CN107532036B - 卷材以及电工钢带或电工钢片 - Google Patents

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Abstract

本发明给出一种卷材以及电工钢带或电工钢片,其具有至少一个设置在其一个平面侧上的热固化的热熔粘结漆层,即烤漆层,其具有环氧树脂基料、至少一种固化剂以及至少一种填料。为了达到高的储存稳定性和长期耐热性而提出的是,烤漆层的填料具有金属碳酸盐、金属硫酸盐、金属硫化物、金属硅酸盐或者金属磷酸盐,或者它们中的多种的任意混合物。

Description

卷材以及电工钢带或电工钢片
技术领域
本发明涉及一种电工钢带或电工钢片,其具有至少一个设置在其一个平面侧上的热固化的烤漆层,该烤漆层具有环氧树脂基料、至少一种固化剂以及至少一种填料。
背景技术
作为电工钢带或者钢片的涂层,由现有技术(WO2014/089593A1)已知热固化的热熔粘结漆或者烤漆。
在现有技术中,热固化的热熔粘结漆(也称为烤漆)指的是具有热熔粘结剂的反应性粘结剂体系。这样的例如由EP0008811A1已知的热熔粘结漆可以例如呈现为热固化的或者可热固化的热熔粘结剂的溶液。在去除溶剂后,可以通过所谓的烘烤过程(即通过供热)使该热熔粘结剂首先粘结,然后固化。
然而,不利的是已表明在由具有环氧树脂基热固化烤漆层的电工钢带或电工钢片制成的叠片组的情况下稳定性降低。因此在烤漆的最终交联后可以发现在使用寿命期间明显下降的附着强度和电绝缘电阻。然而,采用固化的烤漆层中提高的交联密度来克服该缺点的可能性由于具有热固化烤漆层的电工钢带或者钢片的储存稳定性而受到限制。
发明内容
因此,从开头所述的现有技术出发,本发明的任务是改变具有环氧树脂基料的烤漆层,使得一方面具有热固化的并因此仍可固化的烤漆层的电工钢带或电工钢片可以具有高的储存稳定性,另一方面由具有最终交联的烤漆层的该电工钢带或电工钢片制成的物品可以具有高的稳定性。
本发明通过如下方式解决:烤漆层的填料具有金属碳酸盐、金属硫酸盐、金属硫化物、金属硅酸盐或者金属磷酸盐,或者它们中的多种的任意混合物。
如果烤漆层的填料具有一种金属碳酸盐、金属硫酸盐、金属硫化物、金属硅酸盐或者金属磷酸盐或者它们中的多种的任意混合物,那么可以出人意料地发现的是,可以因此显著提高最终交联状态下粘结材料的烤漆结合的稳定性。尤其是可以发现提高的长期耐热性,这本身可以保证在相对较长的工作时间后,例如叠片组的粘结材料的烘烤后烤漆连接的提高的剥离强度。
这些优点是普遍的,这在于它不一定需要交联的烤漆层的交联密度的变化,从而根据本发明也可以在涂有热固化的并且因此是可热固化的或者可交联的(即反应性的)烤漆的电工钢带或者钢片上实现相对较高的储存稳定性。已证明相对于其他填料特别优选的是金属碳酸盐和金属硫酸盐作为填料。金属碳酸盐和金属硫酸盐相对于其他填料不仅可以在液态的烤漆的储存稳定性方面带来改善,而且可以在固化的烤漆的强度方面带来改善。这尤其适用于作为金属碳酸盐的碳酸钙以及作为金属硫酸盐的硫酸钡。此外,根据本发明的填料可以改善由根据本发明的具有仍可交联的烤漆层或者热熔粘结漆层的电工钢片制成的储存卷材的形状稳定性。这些填料可以例如有助于提高烤漆层的表面粗糙度并因此使电工钢带的自主开卷变得困难。一般而言要提及的是,当电工钢带的两个平面侧都具有烤漆层时,这可以是尤其有利的。
如果热固化的烤漆层具有5至25体积%或者5至20体积%的填料,那么这可以阻止在烤漆层的无压热固化过程中层厚度可能的提高,这种提高可以归因于烤漆层的加热阶段过程中的回弹效应。然而,根据本发明的填料将烤漆层的流动性降低到使得直到开始化学反应时也不发生回弹,并因此不发生在交联状态下烤漆层的层厚度的提高。在这种情况下,可以突出地优选7至16体积%。
当热固化烤漆层具有6至10体积%的固化剂以及74至85体积%的例如作为余量的环氧树脂作为基料时,得到一种有利的组合物。除了作为余量的环氧树脂基料以外,烤漆层中还可以含有可能的杂质。
对于填料,例如碳酸钙(CaCO3)可以作为出色的金属碳酸盐。碳酸钙可以具有相对较高的抗氧化性,这可以明显提高烤漆的稳定性。此外,碳酸钙在固化的烤漆中的结构在强度的提高过程方面表现突出。
在使用作为金属硫酸盐的硫酸钡(BaSO4)作为填料时,则可以有助于固化的烤漆的进一步的强度提高。
对于填料,例如硫化锌(ZnS)可以作为出色的金属硫化物。对于填料,例如硅酸镁(MgO3Si)或者硅酸铝可以作为出色的金属硅酸盐。此外,金属磷酸盐例如磷酸锌Zn3(PO4)2可以作为出色的填料。此外,对于填料,例如锌钡白可以作为出色的混合物。
在填料具有0.6至3微米的平均粒度时,则可以进一步提高交联的烤漆层的附着强度。
如果固化剂具有双氰胺基料,则有助于进一步提高烤漆层的储存稳定性。
为了便于电工钢带或者钢片的加工,烤漆层可以具有至少两种固化剂,它们具有不同的与环氧树脂基料的反应性,例如在室温条件下和/或在烤漆层的干燥过程中,例如在180至240摄氏度的条件下。例如可以因此通过两种固化剂之一的预反应调节烤漆层的储存稳定性和/或粘度。
通过以双酚A(2,2-双-(4-羟基苯基)-丙烷)作为环氧树脂基料,可以保证出色的机械性能以及良好的胶粘性。一般而言要提及的是,环氧树脂基料可以基于多元酚的缩水甘油醚,例如象双酚A这样。
优选地,电工钢带或者钢片在其两个平面侧上均具有热固化的烤漆层,以保护它免受环境影响或者因此便于其再加工。
优选地,可以将电工钢带或者钢片卷成卷材,并在这种卷起的状态下由于根据本发明的填料而保证卷材的高的形状稳定性。例如当电工钢带或者电工钢片在其两个平面侧上均具有热固化的烤漆层时也是这样。
本发明尤其可能突出的是使用金属碳酸盐、金属硫酸盐、金属硫化物、金属硅酸盐或者金属磷酸盐或者它们中的多种的任意混合物作为热固化的烤漆中的填料,该烤漆具有环氧树脂基料并具有固化剂,以提高由卷起的电工钢带或者电工钢片制成的卷材的形状稳定性,该电工钢带或电工钢片在其至少一个平面侧上用烤漆涂布。
此外,金属碳酸盐、金属硫酸盐、金属硫化物、金属硅酸盐或者金属磷酸盐或者它们中的多种的任意混合物可以作为填料用于热固化的烤漆中,该烤漆具有环氧树脂基料并具有固化剂,以提高由电工钢带或电工钢片生产的叠片组的长期耐热性,其中电工钢带或电工钢片在其至少一个平面侧上用烤漆涂布。
根据本发明的技术效果可以在5至25体积%或者5至20体积%或者甚至7至16体积%的金属碳酸盐、金属硫酸盐、金属硫化物、金属硅酸盐或者金属磷酸盐或者它们中的多种的任意混合物的情况下实现。
具体实施方式
下面示例性地参照实施例更详细地解释本发明。
为了证明所取得的效果,将电工钢带用不同组成的烤漆涂布,并且将这些涂有烤漆的电工钢带在200摄氏度下工作200小时后研究其储存稳定性和剥离强度。
在表1中列出不同的烤漆层。
烤漆层 环氧树脂基料 填料 固化剂
1 双酚A 无填料 双氰胺
2 双酚A CaCO3 双氰胺
3 双酚A BaSO4 双氰胺
表1:所研究的烤漆层概况
所有受测试的烤漆层1、2和3具有环氧树脂基料和6至10体积%的固化剂,其中烤漆层2和3与第一种烤漆层不同的是分别具有5至20体积%的填料,该填料具有0.6至3微米的粒度。优选地,烤漆层1、2和3各自具有74至85体积%的环氧树脂基料,或者一般地说各自具有作为余量的环氧树脂基料。
此外可以考虑的是在烤漆层中使用多种固化剂。优选地添加另一种固化剂,它与双氰胺固化剂相比在室温下和/或在烤漆层的干燥过程中(例如在180至240℃)是反应速度更快的,从而可以通过与环氧树脂基料的预反应例如调节烤漆层的粘度。这也可以有利地阻止在将由钢带分离的板件粘合成叠的过程中烤漆层的挤出。为此,例如可以考虑冷固化的胺(例如:AEP即n-氨基乙基哌嗪、脂环族多胺)作为额外的固化剂。此外一般而言要提及的是,根据本发明的填料可以是非活性的或者活性的或者为此官能化的填料。
一般而言要提及的是,所给出的体积百分比基于烤漆层的固体的总量或者所提及的体积百分比合计为固体总量的100体积%。
从图1可以看出具有热固化的或者可热固化的烤漆层1、2或3的电工钢带,它们作为卷材储存并随后在烘烤烤漆层1、2或3的情况下再加工成叠片组。与具有烤漆层1的电工钢带相比,在具有烤漆层2和3的电工钢带的情况下,在200摄氏度热老化200工作小时后可以观察到明显更高的剥离强度,这在图1中的剥离强度的归一化曲线上可以看到。
此外,由具有热固化的并因此仍可固化的烤漆层2和3的电工钢带制成的卷材从卷起状态直至再加工成叠片组表现出高的形状稳定性。这种形状稳定性还明显更高于由具有热固化的并因此仍可固化的烤漆层1的电工钢带制成的卷材。

Claims (14)

1.一种用于通过热固化的热熔粘结漆的烘烤而生产叠片组的电工钢带或电工钢片,所述电工钢带或电工钢片具有至少一个设置在其一个平面侧上的热固化的热熔粘结漆层,即烤漆层,所述烤漆层具有环氧树脂基料、至少一种具有双氰胺基料的固化剂以及至少一种填料,其特征在于,烤漆层的填料具有金属碳酸盐、金属硫酸盐、金属硫化物、金属硅酸盐或者金属磷酸盐,或者它们中的多种的任意混合物,并且所述烤漆层是粘结和反应性的。
2.根据权利要求1的电工钢带或电工钢片,其特征在于,热固化烤漆层具有5至25体积%或者5至20体积%或者7至16体积%的填料。
3.根据权利要求2的电工钢带或电工钢片,其特征在于,热固化烤漆层具有:
6至10体积%的固化剂,以及
74至85体积%的作为基料的环氧树脂。
4.根据权利要求1、2或3的电工钢带或电工钢片,其特征在于,金属碳酸盐为碳酸钙。
5.根据权利要求1、2或3的电工钢带或电工钢片,其特征在于,金属硫酸盐为硫酸钡。
6.根据权利要求1、2或3的电工钢带或电工钢片,其特征在于,
金属硫化物为硫化锌,
金属硅酸盐为硅酸镁或者硅酸铝,
金属磷酸盐为磷酸锌,或者
混合物为锌钡白。
7.根据权利要求1、2或3的电工钢带或电工钢片,其特征在于,填料具有0.6至3微米的平均粒度。
8.根据权利要求1、2或3的电工钢带或电工钢片,其特征在于,烤漆层具有至少两种固化剂,它们具有不同的与环氧树脂基料的反应性。
9.根据权利要求1、2或3的电工钢带或电工钢片,其特征在于,环氧树脂基料为双酚A。
10.根据权利要求1、2或3的电工钢带或电工钢片,其特征在于,电工钢带或者电工钢片在其两个平面侧上均具有热固化的烤漆层。
11.一种卷材,其具有卷起的根据权利要求1至10中任意一项所述的电工钢带或电工钢片。
12.金属碳酸盐、金属硫酸盐、金属硫化物、金属硅酸盐或者金属磷酸盐或者它们中的多种的任意混合物在热固化的热熔粘结漆即烤漆中作为填料以提高由卷起的电工钢带或电工钢片制成的卷材的形状稳定性的用途,所述热熔粘结漆具有环氧树脂基料并具有固化剂,所述电工钢带或电工钢片在其至少一个平面侧上涂布有所述烤漆,并且所述烤漆是粘结和反应性的。
13.金属碳酸盐、金属硫酸盐、金属硫化物、金属硅酸盐或者金属磷酸盐或者它们中的多种的任意混合物在热固化的热熔粘结漆即烤漆中作为填料以提高由电工钢带或电工钢片生产的叠片组的长期耐热性的用途,所述热熔粘结漆具有环氧树脂基料并具有固化剂,其中电工钢带或电工钢片在其至少一个平面侧上涂布有所述烤漆,并且所述烤漆层是粘结和反应性的。
14.根据权利要求12或者13的用途,其特征在于,使用5至25体积%或者5至20体积%或者7至16体积%的金属碳酸盐、金属硫酸盐、金属硫化物、金属硅酸盐或者金属磷酸盐或者它们中的多种的任意混合物。
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