[发明专利]一种无铬环保取向硅钢绝缘涂层及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硅钢涂料，具体涉及一种无铬环保取向硅钢绝缘涂层及其制备方 法。

背景技术

冷轧取向硅钢因具有高磁感、低铁损的优良性能，成为目前电力变压器最常用的 铁心软磁材料。影响取向硅钢铁心性能的因素除了钢板本身的成分、结构、厚度之外，表面 质量也是不可忽略的重要因素之一，这就要求钢板涂覆的绝缘涂层表面光滑、平整、厚度均 匀，在保证良好的耐蚀耐热性能和电绝缘性能外，尽可能提高电工钢板的冲片性、焊接性和 叠装系数。

取向硅钢表面绝缘涂层主要包括有机涂层、半有机涂层和无机涂层三种。有机涂 层是国内较为传统的绝缘涂料，其冲片性高，但是耐热性和焊接性较差，高温极易挥发，产 生环境污染。无机涂层的耐热性和焊接性能良好，但冲片性较低，一般在8～10万次。半无机 涂层因其良好的冲片性和附着性，是当前国际电工钢厂商较为常用的涂层。但是含有铬酸 或铬酸盐的涂层配料时产生的烟和粉尘污染环境，废酸和废水都要经过无害化处理，烧结 温度较高，稳定性较差，且叠装系数较低，并且涂层外观不好。简单的使用磷酸盐代替铬酸 盐，常因存在自由的(PO₄)^3-，导致涂层的耐蚀性差，烧结是树脂乳液容易凝集，冲片性能下 降，且不能长期保存，附着性也很差。

CN101974279A号中国专利公开了一种按质量百分比计的下述化学成分的无铬 环保半无机无取向硅钢绝缘涂层：聚氨酯-丙烯酸树脂酯-环氧乙烷树脂，5％～25％；磷酸 二氢铝，5％～40％；钼酸锌，5％～15％；胶体二氧化硅，11％～25％；非离子表面活性剂， 1％～5％；余量为去离子水。虽然该绝缘涂层仅具有良好的绝缘性、附着性、耐蚀性、焊接性 等各项优良性能。但不足之处是其冲片性能和叠装系数较差。

发明内容

为了克服上述存在的问题，本发明提供一种无铬环保的取向硅钢绝缘涂层及其制 备方法，所得涂层无铬环保，外观均匀亮泽，有良好的附着性和冲片性，叠装系数高。

为了达到上述目的，本发明提供了采用下述技术方案：

一种取向硅钢绝缘涂层，包括以质量百分比计的下列组份：

金属磷酸二氢镁，5～35％；

磷酸镍，2～15％；

四硼酸钠，0.5～2％；

胶体SiO₂，3～10％；

纳米TiO₂，3～15％；

有机树脂，15～35％；

有机酸，5～40％；

余量为去离子水。

取向硅钢绝缘涂层的第一优选方案，金属磷酸二氢镁，15～25％；磷酸镍，5～ 10％；四硼酸钠，1～1.5％；胶体SiO₂，5～8％；纳米TiO₂，7～12％；有机树脂，20～30％；有机 酸，15～25％。

取向硅钢绝缘涂层的第二优选方案，胶体SiO₂的粒径5～30nm。

取向硅钢绝缘涂层的第三优选方案，纳米TiO₂的粒径为10～50nm。

取向硅钢绝缘涂层的第四优选方案，有机树脂为丙烯树脂和苯乙烯树脂的混合树 脂，其混合比例为1:2。

取向硅钢绝缘涂层的第五优选方案，有机酸为含有Fe、Co、Ni、Cu、Mn、Zn、K的有机 酸。

一种取向硅钢绝缘涂层的制备方法，包括如下步骤：

1)将氧化镁与磷酸混合，配置Mg(H₂PO₄)₂溶液；

2)搅拌下，向反应器中加入有机树脂与有机酸，后再加入去离子水调节溶液pH值< 6；

3)向步骤2)的溶液中依次加入胶体SiO₂细颗粒和纳米TiO₂粉末，混合均匀；

4)向步骤3)中的溶液中依次加入Mg(H₂PO₄)₂、磷酸镍、四硼酸钠；

5)步骤4)得到的均匀混合液，室温条件下静置1～2h。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：

1)本发明提供的取向硅钢绝缘涂层使用磷酸二氢镁代替铬酸盐，无毒环保；