一种无取向电工钢用低温快速固化环保绝缘涂料的制作方法

本发明涉及绝缘涂料领域，尤其涉及一种无取向电工钢用低温快速固化环保绝缘涂料。

背景技术：

无取向硅钢主要用做各种电动机、大部分的家用电器的电机铁芯材料,为了减少硅钢板涡流损失，保证无取向硅钢表面有较高的电阻率，使得层间功率损失降到最小，同时保护硅钢免受各种腐蚀介质腐蚀，故需在硅钢表层涂覆绝缘防腐涂层。

目前，无取向硅钢涂层主要有三种：有机涂层、无机涂层、有机-无机涂层(半无机涂层)。总的发展趋势是有机涂层已被逐渐淘汰，无机涂层将逐渐代替无机涂层。但受各方面条件的限制和无机涂层本身的属性，目前应用较多的仍是半无机涂层。同时，受到环保的要求，无铭环保涂层将逐步取代含铭涂层。

专利cn101560342a涉及一种半有机磷酸盐绝缘涂料，其主要组分包括水溶性磷酸盐、钨酸盐、有机树脂、水、钛酸酯偶联剂、有机溶剂等；以100重量份水溶性磷酸盐为基准，上述绝缘涂料中各组分的含量(重量份数)为：钨酸盐1-15,有机树脂20-200,水500-2000,钛酸酯偶联剂0.1-3,有机溶剂10-50,其它涂料助剂0.1-3。该发明涂料涂布后须在300℃板温下烘烤30秒才能固化成膜。

美国阿姆科公司在中国申请的专利98125437.3中披露了一种用于无取向电工钢的无机/有机绝缘涂层，其中每100份干基重中含有20-60份的磷酸铝，20-70份的至少一种无机硅酸盐微粒，以及10-25份的一种丙烯酸树脂；该固化涂层是由一种酸性水悬浮液形成的，对于每1份丙烯酸树脂至多含1份的一种水溶性有机溶剂；该水悬浮液的ph值大约为2.0-2.5,硅酸盐平均粒径为0.3-60μm,树脂粒径≤1μm,比重大约为1.3g/ml；该涂料(水悬浮液)在220-350℃板温下烘烤成膜。

专利cn101255298a一种无取向电工钢无铭绝缘涂料，包括金属磷酸盐、有机树脂、钼酸盐，其中金属磷酸盐、有机树脂、钼酸盐的重量比为：1：0.1-2：0.0005-0.2。烘烤板温为300-600℃

对上述涂层进行分析，这些涂层的一个缺点是需求烘烤板温较高，过高的烘烤板温一是会导致能源的大量浪费；二是对涂布设备要求较高，需建立庞大而复杂的烘烤炉；三是影响涂层中有机树脂的性能，过高的温度会导致树脂膜的提前老化，影响涂层的耐久性能。

技术实现要素：

为了克服现有技术中相关产品的不足，本发明提出一种无取向电工钢用低温快速固化环保绝缘涂料，不含具有环境危害性的铬酸盐，不仅具备良好的绝缘性，耐蚀性及加工性能，同时涂层固化温度显著低于现有技术提供的无铬环保型绝缘涂层，其固化成膜板温为180℃-200℃，烘烤时间15秒。

本发明提供了一种无取向电工钢用低温快速固化环保绝缘涂料，原料各组分质量百分比为：30％～80％的水溶性磷酸盐、5％～45％的水溶性多元醇改性环氧树脂、3％～6％的酸性硅溶胶、1.2％～2％的缓蚀剂、2.4％～4％的催化剂、0.4％～0.6％的润湿剂、0.8％～1.2％的消泡剂，余量为去离子水。

在本发明的某些实施方式中，所述的磷酸二氢盐包括磷酸二氢铝、磷酸二氢钙、磷酸二氢锌及磷酸二氢镁中至少一种。

在本发明的某些实施方式中，所述水溶性多元醇改性环氧树脂为聚乙烯醇、聚乙二醇，聚丙二醇中的一种或多种与环氧树脂e44、e51中的一种或两种发生醚化反应制得的水溶性树脂。

在本发明的某些实施方式中，所述的酸性硅溶胶为铝改性酸性硅溶胶，二氧化硅含量20％-30％，ph值2-3，粒径5-10nm。

在本发明的某些实施方式中，所述的缓蚀剂为羟基乙叉二膦酸，亚硝酸钠，苯并三唑，钼酸氨中的一种或几种。

在本发明的某些实施方式中，所述的催化剂为尿素、双甲苯磺酸，烷基苯磺酸中的一种或几种。

在本发明的某些实施方式中，所述润湿剂为的德国毕克公司的byk-333。

在本发明的某些实施方式中，所述消泡剂为德国毕克公司的byk-028。

在本发明的某些实施方式中，包括如下制备步骤：

步骤1)：按配方量将水溶性磷酸盐、酸性硅溶胶、缓蚀剂加入反应釜中搅拌均匀；

步骤2)：将步骤1)中的混合物加热至50℃，缓慢加入配方量的水溶性多元醇改性环氧树脂，加入完成后50℃保温搅拌2小时，得到混合料ⅰ；

步骤3)：将混合料ⅰ冷却至室温，然后加入配方量的催化剂、润湿剂、消泡剂，去离子水，中速搅拌1小时，过滤出料得到最终涂料产品。

本发明的使用方法为：取经退火处理的无取向电工钢板，在用橡胶馄涂覆涂料，涂覆量为1.2-4g/m2,并在板温180-200℃的板温下烘烤15秒，获得附着性能优良的绝缘涂层。去应力退火应在氮气、氢气的保护气氛下，750-800℃保温2小时，氮气、氢气的体积比为9：0-1。

与现有技术相比，本发明有以下优点：

本发明提供的一种无取向电工钢用低温快速固化环保绝缘涂料，厚度为c4级别薄涂层涂料，在保证涂料环保以及优异性能的同时，极大的降低了烘烤成膜所需温度，在传统无取向电工钢卧式涂布设备上使用本涂料能极大的降低能源成本，提高产能。此外本涂料还可兼容耐指纹涂料涂布的立式涂布设备，为其他企业转型生产无取向电工钢提供了一个新的方案。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

实施例1

本发明实施例提供了一种无取向电工钢用低温快速固化环保绝缘涂料，包括如下组分：磷酸二氢铝500kg、水性聚乙烯醇改性环氧树脂150kg、铝改性酸性硅溶胶50kg、羟基乙叉二膦酸12kg、尿素30kg、byk-3335kg、byk-02810kg，去离子水243kg；

其制备方法包括如下步骤：

步骤1)：将500kg磷酸二氢铝、50kg铝改性酸性硅溶胶、12kg羟基乙叉二膦酸加入反应釜中搅拌均匀；

步骤2)：将步骤1)中的混合物加热至50℃，缓慢加入水性聚乙烯醇改性环氧树脂150kg(一小时左右添加完毕)，加入完成后50℃保温搅拌2小时，得到混合料ⅰ

步骤3)：将混合料ⅰ冷却至室温，尿素30kg、byk-3335kg、byk-02810kg，去离子水243kg，中速搅拌1小时，过滤出料得到最终涂料产品。

实施例2

本发明实施例提供了一种无取向电工钢用低温快速固化环保绝缘涂料，包括如下组分：磷酸二氢镁600kg、水性聚乙二醇改性环氧树脂200kg、铝改性酸性硅溶胶60kg、亚硝酸钠18kg、双甲苯磺酸26kg、byk-3336kg、byk-02811kg，去离子水79kg；

其制备方法包括如下步骤：

步骤1)：将磷酸二氢镁600kg、铝改性酸性硅溶胶60kg、亚硝酸钠18kg加入反应釜中搅拌均匀；

步骤2)：将步骤1)中的混合物加热至50℃，缓慢加入水性聚乙二醇改性环氧树脂200kg(一小时左右添加完毕)，加入完成后50℃保温搅拌2小时，得到混合料ⅰ

步骤3)：将混合料ⅰ冷却至室温，双甲苯磺酸26kg、byk-3336kg、byk-02811kg，去离子水79kg，中速搅拌1小时，过滤出料得到最终涂料产品。

实施例3

本发明实施例提供了一种无取向电工钢用低温快速固化环保绝缘涂料，包括如下组分：磷酸二氢钙800kg、水性聚丙二醇改性环氧树脂50kg、铝改性酸性硅溶胶30kg、苯并三唑20kg、烷基苯磺酸40kg、byk-3334kg、byk-02812kg，去离子水44kg；

其制备方法包括如下步骤：

步骤1)：磷酸二氢钙800kg、铝改性酸性硅溶胶30kg、苯并三唑20kg加入反应釜中搅拌均匀；

步骤2)：将步骤1)中的混合物加热至50℃，缓慢加入水性聚丙二醇改性环氧树脂50kg(一小时左右添加完毕)，加入完成后50℃保温搅拌2小时，得到混合料ⅰ

步骤3)：将混合料ⅰ冷却至室温，烷基苯磺酸40kg、byk-3334kg、byk-02812kg，去离子水44kg，中速搅拌1小时，过滤出料得到最终涂料产品。

实施例4

本发明实施例提供了一种无取向电工钢用低温快速固化环保绝缘涂料，包括如下组分：磷酸二氢锌300kg、水性聚乙烯醇改性环氧树脂450kg、铝改性酸性硅溶胶30kg、钼酸氨12kg、烷基苯磺酸24kg、byk-3334kg、byk-02812kg，去离子水168kg；

其制备方法包括如下步骤：

步骤1)：磷酸二氢锌300kg、铝改性酸性硅溶胶30kg、钼酸氨12kg20kg加入反应釜中搅拌均匀；

步骤2)：将步骤1)中的混合物加热至50℃，缓慢加入水性聚乙烯醇改性环氧树脂450kg(一小时左右添加完毕)，加入完成后50℃保温搅拌2小时，得到混合料ⅰ

步骤3)：将混合料ⅰ冷却至室温，烷基苯磺酸24kg、byk-3334kg、byk-02812kg，去离子水168kg，中速搅拌1小时，过滤出料得到最终涂料产品。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。以上仅为本发明的实施例，但并不限制本发明的专利范围，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书内容所做的等效替换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。

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