专利名称：一种钴基软磁合金带材用涂料及其制备方法
技术领域：
本发明属于金属材料领域，涉及ー种钴基软磁合金带材用涂料及其制备方法。
背景技术：
200710122020. 6号申请提出ー种表面具有良好电绝缘性能涂层物的软磁合金带材及其制备方法，它通过选用由无机物悬浮液、无机溶液和有机溶液中的至少ー种所配制的浸涂液浸涂软磁合金带材，将软磁合金带材在浸涂液中浸涂60s 600s ;然后在90°C 250°C温度下烘烤60s 1200s，使浸涂层的厚度达到O. 5 μ m 15 μ m ;将软磁合金带材卷绕成相应尺寸的磁芯，在350°C 600°C之间，进行退火热处理即成为具有电绝缘涂层的软磁合金绝缘带材。其中所述的无机物悬浮液，是把粉末粒度在10 μ m 500 μ m的碳化硅、氧化铝、三氧化ニ硼、五氧化ニ硼、氧化镁、ニ氧化硅、硫酸钡、碳酸钙、氮化硼中的至少ー种粉末，在去 离子水、甲醇、こ醇、丙酮、硼酸、硝酸、硫酸、磷酸中的至少ー种分散剂中搅拌均匀，无机物与分散剂质量比在I : 50 I : 3之间；
其中的无机溶液，是把分子式为X2O · SiO2的无机盐溶解在去离子水中而制成，其中X是Li ,Na，K中的ー种金属，SiO2与X2O摩尔数之比在I 3之间，无机盐浓度在5% 50%之间；
其中的有机溶液，是把分子式为M(OR)n的硅醇盐溶解在甲醇和こ醇中的至少ー种溶齐U，并添加去离子水、硫酸、盐酸和硝酸中的至少ー种作为助剂而制成，其中M是醇盐的金属离子，形成金属醇盐的样品包括Si、B、Al、Ti、Ni及其混合物，R是烷基，烷基的组成来自Cl至C4，烷基组是甲烷基和こ烷基中的至少ー种，η是M的原子价，硅醇盐浓度在I 20 %，助剂添加量为O. I 10% ;
该申请的涂层物配方和操作エ艺都很复杂，同时有些组元如硫酸钡等，对环境有危害，对大气可造成污染。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供ー种钴基软磁合金带材用涂料，该涂料具有良好的工作性能，也具有环境污染小、成本低的优点。本发明的另一目的是提供ー种钴基软磁合金带材用涂料制备方法，该制备方法エ艺简単，生产成本低，适于エ业化生产。本发明的目的是通过以下技术方案实现的
ー种钴基软磁合金带材用涂料，其特征在于，该涂料中各成分的重量百分比为こ醇20 30% ;邻苯ニ甲酸ニ辛酯3-5% ;聚氨酯10-13% ;铁氧体ニ氧化钛复合物27_31%，没食子酸丙酯5-8%，其余为聚酰亚胺。上述钴基软磁合金带材用涂料的制备方法，具体步骤如下
I)先将 Fe (NO 3)3 · 9H20、Zn (NO3)2 · 6Η20、La(NO3)3. 6Η20、以及 Mn(NO3)2 溶液配制成混合硝酸盐溶液，其中[Fe 3+] [Zn2+] [La3+] : [Mn2+]离子的摩尔比为=0. 8 :0. 24 :0. 4mo
O.16 ；
2)用NaOH配成l-4mol/L的碱溶液作为沉淀剂；
3)在搅拌状态下将上述NaOH溶液滴加入所述混合硝酸盐溶液中，调节溶液pH至10，使金属离子完全沉淀，制得前驱体静置陈化2h，然后将其全部移入水热反应釜中，控制反应在2个大气压下，温度在120°C -140°C,反应时间在2-3h ;反应结束后所制得锰锌铁氧体，先用去离子水洗涤去除硝酸根离子和钠离子，然后再用こ醇洗涤，100°C干燥2h制得含稀土纳米铁氧体粉体； 4)取こ醇，50°C下缓慢滴加こ酰丙酮，搅拌O.5h，再缓慢滴加钛酸四丁酯搅拌后，カロ入所述含稀土纳米铁氧体粉体得混合液，其中，こ醇こ酰丙酮钛酸四丁酯的三者体积比24 1 :12，所加含稀土纳米铁氧体粉体和钛酸四丁酯的重量比为I :1. 5-2 ;最后向混合液中加入蒸馏水和硝酸，其中钛酸四丁酯蒸馏水硝酸体的积比为12 :12 :1 ;继续恒温搅拌2h，直到混合液生成胶体，停止搅拌后将胶体陈化24 h后，真空100°C干燥O. 5-1小时，再在真空600°C下煅烧2h，自然冷却至室温，经研磨得到铁氧体ニ氧化钛复合物粉末，待用；
5)按照如下重量比配料こ醇20 30%;邻苯ニ甲酸ニ辛酯3-5% ;聚氨酯10-13% ;上述铁氧体ニ氧化钛复合物27-31%，没食子酸丙酯5-8%，其余为聚酰亚胺；将上述材料混合均匀后，形成合金带材用涂料。步骤4)中研磨得到粒度直径为20-80微米的铁氧体ニ氧化钛复合物粉末。本发明相比现有技术具有如下有益效果
本发明涂料中铁氧体ニ氧化钛复合物为无机材料，另外由于复合材料界面的大量存在，涂层具有很好的绝缘性能。铁氧体ニ氧化钛复合物均匀分布在涂层中，构成了钴基软磁合金带材良好电绝缘层。涂料中邻苯ニ甲酸ニ辛酯具有良好的综合性能，混合性能好，增塑效率高，耐热性和耐候性良好。涂料中的没食子酸丙酷，具有抗氧化性。没食子酸丙酯与邻苯ニ甲酸ニ辛酯结合可提高抗氧化性。聚酰亚胺耐高温达400°C以上，长期使用温度范围在一 200 300°C，无明显熔点，高绝缘性能，103赫下介电常数4. 0，介电损耗仅O. 004 O. 007，属F至H级绝缘材料。本发明涂料中的聚酰亚胺可耐极低温，如在一 269°C的液态氦中不会脆裂。聚酰亚胺具有优良的机械性能，未填充的塑料的抗张强度都在IOOMpa以上。聚酰亚胺具有很高的耐辐照性能。聚酰亚胺是自熄性聚合物，发烟率低。聚酰亚胺在极高的真空下放气量很少。聚酰亚胺与邻苯ニ甲酸ニ辛酯复合可提高有机物基体的绝缘性，因此也就保证了被涂覆材料的电绝缘程度。本发明涂料中所用原材料如邻苯ニ甲酸ニ辛酷、聚酰亚胺、铁氧体ニ氧化钛复合物、没食子酸丙酷、聚氨酯等本身无毒。本发明方法简单,生产成本低,适合于エ业化生产。
图I为涂层合金带的表面涂层组织。由图I图中可以看出，该涂料涂覆在钴基软磁合金带材表面均匀密实。
具体实施例方式铁氧体ニ氧化钛复合物粉末的准备
1)先将分析纯的Fe (NO3) 3 · 9H20、Zn (NO3) 2 · 6H20、La(NO3) 3· 6Η20 以及质量分数为50% 的 Mn(NO3)2 溶液分别配制成[Fe 3+]=0. 8mol/L, [Zn2+] =0. 24mol/L，[La3+] =0. 4mol/L，[Mn2+]=0. 16mol/L的金属离子溶液，再将三种溶液等体积配成混合硝酸盐液；
2)用NaOH配成4mol/L的碱溶液作为沉淀剂；
3)在搅拌状态下将4mol/L的NaOH溶液滴加入所述混合硝酸盐溶液中，调节溶液pH至10，使金属离子完全沉淀，制得前驱体静置陈化2h，然后将其全部移入水热反应釜中，控制反应在2个大气压下，温度在120°C，反应时间在2h。反应结束后所制得锰锌铁氧体，先 用去离子水洗涤去除硝酸根离子和钠离子，然后再用こ醇洗涤，100°C干燥2h制得含稀土纳米铁氧体粉体；
4)取无水こ醇，50°C下缓慢滴加こ酰丙酮，搅拌O.5h，再缓慢滴加钛酸四丁酯搅拌后，加入步骤3)所得含稀土纳米铁氧体粉体得混合液，其中，无水こ醇こ酰丙酮钛酸四丁酯的三者体积比24 1 :12，所加含稀土纳米铁氧体粉体和钛酸四丁酯的重量比为I : 2 ;最后向混合液中加入蒸馏水和硝酸，其中所加钛酸四丁酯蒸馏水硝酸体的积比为12 12 1 ；继续恒温搅拌2 h，直到混合液生成胶体，停止搅拌后将胶体陈化24 h后，真空100°C干燥I小时，再在真空600°C下煅烧2h，自然冷却至室温，经研磨得到粒度直径为20-80微米即得铁氧体ニ氧化钛复合物粉末。以下各实施例中加入的即为该铁氧体ニ氧化钛复合物粉末。实施例一
本发明钴基软磁合金带材用涂料的制备
涂料的成分及重量百分比为こ醇20%，邻苯ニ甲酸ニ辛酯3%，聚氨酯10%，上述铁氧体ニ氧化钛复合物27%，没食子酸丙酯5%，其余为聚酰亚胺。将上述材料混合均匀后，形成钴基软磁合金带材用涂料。实施例ニ
本发明钴基软磁合金带材用涂料的制备
涂料的成分及重量百分比为こ醇30%，邻苯ニ甲酸ニ辛酯5%，聚氨酯13%，上述铁氧体ニ氧化钛复合物31%，没食子酸丙酯8%，其余为聚酰亚胺。将上述材料混合均匀后，形成钴基软磁合金带材用涂料。实施例三
本发明钴基软磁合金带材用涂料的制备
涂料的成分及重量百分比为こ醇25%，邻苯ニ甲酸ニ辛酯4%，聚氨酯12%，上述铁氧体ニ氧化钛复合物29%，没食子酸丙酯7%，其余为聚酰亚胺。将上述材料混合均匀后，形成钴基软磁合金带材用涂料。实施例四(成分配比不在本发明设计比例范围内)
本发明钴基软磁合金带材用涂料的制备
涂料的成分及重量百分比为こ醇18% ;邻苯ニ甲酸ニ辛酯2% ;聚氨酯8% ;铁氧体/氧化钛复合物26%，没食子酸丙酯4%，其余为聚酰亚胺。将上述材料混合均匀后，形成钴基软磁合金带材用涂料。实施例五(成分配比不在本发明设计比例范围内)
本发明钴基软磁合金带材用涂料的制备
涂料的成分及重量百分比为こ醇32%;邻苯ニ甲酸ニ辛酯6%;聚氨酯15%;铁氧体ニ氧化钛复合物33%，没食子酸丙酯9%，其余为聚酰亚胺。将上述材料混合均匀后，形成钴基软磁合金带材用涂料。本发明实施例一至五制得的涂料分别涂覆在型号为lk201的钴基非晶软磁合金带材表面，合金带材的带宽5mm、带厚O. 04mm,涂覆后100°C烘干1_3分钟，即形成涂层合金带，涂层厚度为10 μ m 15 μ m,即分别得到对应下表中的涂层合金带一至五。
产品组成I每μιη厚I耐受高I IM 50Hz下的饱
度的电WC 和磁感应強度在绝綠徐0.60T以上，在
层的击20kH2)0.5T下损
芽_耗小于(JZkg)
/V
对比徐层合金带 200710122020.6号申20500'C以 16
请所得的台金芾上
徐尾合金带ー 实例ー制得的徐料 22 500'C以15
上
徐层潍带ニ^实例ニ制得的徐料^"26 "500 Γ 2
上
徐层合金带三实例三制得的徐科 24500C以13
上
徐层雜带四^实例四制得的徐料 19 500 E % 18
上
徐层合金芾五实例五制得的徐料 21 50013以14 ____±__
本发明的涂料中こ醇为溶剂，过少起不到溶剂作用，过多会稀释涂料；聚氨酯和没食子酸丙酯在涂料中为粘接剂增强组分，过少起不到应有的作用，过多会稀释复合材料颗粒和聚酰亚胺；纳铁氧体/ニ氧化钛复合物过少起不到绝缘和降低损耗的作用，过多会減少粘接剂的粘接作用，涂层易脱落；涂料中邻苯ニ甲酸ニ辛酯作为增塑剂，过少起不到增塑作用，过多也没有必要，而且还会削弱涂料的性能。
权利要求
1.一种钴基软磁合金带材用涂料，其特征在于，该涂料中各成分的重量百分比为乙醇20 30%，邻苯二甲酸二辛酯3-5%，聚氨酯10-13%，铁氧体二氧化钛复合物27_31%，没食子酸丙酯5-8%，其余为聚酰亚胺。
2.根据权利要求I所述的合金带材用涂料，其特征在于，所述铁氧体二氧化钛复合物通过以下方法制得1)先将Fe (NO 3)3 · 9H20、Zn (NO3)2 · 6H20、La(NO3)3. 6H20、以及 Mn(NO3)2 溶液配制成混合硝酸盐溶液，其中[Fe 3+] [Zn2+] [La3+] : [Mn2+]离子的摩尔比为=0. 8 :0. 24 :0. 4mo O. 16 ； 2)用NaOH配成l-4mol/L的碱溶液作为沉淀剂； 3)在搅拌状态下将上述NaOH溶液滴加入所述混合硝酸盐溶液中，调节溶液pH至10，使金属离子完全沉淀，制得前驱体静置陈化2h，然后将其全部移入水热反应釜中，控制反应在2个大气压下，温度在120°C _140°C，反应时间在2-3h ;反应结束后所制得锰锌铁氧体，先用去离子水洗涤去除硝酸根离子和钠离子，然后再用乙醇洗涤，10(TC干燥2h制得含稀土纳米铁氧体粉体； 4)取乙醇，50°C下缓慢滴加乙酰丙酮，搅拌O.5h，再缓慢滴加钛酸四丁酯搅拌后，力口入所述含稀土纳米铁氧体粉体得混合液，其中，乙醇乙酰丙酮钛酸四丁酯的三者体积比24 1 :12，所加含稀土纳米铁氧体粉体和钛酸四丁酯的重量比为I :1. 5-2 ;最后向混合液中加入蒸馏水和硝酸，其中钛酸四丁酯蒸馏水硝酸体的积比为12 12 1 ;继续恒温搅拌2h，直到混合液生成胶体，停止搅拌后将胶体陈化24 h后，真空100°C干燥O. 5-1小时，再在真空600°C下煅烧2h，自然冷却至室温，经研磨得到铁氧体二氧化钛复合物粉末。
3.一种钴基软磁合金带材用涂料的制备方法，其特征在于具体步骤如下1)先将Fe (NO 3)3 · 9H20、Zn (NO3)2 · 6H20、La(NO3)3. 6H20、以及 Mn(NO3)2 溶液配制成混合硝酸盐溶液，其中[Fe 3+] [Zn2+] [La3+] : [Mn2+]离子的摩尔比为=0. 8 :0. 24 :0. 4mo O. 16 ； 2)用NaOH配成l-4mol/L的碱溶液作为沉淀剂； 3)在搅拌状态下将上述的NaOH溶液滴加入所述混合硝酸盐溶液中，调节溶液pH至.10，使金属离子完全沉淀，制得前驱体静置陈化2h，然后将其全部移入水热反应釜中，控制反应在2个大气压下，温度在120°C -140°C,反应时间在2-3h ;反应结束后所制得锰锌铁氧体，先用去离子水洗涤去除硝酸根离子和钠离子，然后再用乙醇洗涤，10(TC干燥2h制得含稀土纳米铁氧体粉体； 4)取乙醇，50°C下缓慢滴加乙酰丙酮，搅拌O.5h，再缓慢滴加钛酸四丁酯搅拌后，力口入所述含稀土纳米铁氧体粉体得混合液，其中，乙醇乙酰丙酮钛酸四丁酯的三者体积比.24 1 :12，所加含稀土纳米铁氧体粉体和钛酸四丁酯的重量比为I :1. 5-2 ;最后向混合液中加入蒸馏水和硝酸，其中钛酸四丁酯蒸馏水硝酸体的积比为12 :12 :1 ;继续恒温搅拌2h，直到混合液生成胶体，停止搅拌后将胶体陈化24 h后，真空100°C干燥O. 5-1小时，再在真空600°C下煅烧2h，自然冷却至室温，经研磨得到铁氧体二氧化钛复合物粉末，待用； 5)按照如下重量比配料乙醇20 30%，邻苯二甲酸二辛酯3-5%，聚氨酯10-13%，上述铁氧体二氧化钛复合物27-31%，没食子酸丙酯5-8%，其余为聚酰亚胺；将上述材料混合均匀后，形成合金带材用涂料。
4.根据权利要求3所述的钴基软磁合金带材用涂料的制备方法，其特征在于所述步骤4)中研磨得到粒度直径为20-80微米的铁氧体二氧化钛复合物粉末。
全文摘要
本发明提供一种钴基软磁合金带材用涂料及其制备方法，该涂料具有良好的工作性能，也具有环境污染小、成本低的优点。该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。该涂料中各成分的重量百分比为乙醇20～30%；邻苯二甲酸二辛酯3-5%；聚氨酯10-13%；铁氧体二氧化钛复合物27-31%,没食子酸丙酯5-8%,其余为聚酰亚胺。
文档编号C09D175/04GK102838930SQ201210348700
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月19日 优先权日2012年9月19日
发明者孙锐, 郑泽昌, 邱奕婷, 陆阳平, 张咏, 刘光宇, 林莹莹, 张金花 申请人:山西三益强磁业有限公司