[發明專利]一種無取向硅鋼高結合力疏水絕緣涂層的制備方法

有效

• 申請號: 202210129186.5
• 申請日: 2022-02-11
• 公開（公告）號: CN114276737B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 劉寶勝;李彥睿;張躍忠;徐陽;劉雯;閆曉燕;張少華;王玲
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: C09D163/02
• 分類號: C09D163/02;C09D5/25;C09D5/08;C09D7/62;C09D7/61;C09D179/04;B05D7/24;B05D5/00;B05D7/00
• 代理公司: 西安匯恩知識產權代理事務所(普通合伙) 61244
• 代理人: 張偉花

本發明提供了一種無取向硅鋼高結合力疏水絕緣涂層的制備方法，將無取向硅鋼經打磨、機械拋光，超聲清洗，吹干，得處理后的無取向硅鋼；將多巴胺鹽酸鹽溶解于三羥甲基氨基甲烷?鹽酸緩沖液，并對處理后的無取向硅鋼進行表面噴涂，鼓風干燥，得聚多巴胺薄膜無取向硅鋼片；依次加入金屬磷酸二氫鹽、改性的水溶性環氧樹脂、修飾后的納米溶膠顆粒、助劑和去離子水，得到混合液，噴涂在聚多巴胺薄膜無取向硅鋼片的表面，烘干后，在無取向硅鋼的表面形成高結合力疏水絕緣涂層。本發明通過加入多巴胺鹽酸鹽可以有效增強基體與涂層之間的結合力，通過水性環氧樹脂的改性以及硅烷偶聯劑對納米溶膠顆粒的修飾，可以獲得更穩定、結合力更高的疏水絕緣涂層。

技術領域

本發明屬于無取向硅鋼絕緣涂層技術領域，具體涉及一種無取向硅鋼高結合力疏水絕緣涂層的制備方法。

背景技術

無取向硅鋼是一種重要的軟磁材料。其廣泛應用在電力、電子、機械和軍工工業等領域，主要用作牽引電機(高鐵、地鐵等)、新能源汽車等中型電機，以及水電、風電、核電等大型發電機的鐵芯。在電機運行時，交變磁場會產生渦流損耗，表面絕緣涂層可以有效地將渦流損耗限制在各層鋼板內，從而使無取向硅鋼更加節能。在具有良好的絕緣性的同時，需要其具有更好地耐腐蝕性、耐熱性、抗油性、焊接性、沖片性等。

受供求關系的影響，無取向硅鋼時常會進行倉庫存儲和長途運輸(尤其是海上運輸)，有些裝置必須在高溫高濕、含鹽量大的環境以及海洋大氣環境下工作，如：化工污水處理泵和海水淡化系統等。尤其是用作新能源汽車驅動電機和大型發電機重要部件的無取向硅鋼，在服役過程中，受到溫度大幅度的交替變化會導致電機內部產生冷凝水，易造成硅鋼片的老化，因此無取向硅鋼的疏水性對其十分重要，但尚未有無取向硅鋼疏水性涂層的報道。

同時，傳統無取向硅鋼的絕緣涂層主要包括：無機涂層、有機涂層和半有機涂層。有機涂層是傳統的絕緣材料，雖然沖片性能好，疊片系數高，但其主要由C、H組成，耐熱性和焊接性能差，已逐漸被淘汰。無機涂層耐熱性較好，但附著性和沖片性能差。半有機涂層附著性好，耐熱性和焊接性雖然不及無機涂層，但其可以很好地滿足實際需求，綜合性能良好，且研究較多，發展潛力大，現在運用最為廣泛。但有機物質和無機物質的相容性較差，涂層與基體結合力不高等問題還沒有很好地解決。

多巴胺具有超強的結合力，能粘附在幾乎所有無機與有機物表面，同時其在氧氣的催化作用下會發生自聚合，形成具有超強粘附性的聚多巴胺涂層，可以在基底形成一種致密的連續膜的狀態，有效加強無取向硅鋼基底與表面涂層的結合力，形成致密的復合涂層。

目前，無取向硅鋼85％以上的絕緣涂層都為含鉻涂層。雖然，國內外鉻酸鹽系絕緣涂層發展已十分成熟，并且在附著力、耐腐蝕性等方面已經非常優異。但含鉻涂層在生產、涂覆、廢液處理及其涂覆鋼板加工和使用過程中，都會對操作人員造成一定的健康損害。尤其是六價鉻具有高毒性、環境污染性和高致癌性。因此，制造出性能優良、環保、高粘合力且具有疏水性的無取向硅鋼絕緣涂層具有十分重要的現實意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對現有技術的不足，提供一種無取向硅鋼高結合力疏水絕緣涂層的制備方法，該方法通過加入多巴胺鹽酸鹽可以有效增強基體與涂層之間的結合力，通過水性環氧樹脂的改性以及硅烷偶聯劑對納米溶膠顆粒的修飾，可以獲得更穩定、結合力更高的疏水絕緣涂層。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種無取向硅鋼高結合力疏水絕緣涂層的制備方法，該方法為：

S1、將無取向硅鋼經過打磨、機械拋光后，依次用去離子水、乙醇、丙酮進行超聲清洗，吹干，得到處理后的無取向硅鋼；

S2、將多巴胺鹽酸鹽溶解于pH值為8.5的三羥甲基氨基甲烷-鹽酸(Tric-HCL)緩沖液中，在室溫、有氧的條件下攪拌10h～20h后，得到混合溶液；

S3、用S2中得到的混合溶液對S1中處理后的無取向硅鋼進行表面均勻噴涂，然后在40℃～60℃溫度下，鼓風干燥10～12h，得到聚多巴胺薄膜無取向硅鋼片；