非芳香电工钢板的绝缘覆膜组合物、其制造方法及施用绝缘覆膜组合物的非芳香电工钢板的制作方法
【专利摘要】本发明公开了非芳香电工钢板的绝缘覆膜组合物。本发明的非芳香电工钢板的绝缘覆膜组合物包括：混合金属磷酸盐，由铝磷酸盐(Al(H3PO4)x＝1～3)和钴磷酸盐(Co(H3PO4)3)构成；和环氧树脂；和有机、无机复合材料，由取代于所述环氧树脂的官能团上的二氧化硅(SiO2)纳米颗粒构成。
【专利说明】非芳香电工钢板的绝缘覆膜组合物、其制造方法及施用绝缘覆膜组合物的非芳香电工钢板
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无取向电工钢板，更具体地，涉及形成有绝缘特性优秀的绝缘覆膜组合物的无取向电工钢板。
【背景技术】
[0002]无取向电工钢板作为在轧制板的所有方向上磁性质均匀的钢板，广泛用于电机、发电机的铁芯、电动机、小型变压器等。无取向电工钢板有两种形式，即为了提高冲压加工后的磁特性而实施去应力退火(SRA)的形式及当热处理导致的经费损失大于去应力退火的磁特性效果时省略去应力退火的形式。需要驱动电机、家电、大型电机的部门将这两种形式区分使用。
[0003]形成绝缘覆膜作为相当于产品的最终制造工序的过程，除了常规的抑制涡流的特性之外，还需要连续冲压加工性、耐粘合性(sticking)及表面贴紧性等，该连续冲压加工性为当以规定的形状进行冲压加工后层压多个而制成铁芯时抑制模具磨损的性质，该耐粘合性为通过除去钢板的加工应力来恢复磁特性的去应力退火过程之后，铁芯钢板之间不会贴紧的性质。除了这种基本特性之外，还需要涂覆溶液的优秀的涂覆操作性和配料后能够长时间使用的溶液稳定性等。
[0004]另一方面，无取向绝缘覆膜的主要目的在于实现所层压的铁板之间的层间绝缘。然而，随着小型电动设备的使用范围的扩大，作为主要的物性，不仅对绝缘性，而且对有助于加工性、焊接性、耐蚀性的覆膜性能也进行评估。最近，钢板表面的品质对使用特性也产生影响，因此，要求电工钢板的优秀的表面品质。
[0005]此外，与现政府的低碳政策协调步伐并乘着高效率电机开发的高档化浪潮，无取向电工钢板越走向高档化，就越对电工钢板的表面要求高性能(高绝缘性、高耐热性、高耐蚀性)。
[0006]尤其,通过润流损失(Eddy Current Loss)最小化来能够使电机的性能极大化的无取向电工钢板的层间优秀绝缘性是必不可少的部分。
[0007]为确保无取向电工钢板的优秀的绝缘性，增加涂覆厚度是最常见的一种方法。然而，增加涂覆厚度，存在的缺点为无取向电工钢板所要求的焊接性、耐热性、SRA前/后粘合性及占空因素(StackingFactor)等特性会劣化。
【发明内容】
[0008]本发明是为解决上述问题而作的，其目的在于提供一种无取向电工钢板，尽管将基本组成铝磷酸盐和钴磷酸盐的混合金属磷酸盐、氧化促进剂过硼酸钠(NaBO3.4Η20)及环氧树脂类的乳状液树脂与通过化学反应将SiO2纳米颗粒改性的酸性类有机、无机复合材料混合制成的绝缘涂覆溶液，在无取向电工钢板上涂覆成薄膜厚度，通过涂覆层中的纳米颗粒大小、注入量及纳米颗粒的均匀分布，该无取向电工钢板的去应力退火(SRA)前/后的绝缘特性显著优于已往的薄膜产品。
[0009]为了达到上述目的，本发明一实施例的无取向电工钢板的绝缘覆膜的组合物包括:混合金属磷酸盐，由铝磷酸盐(Al(H3PO4)x = H)和钴磷酸盐Co (H3PO4)3构成；和有机、无机复合材料(composite),由环氧树脂和取代到所述环氧树脂的官能团的二氧化娃(SiO2)纳米颗粒构成。
[0010]所述绝缘覆膜组合物可包括所述混合金属磷酸盐30?70wt%和所述有机、无机复合材料30?70wt%。
[0011]所述绝缘覆膜组合物可进一步包括氧化促进剂，所包含的所述氧化促进剂的含量可为 0.1 ?1.0wt %。
[0012]所述二氧化硅纳米颗粒的大小可为5?50nm。
[0013]所述混合金属磷酸盐中所混有的所述铝磷酸盐和钴磷酸盐的混合比率(铝磷酸盐/钴磷酸盐)可为0.05?0.2。
[0014]所述有机、无机复合材料(composite)的固体含量可为30?70wt%,所述固体含量中的二氧化硅(SiO2)与树脂之比率可为0.3?0.6。
[0015]所述氧化促进剂可为过硼酸钠(NaBO3.4H20)。
[0016]根据本发明一实施例的无取向电工钢板的绝缘覆膜组合物的制造方法，包括:提供由铝磷酸盐和钴磷酸盐构成的混合金属磷酸盐30?70wt% ;提供在环氧树脂的官能团上取代有二氧化娃纳米颗粒的有机、无机复合材料(composite) 30?70wt% ;及混合所提供的所述混合金属磷酸盐和所述有机、无机复合材料后，进行搅拌。
[0017]在所述混合金属磷酸盐及有机、无机复合材料(composite)的混合物中，可进一步包括氧化促进剂0.1?1.0wt%。
[0018]所述招磷酸盐可通过以由水(H2O) 15wt %和磷酸(H3PO4)85wt %构成的水溶液IOOg为基准，加入氢氧化铝(Al (OH) 3) 5?40g，并在80?90°C的温度范围下进行反应6?10小时来制造。
[0019]在制造所述铝磷酸盐时，通过氢氧化铝和磷酸的化学结合，铝和磷形成单键(Al-P)、双键(Al = P)及三键(Al E P)，自由磷酸(H3PO4)的量可低于40%.[0020]所述钴磷酸盐可通过以由水(H2O) 15wt %和磷酸(H3PO4) 85wt %构成的水溶液IOOg为基准，加入氢氧化钴(Co (OH)2) 2?5g，并在80?90°C的温度范围下进行反应6?10小时来制造。
[0021]所述铝磷酸盐和钴磷酸盐的混合比率(铝磷酸盐/钴磷酸盐)可为0.05?0.2。
[0022]所述有机、无机复合材料(composite)的固体含量可为30?70wt%,所述固体含量中的二氧化硅(SiO2)与树脂之比率可为0.3?0.6。
[0023]所述有机、无机复合材料可为在酸性环氧树脂中将粒径为10?50nm的二氧化硅(SiO2)颗粒改性而成的。
[0024]本发明的另一优选实施例的无取向电工钢板的特征在于形成有绝缘涂覆层，所述绝缘涂覆层通过在所述电工钢板的表面上涂覆包括混合金属磷酸盐和有机、无机复合材料的绝缘覆膜组合物后进行干燥来形成，所述混合金属磷酸盐由铝磷酸盐(Al (H3PO4) x =卜3)和钴磷酸盐(Co(H3PO4)3)构成；所述有机、无机复合材料由环氧树脂和取代在所述环氧树脂的官能团上的二氧化硅(SiO2)纳米颗粒构成。[0025]所述绝缘覆膜组合物可包括所述混合金属磷酸盐30?70wt %和所述有机、无机复合材料(composite) 30 ?70wt%。
[0026]所述绝缘覆膜组合物可进一步包括氧化促进剂，在所述绝缘覆膜组合物中可包含0.1?1.0wt%的所述氧化促进剂。
[0027]在所述无取向电工钢板中，所述二氧化硅纳米颗粒的大小可为5?50nm。
[0028]在所述无取向电工钢板的绝缘覆膜组合物中，在所述混合金属磷酸盐中所混有的所述铝磷酸盐与钴磷酸盐之混合比率(铝磷酸盐/钴磷酸盐)可为0.05?0.2。
[0029]所述有机、无机复合材料(composite)的固体含量可为30?70wt%,所述固体含量中的二氧化硅(SiO2)与树脂之比可为0.3?0.6。
[0030]在所述无取向电工钢板的绝缘覆膜组合物中，所述氧化促进剂可为过硼酸钠(NaBO3.4H20)。
[0031]在所述绝缘涂覆层中无机质的比率可为0.55?0.95。
[0032]在所述绝缘涂覆层中所分布的二氧化硅(SiO2)的分布面积可占5?30%。
[0033]在由所述绝缘覆膜组合物形成有涂覆层的电工钢板中，在涂覆层的厚度等于或小于1.Ομπι时，绝缘电阻特性可等于或大于10.0 Ω cm2。
[0034]涂覆所述绝缘覆膜组合物后，在温度范围700?850°C，100%氮(N2)气氛下进行去应力退火(SRA)工艺后，几乎没有涂覆层的烧失，并在涂覆层的厚度等于或小于1.Ομπι时，绝缘电阻特性可等于或大于10.0 Ω cm2。
[0035]在由所述绝缘覆膜组合物形成有涂覆层的电工钢板中，在涂覆层中均匀分布有二氧化娃(SiO2)颗粒。
[0036]根据本发明，将二氧化硅(SiO2)纳米复合材料(composite)施用于无取向电工钢板用覆膜组合物的制造中，从而能够提供一种具有优秀的绝缘覆膜的无取向电工钢板。
[0037]而且，本发明在电工钢板的绝缘涂覆层中均匀分布纳米颗粒，并控制纳米颗粒的大小及注入量，从而能够提供一种在去应力退火前后具有优秀的绝缘特性的无取向电工钢板。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1为根据本发明一实施例的无取向电工钢板的绝缘覆膜的制造方法的工艺顺序图。
[0039]图2为显示构成本发明的电工钢板的绝缘覆膜组合物的混合金属磷酸盐中的铝磷酸盐与磷酸形成单键及多键的图。
[0040]图3为显示构成本发明的电工钢板的绝缘覆膜组合物的有机、无机复合材料的钠阳离子促进自由磷酸与氧化铁之间的反应的图。
[0041]图4为显示将本发明的绝缘覆膜组合物涂覆于表面后进行干燥的电工钢板的去应力退火前的涂覆层剖面的图。
[0042]图5为显示将本发明的绝缘覆膜组合物涂覆于表面后进行干燥的电工钢板的去应力退火后的涂覆层剖面的图。
[0043]图6为显示本发明电工钢板中涂覆绝缘覆膜组合物而成的涂覆层(绝缘覆膜)的剖面的图。【具体实施方式】
[0044]参照附图和详细描述的下列实施例，就可以清楚地理解本发明的优点、特点以及实现这些优点和特点的方法。然而，本发明能够以各种不同方式实施，并不局限于下列实施例。提供下列实施例的目的在于，充分公开本发明以使所属领域的技术人员对
【发明内容】
有整体和充分的了解，本发明的保护范围应以权利要求书为准。在通篇说明书中，对相同构件采用了相同的附图标记。
[0045]以下，对本发明优选实施例的无取向电工钢板进行描述。
[0046]根据本发明的优选实施例的无取向电工钢板的绝缘覆膜组合物，包括:混合金属磷酸盐，由铝磷酸盐(Al (H3PO4)x =卜3)和钴磷酸盐(Co(H3PO4)3)构成；和有机、无机复合材料(composite),由环氧树脂和取代在所述环氧树脂的官能团上的二氧化娃(SiO2)纳米颗粒构成。
[0047]所述绝缘覆膜组合物包括混合金属磷酸盐30?70wt%和有机、无机复合材料(composite) 30?70wt%,所述混合金属磷酸盐由招磷酸盐(Al (H3PO4) x = i?3)和钴磷酸盐(Co (H3PO4)3)构成。
[0048]所述绝缘覆膜组合物还包括氧化促进剂0.1?1.0wt%。
[0049]本发明的特征在于，所述有机、无机复合材料(composite)包括环氧树脂和取代在所述环氧树脂的官能团上的二氧化硅(SiO2)纳米颗粒，所述二氧化硅纳米颗粒的大小为5 ?50nmo
[0050]本发明的特征在于，在所述混合金属磷酸盐中所混有的所述铝磷酸盐和钴磷酸盐的混合比率(铝磷酸盐/钴磷酸盐)为0.05?0.2。
[0051]本发明的特征在于，所述有机、无机复合材料(composite)的固体含量为30?70wt%，所述固体含量中的二氧化硅(SiO2)与树脂之比率为0.3?0.6。
[0052]本发明的特征在于，所述有机、无机复合材料是将粒径为10?50nm的二氧化硅(SiO2)颗粒在酸性环氧树脂中改性而成的。
[0053]本发明的特征在于，所述氧化促进剂为过硼酸钠(NaBO3.4H20)。
[0054]图1为显示本发明的绝缘覆膜组合物的制造工艺的工艺顺序图。
[0055]本发明的另一优选实施例的无取向电工钢板的绝缘覆膜组合物的制造方法，包括:提供由铝磷酸盐和钴磷酸盐构成的混合金属磷酸盐30?70wt%;提供在环氧树脂的官能团上取代有二氧化娃纳米颗粒的有机、无机复合材料(composite) 30?70wt% ;及混合所提供的所述混合金属磷酸盐和所述有机、无机复合材料后进行搅拌。
[0056]若施用本发明的绝缘覆膜组合物，则能够解决钢板的去应力退火前/后的绝缘特性和因使用磷酸盐而产生的吸湿性(tacky)问题。
[0057]首先，在本发明中使用的金属磷酸盐可通过混合高浓度的铝磷酸盐(Al(H3PO4)x =卜3)和钴磷酸盐(Co (H3PO4) 3)来制造。
[0058]铝磷酸盐(Al (H3PO4) X = 1?3)可通过以由水(H2O) 15被％和自由磷酸(H3P04)85wt%构成的水溶液IOOg为基准，加入10?40g的氢氧化铝(Al (OH)3)，并在80?90°C的温度范围下进行反应6?10小时来制造，钴磷酸盐可通过以由水(H20)15wt%和磷酸(H3PO4) 85wt%构成的水溶液IOOg为基准，加入氢氧化钴(Co (OH)2) 2?5g，并在80?90°C的温度范围下进行反应6?10小时来制造。
[0059]一般来说，将包括大量金属磷酸盐的绝缘覆膜组合物涂覆在无取向电工钢板的表面，并经过一段时间后，会析出未反应的自由磷酸，并因为自由磷酸而可能会发生吸湿性或者表面发粉现象。因此，为了减少自由磷酸所致的表面缺陷，不仅应适当控制磷酸和金属氢化物的比率，而且涂覆溶液中磷酸所占的成分比也非常重要。
[0060]更具体地，材料表面与磷酸盐在一定温度以上进行反应时，以自由磷酸的形式析出未参加反应的磷酸盐。至于铝磷酸盐(Al (Η3Ρ04)χ = 1?3)，当自由磷酸(H3PO4)和高浓度氢氧化铝(Al(OH)3)在高温下进行反应时，铝(Al)和磷酸(H3PO4)根据氢氧化铝(Al(OH)3)的注入量形成20?70%的单键(Al = P)、双键(Al = P)及三键(Al = P)。
[0061]图2显示当自由磷酸(H3PO4)与氢氧化铝(Al(OH)3)在高温下进行反应时，铝(Al)和磷⑵形成单键(Al-P)、双键(Al = P)及三键(Al = P)。
[0062]为了进行反应，以包括水(H2O) 15wt%和磷酸(H3PO4) 85被％的水溶液IOOg为基准，将氢氧化铝(Al (OH) 3)的注入量控制为5?40g。若氢氧化铝(Al (OH) 3)的注入量为IOg以下，覆膜组合物中的高含量的自由磷酸会导致产生吸湿性和发粉现象，若注入量为40g以上，则会引起金属磷酸盐的再结晶，溶液稳定性会劣化。
[0063]而且，至于钴磷酸盐(Co (H3PO4)3),将氢氧化钴(Co (OH)2) 2?5g注入自由磷酸(H3PO4)后，在高温下进行反应，氢氧化钴(Co(OH)2)以溶解于自由磷酸的形式存在，而不与自由磷酸进行反应。
[0064]因此，为了提高绝缘覆膜组合物的涂覆操作性，钴磷酸盐/铝磷酸盐之比率控制为 0.05 ?0.2。
[0065]若钴磷酸盐/铝磷酸盐之比率低于0.05，涂覆操作性就会劣化，若钴磷酸盐/铝磷酸盐之比率大于0.2，可发生表面的吸湿性和发粉现象。
[0066]而且，若以水(H2O) 15wt %和自由磷酸(H3PO4) 85wt %的溶液IOOg为基准，如果所注入的氢氧化钴(Co(OH)2)的量为2g以下，就无法期待涂覆操作性即湿润性(waterability)的提高,如果注入量超过5g,可产生问题为氢氧化钴(Co(OH)2)不易溶解于磷酸，金属磷酸盐易于再结晶的稳定性劣化问题。
[0067]所述混合金属磷酸盐可改善绝缘覆膜(涂覆层)和材料(钢板)的紧贴性劣化、导入磷酸盐所致的自由磷酸的吸湿性(sticky)和析出现象以及去应力退火(SRA)前/后的绝缘特性。
[0068]因此，所混合的钴磷酸盐(Co (H3P04) 3) /铝磷酸盐(Al (H3PO4) x =卜3)的混合比率为 0.05 ?0.2。
[0069]与自由磷酸进行取代的氢氧化铝(Al(OH)3)的量越多，就越能够使铝磷酸盐(Al(H3PO4)x = H)中自由磷酸(H3PO4)的量最小化，因此能够解决自由磷酸所导致的表面吸湿性(sticky)及析出现象。
[0070]而且，取代后的铝磷酸盐(Al(H3PO4)x = H)的量越多，就越能提高与有机、无机复合材料(composite)的相容性,进而能够提高在覆膜组合物中的混合金属磷酸盐的比率。因此，通过覆膜组合物中的高无机物比率，绝缘特性变优秀，而且，在去应力退火(SRA)后也没有覆膜层的损伤或者破裂(Crack)现象，因此绝缘特性和耐热性可变优秀。
[0071]此外，为了在绝缘覆膜组合物中均匀分散纳米颗粒，本发明采用通过化学反应将纳米颗粒取代于树脂中而形成的有机、无机复合材料(composite)，而非采用已往的溶胶(colloidal sol)形式。
[0072]所述有机、无机复合材料为通过化学方法将纳米颗粒取代于树脂的官能团上的复合体形态，即使取代为大量的纳米颗粒，也根本不会发生颗粒之间的凝聚或者沉积现象。
[0073]通过所述化学反应改性的有机、无机复合材料的SiO2颗粒的平均粒径为5?50nm,有机、无机复合材料中SiO2纳米颗粒的固体含量占10?50%。其中，如果取代于SiO2纳米复合材料中的SiO2颗粒的平均大小为5nm以下，就会增加颗粒的整个表面积，使屏障效应(barrier effect)极大化,因此,虽然提高绝缘特性,但缺点为覆膜组合物的价格会上涨。
[0074]另一方面，如果颗粒平均大小为50nm以上，则SiO2的整体表面积减少，进而绝缘特性会劣化。而且，如果所注入的并被取代于环氧树脂中的SiO2纳米颗粒的固体含量为10%以下，SiO2纳米颗粒对提高绝缘特性影响不大，如果固体含量为50%以上时，由于涂覆层中的高无机物比率，可能会发生冲压性劣化问题。
[0075]另一方面，本发明的特征在于，除了水之外，在绝缘覆膜组合物中由混合金属磷酸盐和二氧化硅(SiO2)纳米颗粒构成的无机物的比率为0.55?0.95。如果无机物比率低于
0.55，绝缘特性提高不大，会发生SRA后紧贴性劣化的问题。另一方面，如果无机物比率大于0.95，会发生耐蚀性和冲压性劣化的问题。
[0076]本发明为了给无取向电工钢板表面赋予优秀的绝缘特性，施用通过化学反应在环氧树脂中使二氧化硅(SiO2)纳米颗粒改性的有机、无机复合材料。通过所述化学反应改性的有机、无机复合材料的二氧化硅(SiO2)的平均粒径为5?50nm，有机、无机复合材料中纳米颗粒的固体含量为10?50%。
[0077]而且，有机、无机复合材料中所含有的环氧树脂的分子量为1000?4000，Tg (玻璃转移温度)为40?60°C，固体含量的比率为20?40%，粘度为50?200cp。
[0078]所述无取向电工钢板的绝缘覆膜组合物的制造方法的特征在于，在所述混合金属磷酸盐和有机、无机复合材料(composite)的混合物中进一步混合氧化促进剂0.1?
1.0wt % ο
[0079]由于导入磷酸盐，可能会产生因残留在绝缘覆膜中的微量自由磷酸引起的吸湿性或者退火时的附着性问题。为了解决该问题，本发明从钠(Na)阳离子促进铁(Fe)类氧化物和残留于涂覆溶液中的自由磷酸的反应出发，施用了过硼酸钠(NaBO3.4H20)。所述氧化促进剂，除了过硼酸钠之外可使用包括碳酸钠等的钠系物质。
[0080]过硼酸钠(NaBO3.4H20)在水溶液中容易解离，当添加于绝缘覆膜组合物时，不仅对溶液稳定性没有负面影响，而且也不损害包括耐蚀性在内的表面特性。
[0081]图3为显示用作氧化促进剂的过硼酸钠在水溶液中解离出的钠阳离子促进自由磷酸和氧化铁的反应的图。
[0082]在水溶液中解离的钠(Na)阳离子，如图3所示，起到引导残留在覆膜层中的部分自由磷酸与氧化铁在高温下(250°C以上)进行化学结合的氧化促进剂的作用。
[0083]以绝缘覆膜组合物IOOg为基准，如果过硼酸钠(NaBO3.4Η20)的注入量为0.1g以下时，尽管干燥温度高，在表面也会产生吸湿性和发粉现象，如果为l.0g以上，耐蚀性和耐气候性劣化。[0084]所述铝磷酸盐通过在由水(H2O) 15被％和磷酸(H3PO4)85Wt^构成的水溶液100g中加入5~40g的氢氧化铝(Al (OH)3)，并在80~90°C温度范围下反应6~10小时来制造。
[0085]本发明的特征在于，在所述制造铝磷酸盐步骤，通过氢氧化铝和磷酸的化学结合，铝和磷形成单键(Al-P)，双键(Al = P)及三键(Al E P)，自由磷酸(H3PO4)的量低于40%。
[0086]另一方面，所述钴磷酸盐通过在由水(H2O) 15wt%和磷酸(H3PO4)85?丨％构成的水溶液100g中加入2~5g的氢氧化钴(Co (OH)2)，并在80~90°C温度范围下反应6~10小时来制造。
[0087]本发明的特征在于，所述铝磷酸盐和钴磷酸盐的混合比率(铝磷酸盐/钴磷酸盐)为 0.05 ~0.2。
[0088]本发明的特征在于,所述有机、无机复合材料(composite)的固体含量为30~70wt%，所述固体含量中二氧化硅(SiO2)/树脂的比率为0.3~0.6。
[0089]本发明的特征在于，所述有机、无机复合材料是将粒径为10~50nm的二氧化硅(SiO2)颗粒在酸性环氧树脂中改性而成的。
[0090]本发明另一实施例的无取向电工钢板的特征在于，形成有绝缘涂覆层，所述绝缘涂覆层通过在所述电工钢板的表面上涂覆包括混合金属磷酸盐和有机、无机复合材料的绝缘覆膜组合物后进行干燥来形成，所述混合金属磷酸盐由铝磷酸盐(Al(H3PO4)x = H)和钴磷酸盐(Co(H3PO4)3)构成；所述有机、无机复合材料(composite)由环氧树脂和取代于所述环氧树脂的官能团上的二氧化硅(SiO2)纳米颗粒构成。
[0091]本发明的特征在于，所述无取向电工钢板在绝缘涂覆层中的无机质的比率为
0.55 ~0.95。
[0092]本发明的特征在于，在所述绝缘涂覆层中分布的二氧化硅(SiO2)的分布面积为5 ~30%。
[0093]本发明将含有纳米颗粒的涂覆溶液组合物在试样的各面涂覆成0.5~1.0 μ π!厚度后，在300~750°C的温度范围下加热处理10~30秒钟，由此能够提供一种不仅基本特性耐蚀性、耐气候性、耐热性及SRA前/后紧贴性优秀，而且绝缘性优秀的无取向电工钢板。
[0094]以下，通过实施例，详细说明本发明一优选实施例的无取向电工钢板的制造方法。但，下列实施例只是例示性的，本发明的内容并不局限于下列实施例。
[0095]实施例1
[0096]将以重量比计含有硅(Si)3.15wt%，板厚为0.35mm的高档无取向电工钢板(150X50mm)作为试样，并将如表1制造的溶液使用刮棒涂布机(bar coater)及棍涂机(roll coater)在所准备的各试样上涂覆成规定的厚度(0.6~0.8 μ m)后，在300~750°C温度范围的干燥炉中维持10~30秒钟后慢慢在空气中进行冷却。
[0097]表1显示在包括水(H2O) 15界七％和自由磷酸(H3PO4) 85界七％的水溶液100g中的氢氧化铝(Al(OH)3)的不同注入量下的溶液稳定性、反应后所剩的自由磷酸的量和铝(Al)和磷⑵的形态(单键(Al-P)、双键(Al = P)及三键(Al = P))结合量。
[0098][表 I]
[0099] 在不同的金属磷酸盐种类下的溶液稳定性及SRA后的紧贴性
[0100]
【权利要求】
1.一种无取向电工钢板的绝缘覆膜组合物，包括: 混合金属磷酸盐，由铝磷酸盐(Al (H3PO4)x =卜3)和钴磷酸盐(Co(H3PO4)3)构成；和有机、无机复合材料，由环氧树脂和取代于所述环氧树脂的官能团上的二氧化硅(SiO2)纳米颗粒构成。
2.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的绝缘覆膜组合物，包括: 30~70wt%的所述混合金属磷酸盐和30~70wt%的所述有机、无机复合材料。
3.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的绝缘覆膜组合物，其中， 还包括氧化促进剂， 所述氧化促进剂的含量为0.1~1.0wt%。
4.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的绝缘覆膜组合物，其中， 所述二氧化娃纳米颗粒的大小为5~50nm。
5.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的绝缘覆膜组合物，其中， 所述混合金属磷酸盐中所混有的所述铝磷酸盐和所述钴磷酸盐的混合比率(铝磷酸盐/钴磷酸盐)为0.05~0.2。
6.根据权利要求1所述的无取向电工钢板的绝缘覆膜组合物，其中， 所述有机、无机复合材料的固体含量为30~70wt%，所述固体含量中的二氧化硅(SiO2)与树脂之比率为0.3~0.6。
7.根据权利要求3所述的无取向电工钢板的绝缘覆膜组合物，其中， 所述氧化促进剂为过硼酸钠(NaBO3.4H20)。
8.一种无取向电工钢板的绝缘覆膜组合物的制造方法，包括: 提供由铝磷酸盐和钴磷酸盐构成的混合金属磷酸盐30~70wt% ； 提供有机、无机复合材料30~70wt%，所述有机、无机复合材料为通过将二氧化硅纳米颗粒取代于环氧树脂的官能团上而形成的；及 混合所提供的所述混合金属磷酸盐和所述有机、无机复合材料后，进行搅拌。
9.根据权利要求8所述的无取向电工钢板的绝缘覆膜组合物的制造方法，其中， 在所述混合金属磷酸盐和所述有机、无机复合材料的混合物中，进一步混合氧化促进剂 0.1 ~1.0wt % O
10.根据权利要求8所述的无取向电工钢板的绝缘覆膜组合物的制造方法，其中， 所述铝磷酸盐通过以由15wt%的水(H2O)和85wt%的磷酸(H3PO4)构成的水溶液100g为基准，加入5~40g的氢氧化铝(Al (OH)3)，并在80~90°C的温度范围下进行反应6~10小时来制造。
11.根据权利要求10所述的无取向电工钢板的绝缘覆膜组合物的制造方法，其中， 在所述制造铝磷酸盐步骤，通过氢氧化铝和磷酸的化学结合，铝和磷形成单键(Al-P)，双键(Al = P)及三键(Al = P)，自由磷酸(H3PO4)的量低于40%。
12.根据权利要求8所述的无取向电工钢板的绝缘覆膜组合物的制造方法，其中， 所述钴磷酸盐通过以由15wt%的水(H2O)和85wt%的磷酸(H3PO4)构成的水溶液100g为基准，加入2~5g的氢氧化钴(Co (OH) 2)，并在80~90°C的温度范围下进行反应6~10小时来制造。
13.根据权利要求8所述的无取向电工钢板的绝缘覆膜组合物的制造方法，其中，所述铝磷酸盐和所述钴磷酸盐的混合比率即铝磷酸盐/钴磷酸盐为0.05~0.2。
14.根据权利要求8所述的无取向电工钢板的绝缘覆膜组合物的制造方法，其中， 所述有机、无机复合材料的固体含量为30~70wt%，所述固体含量中的二氧化硅(SiO2)与树脂之比率为0.3~0.6。
15.根据权利要求8所述的无取向电工钢板的绝缘覆膜组合物的制造方法，其中， 所述有机、无机复合材料为将粒径为10~50nm的二氧化硅SiO2颗粒在酸性环氧树脂中改性而成的。
16.一种无取向电工钢板，形成有绝缘涂覆层，其中， 所述绝缘涂覆层通过在所述电工钢板的表面上涂覆包括混合金属磷酸盐和有机、无机复合材料的绝缘覆膜组合物后进行干燥来形成， 所述混合金属磷酸盐由铝磷酸盐(Al (H3PO4)x =卜3)和钴磷酸盐(Co(H3PO4)3)构成； 所述有机、无机复合材料由环氧树脂和取代于所述环氧树脂的官能团上的二氧化硅(SiO2)纳米颗 粒构成。
17.根据权利要求16所述的无取向电工钢板，其中， 所述绝缘覆膜组合物包括所述混合金属磷酸盐30~70wt%和所述有机、无机复合材料 30 ~70wt%。
18.根据权利要求17所述的无取向电工钢板，其中， 所述绝缘覆膜组合物还包括氧化促进剂， 所述氧化促进剂在所述绝缘覆膜组合物中的含量为0.1~1.0wt%。
19.根据权利要求16所述的无取向电工钢板，其中， 所述二氧化娃纳米颗粒的大小为5~50nm。
20.根据权利要求16所述的无取向电工钢板，其中， 在所述混合金属磷酸盐中所混有的所述铝磷酸盐与所述钴磷酸盐之混合比率(铝磷酸盐/钴磷酸盐)为0.05~0.2。
21.根据权利要求16所述的无取向电工钢板，其中， 所述有机、无机复合材料的固体含量为30~70wt%，所述固体含量中的二氧化硅(SiO2)与树脂之比率为0.3~0.6。
22.根据权利要求18所述的无取向电工钢板，其中， 所述氧化促进剂为过硼酸钠(NaBO3.4H20)。
23.根据权利要求16所述的无取向电工钢板，其中， 所述绝缘涂覆层中无机质的比率为0.55~0.95。
24.根据权利要求16所述的无取向电工钢板，其中， 在所述绝缘涂覆层中所分布的二氧化硅(SiO2)的分布面积占5~30%。
25.根据权利要求16所述的无取向电工钢板，其中 在由所述绝缘覆膜组合物形成有涂覆层的电工钢板中，在涂覆层的厚度等于或小于1.ΟμL?时，绝缘电阻特性等于或大于10.0 Ω Cm2。
26.根据权利要求16所述的无取向电工钢板，其中， 在涂覆所述绝缘覆膜组合物后，在温度范围700~850°C，100%氮(N2)气氛下进行去应力退火(SRA)工艺后，几乎没有涂覆层的烧失，并在涂覆层的厚度等于或小于1.0 μ m时，绝缘电阻特性等于或大于10.0 Ω Cm2。
27.根据权利要求16所述的无取向电工钢板，其中， 在由所述绝缘覆膜组合物形成有涂覆层的电工钢板中，在涂覆层中均匀分布有二氧化娃(SiO2)颗粒。
【文档编号】H01B3/02GK104025207SQ201280065218
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2012年11月15日 优先权日:2011年12月28日
【发明者】金正雨, 权玟锡, 崔攇曺 申请人:Posco公司