[发明专利]一种无取向电工钢用绝缘涂液

说明书

本发明涉及一种无取向电工钢片绝缘涂液，它的主要有效成分包括有机树脂、水溶性磷酸二氢盐、硅溶胶、涂料助剂、和特定水溶性金属盐。上述各组分的质量组成比例为：有机树脂100份，水溶性磷酸二氢盐100‑250份，硅溶胶0‑100份、涂料助剂0‑20份，特定水溶性金属盐10‑50份，其余为水，涂液的固含量为15～40％。其中特定水溶性金属盐是指水溶性磷酸二氢盐以外的二价或多价金属盐，这种盐可以在磷酸二氢盐溶液中稳定存在，但是在电工钢涂层烧结温区会氧化或分解。本发明的绝缘涂液固化速度快且固化彻底，涂层具有优异的耐盐雾性能。

技术领域

本发明涉及无取向电工钢用型绝缘涂液，具体的说，是指在无取向电工钢片生产过程中涂覆于其表面的涂液，固化成膜后起到绝缘防腐蚀等作用。

背景技术

电工钢片又称为硅钢片或矽钢片，主要用于制造各种电机、变压器和镇流器的铁芯以及各种电器元件，生产过程中其表面必需涂覆一层很薄的绝缘涂层，以提高表面电阻，减少使用过程中的功率损耗，增加储运及使用过程的耐腐蚀性能。

对电工钢绝缘涂层的一般要求为：具有一定的绝缘性能，良好的附着性和加工性能，良好的抗腐蚀性能和耐热性能等。

电工钢片绝缘涂液按照组成成分可以分为：纯无机涂层、有机涂层和无机/有机混合涂层三大类，目前应用较多的为无机/有机混合涂层。在早期的涂液中普遍使用六价铬化合物如重铬酸锌或重铬酸镁以提高耐腐蚀性和表面电阻(如US 3793073,US 4618377)。由于六价铬对人体及环境等会造成严重危害，欧美等许多发达国家已经禁止使用含有六价铬的涂液，改用无铬环保型电工钢涂液来代替。如JP 7268641涉及了一种耐蚀性好的电工钢片绝缘涂层，由金属磷酸盐水溶液和高分子树脂乳液组成；美国Armocol公司的发明专利(中国专利CN 1161434)公开了一种用于无取向电工钢片的混合无铬绝缘涂层水悬浊液，该涂液包括磷酸二氢铝水溶液、水不溶性硅酸盐微粒和丙烯酸树脂等。

我国也已经开始研究并推广使用环保型电工钢涂液以减少生产过程中六价铬的危害。如中国专利CN 101168642A公开了一种无取向电工钢片绝缘涂料，组分包含磷酸盐、钼酸盐、水、有机树脂等；中国专利CN 1151212C公开了一种无铬电工钢片涂液，其主要组成为聚丙烯酸树脂、氨基树脂和水不溶性超细磷酸盐及硅酸盐等。

从上文可以看出，环保型电工钢涂液包括两类主要成分：有机树脂和无机组分。有机树脂为水溶性或水分散性聚合物，如水溶性环氧树脂、酚醛树脂，或改性聚丙烯酸树脂乳液等，有机树脂一般占涂液有效成分的20-70％，通常为25-50％；无机组分主要为磷酸盐和硅酸盐等，占涂液有效成分的30-80％，通常为50-75％，无机组分有水不溶性和水溶性两种无机物类型。水不溶性的无机物包括磷酸盐或硅酸盐，如磷酸三锌、高岭土、云母粉、钛白粉、硫酸钡等，这种水不溶性的无机物需超细分散形成水悬浮液而分散在涂液里。其缺点是当涂液长期储存时无机颗粒会逐渐聚集变大产生沉降，进而影响使用；另一个缺点是当这种无机物用量大时涂层表面的光洁度和耐磨性会受到很大影响，电工钢片在加工过程中易产生掉粉，现在水不溶性无机物在无取向电工钢薄涂层中已使用较少；水溶性无机物主要是磷酸二氢盐，如磷酸二氢铝、磷酸二氢镁、磷酸二氢锌等，也可以是二种或多种的混合物(硅溶胶中的二氧化硅颗粒为纳米级，可以归为水溶性无机物)，这种水溶性的磷酸盐固化时易与有机树脂有效结合形成平整光亮的涂层，但是也有缺点，主要为固化较困难，特别是在涂层较厚的情况下涂层的表层部分很难彻底固化，表现为电工钢片放置一段时间后出现涂层吸潮发粘的现象。出现这种问题的主要原因是涂液在高温固化时部分磷酸二氢盐会相互脱水缩合为聚磷酸盐而固化，但是这种聚磷酸盐是不稳定的结构，当长期与湿气接触时又会水解变回原来的磷酸二氢盐而吸水发粘，其反应式如下式所示：

M为金属离子，如Mg²⁺，Al³⁺，Zn²⁺等。