[發(fā)明專利]硅鋼水溶性環(huán)保極厚絕緣涂層及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210224532.4
• 申請(qǐng)日: 2012-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN102746725A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李登峰;羅勃;許云鵬;楊勇杰;吉亞明;趙自鵬;黃杰;陳卓雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): C09D5/25
• 分類號(hào): C09D5/25;C09D163/00;C09D167/08;C09D161/06;C09D167/00;C09D133/00;C09D175/04;C09D127/12;C09D183/00;C09D125/04;C09D133/02;C09D161/32;C09D7
• 代理公司: 上海開祺知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及硅鋼涂層技術(shù)，特別涉及一種硅鋼水溶性環(huán)保極厚絕緣涂層及其制備方法，應(yīng)用于大、中型發(fā)電機(jī)用的硅鋼片，具有優(yōu)異絕緣性和沖剪加工性的極厚絕緣涂層，熱收縮率極低。

背景技術(shù)

硅鋼產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電機(jī)和變壓器的鐵芯材料，為減少硅鋼片疊層間發(fā)生短路而增大渦流損耗，需在硅鋼表面涂覆絕緣涂層。美國(guó)ASTMA976-03標(biāo)準(zhǔn)將硅鋼絕緣層分為C0~C6等七類，其中C6絕緣涂層為有機(jī)-無機(jī)復(fù)合涂層，含有一定量的無機(jī)顏填料，烘烤固化后的厚涂層表面絕緣性能優(yōu)異，能通過指定最大的富蘭克林測(cè)試電流，抗化學(xué)腐蝕性好，疊片后的熱壓收縮率極低，且還具備良好的沖壓剪切加工性；另外在電機(jī)工作持續(xù)放熱時(shí)，涂層仍能確保良好的絕緣性。涂布有C6絕緣涂層的高等級(jí)硅鋼片，成為大、中型發(fā)電機(jī)機(jī)芯制造的首選涂層類型。

已有諸如KR?100779575、KR?026911、WO?2008016220、特公-昭322079、JP?337023等等許多專利采用磷酸鹽作為硅鋼半有機(jī)絕緣涂層中的無機(jī)成分，但即使對(duì)磷酸鹽進(jìn)行改性處理，或者添加膠體SiO₂等無機(jī)添加劑，也都存在各自問題，主要體現(xiàn)在涂層組分中固含量偏低，涂層厚度偏薄，表面絕緣電阻大多小于100Ω.cm²/片，絕緣性、疊片熱壓縮率等性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不滿足大型電機(jī)的需求。雖然美國(guó)專利US005955201A公布的有機(jī)-無機(jī)絕緣涂層干膜厚度為0.5-8μm，可用于大型發(fā)電機(jī)、變壓器領(lǐng)域，但由于涂層仍然使用了磷酸鹽，很容易產(chǎn)生涂層粘片、吸濕、不環(huán)保等問題，而不適用于要求嚴(yán)格的大中型發(fā)電機(jī)和高端電機(jī)上。

中國(guó)專利請(qǐng)?zhí)?00710144412.2公開了一種應(yīng)用于大型發(fā)電機(jī)的水溶性半無機(jī)硅鋼片漆及其制備方法，其組份特征是漆料、無機(jī)填料、分散劑、水的重量份數(shù)比為85：36：65：15。該涂層雖然添加一定含量的TiO₂顆粒，但無機(jī)填料添加量過低，使得涂層疊片熱壓縮性能和受熱后表面絕緣電阻仍存在問題；尤其在電機(jī)機(jī)芯電流或電壓過載時(shí)涂層容易被擊穿，不是大型電機(jī)機(jī)芯涂層的理想選擇。

美國(guó)專利WO?2008/154122A1提供了硅鋼涂層的成分，包括5-45%至少一種粘結(jié)劑樹脂（聚氨酯和/或聚丙烯酸酯）、0.1-60%的顏填料或添加劑、0.1-40%納米顆粒（平均粒徑為5-60nm）、0.1-30%至少一種交聯(lián)劑和5-70%的水和溶劑。專利WO2009/079540A1又提供了硅鋼絕緣涂層成分，包含5-95wt%至少一種具有親核基團(tuán)的樹脂、0-70wt%至少一種含酰胺基的樹脂、0-70wt%的納米顆粒、0-60wt%顏填料、0-10wt%的助劑、5-95wt%至少一種溶劑和水；其中有機(jī)樹脂包含α-羧基-β氧代環(huán)烷基羧酸酰胺基團(tuán)。這兩個(gè)專利均得到C3、C5、C6系列硅鋼級(jí)水溶性絕緣涂層，C6絕緣漆主要用于大中型電機(jī)。雖然這兩個(gè)專利對(duì)水溶性硅鋼絕緣涂料領(lǐng)域所涉及原料給出了系統(tǒng)性描述，但對(duì)C6型絕緣涂料只給出幾個(gè)實(shí)施例，對(duì)于涂料組份特征的披露不詳，其他技術(shù)工作者很難根據(jù)專利內(nèi)容來實(shí)現(xiàn)良好性能的C6涂層。另外，該C6涂層在寶鋼等企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐中，容易出現(xiàn)涂層表面亮點(diǎn)、耐溫后黃變、沖片掉粉等性能缺陷，這可能與該類型C6涂料選用醇酸樹脂，以及高達(dá)55~58wt%無機(jī)顏填料帶來的不利影響有關(guān)。

專利WO?2009/084777A1所述的硅鋼涂料中包括20-40%BaSO₄和10-20%TiO₂兩種無機(jī)填料、15-30%去離子水、30-50%三聚氰胺樹脂，以及高沸點(diǎn)的丙三醇和乙二醇；其中BaSO₄微粒尺寸為1-3μm，TiO₂微米尺寸為50-200nm。該涂層能獲得很好的表面絕緣電阻、抗疊片熱壓縮性，但該專利主體內(nèi)容圍繞無機(jī)填料的部分性能作出適配選擇，并未就涂料組份和涂層性能進(jìn)行詳細(xì)描述；且該配方選擇1-3μm的BaSO₄粉體，如果涂層干膜厚度需求為2-8μm，容易出現(xiàn)涂層表面不平整，或者有機(jī)-無機(jī)相容性不佳導(dǎo)致某些涂層性能不良。

發(fā)明內(nèi)容