CN1978563A - 一种环保型取向硅钢绝缘涂层 - Google Patents
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Abstract
无机钛酸盐水悬浮液，有偏钛酸盐，M(II)TiO3、正钛酸盐M(II) 2TiO4和复钛酸盐M(I) 2Ti2O5，其中M为金属，如钾、锂、钠；还有碱土金属，如钡、锶、镁、钙，还有锌、铁和铝；其占整个涂料量的17.2～28.2％；硼酸，用量占整个涂料量的0.17～13.9％；环氧乙烷和环氧丙烷聚合而成的共聚物，用量占整个涂料量的0.012～0.115％；填料，如二氧化硅、氧化铝、云母等。用量占整个涂料量的0～20％；其余为水。本发明环保型涂料所制造的取向硅钢产品中不含有对环境和人体有害的铬元素，产品属环保型产品，能够出口到欧盟等国家和地区，能够应用到诸如儿童玩具之类的对安全性要求较高的产品上去。而且这种涂层没有吸湿发粘的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于取向硅钢的绝缘涂层，尤其涉及一种环保型的绝缘涂层。
背景技术
取向硅钢表面有绝缘涂层，它的作用是提供表面的绝缘性能和给钢板施加拉应力，改善磁性能。
现在大部分的绝缘涂层中都含有铬元素，比如1973年日本川崎制铁公司的绝缘涂层中含有铬酸，用以提高层间电阻和耐吸湿性。
日本公开特许公报昭48-39338公开一种能给钢板施加应力的绝缘涂层，其中加入了0.2～4.5％铬酸用以改进涂液的润湿性和使磷酸盐中自由磷酸更稳定。
铬酸是对环境和人体有害的物质，欧盟已率先要求进入其区域的电工钢板涂层中不能含有铬元素，今后将有越来越多的国家和地区提出类似的要求。
日本专利JP2005068493、JP2000178760、JP2000169973和JP2000169972中都提出了用于取向硅钢的不含铬元素的绝缘涂层，但这些专利中的涂层都是以磷酸盐为主剂的体系，磷酸盐体系的一个缺点是在潮湿环境下容易吸水，造成钢板表面发粘。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不含有铬元素的取向硅钢绝缘涂层，去除了原有涂层中的铬酸，使得电工钢产品能够达到欧盟等国家和地区的环保要求，对环境和人体没有害处；而且本发明的涂层不会有吸潮发粘的问题。
本发明以钛酸盐为主剂的体系，既解决了铬元素造成的毒害问题，又避免了磷酸盐涂层的吸潮发粘问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是，环保型取向硅钢绝缘涂层，由以下几部分构成：
无机钛酸盐水悬浮液，有偏钛酸盐，M(II)TiO3、正钛酸盐M(II)2TiO4和复钛酸盐M(I)2Ti2O5，其中M为金属，常用的金属有钾、锂、钠；还有碱土金属，比如钡、锶、镁、钙，还有锌、铁和铝；无机钛酸盐用量占整个涂料量的17.2～28.2％，优选在20～28％。
无机钛酸盐的粒度在0.1～30微米，优选为0.5～10微米。
硼酸，用量占整个涂料量的0.17～13.9％，优选为2～4％；
环氧乙烷和环氧丙烷聚合而成的共聚物，用量占整个涂料量的0.012～0.115％，优选为0.03～0.05％。环氧乙烷和环氧丙烷共聚物的分子式为HO(C2H4O)a-(C3H6O)b-(C2H4O)cH，为淡黄色液体或固体；分子量1000～14000；环氧乙烷和环氧丙烷的比例用HBL值来表示，要求HBL值在0.5～30。这样的产品比如BASF公司生产的泊洛沙姆(poloxamer)，商品名普朗尼克(Pluronic)。
填料，选用本身机械强度高、耐水及耐热性能好的材料，如二氧化硅、氧化铝、云母等。用量占整个涂料量的0～20％。
其余为水。
将以上4种主要成分或需要的辅助组分和水进行混合，就得到了所需的取向硅钢环保涂料。混合可在带有搅拌的反应釜中进行。涂料加入涂层机供料系统就可进行涂敷。
本发明是以上述四种成份为主要成份并根据需要配上稀释剂、增韧剂、着色剂、阻燃剂、防锈剂、防沉剂、触变剂或消泡剂、表面调整剂、增粘剂、颜料分散剂、防腐剂等的各种添加剂组成。
所采用的稀释剂(如乙二醇单乙醚)、增韧剂(如聚丙二醇二缩水甘油醚)、着色剂(如二氧化钛或炭黑)、阻燃剂(如氢氧化铝)、防锈剂(如购自德国科宁公司的Nopcochex RD的水乳化性防锈剂)、防沉剂(如有机膨润土)、触变剂(如气相二氧化硅)或消泡剂(如购自德国科宁公司的Nopco 8034消泡剂)、增粘剂(如中国台湾三化实业有限公司的SO-Thick 30水性增粘剂)、颜料分散剂(如德国德固萨公司的Dispers 715w的颜料分散剂)、防腐剂(如美国安格斯化学公司的CANGUARD 327杀菌防腐剂)，它们的用量均为本行业内的常规用量。
采用经拉伸退火的取向电工钢板，进入涂层室进行双面涂敷，采用辊涂，使得带钢表面涂层均匀。涂层在烘烤炉内进行烘烤。冷却后进行卷取，就获得了性能优良的环保型绝缘涂层取向电工钢板。
本发明的有益效果
把环保型涂料应用于制造取向硅钢绝缘涂层，所制造的取向硅钢产品中不含有对环境和人体有害的铬元素，产品属环保型产品，能够出口到欧盟等国家和地区，能够应用到诸如儿童玩具之类的对安全性要求较高的产品上去。而且这种涂层没有吸湿发粘的问题。
具体实施方式
表1的实施例选用碱金属钛酸盐。
表1
| 成分(质量百分比) | 试验项目 | ||||||||||||
| 碱金属钛酸盐 | 硼酸 | 乙丙共聚物 | 填料 | 水 | 涂膜外观 | 附着性 | 绝缘性 | ||||||
| 偏钛酸钾 | 偏钛酸钠 | 偏钛酸锂 | 二氧化硅 | 氧化铝 | 云母 | ||||||||
| 实施例 | 1 | 17.2 | 1.39 | 0.013 | 5 | 76.4 | 良好 | 良好 | 良好 | ||||
| 2 | 20 | 0.17 | 0.012 | 20 | 59.8 | 良好 | 良好 | 良好 | |||||
| 3 | 27.6 | 0.19 | 0.03 | 0 | 72.2 | 良好 | 良好 | 良好 | |||||
| 4 | 19 | 0.19 | 0.115 | 20 | 60.7 | 良好 | 良好 | 良好 | |||||
| 5 | 24 | 0.19 | 0.05 | 10 | 65.8 | 良好 | 良好 | 良好 | |||||
| 6 | 28.2 | 0.17 | 0.016 | 0 | 71.6 | 良好 | 良好 | 良好 | |||||
| 比较例 | 1 | 15 | 0.76 | 0.1 | 20 | 64.1 | 良好 | 良好 | 不好 | ||||
| 2 | 28.2 | 0 | 0.03 | 3 | 68.8 | 良好 | 不好 | 良好 | |||||
注：上述实施例中涂层板在潮湿环境下均没有吸湿现象发生。
表2给出了碱土金属钛酸盐的实施例。
表2
| 成分(质量百分比) | 试验项目 | ||||||||||||
| 碱土金属钛酸盐 | 硼酸 | 乙丙共聚物 | 填料 | 水 | 涂膜外观 | 附着性 | 绝缘性 | ||||||
| 钛酸镁 | 钛酸钙 | 钛酸锶 | 钛酸钡 | 二氧化硅 | 云母 | ||||||||
| 实施例 | 1 | 24.9 | 0.19 | 0.03 | 9 | 65.9 | 良好 | 良好 | 良好 | ||||
| 2 | 25.5 | 0.38 | 0.05 | 0 | 74.1 | 良好 | 良好 | 良好 | |||||
| 3 | 24.6 | 0.19 | 0.05 | 8 | 67.2 | 良好 | 良好 | 良好 | |||||
| 4 | 24 | 0.19 | 0.05 | 10 | 65.8 | 良好 | 良好 | 良好 | |||||
注：上述实施例中涂层板在潮湿环境下均没有吸湿现象发生。
表3给出了其它钛酸盐的实施例
表3
| 成分(质量百分比) | 试验项目 | ||||||||||||
| 碱金属钛酸盐 | 硼酸 | 乙丙共聚物 | 填料 | 水 | 涂膜外观 | 附着性 | 绝缘性 | ||||||
| 钛酸铁 | 钛酸铝 | 钛酸锌 | 二氧化硅 | 氧化铝 | 云母 | ||||||||
| 实施例 | 1 | 25.2 | 0.19 | 0.03 | 8 | 66.6 | 良好 | 良好 | 良好 | ||||
| 2 | 26.4 | 0.19 | 0.02 | 5 | 68.4 | 良好 | 良好 | 良好 | |||||
| 3 | 23.4 | 0.19 | 0.03 | 14 | 0 | 62.4 | 良好 | 良好 | 良好 | ||||
注：上述实施例中涂层板在潮湿环境下均没有吸湿现象发生。
Claims (11)
1.一种环保型取向硅钢绝缘涂层，其组分质量百分比为：
无机钛酸盐水悬浮液，其为偏钛酸盐，M(II)TiO3、正钛酸盐M(II)2TiO4或复钛酸盐M(I)2Ti2O5，无机钛酸盐用量占整个涂料量的17.2～28.2％；
硼酸，用量占整个涂料量的0.17～13.9％；
环氧乙烷和环氧丙烷聚合而成的共聚物，用量占整个涂料量的0.012～0.115％；
其余为水。
2.如权利要求1所述的环保型取向硅钢绝缘涂层，其特征是，所述的无机钛酸盐中的M为金属，如钾、锂或钠。
3.如权利要求1所述的环保型取向硅钢绝缘涂层，其特征是，所述的无机钛酸盐中的M为碱土金属，如钡、锶、镁、钙。
4.如权利要求1所述的环保型取向硅钢绝缘涂层，其特征是，所述的无机钛酸盐中的M为金属，如锌、铁或铝。
5.如权利要求1所述的环保型取向硅钢绝缘涂层，其特征是，无机钛酸盐用量占整个涂料量的20～28％，，以质量百分比计。
6.如权利要求1所述的环保型取向硅钢绝缘涂层，其特征是，无机钛酸盐的粒度在0.1～30微米。
7.如权利要求1所述的环保型取向硅钢绝缘涂层，其特征是，无机钛酸盐的粒度为0.5～10微米。
8.如权利要求1所述的环保型取向硅钢绝缘涂层，其特征是，硼酸，用量占整个涂料量的2～4％，以质量百分比计。
9.如权利要求1所述的环保型取向硅钢绝缘涂层，其特征是，环氧乙烷和环氧丙烷聚合而成的共聚物，其用量占整个涂料量的0.03～0.05％，以质量百分比计。
10.如权利要求1所述的环保型取向硅钢绝缘涂层，其特征是，环氧乙烷和环氧丙烷聚合而成的共聚物的分子量为1000～14000；环氧乙烷和环氧丙烷的比例HBL值在0.5～30。
11.如权利要求1所述的环保型取向硅钢绝缘涂层，其特征是，还包含填料，如二氧化硅、氧化铝或云母，其用量占整个涂料量的0～20％，以质量百分比计。
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