一种无取向硅钢用绝缘涂料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种无取向硅钢用绝缘涂料，按重量百分比含量包括以下组分：有机树脂乳液8％～20％、铬酸盐5％～30％、磷酸盐10％～35％和硅溶胶15％～45％。本发明还提供一种无取向硅钢用绝缘涂料的制备方法，包括以下步骤：将铬酸盐、磷酸盐和硅溶胶按照比例进行混合，按照比例投入有机树脂乳液；采用循环水进行降温，控制反应温度在38℃以下；搅拌反应1?2小时，检测分析；调整其pH值和比重，使pH值为5?7，比重为1.05?1.13g/cm3，即可得到无取向硅钢用绝缘涂料。通过上述方法制得的无取向硅钢用绝缘涂料，在保证无取向钢板附着性和绝缘电阻的前提下，可以有效的改善涂层的焊接性能。
【专利说明】
一种无取向硅钢用绝缘涂料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种无取向硅钢用绝缘涂料及其制备方法，属于涂料制备领域。
【背景技术】
[0002] 无取向硅钢广泛应用于电动发动机、发电机、小型变压器等电机的铁芯中。在制造 铁芯时，需要连续地将电工钢板冲剪成铁芯形状的坯料，通过焊接将叠好的一定数量的芯 片边缘固定。为了减少涡流损失，需要在钢板表面涂覆绝缘涂层，以便使各层片之间彼此绝 缘。由于无取向硅钢片其特殊的应用途径，因此对其加工性能，即涂层硬度、冲片性、焊接性 有较高要求。
[0003] 经检索，美国专利US4844753提出了一种在无取向硅钢片上形成一层绝缘涂层的 含水涂料组合物，它包括一种无机铬酸盐组分和一种树脂组分。其中树脂组分是一种丙烯 酸或丙烯酸-笨乙烯乳液和粒度为0.2~ιμπι的三聚氰胺树脂的混合物。该涂层在焊接过程 中由于树脂的挥发会产生过多的气孔，不利于焊接性能。
[0004] 美国专利US3793073提供了一种用于无取向硅钢的无机/有机绝缘涂层。涂层的有 机物是选自丙烯酸树脂，无水马来酸，氨基酸树脂，木素磺酸钙，聚乙烯醇，酚树脂，醋酸乙 烯酯，聚乙烯醇缩醛，醇酸树脂，氯乙烯和环氧树脂的有机树脂构成的，使用粒度大于2μπι的 有机颗粒物质来提供表面不平度。该类涂层的缺点是当基体金属表面的不平度大于20μπι 时，不能同时达到很高的表面绝缘电阻和焊接性。
[0005] 无取向硅钢在焊接过程中，由于表面涂层中有机物在高温下分解产生气泡，如气 泡来不及溢出表面，将会形成不均匀不连续的焊缝，严重影响铁芯的使用。因此无取向硅钢 对其表面绝缘涂层中的有机物成分及指标提出了较高的要求，而现有的无取向硅钢绝缘涂 料专利中没有对涂液的各项指标提出具体的要求，也无法满足无取向硅钢对其表面绝缘涂 层焊接性能的需求。
[0006] 因此有必要设计一种无取向硅钢用绝缘涂料及其制备方法，以克服上述问题。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种在保证无取向钢板附着性和 绝缘电阻的前提下，使涂层焊接性能优良的无取向硅钢用绝缘涂料及制备方法。
[0008] 本发明是这样实现的：
[0009] 本发明提供一种无取向硅钢用绝缘涂料，所述无取向硅钢用绝缘涂料按重量百分 比含量包括以下组分:有机树脂乳液8 %~20 %、铬酸盐5 %~30 %、磷酸盐10 %~35 %和硅 溶胶15%~45%。
[0010] 进一步地，所述有机树脂乳液为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸-2-乙基乙酯和丙烯酸丁 酯羟甲基丙烯酰胺的共聚物。
[0011]进一步地，所述有机树脂乳液中的不挥发固体成分质量百分比为35%~41%，树 脂粒径小于〇.5以111，粘度13.5~19.5?3.84!1值为6.5~8.5。
[0012] 进一步地，所述无取向硅钢用绝缘涂料按重量百分比含量包括以下组分:有机树 脂乳液20 %，铬酸盐15 %，磷酸盐25 %，硅溶胶40 %。
[0013] 进一步地，所述无取向娃钢用绝缘涂料的pH值为5-7。
[0014] 进一步地，所述无取向硅钢用绝缘涂料的粘度为10-13Pa · s。
[0015] 进一步地，所述无取向硅钢用绝缘涂料的比重为1.05-1.13g/cm3。
[0016] 进一步地，所述铬酸盐是铬酸镁、铬酸铝、铬酸钙、重铬酸镁、重铬酸铝和重铬酸钙 中的一种或任意几种的组合。
[0017] 进一步地，所述磷酸盐是磷酸镁、磷酸铝、磷酸钙、磷酸二氢铝、磷酸一氢铝中的一 种或任意几种的组合。
[0018] 本发明还提供一种无取向硅钢用绝缘涂料的制备方法，包括以下步骤:步骤一:将 铬酸盐、磷酸盐和硅溶胶按照比例进行混合，均匀搅拌30-40分钟后，按照比例投入有机树 脂乳液，得到混合反应溶液;步骤二:采用循环水对上述混合反应溶液进行降温，控制反应 温度在38 °C以下;步骤三:搅拌反应1-2小时，待反应结束，检测分析反应完成溶液的pH值和 比重;步骤四：调整其pH值和比重，使pH值为5-7，比重为1.05-1.13g/cm 3，即可得到无取向 硅钢用绝缘涂料。
[0019] 本发明具有以下有益效果：
[0020] 所述无取向硅钢用绝缘涂料按重量百分比含量包括以下组分:有机树脂乳液8% ~20 %、铬酸盐5 %~30 %、磷酸盐10 %~35 %和硅溶胶15 %~45 %。通过上述组分制得的 无取向硅钢用绝缘涂料，在保证无取向钢板附着性和绝缘电阻的前提下，可以有效的改善 涂层的焊接性能。
【具体实施方式】
[0021] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的 范围。
[0022] 本发明实施例提供一种无取向硅钢用绝缘涂料，所述无取向硅钢用绝缘涂料按重 量百分比含量包括以下组分:有机树脂乳液8 %~20 %、铬酸盐5%~30 %、磷酸盐10 %~ 35%和硅溶胶15%~45%。在本较佳实施例中，所述无取向硅钢用绝缘涂料按重量百分比 含量包括以下组分:有机树脂乳液20%，铬酸盐15%，磷酸盐25%，硅溶胶40%。
[0023] 所述无取向硅钢用绝缘涂料的pH值为5-7。所述无取向硅钢用绝缘涂料的粘度为 10-13Pa · s。所述无取向硅钢用绝缘涂料的比重为1.05-1.13g/cm3。
[0024] 其中，所述有机树脂乳液为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸-2-乙基乙酯和丙烯酸丁酯羟 甲基丙烯酰胺的共聚物。所述有机树脂乳液中的不挥发固体成分质量百分比为35%~ 41 %，树脂粒径小于0 · 5μπι，粘度13 · 5~19 · 5Pa · s，pH值为6 · 5~8 · 5。
[0025] 进一步地，所述铬酸盐是铬酸镁、铬酸铝、铬酸钙、重铬酸镁、重铬酸铝和重铬酸钙 中的一种或任意几种的组合。所述磷酸盐是磷酸镁、磷酸铝、磷酸钙和磷酸二氢铝中的一种 或任意几种的组合。
[0026] 本发明还提供一种无取向硅钢用绝缘涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0027]步骤一:将铬酸盐、磷酸盐和硅溶胶按照比例进行混合，均匀搅拌30-40分钟后，按 照比例投入有机树脂乳液，得到混合反应溶液。
[0028] 步骤二:采用循环水对上述混合反应溶液进行降温，控制反应温度在38°C以下。
[0029] 步骤三:搅拌反应1-2小时，待反应结束，检测分析反应完成溶液的pH值和比重。
[0030] 步骤四：调整其pH值和比重，使pH值为5-7,比重为1.05-1.13g/cm3,即可得到无取 向娃钢用绝缘涂料。
[0031 ]以下通过多组实验数据来做具体说明：
[0032] 下表为本发明各实施例的主要原料（其它成分还包括水）组成及指标含量列表 (wt%)：
[0033]
[0034]
[0035] 下表为本发明各实施例的主要工艺参数及涂料指标列表：
[0036]
[0037] 下表为本发明各实施例的性能检测结果：
[0038]
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[0040] 从上述三个表格可以看出，对比例1中，由于树脂的含量高、粘度低，反应时涂料温 度高，因此涂层的附着性和焊接性能差。对比例2中，由于树脂的含量低、粒径大、粘度高，且 反应时涂料温度高，因此涂层的焊接性能差。本发明则涂层附着性、表面绝缘性、焊接性能 都能达到优良的结果。
[0041] 本发明所使用的有机树脂乳液是以甲基丙烯酸甲酯为硬单体，来提供涂层的硬 度;使用丙烯酸-2-乙基乙酯和丙烯酸丁酯等为软单体，提供涂层的韧性要求；同时加入功 能性单体(羟甲基丙烯酰胺），使其均匀链接在分子链上，功能性单体提供-C00H基和-OH基， 在高温固化时，反应交联，进而大大提高涂层附着力和强度。
[0042] 本发明控制树脂粒径小于0.5μπι，同时粒径分布减小，有利于有机树脂乳液与无机 材料混合，可以使有机部分和无机部分达到更好的协同效应，从而改善涂层的焊接性能。 [0043]另外，之所以采用循环水降温，控制温度在38°C以下，一方面充分利用了反应放热 产生的能量，另一方面使反应顺利进行，改善涂液的流动性和成膜性。
[0044]本发明与现有技术相比，一方面提出了无取向硅钢绝缘涂料的各项指标，另一方 面改善了涂层的焊接性能。
[0045]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种无取向硅钢用绝缘涂料，其特征在于，所述无取向硅钢用绝缘涂料按重量百分 比含量包括以下组分:有机树脂乳液8 %~20 %、铬酸盐5 %~30 %、磷酸盐10 %~35 %和硅 溶胶15%~45%。2. 如权利要求1所述的无取向硅钢用绝缘涂料，其特征在于:所述有机树脂乳液为甲基 丙烯酸甲酯、丙烯酸-2-乙基乙酯和丙烯酸丁酯羟甲基丙烯酰胺的共聚物。3. 如权利要求2所述的无取向硅钢用绝缘涂料，其特征在于:所述有机树脂乳液中的不 挥发固体成分质量百分比为35%~41 %，树脂粒径小于0.5μπι，粘度13.5~19.5Pa · s，pH值 为6.5~8.5。4. 如权利要求1所述的无取向硅钢用绝缘涂料，其特征在于:所述无取向硅钢用绝缘涂 料按重量百分比含量包括以下组分:有机树脂乳液20%，铬酸盐15%，磷酸盐25%，硅溶胶 40% 〇5. 如权利要求1所述的无取向硅钢用绝缘涂料，其特征在于:所述无取向硅钢用绝缘涂 料的pH值为5-7。6. 如权利要求1所述的无取向硅钢用绝缘涂料，其特征在于:所述无取向硅钢用绝缘涂 料的粘度为l〇_13Pa · s。7. 如权利要求1所述的无取向硅钢用绝缘涂料，其特征在于:所述无取向硅钢用绝缘涂 料的比重为1.05-1.13g/cm3〇8. 如权利要求1所述的无取向硅钢用绝缘涂料，其特征在于:所述铬酸盐是铬酸镁、铬 酸铝、铬酸钙、重铬酸镁、重铬酸铝和重铬酸钙中的一种或任意几种的组合。9. 如权利要求1所述的无取向硅钢用绝缘涂料，其特征在于:所述磷酸盐是磷酸镁、磷 酸铝、磷酸钙、磷酸二氢铝、磷酸一氢铝中的一种或任意几种的组合。10. -种如权利要求1至9任一项所述的无取向硅钢用绝缘涂料的制备方法，其特征在 于，包括以下步骤： 步骤一:将铬酸盐、磷酸盐和硅溶胶按照比例进行混合，均匀搅拌30-40分钟后，按照比 例投入有机树脂乳液，得到混合反应溶液； 步骤二:采用循环水对上述混合反应溶液进行降温，控制反应温度在38°C以下； 步骤三:搅拌反应1-2小时，待反应结束，检测分析反应完成溶液的pH值和比重； 步骤四：调整其pH值和比重，使pH值为5-7,比重为1.05-1.13g/cm3,即可得到无取向硅 钢用绝缘涂料。
【文档编号】C09D133/12GK106085071SQ201610604991
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月28日 公开号201610604991.3, CN 106085071 A, CN 106085071A, CN 201610604991, CN-A-106085071, CN106085071 A, CN106085071A, CN201610604991, CN201610604991.3
【发明人】曾薇
【申请人】湖北武洲新材料科技有限公司