優良的附著性、耐腐蝕性和絕緣性。
[0007]為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案是:所述用于取向硅鋼的無鉻絕緣涂料的化學組分及其百分含量是:
有機混合樹脂15?35wt% ；
娃溶膠10?30wt% ；
磷酸二氫招0.2?2.5wt% ；
無機緩沖劑0.1?4.0wt% ；
硅烷偶聯劑0.5?7.0wt% ；
助劑0.1?lwt% ；
燒基酸聚氧乙稀醚0.1?0.5wt% ；
余量為水。
[0008]所述無鉻絕緣涂料的制備方法是:按上述化學組分及其百分含量，在攪拌條件下，先向有機混合樹脂中依次加入硅烷偶聯劑和助劑，攪拌I?2min，即得有機乳液；另向水中依次加入磷酸二氫鋁、硅溶膠和烷基酚聚氧乙烯醚，攪拌至磷酸二氫鋁完全溶解，即得無機乳液；然后將所述有機乳液和所述無機乳液混合，攪拌2.5?3h，得到用于取向硅鋼的無鉻絕緣涂料。
[0009]所述有機混合樹脂為水性丙烯酸改性環氧樹脂與水性聚氨酯樹脂的混合樹脂，或為水性丙烯酸改性環氧樹脂與水性氨基樹脂的混合樹脂，或為水性丙烯酸改性環氧樹月旨、水性聚氨酯樹脂和水性氨基樹脂的混合樹脂；其中:水性丙烯酸改性環氧樹脂:水性聚氨酯樹脂的質量比為1: (0.9~1.1)，水性丙烯酸改性環氧樹脂:水性氨基樹脂為1:(0.9-1.1)，水性丙烯酸改性環氧樹脂:水性聚氨酯樹脂:水性氨基樹脂的質量比為1:(0.9-1.1): (0.9-1.1)。
[0010]所述硅溶膠中的S12含量為30?32wt%，pH值為9?10。
[0011 ] 所述磷酸二氫鋁中的Al (H2PO4) 3含量為90?95wt%。
[0012]所述無機緩沖劑為四硼酸鈉、硼酸鋅和檸檬酸鋅中的一種。
[0013]所述硅烷偶聯劑為γ _(2，3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或為乙烯基三乙氧基硅烷。
[0014]所述助劑為聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯和水性涂料消泡劑的混合物。
[0015]所述攪拌條件的攪拌速度為100?150轉/分。
[0016]本發明制備的用于取向硅鋼的無鉻絕緣涂料的使用方法是，在室溫條件下，將清洗后的取向硅鋼板置于制備的用于取向硅鋼的無鉻絕緣涂料中，浸漬50?70s，然后在400?500°C條件下烘烤10?20s，得到無鉻絕緣涂層的取向硅鋼。
[0017]由于采用上述技術方案，本發明與現有技術相比具有如下的積極效果:
(I)本發明制備的無鉻絕緣涂料用于取向硅鋼的后處理工藝，按照GB/T 10125-2012《人造氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗》進行耐腐蝕性檢測和按照GB/T 6739-2006《色漆和清漆鉛筆法測定漆膜硬度》測定涂膜的硬度，結果顯示:能夠顯著提高硅鋼產品的耐腐蝕性，在5%NaCl水溶液和35 (±0.5) °C噴霧的條件下，測試12小時的腐蝕面積低于1% ;涂層硬度高于6H。
[0018](2)本發明采用有機混合樹脂替代傳統涂料中的鉻酐或鉻酸鹽作為主要的成膜物質，加入硅烷偶聯劑后，可與硅鋼板表面發生化學反應，形成一種保護膜。按照GB/T2522-2007《電工鋼片(帶)表面絕緣電阻、涂層附著性測試方法》測試涂層附著力和按照GB/T13789-2008《用單片測試儀測量電工鋼片(帶)磁性能的方法》標準進行層間電阻測試，所獲得膜層與硅鋼板有良好的結合力，具有優良的絕緣性，由層間電阻儀測得表面絕緣電阻系數高于200 Ω.cm2。
[0019](3)本發明采用有機混合樹脂替代傳統涂料中的鉻酐或鉻酸鹽作為主要原料，是一種真正意義上的環保絕緣涂料，解決了鉻元素帶來的危害。
[0020](4)本發明制備的用于取向硅鋼的無鉻絕緣涂料在室溫下放置90天，未出現分層和固化，穩定性好。
[0021](5)本發明采用的原料均是常見、價格低廉的原料，配置過程和操作簡單。
[0022](6)本發明制備的用于取向硅鋼的無鉻絕緣涂料在硅鋼板上應用時，無特殊要求，完全可以取代現有含鉻涂料工藝。
[0023]因此，本發明制備的用于取向硅鋼的無鉻絕緣涂料不僅穩定性好和安全環保，且具有優良的附著性、耐腐蝕性及絕緣性特點，適用于取向硅鋼。
【具體實施方式】
[0024]下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步描述，并非對其保護范圍的限制。
[0025]為避免重復，先將本【具體實施方式】中所涉及的原料統一描述如下，實施例中不再贅述:
所述水性丙烯酸改性環氧樹脂和水性聚氨酯樹脂的混合樹脂中，水性丙烯酸改性環氧樹脂.水性聚氣酷樹脂的質量比為1.(0.9~1.1)。
[0026]所述水性丙烯酸改性環氧樹脂和水性氨基樹脂的混合樹脂中，水性丙烯酸改性環氧樹脂:水性氣基樹脂為1: (0.9~1.1)。
[0027]所述水性丙烯酸改性環氧樹脂、水性聚氨酯樹脂和水性氨基樹脂的混合樹脂中，水性丙烯酸改性環氧樹脂:水性聚氨酯樹脂:水性氨基樹脂的質量比為1: (0.9~1.1):(0.9-1.1)。
[0028]所述硅溶膠中的S12含量為30?32wt%，pH值為9?10。
[0029]所述磷酸二氫鋁中的Al (H2PO4) 3含量為90?95wt%。
[0030]所述助劑為聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯和水性涂料消泡劑的混合物。
[0031]實施例1
一種用于取向硅鋼的無鉻絕緣涂料及其制備方法。所述用于取向硅鋼的無鉻絕緣涂料的化學組分及其百分含量是:
水性丙烯酸改性環氧樹脂和水性聚氨酯樹脂的混合樹脂15?20wt% ；
娃溶膠10?20wt% ；
磷酸二氫鋁0.2?L 0wt% ；
四硼酸鈉0.1?0.7wt% ；
γ-(2，3-環氧丙氧)丙基三甲氧基娃燒0.5?2.0wt% ;
助劑0.1 ?0.5wt% ；
燒基酸聚氧乙稀醚0.1?0.3wt% ；
余量為水。
[0032]所述用于取向硅鋼的無鉻絕緣涂料的制備方法是:按上述化學組分及其百分含量，在攪拌條件下，先向有機混合樹脂中依次加入硅烷偶聯劑和助劑，攪拌I?2min，即得有機乳液。另向水中依次加入磷酸二氫鋁、硅溶膠和烷基酚