[发明专利]用于焊接的半有机-半无机硅钢片涂液及制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种用于焊接的半有机‑半无机硅钢片涂液，该半有机‑半无机硅钢片涂液由无机组分、有机硅改性丙烯酸乳液、硅烷聚合物、多元醇、消泡剂按质量比(8～24)：1：(0.1～0.8)：(0.1～1)：(0.01～0.05)组成。本发明还公开了上述半有机‑半无机硅钢片涂液的制备方法与应用。本发明的涂液耐酸稳定性、机械稳定性高；涂层的附着力、光泽度及硬度好，成膜质量均匀；涂层中含有Si‑O键，大大改善了涂层的焊接性能。

技术领域

本发明涉及一种冷轧硅钢片涂料，特别是指一种用于焊接的半有机-半无机硅钢片涂液及制备方法与应用。

背景技术

冷轧无取向硅钢片主要用于制造各种型号的电机铁芯。硅钢片在制作铁芯过程中需要叠在一起使用，制成的电机在工作频率下运行时，交变磁场导致铁芯中产生涡流损耗。因此需要在硅钢片表面涂覆绝缘涂层，这种绝缘涂层不仅需要具有良好的绝缘性，还要具有良好冲片性、附着性及耐蚀性。

用于无取向硅钢涂层主要是铬酸盐-丙烯酸树脂类半无机半有机涂层，该技术配方主要为武钢从日本新日铁引进冷轧硅钢涂层配方技术并沿用至今。其中，无机组分主要是氧化锌、铬酐、硼酸等物质，有机组分主要是纯丙烯酸乳液热固化交联树脂，其主要成分为硬单体甲基丙烯酸甲酯、软单体丙烯酸乙酯和交联单体N-羟甲基丙烯酰胺通过一定比例进行乳液聚合而得。

目前，国内各大钢厂为适应下游电机厂提出的不同需求，生产无取向硅钢时采用的均为上述涂层配方或在此配方基础上进行的部分改良。但现有的改良产品无法有效满足用户的涂层个性化需求，导致下游客户投诉质量问题较多，特别是用户制作铁芯时，采用焊接工艺将铁芯端部进行连接，但是在焊接过程中硅钢涂层中有机组分在高温下热分解，产生大量气体并从硅钢片铁芯层间逸出冲破焊缝，导致焊缝处留下大量孔洞，影响了焊接质量。用户只能采取铁芯报废，或者对焊缝进行补焊处理等措施。为此，针对改善焊接性能无取向硅钢涂层的研发及应用显得迫在眉睫。

日本专利昭63-26313(1988)在临界变形二次冷轧法制造半成品时，先用Ra＝0.3μm光面轧辊，在用Ra＝3.0～4.5μm粗面轧辊经1％～5％压下后涂绝缘膜，改善了绝缘膜的附着性、冲片性和焊接性，冲片退火后绝缘膜不脱落，磁性基本不变坏，但叠片系数降低。日本专利平3-47919(1991)将热轧板经700～850℃×5～15h预退火，使冷轧前晶粒尺寸达到ASTMNo.2～4，经光面轧辊冷轧和退火后，表面残存有原粗大晶粒痕迹，波高为2～6μm，也可改善焊接性。日本专利平3-72024(1991)和平1-309304(1989)为改善焊接性，采用激光照射、化学浸蚀、电子束或等离子火焰处理等方法，使轧辊表面形成规整排列的凸凹区，钢板表面凸区上端部为平台状，这可使焊接产生的气体跑掉并防止叠片系数降低。

上述专利为改善涂层焊接性能，主要采取增加轧辊粗糙度或者使轧辊表面形成凸凹区，从而通过轧制提高钢板表面粗糙度，当对硅钢片冲片叠成铁芯后沿端面焊接时，涂层中的有机组分高温分解气体能够迅速从叠片缝隙中逸出，从而不会冲破焊缝，达到改善焊接质量的目的。

上述专利对于当前各大钢厂均采用酸轧联合机组大批量生产冷轧硅钢片时存在不适用性。由于酸轧联合机组轧制速度快，成品道次轧制速度可达到1000-1500m/min，单根轧辊轧制产量高。而对焊接性能有需求的硅钢片必须满足经涂层后的成品表面粗糙度Ra≥0.3μm，相对于普通的硅钢片经涂层后的成品表面粗糙度(Ra≤0.2μm)要高。当轧制有焊接性能需求的硅钢片时，需要单独配置成品道次表面粗糙度Ra≥0.5μm的轧辊，并且需要停机更换轧辊和制定单独的轧制工艺，以防止板面粗糙度过大，影响叠片系数，这极大地影响了酸轧联机的作业效率和轧辊消耗。目前，市面上通过涂液配方和涂层工艺的调整，以达到改善焊接性能目的的专利未有发表，难以满足用户个性化需求。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于焊接的半有机-半无机硅钢片涂液，该涂液涂覆于硅钢片，可大幅改善硅钢片的焊接性能。