CN101255298A - 一种无取向电工钢无铬绝缘涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无取向电工钢无铬绝缘涂料，包括金属磷酸盐、有机树脂、钼酸盐，其中金属磷酸盐、有机树脂、钼酸盐的重量比为：1∶0.1－2∶0.0005－0.2。本发明与现有技术相比，在保证涂料环保的同时，所形成的涂层在750℃退火后不掉粉，并且仍然保持良好的层间电阻和耐蚀性。
Description
技术领域
本发明属于无取向电工钢绝缘涂料，特别涉及的是无取向电工钢涂层使用的一种无铬环保型绝缘涂料。
背景技术
到目前为止，在电工钢片上形成一层绝缘层的技术以及涂料的配方已经有许多，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。例如美国专利US4238534、US4844753、US5624749、中国专利98125437中所提及的用于涂覆电工钢片以形成绝缘层的涂料中，均采用这类半无机涂料配方。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。
为满足涂料的环保要求，环保型的绝缘涂料逐渐成为国内外研发的重点。中国专利01113641.7和03132101.1采用丙烯酸树脂中添加无机填料制备了无铬环保型的绝缘涂料。根据目前电工钢绝缘涂层的应用现状，涂层需要高温固化，电工钢产品需要经过高温退火，丙烯酸树脂耐温性较差，而且丙烯酸树脂经高温退火后分解后容易产生掉粉现象，该涂料的最大问题是高温退火后层间电阻大幅降低，严重影响了相关产品的性能。采用磷酸盐作为绝缘涂层的成膜剂已经有所报道，但纯磷酸盐的耐蚀性相对较差，容易发生水解。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有耐腐蚀性能的无取向电工钢无铬绝缘涂料。
本发明解决技术问题的技术方案为：一种无取向电工钢无铬绝缘涂料，包括金属磷酸盐、有机树脂、钼酸盐，其中金属磷酸盐、有机树脂、钼酸盐的重量比为1∶0.1-2∶0.0005-0.2。
所述的金属磷酸盐为磷酸铝、磷酸钙、磷酸锌和磷酸镁一种或数种混合物。
所述的磷酸盐的可溶性盐加水配成溶液使用，或采用这些金属的氧化物、氢氧化物与磷酸反应制备。当用磷酸铝时，所采用的Al(OH)3/H3PO4分子比为0.26到0.40。类似地，当使用磷酸钙、磷酸锌或磷酸镁时，其金属氧化物/磷酸的分子比限定在0.40至0.60之间。
所述的有机树脂包括丙烯酸树脂、聚苯乙烯、乙烯基乙酸树脂、环氧树脂、聚氨酯、尼龙、酚醛树脂、三聚氰胺、硅树脂、聚丙烯、聚乙烯一种或数种混合物。
本发明对有机树脂乳浊液的颗粒尺寸没有特殊的限制。
所述的钼酸盐为钼酸铵、钼酸锌、钼酸钠一种或数种混合物。
PO4 3-与MoO4 2-在酸性条件可形成强氧化性磷钼杂多酸，形成较为致密的绝缘涂膜，提高涂膜的耐腐蚀性能。钼酸盐的加入比例为磷酸盐的0.05～20％。
为了改善涂料的成膜性能，还可以在涂料中添加硅胶、硼酸、硼酸盐的一种或数种的混合物，它们的加入量为磷酸盐重量的0～10％。
在涂料中还可添加流平剂、增稠剂、固化剂、消泡剂等添加剂，它们的加入种类和加入量可不做特殊的限制。
本发明利用磷酸离子与钼酸离子在酸性条件可形成强氧化性磷钼杂多酸，形成较为致密的绝缘涂膜，从而提高涂膜的耐腐蚀性能。当有机树脂成份低于10重量份时，冲片性不能得到保证。当有机树脂成份高于200重量份时，膜在去应力退火后容易产生剥落。
本发明的制备方法为：将磷酸盐的水溶液与有机树脂乳液混合，添加钼酸盐、涂料添加剂后充分搅拌，然后添加水或增稠剂等调整涂料粘度至客户要求水平，再搅拌半小时以上，即可。
本发明的使用方法为：取经退火处理的无取向电工钢板，在用橡胶辊涂覆涂料，涂覆量为1.2-4g/m2，并在板温300-600℃下烘烤，获得附着性能优良的绝缘涂层。去应力退火应在氮气、氢气的保护气氛下，750～800℃保温2小时，氮气、氢气的体积比为9∶0-1。
本发明与现有技术相比，在保证涂料环保的同时，所形成的涂层在750℃退火后不掉粉，并且仍然保持良好的层间电阻和耐蚀性。
附图说明
图1为实施例2和实施例9在3％NaCl水溶液中的涂层极化曲线。
A为实施例9极化曲线、B为实施例2极化曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做详细的说明。
本发明的层间电阻按照GB2522-88标准进行检测；
耐蚀性按照GB/3826-1999标准进行检测。
实施例所述的物质的“份”均指重量份。
实施例1：
将含有1份磷酸铝的水溶液与0.1份苯乙烯-丙烯酸混合乳液混合均匀，再添加0.005份的钼酸铵、涂料添加剂，充分搅拌，调节粘度至客户要求水平，再搅拌半小时，即可。
实施例2：
将含有1份磷酸镁的水溶液与0.5份苯乙烯乳液混合均匀，再添加0.01份的钼酸钠、涂料添加剂，充分搅拌，调节粘度至客户要求水平，再搅拌半小时，即可。
实施例3：
将含有1份磷酸钙的水溶液与1份聚苯乙烯乳液混合均匀，再添加0.015份的钼酸锌、涂料添加剂，充分搅拌，调节粘度至客户要求水平，再搅拌半小时，即可。
实施例4：
将含有1份磷酸钙与磷酸钠的水溶液与2份酚醛树脂混合均匀，再添加0.02份的钼酸锌与钼酸钠混合物、涂料添加剂，充分搅拌，调节粘度至客户要求水平，再搅拌半小时，即可，磷酸钙与磷酸钠的重量比为1∶1，钼酸锌与钼酸钠的重量比为1∶2。
实施例5：
除所加的有机树脂为环氧树脂外，其余与实施例3相同。
实施例6：
除所加的有机树脂为聚氨酯外，其余与实施例3相同。
实施例7：
除在涂料中添加0.1份硅胶外，其余与实施例6相同。
实施例8：
除在涂料中添加0.01份硼酸外，其余与实施例6相同。
实施例9：
除不加钼酸钠外，其余与实施例2相同。
取厚度为0.5mm的无取向电工钢板，在退火处理后用橡胶辊涂覆设备涂覆实施例1-9，并在300℃(板温度)下烘烤，涂覆量为1.2g/m2。切取样品，将样品在氮气与氢气的体积比为9∶1的保护气氛中进行750℃保温2小时去应力退火。
结果如表1所示：
实施例1-8说明：实施例1-8均具有优良的间隙系数、粘结性能和冲切性能。750℃保温2小时的去应力退火后未见掉粉现象，层间电阻未见降低。
图1为实施例2与实施例9在3％NaCl溶液中的极化曲线。结果表明，涂层的耐蚀性得到了显著改善。
Claims (6)
1、一种无取向电工钢无铬绝缘涂料，其特征在于：包括金属磷酸盐、有机树脂、钼酸盐，金属磷酸盐、有机树脂、钼酸盐的重量比为1∶0.1-2∶0.0005-0.2。
2、根据权利要求1所述的一种无取向电工钢无铬绝缘涂料，其特征在于：所述的金属磷酸盐为磷酸铝、磷酸钙、磷酸锌和磷酸镁一种或数种混合物。
3、根据权利要求1所述的一种无取向电工钢无铬绝缘涂料，其特征在于：所述的有机树脂为丙烯酸树脂、聚苯乙烯、乙烯基乙酸树脂、环氧树脂、聚氨酯、尼龙、酚醛树脂、三聚氰胺、硅树脂、聚丙烯、聚乙烯一种或数种混合物。
4、根据权利要求1所述的一种无取向电工钢无铬绝缘涂料，其特征在于：所述的钼酸盐为钼酸铵、钼酸锌、钼酸钠一种或数种混合物。
5、根据权利要求1、2、3或4所述的一种无取向电工钢无铬绝缘涂料，其特征在于：在涂料中添加硅胶、硼酸、硼酸盐的一种或数种的混合物，它们的加入量为磷酸盐重量的0～10％。
6、根据权利要求1所述的一种无取向电工钢无铬绝缘涂料，其特征在于：在涂料中添加流平剂、增稠剂、固化剂、消泡剂。
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