CN105111868A

CN105111868A - 一种自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料及其制备方法

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Publication number: CN105111868A
Application number: CN201510610697.9A
Authority: CN
Inventors: 徐�明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-09-23
Filing date: 2015-09-23
Publication date: 2015-12-02

Abstract

本发明公开了一种自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料及其制备方法，属于金属表面涂料领域。本发明的自粘结涂料制备过程为，在纯水中依次加入水溶性丙烯酸树脂10％～40％、双氰胺1％～8％、乙二醇苯醚1％～7％、无机填料2％～14％、二甲基乙醇胺1.5％～3.5％、脂肪酸聚乙二醇酯0.2％～0.9％、炔二醇表面活性剂0.1％～0.4％，搅拌5～30min；然后进行砂磨，磨至浆料的粒径D₅₀在0.5～1.5微米；搅拌下向磨好的浆料中加入水性环氧树脂25％～65％，搅拌10～60min后，过筛网出料，在筛网出料中加入纯水，搅拌10~20min，即成自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料。

Description

一种自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及金属表面涂料技术领域，更具体地说，涉及一种自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料及其制备方法。

背景技术

通常，电机铁芯需要在硅钢片表面上涂覆绝缘涂层，再将其依次冲压成预定形状、堆叠并通过焊接、锁扣、铆接等方法将其连接在一起而形成磁芯。大多数硅钢片均通过焊接、螺栓连接、自扣式或铆接方式组装成铁芯，但这些铁芯的固定方式是芯片局部“点”固定方式，其连接力不高，难以满足对紧固强度要求很高的铁芯。此外，焊接、铆接方式对许多微型电机铁芯也不适用。因此，将硅钢片之间通过“面”固定方式粘接在一起形成铁芯的方法成为一种提高紧固强度的有效途径。如果在每一片冲剪好的铁芯片上涂粘接剂，这种方式的生产效率非常低，还存在粘接状况难以控制和不均等问题，而用带有自粘接涂层的电工钢制成的铁芯固定牢靠，电机效率高，振动小，噪音低。自粘结涂料通过辊涂或喷涂的方式涂敷到连续式运转的钢板上，进入干燥炉内采用明火或热空气加热一定时间后形成自粘结涂层。自粘结涂层具有绝缘强度高、耐腐蚀性好、冲片性好、粘结强度高的特点。涂敷自粘结涂层的电工钢板根据电机的要求进行裁剪、冲片，形成一定形状的钢片，在一定的压力、温度下，固化一定时间后，就可以形成具有良好机械强度和刚度的铁芯。由于自粘结涂层采用高分子材料作为主剂，以自粘结的形式紧固，所以在冲片性和紧固成铁芯后的性能等多方面具有优异的特性。

目前一些成熟应用的溶剂型自粘结涂料是采用有机溶剂溶解环氧树脂后，再配合固化剂等而制成，存在的主要问题是有机溶剂比如甲苯、二甲苯、N甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺等，溶剂的毒性比较大，涂料的VOC(挥发性有机溶剂)也很高，在使用时存在易燃易爆等安全隐患，并且不环保。为解决以上问题，市场上亟需环保型的自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中电机硅钢片粘接涂料综合性能差、固化程度不易控制、挥发性有机溶剂含量高的不足，提供了一种自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料及其制备方法，本发明采用丙烯酸树脂、环氧树脂作为主成膜剂，以硅酸铝钠、气相二氧化硅作为辅助成膜剂提供无机物骨架，使涂层的抗挤压变形能力提高，其耐冲击性能好，绝缘性高，耐水性优异，而且涂料中易挥发有机溶剂含量极低，属于环保型涂料。

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料，该涂料中的各组分及其质量百分比为：水溶性丙烯酸树脂10％～40％、水性环氧树脂25％～65％、双氰胺1％～8％、乙二醇苯醚1％～7％、无机填料2％～14％、二甲基乙醇胺1.5％～3.5％、脂肪酸聚乙二醇酯0.2％～0.9％、炔二醇表面活性剂0.1％～0.4％、余量为纯水。

作为本发明更进一步的改进，所述的一种自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料，该涂料中的各组分及各组分的质量百分比为：水溶性丙烯酸树脂25％、水性环氧树脂50％、双氰胺3％、乙二醇苯醚4％、无机填料5％、二甲基乙醇胺2％、脂肪酸聚乙二醇酯0.6％、炔二醇表面活性剂0.2％、余量为纯水。

作为本发明更进一步的改进，所述的无机填料包括硅酸铝钠和气相二氧化硅。由于两者粒径很小，因此比表面积大，表面吸附力强，分散性能好，热阻、电阻等方面具有特异的性能；此外，采用超细无机填料硅酸铝钠以及纳米无机填料气相二氧化硅作为涂层的抗压骨架，使得自粘结涂层在加热、加压条件下的二次固化过程中涂层不会被挤出。

作为本发明更进一步的改进，所述无机填料中各组分占物料总量质量百分比为：硅酸铝钠1％～8％、气相二氧化硅1％～6％。

作为本发明更进一步的改进，所述的水溶性丙烯酸树脂的玻璃化温度Tg为60～110℃。

作为本发明更进一步的改进，所述的水性环氧树脂的环氧值为0.10～0.46mol/100g。

一种自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料的制备方法，其步骤为：

步骤1)、搅拌下，在纯水中依次加入二甲基乙醇胺、水溶性丙烯酸树脂、乙二醇苯醚、脂肪酸聚乙二醇酯、炔二醇表面活性剂、硅酸铝钠、气相二氧化硅、双氰胺，搅拌5～30min；

步骤2)、将搅拌好的浆料放入砂磨机进行砂磨，磨至浆料的粒径D₅₀在0.5～1.5微米；

步骤3)、搅拌下，向磨好的浆料中加入水性环氧树脂，搅拌10～60min后，过5000目的筛网出料；

步骤4)、搅拌下，在步骤3的筛网出料中加入纯水，搅拌10~20min，即成自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料。

其中，步骤1与步骤4中纯水的质量比为8:2

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料，采用丙烯酸树脂、环氧树脂作为主成膜物，相对于以往以单一环氧树脂为成膜物的自粘结涂料，自粘结涂料耐冲击性能好，绝缘性高，耐水性优异；

(2)本发明的一种自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料，以水为主溶剂，毒性挥发物质含量低，涂料中不含重金属等环境污染物，属于环保型涂料；

(3)本发明的一种自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料的制备方法，采用了两阶段粘合的设计，即丙烯酸树脂的粘结范围在60～110℃，环氧树脂固化温度在150～220℃，两段粘结工艺温差大，钢厂在使用时的工艺窗口温度控制简单，通过玻璃化温度Tg在60～110℃的水溶性丙烯酸树脂结合乙二醇苯醚可以实现低温成膜，钢厂加工后涂层不会发生冷粘结现象，从而避免了以往自粘结涂料在固化不良时经常出现的冷粘结问题；

(4)本发明的一种自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料的制备方法，加入了超细无机填料硅酸铝钠以及纳米无机填料气相二氧化硅作为涂层的抗压骨架，通过砂磨控制涂料的填料粒径D₅₀在0.5～1.5微米，可以实现无机粒子之间的粒度级配，从而使得自粘结涂层在加热、加压条件下的二次固化过程中涂层不会被挤出。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合实施例1-3对本发明作详细描述。

实施例1

本实施例的一种自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料，其制备方法为：

搅拌下，按照质量百分比，在纯水中依次加入1.5％的二甲基乙醇胺、20％水溶性丙烯酸树脂、1％的乙二醇苯醚、0.2％的脂肪酸聚乙二醇酯、0.1％的炔二醇表面活性剂、1％的硅酸铝钠、1％的气相二氧化硅、1％的双氰胺，搅拌20min；然后将搅拌好的浆料放入砂磨机进行砂磨，磨至浆料的粒径D₅₀在0.5微米；最后在搅拌下，向磨好的浆料中加入65％的水性环氧树脂，搅拌50min后，过5000目的筛网出料，筛网出料中加入纯水，搅拌10min，即成自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料。

实施例2

搅拌下，按照质量百分比，在纯水中依次加入3.5％的二甲基乙醇胺、30％的水溶性丙烯酸树脂、7％的乙二醇苯醚、0.9％的脂肪酸聚乙二醇酯、0.4％的炔二醇表面活性剂、8.0％的硅酸铝钠、6.0％的气相二氧化硅、8％的双氰胺，搅拌20min；然后将搅拌好的浆料放入砂磨机进行砂磨，磨至浆料的粒径D₅₀在0.8微米；最后在搅拌下，向磨好的浆料中加入25％的水性环氧树脂，搅拌30min后，过5000目的筛网出料，筛网出料中加入纯水，搅拌20min，即成自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料。

实施例3

搅拌下，按照质量百分比，在纯水中依次加入2％的二甲基乙醇胺、25％的水溶性丙烯酸树脂、4％的乙二醇苯醚、0.6％的脂肪酸聚乙二醇酯、0.2％的炔二醇表面活性剂、3％的硅酸铝钠、2％的气相二氧化硅、3％的双氰胺，搅拌25min；然后将搅拌好的浆料放入砂磨机进行砂磨，磨至浆料的粒径D₅₀在1.0微米；最后在搅拌下，向磨好的浆料中加入50％的水性环氧树脂，搅拌50min后，过5000目的筛网出料，筛网出料中加入纯水，搅拌15min，即成自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料。

以上实施例1-3中，由于涂料助剂(脂肪酸聚乙二醇酯、防沉剂、成膜助剂等)和二甲基乙醇胺的加入，涂料长时间放置不分层，成膜性好，涂层表面光泽度高，60℃以下涂层不发生冷粘结现象，按照国家标准GB/T23985-2009《色漆和清漆挥发性有机化合物(VOC)含量的测定差值法》测定，挥发性有机物(VOC)小于50g/L，VOC含量小于我国水性内墙涂料80g/L的指标，相对于以往的溶剂型自粘结涂料(VOC含量在300g/L以上)，本发明的水性自粘结涂料环保性更佳。

相对于以往的溶剂型自粘结清漆(不含无机填料)，采用本发明的水性自粘结涂料所制成的自粘结涂层，在后期加热自粘结时，由于涂层中有较多的无机填料骨架，因而涂层不会被挤压溢出；另外，乙二醇苯醚的加入使得涂料的成膜性能更加优异，涂层表面光滑，自粘结固化时涂层接触面积大，粘结强度高。本发明的水性自粘结涂料，由于采用了脂肪酸聚乙二醇酯、防沉剂以及其他表面活性剂，在涂料制备中，无机填料能均匀分散悬浮在涂料中，并在成膜过程中防止填料的团聚现象发生，增加了涂料储存、使用的稳定性。

本发明使用高玻璃化温度的丙烯酸树脂与环氧树脂潜伏型固化剂双氰胺配合使用，使得自粘结涂层在自粘结固化过程中，涂层固化交联稳定，粘结强度高，对电工钢板的粘结牢固稳定，按照国家标准GB/T2791-1995《胶粘剂T剥离强度试验方法挠性材料对挠性材料》测试，实施例1-5的自粘结涂料所制备的涂层剥离强度在为10N/mm以上，优于目前同类型自粘结涂层最大仅6.4N/mm的涂层剥离强度。

以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料，其特征在于：该涂料中的各组分及各组分的质量百分比为：水溶性丙烯酸树脂10％～40％、水性环氧树脂25％～65％、双氰胺1％～8％、乙二醇苯醚1％～7％、无机填料2％～14％、二甲基乙醇胺1.5％～3.5％、脂肪酸聚乙二醇酯0.2％～0.9％、炔二醇表面活性剂0.1％～0.4％、余量为纯水。

2.根据权利要求1所述的一种自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料，其特征在于：该涂料中的各组分及各组分的质量百分比为：水溶性丙烯酸树脂25％、水性环氧树脂50％、双氰胺3％、乙二醇苯醚4％、无机填料5％、二甲基乙醇胺2％、脂肪酸聚乙二醇酯0.6％、炔二醇表面活性剂0.2％、余量为纯水。

3.根据权利要求1或2所述的一种自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料，其特征在于：所述的无机填料包括硅酸铝钠和气相二氧化硅。

4.根据权利要求3所述的一种自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料，其特征在于：所述无机填料中各组分占物料总量质量百分比为：硅酸铝钠1％～8％、气相二氧化硅1％～6％。

5.根据权利要求1或2所述的一种自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料，其特征在于：所述的水溶性丙烯酸树脂的玻璃化温度Tg为60～110℃。

6.根据权利要求1或2所述的一种自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料，其特征在于：所述的水性环氧树脂的环氧值为0.10～0.46mol/100g。

7.权利要求1~6中任意一项所述的一种自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料的制备方法，其步骤为：

8.权利要求7所述的一种自粘结高压电机铁芯硅钢片涂料的制备方法，其特征是，步骤1与步骤4中纯水的质量比为8:2。