BRPI0620852A2

BRPI0620852A2 - chapa de aço elétrico dotada de revestimento de isolamento e método para a fabricação da mesma

Info

Publication number: BRPI0620852A2
Application number: BRPI0620852-5A
Authority: BR
Inventors: Tomofumi Shigekuni; Kazumichi Sashi; Masaaki Kohno; Yuka Komori
Original assignee: Jfe Steel Corp
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2006-12-26
Publication date: 2011-11-22
Also published as: EP1967612A4; RU2008130866A; WO2007074928A1; JP2007197824A; EP1967612A1; KR101006033B1; RU2395623C2; KR20080080590A; CA2633360C; JP5098327B2; US20100233484A1; CA2633360A1; TWI306900B; BRPI0620852B1; TW200732480A

Abstract

CHAPA DE AçO ELéTRICO DOTADA DE REVESTIMENTO DE ISOLAMENTO E MéTODO PARA A FABRICAçãO DA MESMA. A presente invenção refere-se a uma chapa de aço elétrico dotada de um revestimento de isolamento tendo excelente resistência à corrosão e capacidade de puncionamento mesmo sem conter cromo é preparada por meio da aplicação de um líquido de revestimento sobre a superfície da chapa de aço elétrico, seguida de cozimento do líquido de revestimento aplicado, cujo líquido de revestimento contém 100 partes em peso de um polímero de polissiloxano preparado por meio da copolimerização do polissiloxano com uma ou mais resinas selecionadas a partir do grupo que consiste em resina acrílica, resina de estireno, resina de acetato de vinila, resina de poliéster, resina de uretano, resina de polietileno, resina de polipropileno, resina de poliamida, resina de policarbonato, resina de fenol, resina de alquida, e resina de epóxi, e 1 a 50 partes em peso de um ou mais compostos selecionados a partir do grupo que consiste em melamina, isocianato, um agente de acoplamento de silano, e oxadolina, como o agente de reticulação.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CHAPA DE AÇO ELÉTRICO DOTADA DE REVESTIMENTO DE ISOLAMENTO E MÉ- TODO PARA A FABRICAÇÃO DA MESMA"

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a uma chapa de aço elétrico do- tada de um revestimento de isolamento, e, em termos específicos, se refere a uma chapa de aço elétrico dotada de um revestimento de isolamento sem cromo, utilizada principal em motores e transformadores, ambientalmente amigáveis, livres de substâncias tóxicas, tais como o cromo hexavalente, no revestimento e ainda no líquido de revestimento para a formação do reves- timento.

Antecedentes da Invenção

É importante que o revestimento de isolamento sobre uma cha- pa de aço elétrico utilizada para motores, transformadores, ou similares te- nha não somente uma resistência interlaminar, como também variedades de características, por exemplo, de conveniência durante o trabalho e a formá- ção e a estabilidade durante seu armazenamento e uso. Além disso, uma vez que as chapas de aço elétrico são utilizadas em muitas variedades de aplicação, foram desenvolvidos vários tipos de revestimento de isolamento que atendem a cada aplicação.

Por exemplo, quando uma chapa de aço elétrico é tratada por meio de puncionamento, cisalhamento, curvamento, ou similar, a deforma- ção residual deteriora as características magnéticas. A fim de recuperar as características magnéticas deterioradas, um recozimento de alívio de tensão é freqüentemente aplicado à chapa de aço elétrico tratada em uma faixa de temperatura aproximada de 750°C a 850°C. Na aplicação do recozimento de alívio de tensão, o revestimento de isolamento tem de suportar o tratamento de recozimento.

O revestimento de isolamento é grosso modo agrupado em três tipos: (a) revestimento inorgânico, que enfatiza a soldabilidade e a resistên- cia ao calor, e suporta o recozimento de alívio de tensão, (excluindo a resina orgânica, a princípio); (b) revestimento semi-orgânico, que compreende um composto inorgânico como base, e contém uma resina orgânica, com o obje- tivo de apresentar capacidade de puncionamento e soldabilidade, e suporta o recozimento de alívio de tensão; e (c) revestimento orgânico para aplica- ções especiais, que não pode ser tratado por recozimento de alívio de ten- são. Dentre estes, os de uso geral, que suportam o recozimento de alívio de tensão, são os do tipo (a) e (b), que são os revestimentos que contêm maté- ria inorgânica, ambos os quais contendo um composto de cromo no revesti- mento. Particularmente, o revestimento de isolamento à base de cromato do tipo (b), contendo resina orgânica, é amplamente utilizado devido o conside- rável aperfeiçoamento de capacidade de puncionamento em comparação ao revestimento de isolamento de base inorgânica.

Por exemplo, a Publicação de Patente japonesa, examinada, Ns 60-36 476 descreve uma chapa de aço elétrico dotada de um revestimento de isolamento elétrico, feito por meio da aplicação de um líquido de revesti- mento sobre a superfície de uma chapa de aço, seguida de cozimento por um método conhecido, cujo líquido de revestimento é preparado por meio da mistura de uma solução aquosa à base de bicromato contendo pelo menos um tipo de metal bivalente com 5 a 120 partes em peso de um teor de sólido de uma emulsão de resina (acetato de vinila e VeoVa (TM) a uma razão que varia de 90/10 a 40/60), e com 10 a 60 partes em peso de um agente orgâ- nico de redução, para 100 partes em peso de CrO3 na solução aquosa.

A maior parte deste tipo de revestimentos à base de cromato pa- ra uma chapa de aço elétrico contém cromo trivalente como os produtos de chapa de aço, não trazendo nenhum problema de toxicidade. No entanto, uma vez que o cromo hexavalente tóxico tem de ser usado no estágio do líquido de revestimento (com o líquido de revestimento sendo aplicado sobre a chapa de aço de modo a formar um revestimento de isolamento), é neces- sário se observar normas severas de manipulação, assim como estabelecer um aparelho satisfatório a fim de garantir um bom ambiente de trabalho.

De acordo com o presente estado de coisa e atendendo às re- centes preocupações cada vez maiores com relação ao meio ambiente, da mesma maneira, o campo das chapas de aço elétrico faz frente à solicitação de clientes no sentido de suprir produtos tendo um revestimento de isola- mento livre de cromo.

Como uma tecnologia que utiliza um componente principal dife- rente do ácido crômico, são apresentados muitos tipos de revestimentos de isolamento semi-orgânicos contendo um colóide inorgânico, por exemplo, sílica, como componente principal. Devido à falta de necessidade de se ma- nipular uma solução de cromo hexavalente tóxica, os revestimentos de iso- lamento semi-orgânicos contendo um colóide inorgânico como o componen- te principal são usados com grande vantagem com relação ao meio ambien- te. Por exemplo, a Patente japonesa aberta ao domínio público Ne 10-34 812 apresenta um método para aumentar a resistência de corrosão do revesti- mento à base de colóide inorgânico por meio da regulagem da quantidade de Cl e S no revestimento de resina/sílica a um nível específico ou abaixo. O método aumenta a resistência à corrosão da chapa de produto em um ambiente de teste de umidade de armário. No entanto, a sua resistência à corrosão, sob condições adversas, como, por exemplo, com uma borrifação de sal, não poderá atingir o nível de resistência à corrosão no caso da apli- cação de um revestimento de isolamento contendo Cr. Além disso, com a adição de sílica, a capacidade de puncionamento também não poderá atingir um bom nível no caso da aplicação de um revestimento de isolamento con- tendo Cr, tal como no caso da resistência à corrosão.

Descrição da Invenção

Problema a ser Solucionado pela Invenção

A chapa de aço elétrico precisa apresentar resistência à corro- são úmida e resistência à corrosão de borrifação de sal, cada qual sob uma condição de ambiente de temperatura normal, e resistência à corrosão após um tratamento de alta temperatura (recozimento de alívio de tensão) a 700°C ou mais. Diferente da chapa de aço elétrico tratada na superfície com chapeamento de zinco, estanho, ou similar a fim de ter prevenção de corro- são de sacrifício em um ambiente corrosivo, a chapa de aço elétrico expõe a porção de aço à atmosfera. Neste caso, é importante suprimir a corrosão catódica por meio da provisão de uma propriedade de barreira de alto grau, como uma característica de revestimento, neste caso por meio da rejeição da água, do oxigênio, do cloro, ou similar que se torna o elemento de causa da corrosão. A fim de prover esta característica de alta barreira, é preferido se ter uma estrutura contínua e densa, tal como a de um revestimento inor- gânico.

Por outro lado, para se obter uma boa capacidade de puncio- namento, ou para se suprimir o desgaste do molde após sucessivos ciclos de puncionamento, cujo desgaste vem a ser uma falha do puncionamento, a adição de um componente lubrificante ao revestimento é eficaz. No entanto, quando o revestimento é um revestimento misturado de resinas inorgânicas e orgânicas a fim de estabelecer resistência à corrosão e funcionalidade, a continuidade do revestimento se deteriora, e a resistência à corrosão se a- grava.

Em resposta às condições acima, um objetivo da presente in- venção é prover uma chapa de aço elétrico dotada de um revestimento de isolamento que apresente um desempenho equivalente ou melhor ao de um revestimento de isolamento contendo Cr1 ou mesmo de um revestimento de isolamento contendo uma matéria inorgânico livre de Cr como o componente principal, e que resulte em excelentes resistência à corrosão e capacidade de puncionamento.

Meios para se Solucionar o Problema

A fim de solucionar o problema acima, os inventores da presente invenção conduziram um estudo detalhado e chegaram às seguintes desco- bertas.

A resistência à corrosão de chapas de produto com um revesti- mento livre de cromato à base de sílica não pode ser totalmente aperfeiçoa- da, mesmo com uma quantidade menor correntemente proposta de impure- zas, tais como Cl" e SO42", e a sua resistência à corrosão se torna não uni- forme dependendo das condições de fabricação. Com relação a este ponto, os inventores da presente invenção, várias vezes, investigaram as causas.

A investigação dos inventores da presente invenção confirmou que muitos casos de deterioração da resistência à corrosão são acompa- nhados de rachaduras no revestimento. Ou seja, uma vez que a sílica coloi- dal não permite que a sílica forme uma rede tridimensional (uma estrutura tridimensional) a uma temperatura de cozimento que varia de cerca de 200°C a cerca de 300°C, a própria sílica, então, não terá nenhuma capaci- dade de formação de filme, o que é, presumidamente, a causa da geração de rachaduras no revestimento e da resistência à corrosão não uniforme de- pendendo das condições de fabricação.

Considerando as descobertas acima, foi observado que a for- mação de uma rede tridimensional de -Si-O-Si-, ou de uma reticulação tridi- mensional, é importante para a formação de um revestimento com boa resis- tência à corrosão, e que o problema é solucionado por meio da formação da rede tridimensional acima por meio da polimerização de um polissiloxano com uma resina orgânica (um elemento de carbono contendo um polímero). Além disso, quando o polímero de polissiloxano é reticulado tridimensional- mente usando um agente de reticulação, como, por exemplo, uma melami- na, um isocianato, um agente de acoplamento de silano, ou uma oxadolina, observou-se a obtenção de uma chapa de aço elétrico dotada de um reves- timento de isolamento tendo características mais excelentes com relação à resistência à corrosão após um recozimento de alívio de tensão. As modali- dades são descritas a seguir.

(I) Formação de um material compósito integrando um componente inorgâni- co com um componente orgânico

O componente inorgânico e o componente orgânico (resina or- gânica) são trazidos para o compósito (copolimerizados) em uma etapa de sintetização da resina, em vez da tecnologia convencional na qual o compo- nente inorgânico e o componente orgânico são simplesmente misturados entre si no líquido de revestimento. Ou seja, o polissiloxano (componente inorgânico) e uma ou mais resinas orgânicas, como, por exemplo, uma resi- na acrílica, são copolimerizados, obtendo, assim, um polímero de polissilo- xano. Uma vez que, no polímero de polissiloxano (resina compósita inorgâ- nica), o grupo de silanol (-SiOH) de polissiloxano e o grupo de hidroxila (- OH) da resina orgânica são condensados desidratados de modo a formar uma ligação covalente, este será um compósito com o componente inorgâni- co tendo uma forte ligação com o componente orgânico. O polímero de po- Iissiloxano apresenta a rigidez e o desempenho de barreira das propriedades inorgânicas, e a flexibilidade e a funcionalidade das propriedades orgânicas.

(II) Formação de uma Rede Tridimensional (Reticulação Tridimensional)

A fim de melhorar ainda mais o desempenho de barreira, o po- límero de polissiloxano é trazido para uma reticulação tridimensional através de um agente de reticulação. Em termos concretos, a reticulação é conduzi- da usando-se um ou mais agentes de reticulação selecionados a partir do grupo que consiste em melamina, isocianato, um agente de acoplamento de silano, e oxadolina, substâncias estas que mostram reatividade tanto com os grupos polares do grupo da hidroxila na resina orgânica como com o grupo do silanol na porção do polissiloxano.

A presente invenção foi realizada com base nas descobertas a- cima, e a essência da presente invenção é apresentada como se segue.

(1) Uma chapa de aço elétrico dotada de um revestimento de i- solamento preparado por meio da aplicação de um líquido de revestimento sobre a superfície da chapa de aço elétrico, seguida de cozimento, cujo lí- quido de revestimento contém 100 partes em peso de um polímero de polis- siloxano preparado por meio da copolimerização do polissiloxano com uma ou mais resinas selecionadas a partir do grupo que consiste em resina acríli- ca, resina de estireno, resina de acetato de vinila, resina de poliéster, resina de uretano, resina de polietileno, resina de polipropileno, resina de poliami- da, resina de policarbonato, resina de fenol, resina de alquida, e resina de epóxi, como a resina orgânica, e 1 a 50 partes em peso do total de um ou mais compostos selecionados a partir do grupo que consiste em melamina, isocianato, um agente de acoplamento de silano, e oxadolina, como o agen- te de reticulação.

(2) A chapa de aço elétrico dotada do revestimento de isolamen- to de acordo com o item (1), cujo revestimento de isolamento contém um ou mais compostos selecionados a partir do grupo que consiste em sílica, silica- to, alumina, titânia, oxido de estanho, oxido de cério, oxido de antimônio, óxido de tungstênio, e óxido de molibdênio, como o composto inorgânico, em uma quantidade de 75% em massa ou inferior para um teor de sólido total no revestimento.

(3) A chapa de aço elétrico dotada do revestimento de isolamen- to de acordo com os itens (1) ou (2) acima, na qual a razão de mistura do polissiloxano para o teor de sólido total no revestimento de isolamento é de 10% em massa ou superior e de 90% em massa ou inferior, como o S1O2.

(4) Um método para a produção de uma chapa de aço elétrico dotada de um revestimento de isolamento, tendo as etapas de: aplicar um líquido de revestimento sobre a superfície de uma chapa de aço elétrico, cujo líquido de revestimento contém 100 partes em peso de polímero de po- lissiloxano preparado por meio da copolimerização do polissiloxano com uma ou mais resinas selecionadas a partir do grupo que consiste em resina acrílica, resina de estireno, resina de acetato de vinila, resina de poliéster, resina de uretano, resina de polietileno, resina de polipropileno, resina de poliamida, resina de policarbonato, resina de fenol, resina de alquida, e resi- na de epóxi, como a resina orgânica, e 1 a 50 partes em peso do total de um ou mais compostos selecionados a partir do grupo que consiste em melami- na, isocianato, um agente de acoplamento de silano, e oxadolina, como o agente de reticulação; e de cozinhar a chapa de aço elétrico com o líquido de revestimento aplicado sobre a chapa de aço elétrico. Melhor Modo de se Executar a Invenção

A presente invenção é descrita em detalhe a seguir.

A chapa de aço elétrico de acordo com a presente invenção é uma chapa de aço dotada de um revestimento de isolamento. O revestimen- to de isolamento contém uma resina compósita (um polímero de polissiloxa- no) preparada por meio da copolimerização do polissiloxano com uma resina orgânica (um polímero contendo um elemento de carbono) anteriormente. A composição química é a exigência mais importante da presente invenção. com este revestimento de isolamento, é provida uma resistência à corrosão (especialmente uma resistência à corrosão da chapa recozida) e uma capa- cidade de puncionamento equivalente à da ou maior que a da chapa de aço elétrico dotada de um revestimento de isolamento contendo Cr. A Chapa de Aco Elétrico

A descrição começa com a chapa de aço elétrico aplicada na presente invenção.

A chapa de aço elétrico (também referida como "chapa de ferro elétrico") antes de formar o revestimento, que pode ser usado na presente invenção, pode ser a única tendo qualquer composição, não especificamente limitada, quando é apenas uma chapa de aço (chapa de ferro) que pode ser ajustada de modo a ter pelo menos a resistividade específica de modo aob- ter as características magnéticas desejadas (tais como uma baixa perda de ferro). Uma característica especificamente preferida é aplicar ao meio cha- pas de aço elétrico de alto grau contendo apenas Si ou (Si + Al) em uma fai- xa de cerca de 0,1 a cerca de 10,0% em massa e resultando cerca de Wi5Z50 ≤ 5.0 W/kg.

A superfície da chapa de aço elétrico sobre a qual o revestimen- to de isolamento deve ser feito pode ser submetida a um tratamento prelimi- nar arbitrário, como, por exemplo, a um desengorduramento por álcali ou coisa do gênero, desencrustação por ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ou similar, intensificação, e refinamento do domínio magnético, e pode ser uma superfície conforme fabricada (não tratada).

Embora a formação de uma terceira camada entre o revestimen- to de isolamento e a superfície da chapa de aço não seja necessariamente exigida, uma terceira camada pode ser formada conforme necessário. Por exemplo, o método de fabricação comum pode formar um filme de óxido do metal da chapa de aço entre o revestimento de isolamento e a superfície da chapa de aço. A etapa de remoção do filme de óxido pode ser eliminada. Embora um filme de forsterite possa ser formado dependendo do método de fabricação, a etapa de remoção do filme pode ser eliminada.

O Revestimento de Isolamento

Em seguida, faz-se a descrição do revestimento de isolamento da presente invenção, aplicado sobre a superfície da chapa de aço acima mencionada. O revestimento de isolamento de acordo com a presente inven- ção é obtido por meio da aplicação de um líquido de revestimento contendo polissiloxano e uma resina orgânica, que são os componentes essenciais descritos abaixo, sobre a superfície da chapa de aço elétrico, seguida de cozimento. Na etapa de preparação, um polímero de polissiloxano, prepara- do por meio da copolimerização anterior do polissiloxano com a resina orgâ- nica, é adicionado ao líquido de revestimento.

O Polissiloxano

O polissiloxano é um polímero que tem -Si-O- (ligação com silo- xano) em sua cadeia molecular principal. O polissiloxano é antes copolimeri- zado com uma resina orgânica. A copolimerização provê uma ligação cova- Iente criada por meio da desidratação e condensação de um grupo de silanol (-SiOH) do grupo de polissiloxano e hidroxila (-0H) ou do grupo de silanol (- SIOH), (no caso de o grupo de silanol ser antes introduzido na resina orgâni- ca), da resina orgânica, em função do que provendo ao compósito uma forte ligação do componente inorgânico com o componente orgânico. Ou seja, uma vez que o componente inorgânico e o componente orgânico formam antecipadamente uma rede tridimensional, um revestimento homogêneo e livre de rachaduras pode ser obtido, como também pode ser formado um revestimento com uma boa resistência à corrosão.

A razão de mistura de polissiloxano ao teor de sólido total no re- vestimento de isolamento (ou a quantidade de revestimento total após cozi- mento) é de preferência ajustada a uma faixa de 10% em massa ou superior a 90% em massa ou inferior, como o S1O2. Quando a razão de mistura do mesmo é menor que 10% em massa, o percentual de revestimento restante após o recozimento de alívio de tensão se torna pequeno, de modo que a propriedade de remoção do bloqueio (stiction) se deteriora em alguns casos. Quando a razão de mistura de polissiloxano aumenta, o revestimento fica forte. Se, no entanto, a razão de mistura do mesmo excede 90% em massa, a flexibilidade se torna insuficiente, e a resistência à corrosão pode se dete- riorar dependendo das condições de fabricação. A razão de mistura de po- lissiloxano para a quantidade de revestimento total após o recozimento de alívio de tensão aumenta devido à decomposição do componente orgânico, (50%), e, deste modo, não é necessário que a razão de mistura do mesmo após o recozimento de alívio de tensão fique dentro da faixa preferível acima mencionada.

Ao avaliar a quantidade de polissiloxano, o termo "como o SiO2" (isto é, em termos de SiO2) significa que o teor de SiO2 é calculado de acor- do com a suposição de que todo o Si contido forme um SiO2. Por exemplo, quando apenas a quantidade de Si é medida, a quantidade é convertida para a quantidade de "SiO2", e a razão da quantidade convertida para o revesti- mento total é determinada.

Embora o tamanho de partícula do polissiloxano não seja espe- cificamente limitado, uma faixa de tamanho preferível é maior que 0,03 pm e menor que 0,05 pm. Ou seja, um tamanho de partícula pequeno deteriora a estabilidade da solução de modo que o tamanho seja preferencialmente re- guiado para maior que 0,03 pm em vista de sua operabilidade. Uma vez que um tamanho de partícula menor seja mais preferido a partir do ponto de vista da aparência do revestimento, o tamanho é de preferência ajustado para 0,5 pm ou menor. O tamanho de partícula é determinado pela observação das partículas em um microscópio de elétron ou coisa do gênero para medir o diâmetro máximo e o diâmetro mínimo das partículas individuais e por meio do cálculo da média das mesmas.

A Resina Orgânica (o polímero contendo um elemento de carbono)

Com relação à resina orgânica que é copolimerizada com o po- lissiloxano acima da presente invenção, as seguintes resinas são aplicáveis: resina acrílica, resina de estireno, resina de acetato de vinila, resina de poli- éster, resina de uretano, resina de polietileno, resina de polipropileno, resina de poliamida, resina de policarbonato, resina de fenol, resina de alquida, e resina de epóxi. Uma ou mais resinas selecionadas a partir das resinas aci- ma mencionadas são copolimerizadas com o polissiloxano. Ao formar uma rede tridimensional por meio da formação de reticulantes no polímero de po- lissiloxano, que é preparado por meio da copolimerização do polissiloxano com a resina orgânica, através da ligação de -Si-O-C- ou da ligação de -Si- O-Si-C-, é mais preferível se ter um grupo funcional ligável à cadeia lateral do esqueleto da resina orgânica.

A razão de mistura do polímero tendo um elemento de carbono para o teor de sólido total no revestimento de isolamento é de preferência regulada para 0,1 vez ou mais a razão de mistura do polissiloxano (acima do dado valor convertido em SiO2). O Polímero de Polissiloxano

O grau de polimerização do polímero de polissiloxano é de uma faixa arbitrária para aplicação, sem levantar o problema se apenas o grau provê o líquido de revestimento.

O tamanho de partícula do polímero de polissiloxano é de prefe- rência ajustado para mais de 0,04 pm e menor que 0,06 pm. Quando o ta- manho é menor que 0,04 pm, a estabilidade da solução se deteriora. Quan- do o tamanho é maior que 0,6 pm, o revestimento fica áspero e a aparência se deteriora.

O Agente de Reticulacão

De acordo com a presente invenção, é ainda adicionado de 1 a 50 partes em peso de um agente de reticulação como o total de um ou mais dentre melamina, isocianato, um agente de acoplamento de silano, e oxado- lina para 100 partes em peso do polímero de polissiloxano. A adição do a- gente de reticulação induz uma reticulação entre os polímeros de polissilo- xano, formando, assim, um revestimento mais denso de modo a aumentar a resistência à corrosão, especificamente a resistência à corrosão após o re- cozimento de alívio de tensão. Quando a quantidade de agente de reticula- ção adicionada como o total é menor que 1 parte em peso, o efeito da reticu- lação não poderá ser obtido, e a resistência à corrosão após o recozimento de alívio de tensão se tornará insuficiente. Quando a quantidade adicionada do mesmo excede 50 partes em peso, o agente de reticulação não reagido permanecerá, o que deteriorará a propriedade de adesão do revestimento e a rigidez do revestimento.

O meio acima descrito provê as características pretendidas na presente invenção. Além dos componentes acima, os aditivos e outros com- postos inorgânicos e componentes orgânicos seguintes dados podem ser adicionados de modo a obter o objeto descrito a seguir dentro de uma faixa de modo a não deteriorar a propriedade de revestimento e afetar a presente invenção. Ao se adicionar os aditivos e outros compostos inorgânicos ou compostos orgânicos seguintes dados, a adição de uma quantidade em ex- cesso dos mesmos deteriora o desempenho do revestimento de modo que é preferível ajustar a quantidade total de aditivos e de outros compostos inor- gânicos e compostos orgânicos em cerca de 75% em massa ou inferior para a quantidade de revestimento total do revestimento de isolamento de acordo com a presente invenção, e, mais preferivelmente, em cerca de 50% em massa ou inferior.

O Aditivo

O aditivo aplicável inclui um agente ativo em superfície, um a- gente de prevenção de ferrugem, um lubrificante, ou um agente antiespu- mante, conhecidos. A quantidade acrescentada de aditivo é de preferência ajustada para cerca de 30% em massa ou inferior do teor de sólido total do revestimento.

Outros compostos inorgânicos e orgânicos

O revestimento de isolamento de acordo com a presente inven- ção pode conter outros compostos inorgânicos e/ou orgânicos não copolime- rizados com polissiloxano, em um nível que não deteriore o efeito da presen- te invenção. Com relação ao composto inorgânico, por exemplo, pode ser adicionado outro oxido (sol (solução coloidal)) caso a estabilidade ao líquido seja garantida. O oxido aplicável (sol) inclui a sílica (sol) (sílica ou sol de síli- ca), (o mesmo sendo aplicado ao seguinte), a alumina (sol), a titânia (sol), o oxido de estanho (sol), o óxido de cério (sol), o oxido de antimônio (sol), o óxido de tungstênio (sol), e o óxido de molibdênio (sol). No caso de uma ra- zão de mistura especificamente pequena de polissiloxano, a adição de um composto inorgânico é preferido no sentido de aumentar a propriedade de adesão, de resistência à corrosão, e a propriedade de remoção do bloqueio de chapa recozida. O composto inorgânico é adicionado de preferência em uma quantidade de 75% em massa ou inferior, mais preferivelmente de 40% em massa ou inferior, para o teor de sólido total no revestimento. De prefe- rência, a quantidade adicionada de composto inorgânico é de 5% em massa ou superior, e mais preferivelmente de 10% em massa ou superior.

O composto orgânico não copolimerizado com polissiloxano in- clui uma resina orgânica similar à resina orgânica acima descrita copolimeri- zada com polissiloxano.

A presente invenção objetiva obter boas características de re- vestimento sem a adição de um composto de cromo. Deste modo, a partir do ponto de vista da prevenção à poluição ambiental provocada pelo processo de fabricação e pelos produtos, de preferência o revestimento de isolamento da presente invenção substancialmente não contém cromo. A quantidade de cromo permissível como impureza é de preferência regulada em 0,1% em massa ou inferior de CrO3 para a massa total do teor de sólido (quantidade de revestimento total) no revestimento de isolamento. O Método de Fabricação

A seguir faz-se a descrição do método para a fabricação da chapa de aço elétrico dotada de revestimento de isolamento de acordo com a presente invenção.

O tratamento preliminar para a chapa de aço elétrico usada co- mo material de partida da presente invenção não é especificamente limitado. São aplicáveis um tratamento não preliminar ou um tratamento preliminar. O tratamento preliminar preferido inclui o desengorduramento por álcali ou similar, e a desincrustação por ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfóri- co, ou similar.

Sobre a chapa de aço é aplicado um líquido de revestimento contendo o polissiloxano acima descrito e o agente de reticulação. Há vários métodos aplicáveis de copolimerização para se obter o polímero de polissi- loxano, incluindo o método de copolimerização de monômeros, o método de preparação de um polímero de um dos monômeros, seguido da copolimeri- zação do polímero com outro monômero, e o método que utiliza um copolí- mero como base com a polimerização de outro monômero ou outro copolí- mero como uma ramificação. Em seguida, é feito um tratamento de cozimento na superfície da chapa de aço elétrico aplicada com o líquido de revestimento acima, for- mando, assim, um revestimento de isolamento sobre a chapa de aço elétri- co. Este tratamento provê a formação de uma rede tridimensional forte e densa no revestimento.

Nesta etapa, o líquido de revestimento tem, de preferência, uma razão de mistura de polissiloxano dentro de uma faixa de 10 a 90% em mas- sa de SiO2 para o teor de sólido total. Conforme acima descrito, a razão de mistura de polissiloxano inferior a 10% em massa resulta em um percentual reduzido de revestimento restante após o recozimento de alívio de tensão, o que poderá deteriorar a propriedade de remoção do bloqueio. Quando a ra- zão de mistura de polissiloxano aumenta, o revestimento se torna forte. Se, no entanto, a razão de mistura do mesmo exceder 90% em massa, a flexibi- lidade se tornará insuficiente, e a resistência à corrosão poderá se deteriorar dependendo das condições de fabricação.

A matéria-prima do revestimento a ser aplicado sobre a chapa de aço elétrico é de preferência um material aquoso ou oleoso de um tipo pasta ou líquido. No entanto, para não aumentar desnecessariamente a es- pessura do revestimento (o peso do revestimento), a matéria-prima do mes- mo é de preferência de um tipo líquido com uma base de água ou solvente orgânico. Na descrição a seguir, o termo "líquido de revestimento" inclui ain- da o tipo pasta, à princípio.

O método aplicável para a aplicação do revestimento de isola- mento adota uma variedade de aparelhos, de modo geral, utilizados nas in- dústrias, como, por exemplo, uma máquina de revestimento por rolo, um a- plicador de revestimento à base de água, borrifador, aplicador de revesti- mento por lâmina, e um aplicador de revestimento por barra cilíndrica.

Ainda, para o método de cozimento, os normalmente aplicados podem ser usados, tais como os do tipo ar quente, do tipo por aquecimento infravermelho, ou do tipo de aquecimento por indução. A temperatura de co- zimento pode ser de um nível comum. A fim de evitar a decomposição térmi- ca da resina, no entanto, a temperatura de cozimento é de preferência sele- cionada em 350°C ou abaixo, e de uma faixa mais preferível entre 150°C ou acima e 300°C ou abaixo.

O Peso de Revestimento do Revestimento de Isolamento

Embora o peso de revestimento do revestimento de isolamento não seja especificamente limitado, é preferido regular a faixa entre 0,05 g/m2 ou mais e 10 g/m2 ou menos por lado de revestimento, e mais preferivelmen- te entre 0,1 g/m2 ou mais e 10 g/m2 ou menos por lado de revestimento. Quando o peso de revestimento do mesmo é menor que 0,05 g/m2, fica difí- cil se obter uma aplicação uniforme do meio industrial e, em alguns casos, um puncionamento estável ou a resistência à corrosão não podem ser obti- das. Quando o peso de revestimento do mesmo excede 10 g/m2, um melhor desempenho do revestimento não poderá ser obtido, podendo-se perder e- conomia no processo. A medição do peso de revestimento é feita na chapa de aço elétrico que completou o seu tratamento de cozimento e não recebe nenhum recozimento de alívio de tensão, a medição podendo adotar o mé- todo de peso no qual apenas o revestimento é dissolvido em álcali quente ou similar, e o peso muda antes ou depois da dissolução ser determinada.

A faixa preferida de peso de revestimento após o recozimento de alívio de tensão é de cerca de 0,01 g/m2 ou mais a cerca de 9,0 g/m2 ou menos.

O revestimento de isolamento, de acordo com a presente inven- ção, é de preferência formado em ambos os lados da chapa de aço. Depen- dendo do objeto, no entanto, o revestimento de isolamento pode ser feito apenas em um lado do mesmo. Ou seja, dependendo do objeto, o revesti- mento de isolamento, de acordo com a presente invenção, é feito apenas em um lado da chapa de aço, e o outro lado é revestido com outro revestimento de isolamento, ou o outro lado é deixado sem revestimento. Modalidades de Uso

As aplicações da chapa de aço elétrico dotada de revestimento de isolamento, de acordo com a presente invenção, não são especificamen- te limitadas. No entanto, para utilizar a resistência ao calor do revestimento, a aplicação mais adequada é usar uma chapa de aço elétrico que é subme- tida a um recozimento de alívio de tensão em uma faixa de temperatura de aproximadamente 750°C a 850°C. Por exemplo, o uso especificamente ade- quado é a fabricação de um núcleo de ferro laminado por meio do puncio- namento das chapas de aço elétrico, ou por meio da aplicação de um reco- zimento de alívio de tensão às mesmas, ou ainda por meio da laminação das mesmas.

Exemplos

Exemplo 1

O efeito da presente invenção é descrito em detalhe com refe- rência aos exemplos. No entanto, a presente invenção não se limita a estes exemplos.

Como a chapa de aço elétrico, é adotada uma chapa de aço elé- trico totalmente processada contida com componentes de aço de 0,45% em massa de Si, 0,25% em massa de Mn, e 0,48% em massa de Al, e tratada com recozimento de acabamento com uma espessura de folha de 0,5 mm. O líquido de revestimento é preparado por meio da adição dos respectivos a- gentes de reticulação dados nas Tabelas 1 e 3 para os polímeros de polissi- loxano obtidos por meio de copolimerização, antes, o polissiloxano com as respectivas resinas orgânicas sob as respectivas condições dadas nas Ta- belas 1 e 3. Assim preparado, o líquido de revestimento é aplicado sobre a superfície das respectivas chapas de aço elétrico usando uma máquina de revestimento por rolo. As chapas de aço revestidas são cozidas em um forno de ar quente a uma temperatura de cozimento de 230°C como a temperatura pico para metais, sendo assim preparados os respectivos espécimes. Para alguns Exemplos e Exemplos Comparativos, os elementos químicos das Tabelas 1 e 3 foram adicionados como um componente diferente do políme- ro de polissiloxano.

Nos espécimes assim preparados (as chapas de aço elétrico do- tadas de revestimento de isolamento), o revestimento foi dissolvido em uma solução aquosa de NaOH a 50% fervente, e o peso de revestimento do re- vestimento de isolamento foi determinado usando-se o método de peso aci- ma descrito. Nas chapas de aço elétrico assim obtidas dotadas de revesti- mento de isolamento, foram determinadas e avaliadas as características de revestimento descritas a seguir.

Resistência à Corrosão - Produto da Chapa 1

Nos espécimes, foi feito um teste de umidade de armário (50°C, superior a 98 % UR (umidade relativa)) a fim de avaliar a taxa de geração de ferrugem vermelha após 48 horas por meio da observação visual em termos de área percentual.

- Critérios de análise:

A: Percentual de área com ferrugem vermelha: de 0% a menos de 20%

B: Percentual de área com ferrugem vermelha: de 20% a menos de 40%

C: Percentual de área com ferrugem vermelha: de 40% a menos de 60%

D: Percentual de área com ferrugem vermelha: de 60% a 100% Resistência à Corrosão - Produto da Chapa 2

Nos espécimes, foi feito um teste de borrifação de sal (35° C), especificado pelas JIS (Normas Industriais Japonesas) a fim de avaliar a taxa de geração de ferrugem vermelha após 5 horas por meio da observa- ção visual em termos de área percentual.

- Critérios de análise:

A: Percentual de área com ferrugem vermelha: de 0% a menos de 25%

B: Percentual de área com ferrugem vermelha: de 25% a menos de 50%

C: Percentual de área com ferrugem vermelha: de 50% a menos de 75%

D: Percentual de área com ferrugem vermelha: de 75% a 100% Resistência à Corrosão Após o Recozimento de Alívio de Tensão Resistência à Corrosão - Chapa Recozida

Nos espécimes, foi feito um recozimento em atmosfera de nitro- gênio sob uma condição de 750°C durante duas horas. Nas chapas recozi- das assim obtidas, foi feito um teste de temperatura constante e umidade (50°C a 80% UR (umidade relativa)) a fim de avaliar a taxa de geração de ferrugem vermelha após 14 dias por meio da observação visual em termos de área percentual.

- Critérios de análise:

AA: Percentual de área com ferrugem vermelha: de 0% a menos de 5%

A: Percentual de área com ferrugem vermelha: de 5% a menos de 20%

B: Percentual de área com ferrugem vermelha: de 20% a menos de 40%

C: Percentual de área com ferrugem vermelha: de 40% a menos de 60%

D: Percentual de área com ferrugem vermelha: de 60% a 100%

Propriedade de Adesão

Nos espécimes (i) e (ii), as chapas recozidas foram tratadas por meio do recozimento em atmosfera de nitrogênio sob uma condição de 750°C durante duas horas, tendo sido feito um teste de curvamento e endireitamento a 20 mm(p, e em seguida avaliada a propriedade de adesão por meio da ob- servação visual em termos de taxa de descascamento de revestimento.

- Critérios de análise:

A: Sem descascamento B: Taxa de descascamento inferior a 20% C: Taxa de descascamento entre 20% ou mais e inferior a 40% D: Taxa de descascamento entre 40% ou mais e descascamen- to total da área

Resistência a Solventes

Um solvente (hexano) foi impregnado em algodão absorvente. O algodão impregnado foi esfregado para frente e para trás cinco vezes sobre a superfície do espécime. Uma alteração na aparência após isso foi visual- mente observada. - Critérios de análise:

A: Sem alteração B: Muito pouca alteração C: Levemente descobrida D: Forte alteração

Resistência à Falhas

Uma chapa de aço elétrico foi cisalhada de modo a produzir uma rebarba de 20 μιτι de altura. Um peso de 20 mm no diâmetro interno e 500 g de peso foram dispostos sobre a chapa de aço elétrico. A chapa de aço elétrico com o peso foi esfregada para frente e para trás três vezes na direção horizontal sobre a superfície de uma chapa de aço de teste. A falha gerada foi visualmente avaliada.

- Critérios de análise:

A: Sem alteração B: Muito pouca alteração C: Levemente descolorida D: Forte alteração

Capacidade de Puncionamento

Com uma coquilha de aço elétrico de 15mm<p, o espécime foi puncionado repetidas vezes até que a altura da rebarba atingisse 50 μm. A avaliação foi feita em função do número de ciclos de punção a uma altura de 50 μm.

- Critérios de análise:

A: Um milhão de ciclos ou mais B: De 500 mil ciclos ou mais a menos de um milhão de ciclos C: De 100 mil ciclos ou mais a menos de 500 mil ciclos D: Menos de 100 mil ciclos

Propriedade de Remoção de Bloqueio

Dez chapas de espécime, cada qual tendo 50 mm quadrados de tamanho, foram empilhadas. Foi feito um recozimento nos espécimes empi- lhados, ao mesmo tempo aplicando uma carga (200 g/cm2) de atmosfera de nitrogênio sob uma condição de 750°C durante duas horas. Em seguida, um peso de 500 g foi deixado cair sobre os espécimes (as chapas de aço), e a altura da queda que induziu a quebra dos espécimes em cinco segmentos foi determinada.

- Critérios de análise:

A: 10 cm ou menos B: Mais de 10 cm e não maior que 15 cm C: Mais de 15 cm e não maior que 30 cm D: Mais de 30 cm

As Tabelas 2 e 4 mostram os resultados dos testes acima. Tabela 1

<table>table see original document page 22</column></row><table> TABELA 1

<table>table see original document page 23</column></row><table> Tabela 2

<table>table see original document page 24</column></row><table> Tabela 3

<table>table see original document page 25</column></row><table> TABELA 3

<table>table see original document page 26</column></row><table> Tabela 4

<table>table see original document page 27</column></row><table> TABELA 4

<table>table see original document page 28</column></row><table> Conforme observado nas Tabelas 1 a 4, os Exemplos da presen- te invenção oferecem excelente resistência à corrosão, propriedade de ade- são, resistência a solvente, resistência à falha, capacidade de puncionamen- to, e propriedade de remoção de bloqueio. Em particular, os Exemplos da presente invenção que oferecem uma faixa preferível de razão de mistura de polissiloxano aperfeiçoaram ainda mais as características acima. Em contra- partida, os Exemplos Comparativos deterioraram uma ou mais dentre as ca- racterísticas de resistência à corrosão, propriedade de adesão, resistência a solvente, resistência à falha, capacidade de puncionamento, e propriedade de remoção de bloqueio.

Aplicabilidade Industrial

A presente invenção provê uma chapa de aço elétrico dotada de um revestimento de isolamento que oferece uma excelente resistência à cor- rosão e capacidade de puncionamento. A chapa de aço elétrico dotada do revestimento de isolamento, de acordo com a presente invenção, não con- tém cromo, e oferece desempenhos, tais como resistência à corrosão e ca- pacidade de puncionamento, equivalentes aos do ou superiores aos do re- vestimento de isolamento contendo Cr. Conseqüentemente, a presente in- venção é compatível com o ambiente não apenas em função dos produtos finais, mas também durante o processo de fabricação, e permite um largo uso, incluindo motores e transformadores e, assim sendo, a presente inven- ção é lucrativa do ponto de vista industrial.

Claims

1. Chapa de aço elétrico dotada de revestimento de isolamento, preparada por meio da aplicação de um líquido de revestimento sobre a su- perfície da chapa de aço elétrico, seguida de cozimento, cujo líquido de re- vestimento contém 100 partes em peso de um polímero de polissiloxano preparado por meio da copolimerização do polissiloxano com uma ou mais resinas selecionadas a partir do grupo que consiste em resina acrílica, resina de estireno, resina de acetato de vinila, resina de poliéster, resina de ureta- no, resina de polietileno, resina de polipropileno, resina de poliamida, resina de policarbonato, resina de fenol, resina de alquida, e resina de epóxi, como a resina orgânica, e 1 a 50 partes em peso do total de um ou mais compos- tos selecionados a partir do grupo que consiste em melamina, isocianato, um agente de acoplamento de silano, e oxadolina, como o agente de reticulação.

2. Chapa de aço elétrico dotada de revestimento de isolamento, de acordo com a reivindicação 1, na qual o revestimento de isolamento con- tém um ou mais compostos selecionados a partir do grupo que consiste em sílica, silicato, alumina, titânia, oxido de estanho, óxido de cério, oxido de antimônio, óxido de tungstênio, e óxido de molibdênio, como o composto inorgânico, em uma quantidade de 75% em massa ou inferior para o teor de sólido total no revestimento.

3. Chapa de aço elétrico dotada de revestimento de isolamento, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, na qual a razão de mistura do polis- siloxano para o teor de sólido total no revestimento de isolamento é de 10% em massa ou superior e de 90% em massa ou inferior, como o S1O2.

4. Método para a fabricação de uma chapa de aço elétrico dota- da de um revestimento de isolamento, compreendendo as etapas de: - aplicar um líquido de revestimento sobre a superfície de uma chapa de aço elétrico, cujo líquido de revestimento contém 100 partes em peso de polímero de polissiloxano preparado por meio da copolimerização do polissiloxano com uma ou mais resinas selecionadas a partir do grupo que consiste em resina acrílica, resina de estireno, resina de acetato de vinila, resina de poliéster, resina de uretano, resina de polietileno, resina de polipropileno, resina de poliamida, resina de policarbonato, resina de fenol, resina de alquida, e resina de epóxi, como a resina orgânica, e 1 a 50 partes em peso do total de um ou mais compostos selecionados a partir do grupo que consiste em melamina, isocianato, um agente de acoplamento de silano, e oxadolina, como o agente de reticulação; e - cozinhar a chapa de aço elétrico com o líquido de revestimento aplicado sobre a chapa de aço elétrico.