CN101857754A - 综合性能优良的电工钢绝缘涂料 - Google Patents

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朱涛
王立涛
沈新玉
董梅
王�忠
丰慧
裴陈新
胡柯
占云高
孙建华
施立发
何峰
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Abstract

本发明提供了一种综合性能良好的电工钢绝缘涂料，其特征在于：涂料中含有六价铬盐、钙盐、镁盐、硼酸盐、磷酸盐、二氧化硅、有机树脂乳液、多元醇、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、涂料助剂等；按重量比计算，涂料中六价铬盐所占的比例为1～40％，钙盐所占的比例为0.01～10％，镁盐所占的比例为0.5～35％，硼酸盐所占的比例为0.2～20％，磷酸盐所占的比例为0.05～15％，二氧化硅所占的比例为0.05～10％，有机树脂所占的比例为0.5～40％，多元醇所占的比例为0.5～15％，聚醚改性聚二甲基硅氧烷所占比例为0.05～1％，涂料助剂所占比例为0.03～3％。采用该涂料的涂层具有良好综合性能。

Description

综合性能优良的电工钢绝缘涂料
技术领域
本发明涉及一种无取向电工钢用绝缘涂料，特别是一种冷轧无取向电工钢用的综合性能良好的半有机绝缘涂料。
背景技术
无取向电工钢广泛用作电机和变压器的铁芯材料。为防止铁芯叠片间发生短路而增大涡流损耗，需要在冷轧无取向电工钢板表面涂覆绝缘涂层。由于在制造电机、变压器铁芯时，需要将电工钢板冲制成铁芯形状的坯料，还要将叠片边缘固定以及适应不同种类铁芯的使用工况条件，因此无取向电工钢绝缘涂层不仅要有良好的绝缘性，而且还需有良好的冲片性、附着性、焊接性、耐热性、耐蚀性等。无取向电工钢绝缘涂层包括有机涂层、无机涂层和半有机涂层三大类。目前应用最多的电工钢绝缘涂层是半有机涂层，然而有些半有机涂层对电工钢基板的附着性不好，在冲片时会出现涂层脱落，消除应力退火后脱落更严重；有些涂层在焊接时会导致焊缝起泡；有些涂层对电工钢基板提供的耐蚀性不够，导致钢板表面出现锈蚀等。
综上所述，为了使涂层具有良好的综合性能(冲片性、焊接性、绝缘性、耐蚀性、附着性等)，所使用的涂料必须充分考虑到这些综合要求，因此开发一种综合性能良好的电工钢绝缘涂料就非常重要。
发明内容
为了克服现有技术的缺点，本发明提供一种综合性能优良的电工钢绝缘涂料，该涂料不但满足欧盟RoHS指令的环保要求，而且使用该涂料的涂层具有良好的绝缘性、附着性、冲片性、焊接性、耐热性和耐蚀性，也就是说涂层综合性能良好，能满足用户不同加工处理工艺的要求。
为解决上述技术问题，本发明提供一种综合性能良好的电工钢绝缘涂料，其特征在于：涂料中含有六价铬盐、钙盐、镁盐、硼酸盐、磷酸盐、二氧化硅、有机树脂乳液、多元醇、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、涂料助剂等；按重量比计算，涂料中六价铬盐所占的比例为1～40％，钙盐所占的比例为0.01～10％，镁盐所占的比例为0.5～35％，硼酸盐所占的比例为0.2～20％，磷酸盐所占的比例为0.05～15％，二氧化硅所占的比例为0.05～10％，有机树脂所占的比例为0.5～40％，多元醇所占的比例为0.5～15％，聚醚改性聚二甲基硅氧烷所占比例为0.05～1％，涂料助剂所占比例为0.03～3％；采用本发明的电工钢绝缘涂料所制备的涂层(以干重计)中：铬化合物+钙化合物+镁化合物+硼化合物+磷酸盐+硅化合物的重量比占40～90％，有机树脂的重量比占10～60％；涂层中Cr/(Mg+Ca)的摩尔比在0.6～3.0之间，Mg/Ca的摩尔比在5.0～25.0，B占涂层重量比例的0.5～15％，磷酸盐占涂层重量比例的0.5～5％，二氧化硅占涂层重量比例的0.1～10％。
上述方案中，所述的六价铬盐来源为铬酐、重铬酸钙、铬酸钙、重铬酸镁、铬酸镁中的一种或数种的混合物；
所述的钙盐来源为氧化钙、碳酸钙、氢氧化钙、重铬酸钙、铬酸钙、磷酸钙、硼酸钙中的一种或数种的混合物；
所述的镁盐来源为氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁、重铬酸镁、铬酸镁、磷酸镁、硼酸镁中的一种或数种的混合物；
所述的硼酸盐来源为氧化硼、硼酸、硼酸镁、硼酸钙中的一种或数种的混合物；
所述的磷酸盐来源为磷酸、磷酸钙、磷酸镁中的一种或数种的混合物；
所述的二氧化硅来源为硅溶胶、二氧化硅粉末中的一种或数种的混合物；且二氧化硅粒子的粒径小于0.3微米；
所述的有机树脂为丙烯酸树脂、环氧树脂中的一种或两种的混合物；
所述的多元醇为丁四醇、戊五醇、甘露醇、葡萄糖中的一种或数种的混合物；
所述的涂料助剂为润湿剂、流平剂、分散剂、增稠剂、消泡剂中的一种或数种的混合物。
按照上述配比做成的涂料在电工钢板表面均匀涂敷后，在450～650℃的炉内快速加热固化20～50s，就能形成外观美观、综合性能良好的半有机绝缘涂层。涂层为光亮的淡青色(偏白)，涂层完整，且均具有良好的绝缘性，层间电阻均在100Ω·mm2以上，焊接性、耐热性、冲片性、附着性均良好，涂层的综合性能满足用户要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行说明。本发明所述的半有机电工钢绝缘涂料实施例1～7及对比例中涂料及涂层组分的含量或比例如表1所示。
表1实施例中涂料及涂层组分的含量或比例
  实施例编号   涂料中多元醇含量/％   聚醚改性聚二甲基硅氧烷/％   涂料助剂/％   涂层中有机树脂比例/％ Cr/(Mg+Ca)摩尔比 Mg/Ca摩尔比   涂层中B占的比例/％   磷酸盐含量/％   二氧化硅含量/％
  1   1   0.1   0.1   15   2.1   20   1   3   0.5
  2   5   0.2   0.1   25   0.9   15   5   1   0.2
  3   12   0.1   0.2   35   1.4   10   10   4   0.8
  4   8   0.15   0.6   40   1.5   8   12   1.5   5
  5   10   0.25   0.5   45   0.8   12   3   2   8
  6   4   0.3   0.3   33   2.4   18   8   2.5   2
  7   2   0.4   1.0   28   0.7   22   14   0.8   4
  对比例   10   0.4   0.1   70   0.4   10   5   2   1
上述实施例1～7中：
以0.5mm厚的无取向电工钢板作为基板，用刻槽橡胶辊涂层机涂覆实施例1～7及对比例所示成分的半有机电工钢绝缘涂料，然后在350℃钢板温度下烘烤30s；剪取样板进行涂层综合性能(耐蚀性、绝缘性、附着性、冲片性、焊接性等)检测，测试结果如表2所示。
表2实施例1～7及对比例中所述涂层的综合性能
  实施例编号   涂层综合性能
  1   涂层综合性能良好，满足用户要求
  2   涂层综合性能良好，满足用户要求
  3   涂层综合性能良好，满足用户要求
  4   涂层综合性能良好，满足用户要求
  5   涂层综合性能良好，满足用户要求
  6   涂层综合性能良好，满足用户要求
  7   涂层综合性能良好，满足用户要求
  对比例   涂层耐热性差，退火后涂层附着力差，焊接性差
实施例1～7说明：实施例1～7中所述的涂层为光亮的淡青色(偏白)，涂层完整，且均具有良好的绝缘性，层间电阻均在100Ω·mm2以上，焊接性、耐热性、冲片性、附着性均良好，涂层的综合性能满足用户要求；而未按照本发明配比配制的实施例8的涂层耐热性差，退火后涂层附着力差，焊接性差，综合性能达不到用户的要求。

Claims (10)

1.一种综合性能良好的电工钢绝缘涂料，其特征在于：涂料中含有六价铬盐、钙盐、镁盐、硼酸盐、磷酸盐、二氧化硅、有机树脂乳液、多元醇、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、涂料助剂；按重量比计算，涂料中六价铬盐所占的比例为1～40％，钙盐所占的比例为0.01～10％，镁盐所占的比例为0.5～35％，硼酸盐所占的比例为0.2～20％，磷酸盐所占的比例为0.05～15％，二氧化硅所占的比例为0.05～10％，有机树脂所占的比例为0.5～40％，多元醇所占的比例为0.5～15％，聚醚改性聚二甲基硅氧烷所占比例为0.05～1％，涂料助剂所占比例为0.03～3％。
2.如权利要求1所述的电工钢绝缘涂料，其特征在于：所述的六价铬盐为铬酐、重铬酸钙、铬酸钙、重铬酸镁、铬酸镁中的一种或数种的混合物。
3.如权利要求1所述的电工钢绝缘涂料，其特征在于：所述的钙盐为氧化钙、碳酸钙、氢氧化钙、重铬酸钙、铬酸钙、磷酸钙、硼酸钙中的一种或数种的混合物。
4.如权利要求1所述的电工钢绝缘涂料，其特征在于：所述的镁盐为氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁、重铬酸镁、铬酸镁、磷酸镁、硼酸镁中的一种或数种的混合物。
5.如权利要求1所述的电工钢绝缘涂料，其特征在于：所述的硼酸盐为氧化硼、硼酸、硼酸镁、硼酸钙中的一种或数种的混合物。
6.如权利要求1所述的电工钢绝缘涂料，其特征在于：所述的磷酸盐为磷酸、磷酸钙、磷酸镁中的一种或数种的混合物。
7.如权利要求1所述的电工钢绝缘涂料，其特征在于：所述的二氧化硅为硅溶胶、二氧化硅粉末中的一种或数种的混合物，且二氧化硅粒子的粒径小于0.3微米。
8.如权利要求1所述的电工钢绝缘涂料，其特征在于：所述的有机树脂为丙烯酸树脂、环氧树脂中的一种或两种的混合物。
9.如权利要求1所述的电工钢绝缘涂料，其特征在于：所述的多元醇为丁四醇、戊五醇、甘露醇、葡萄糖中的一种或数种的混合物；所述的涂料助剂为润湿剂、流平剂、分散剂、增稠剂、消泡剂中的一种或数种的混合物。
10.如权利要求1所述的电工钢绝缘涂料所制备的涂层，其特征在于：涂层中铬化合物+钙化合物+镁化合物+硼化合物+磷酸盐+硅化合物的重量比占40～90％，有机树脂的重量比占10～60％；涂层中Cr/(Mg+Ca)的摩尔比在0.6～3.0之间，Mg/Ca的摩尔比在5.0～25.0，B占涂层重量比例的0.5～15％，磷酸盐占涂层重量比例的0.5～5％，二氧化硅占涂层重量比例的0.1～10％。
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