一种高耐蚀绝缘环保涂料及其制备方法与流程

本发明涉及电工钢表面涂料领域，尤其涉及一种用于电工钢退火后的高耐蚀绝缘环保涂料及其制备方法。

背景技术

电工钢亦称硅钢片，是电力、电子和军事工业不可缺少的重要软磁合金，亦是产量最大的金属功能材料，主要用作各种电机、发电机和变压器的铁芯。电工钢的生产工艺包括冶炼、轧制、酸洗、冷轧、退火和绝缘涂层，其中退火是软化冷冲压工程中硬化了的钢带材质的工程，通过金属加热及急速冷却，生产深加工用钢及高张力钢；绝缘涂层是将硅钢板加工成铁芯时，为改善其加工性能并防止相当于钢板厚度自乘的涡电流损失，采用连续涂镀设备，在钢板上下面喷射绝缘涂液。

现有应用于电工钢退火的涂料主要包括无机、有机和半无机三大类。最早的涂料主要是铬酸盐和磷酸盐在电工钢片上形成一层无机膜，尽管无机膜的耐热性优良，但是它的耐水性、抗冲击性、附着性都很差。为了解决上述问题，逐渐发展了包含有机、无机两个主要组分的混合涂料配方-半无机涂层，这类配方充分利用了无机膜良好的焊接性能和耐热性能以及有机膜优良的耐水、绝缘、抗冲击和粘附性能。半无机涂料在国内外大型电工钢生产企业获得了广泛的应用。此类绝缘涂料存在的主要问题是采用了对人体有害的有机溶剂和铬酸盐，随着环保措施的日益严格，该类涂料的应用受到限制。近年来，出现了一些替代含铬涂料的水性环保涂料，由水性树脂、磷酸盐、硝酸盐等组成，耐蚀性较好，但这类水性环保涂料在高温退火后会使电工钢的电阻降低幅度较大，且价格较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中所述的缺陷，从而提供一种高耐蚀绝缘环保涂料及其制备方法，该高耐蚀绝缘环保涂料耐热性和耐蚀性优良、成本低、可有效降低钢板厚度自乘的涡电流损失，环保无污染，其制备方法简单，值得推广应用。

为了实现上述目的，本发明提供技术方案如下：

一种高耐蚀绝缘环保涂料，包括以下重量份的原料：

水性树脂5-40份、偶联剂≦5份、活性金属粉5-50份、磷酸二氢铝溶液5-50份、水5-50份，其中所述活性金属粉的粒径≥2000目。

一种高耐蚀绝缘环保涂料，包括以下重量份的原料：

水性树脂15-20份、偶联剂2-5份、活性金属粉10-30份、磷酸二氢铝溶液10-30份、水10-20份，其中所述活性金属粉的粒径≥2000目。

优选地：所述水性树脂为环氧树脂、醇酸树脂和丙烯酸树脂中的一种或几种。

优选地：所述偶联剂为硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂。

优选地：所述活性金属粉的电极电位小于铁。

进一步地：所述活性金属粉为锆粉、锌粉、镁粉、镍粉和铝粉中的一种或几种。

一种制备所述高耐蚀绝缘环保涂料的方法，包括以下步骤：

(1)将所述水性树脂、偶联剂、活性金属粉混合后进行研磨，得水性金属粉基料浆；

(2)向所述水性金属粉基料浆中加入所述磷酸二氢铝溶液和水进行混合搅匀即得。

优选地：所述水性金属粉基料浆的颗粒细度<2μm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明耐热性和耐蚀性优良、成本低、可有效降低钢板厚度自乘的涡电流损失，其原理为：将本发明涂敷于电工钢表面后，首先能够生成磷酸盐和三聚磷酸盐等，磷酸盐和三聚磷酸盐等化合物的生成能够抵消由于高分子分解导致层间电阻降低的幅度，因此具有较好的耐蚀性和较大的电阻，加上阴极的保护作用，从而提高了本发明涂层常态下的耐蚀性和层间电阻；其次经过高温退火后，本发明涂层中的活性金属通过进一步的反应，可以生成致密的金属化合物，封闭了涂层存在的微孔，产生阻挡作用，从而进一步提高了耐蚀性；因此本发明通过磷酸盐和三聚磷酸盐等化合物的生成、结合活性金属粉的阻挡作用以及阴极保护作用，共同提高了涂层常态下的耐蚀性和层间电阻，具体的原理如下示例：

1、磷酸盐和三聚磷酸盐等化合物的生成：

al(h2po4)3——→alh2p3o10+2h2o——→alh2p3o10·2h2o

2、电化学保护原理：

zn²⁺+2e^-＝zne0＝-0.764v

mg²⁺+2e^-＝mge0＝22.363v

……

fe²⁺+2e^-＝fee0＝-0.440v

fe³⁺+3e^-＝fee0＝-0.037v

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，以下所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种高耐蚀绝缘环保涂料，包括以下重量份的原料：

环氧树脂5份、硅烷偶联剂5份、锆粉5-50份、磷酸二氢铝溶液5份、水5份，其中所述活性金属粉的粒径为2000目。

一种制备所述高耐蚀绝缘环保涂料的方法，包括以下步骤：

(1)将所述环氧树脂、硅烷偶联剂、锆粉混合后进行研磨，得颗粒细度为2μm的水性金属粉基料浆；

(2)向所述水性金属粉基料浆中加入所述磷酸二氢铝溶液和水进行混合搅匀即得。

实施例2

如图1所示，本发明提供了一种高耐蚀绝缘环保涂料，包括以下重量份的原料：醇酸树脂15份、钛酸酯偶联剂2份、锌粉10份、磷酸二氢铝溶液10份、水10份，其中所述活性金属粉的粒径为2200目。

一种制备所述高耐蚀绝缘环保涂料的方法，包括以下步骤：

(1)将所述醇酸树脂、钛酸酯偶联剂、锌粉混合后进行研磨，得颗粒细度为1.8μm的水性金属粉基料浆；

(2)向所述水性金属粉基料浆中加入所述磷酸二氢铝溶液和水进行混合搅匀即得。

实施例3

如图1所示，本发明提供了一种高耐蚀绝缘环保涂料，包括以下重量份的原料：丙烯酸树脂20份、以等比例混合的硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂5份、镁粉30份、磷酸二氢铝溶液30份、水20份，其中所述活性金属粉的粒径为2000目。

一种制备所述高耐蚀绝缘环保涂料的方法，包括以下步骤：

(1)将所述丙烯酸树脂、以等比例混合的硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂、镁粉混合后进行研磨，得颗粒细度为1.8μm的水性金属粉基料浆；

(2)向所述水性金属粉基料浆中加入所述磷酸二氢铝溶液和水进行混合搅匀即得。

实施例4

如图1所示，本发明提供了一种高耐蚀绝缘环保涂料，包括以下重量份的原料：

以等比例混合的环氧树脂、醇酸树脂和丙烯酸树脂40份、钛酸酯偶联剂为0.2份、以等比例混合的镍粉和铝粉50份、磷酸二氢铝溶液50份、水50份，其中所述活性金属粉的粒径为2500目。

一种制备所述高耐蚀绝缘环保涂料的方法，包括以下步骤：

(1)将所述以等比例混合的环氧树脂、醇酸树脂和丙烯酸树脂、钛酸酯偶联剂、以等比例混合的镍粉和铝粉混合后进行研磨，得颗粒细度为1.6μm的水性金属粉基料浆；

(2)向所述水性金属粉基料浆中加入所述磷酸二氢铝溶液和水进行混合搅匀即得。