專利名稱：一種絕緣涂料和電工鋼材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種絕緣涂料和電工鋼材料及該電工鋼材料的制備方法。
背景技術(shù)：
電工鋼主要用作電機(jī)和變壓器的鐵芯材料。為減少渦流損失，需要在鋼板表面附
著絕緣涂層。目前國內(nèi)外電工鋼涂層大多數(shù)是含鉻的絕緣涂層，鉻是對人體和環(huán)境有害的元素，隨著全球?qū)Νh(huán)保的日益重視，其使用受到嚴(yán)格地限制。為滿足環(huán)保要求，尤其是滿足家電制造業(yè)所必須達(dá)到的RoHS指令要求，國內(nèi)外也在研發(fā)電工鋼環(huán)保絕緣涂層。但是，目前現(xiàn)有的電工鋼所用的絕緣涂料需要在300-500°C的較高溫度下固化，因而需要較為復(fù)雜的固化設(shè)備并且消耗較多的能源，此外，如果強(qiáng)行降低絕緣涂料的固化溫度，會導(dǎo)致絕緣涂層耐熱性、絕緣性、附著性、耐蝕性和沖片性的嚴(yán)重下降，因此需要提供一種能夠在較低溫度下固化并且能夠獲得性能良好的絕緣涂層的絕緣涂料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有的電工鋼所用的絕緣涂料在較低固化溫度下得到的絕緣涂層耐熱性、絕緣性、附著性、耐蝕性和沖片性較差的缺陷，提供一種在較低固化溫度下能夠得到具有較好耐熱性、絕緣性、附著性、耐蝕性和沖片性的絕緣涂層的絕緣涂料為了實(shí)現(xiàn)上述目的， 本發(fā)明提供一種絕緣涂料，該絕緣涂料由一種原料混合物混合均勻后得到，所述原料混合物含有磷酸二氫鹽、水溶性成膜樹脂、偶聯(lián)劑、酸和水，所述酸為磷酸、硼酸、氟鈦酸、乙酸、草酸、檸檬酸、馬來酸、苯甲酸、單寧酸、酒石酸和植酸中的至少一種。本發(fā)明還提供了一種電工鋼材料，該電工鋼材料包括電工鋼基材和附著在該電工鋼基材上的涂層，其特征在于，所述涂層為如上所述的絕緣涂料的固化產(chǎn)物。本發(fā)明還提供了一種電工鋼材料的制備方法，該方法包括將如上所述的絕緣涂料附著到該電工鋼基材上，然后將所述絕緣涂料進(jìn)行固化，并且固化的溫度為150-220°C。本發(fā)明還提供了根據(jù)如上所述的電工鋼材料的制備方法制備得到的電工鋼材料。通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的絕緣涂料不含鉻，環(huán)保性滿足RoHS指令要求，且在較低溫度下固化得到的涂層具有優(yōu)良的耐熱性、絕緣性、附著性、耐蝕性和沖片性等性能，完全達(dá)到家電制造業(yè)用戶生產(chǎn)電機(jī)鐵芯的要求。此外，本發(fā)明提供的絕緣涂料可以在150-220°C下固化，因此可以使用較簡易的固化設(shè)備，例如彩涂線上的烘烤固化爐進(jìn)行固化，從而大幅度節(jié)省了設(shè)備投資，并有利于進(jìn)一步統(tǒng)籌優(yōu)化工藝流程，提高設(shè)備利用率和全生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，而且因?yàn)楣袒瘻囟鹊慕档停蠓裙?jié)省了能源的消耗量。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式
部分予以詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式以下對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式
僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。在本發(fā)明中，在未作相反說明的情況下，氣體和液體的體積數(shù)值均為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的數(shù)值。本發(fā)明提供了一種絕緣涂料，該絕緣涂料由一種原料混合物混合均勻后得到，所述原料混合物含有磷酸二氫鹽、水溶性成膜樹脂、偶聯(lián)劑、酸和水，所述酸為磷酸、硼酸、氟鈦酸、乙酸、草酸、檸檬酸、馬來酸、苯甲酸、單寧酸、酒石酸和植酸中的至少一種。其中，為了進(jìn)一步提高所述絕緣涂料的性能，所述酸優(yōu)選為植酸、硼酸和酒石酸中的至少一種。其中，該絕緣涂料為所述原料混合物混合均勻后得到，并且為較為穩(wěn)定且均一的液體。優(yōu)選情況下，所述原料混合物中的各組分在該金屬防護(hù)涂料臨用前1-20天混合均勻。其中，對各成分的混合順序沒有特別要求，可以直接將所述原料混合物中的各組分進(jìn)行同時、分批或分步混合，只要能得到均勻的穩(wěn)定相即可，優(yōu)選通過攪拌使混合更加均勻。根據(jù)本發(fā)明的絕緣涂料，其中，相對于100重量份的水，所述磷酸二氫鹽的含量可以為5-50重量份；優(yōu)選為10-25重量份。其中，相對于100重量份的水，以固含量計，所述水溶性成膜樹脂的含量可以為O. 5-10重量份；優(yōu)選為4-8重量份。其中，相對于100重量份的水，所述偶聯(lián)劑的含量可以為O. 1-2重量份；優(yōu)選為
O.5-1. 2重量份。

其中，相對于100重量份的水，所述酸的含量可以為O. 1-5重量份；優(yōu)選為1-3重量份。根據(jù)本發(fā)明的絕緣涂料，其中，所述水溶性成膜樹脂可以為各種水溶性的且能夠用于成膜的改性的或未改性的樹脂，例如，所述水溶性成膜樹脂水溶性醇酸成膜樹脂(例如水溶性醇酸樹脂，購自科耀化工公司，牌號為MA-1626)、水溶性聚酯成膜樹脂(例如水溶性聚酯樹脂，購自杭州鑫銘化工有限公司，牌號為XM-4000)、水溶性苯丙成膜樹脂(例如水溶性苯丙乳液，購自廣州市奇盛化學(xué)公司，牌號為K167)、水溶性環(huán)氧成膜樹脂(例如水溶性環(huán)氧樹脂，購自上海綠嘉水性涂料有限公司，牌號為G08)、水溶性酚醛成膜樹脂(例如水溶性酚醛樹脂，購自成都恒?；べQ(mào)易有限公司，牌號為RS-518)、水溶性聚氨酯成膜樹脂(例如水溶性聚氨酯樹脂，購自煙臺才華聚氨酯科技有限公司，牌號為S52-1)、水溶性有機(jī)硅成膜樹脂(例如水溶性有機(jī)硅樹脂，購自棗陽四?；び邢薰?，牌號為SH-9502)、水溶性氟碳成膜樹脂(例如水溶性氟碳乳液，購自上海向嵐化工有限公司，牌號為SRC-220)和水溶性三聚氰胺成膜樹脂(例如水性三聚氰胺樹脂，購自濰坊市金水源化工有限公司，牌號為MF)中的至少一種。為了進(jìn)一步提高所述絕緣涂料的性能，優(yōu)選為水溶性苯丙成膜樹脂、水溶性環(huán)氧成膜樹脂、水溶性醇酸成膜樹脂和水溶性有機(jī)硅成膜樹脂中的至少一種。所述水溶性成膜樹脂可以通過購買市售的水溶性成膜樹脂(例如樹脂乳液)獲得。根據(jù)本發(fā)明的絕緣涂料，其中，所述磷酸二氫鹽可以為各種可溶性的含有磷酸二氫根的鹽類物質(zhì)，例如所述磷酸二氫鹽可以為磷酸二氫鈣、磷酸二氫鎂、磷酸二氫錳、磷酸二氫鎳、磷酸二氫鋅和磷酸二氫鋁中的至少一種；為了進(jìn)一步提高所述絕緣涂料的性能，優(yōu)選為磷酸二氫鋅、磷酸二氫鈣、磷酸二氫鎂和磷酸二氫鋁中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明的絕緣涂料，其中，所述偶聯(lián)劑可以為硅烷偶聯(lián)劑和/或鈦酸酯偶聯(lián)劑，優(yōu)選為硅烷偶聯(lián)劑。所述硅烷偶聯(lián)劑包括但不限于Y-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)和Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)中的至少一種。所述鈦酸酯偶聯(lián)劑可以為市售的各種鈦酸酯偶聯(lián)劑，例如購自泰昌化工的牌號為TC-F的鈦酸酯偶聯(lián)劑。根據(jù)本發(fā)明的絕緣涂料，其中，為了進(jìn)一步提高所述絕緣涂料的性能，優(yōu)選情況下，所述原料混合物還含有螯合劑；所述螯合劑為木質(zhì)磺酸鈣、六偏磷酸鈉和三聚磷酸鈉中的至少一種。其中，所述絕緣涂料中，相對于100重量份的水，所述螯合劑的含量可以為O. 1-2重量份；進(jìn)一步優(yōu)選為O. 5-1. 5重量份。根據(jù)本發(fā)明的絕緣涂料，其中，為了進(jìn)一步提高所述絕緣涂料的性能，所述原料混合物還可以含有助劑；所述助劑為表面活性劑、流平劑、消泡劑和分散劑中的至少一種。其中，所述絕緣涂料中，相對于100重量份的水，所述助劑的含量可以為O. 1-5重量份；進(jìn)一步優(yōu)選為O. 1-0. 5重量份。其中，所述助劑中，所述助劑為表面活性劑、流平劑、消泡劑和分散劑的選擇可以為常規(guī)的選擇，本發(fā)明沒有特別的要求，例如，所述表面活性劑可以為烷基酚聚氧乙烯醚(0P-10)、十二烷基苯磺酸鈉和十二烷基硫酸鈉中的至少一種；所述流平劑可以為聚氨酯流平劑(例如購自廣州宣寧化工有限公司，牌號為2200的聚氨酯流平劑)；所述消泡劑可以為聚醚改性有機(jī)硅消泡劑(宿州市華潤化工有限公司，牌號為SXP-107的聚醚改性有機(jī)硅消泡劑)；所述分散劑可以為水性陰離子型分散劑(例如購自泰和水處理公司，牌號為TH-904的水性陰離子型分散劑)。根據(jù)本發(fā)明的絕緣 涂料，其中，特別優(yōu)選的情況下，所述磷酸二氫鹽為磷酸二氫鋅、磷酸二氫鈣、磷酸二氫鎂和磷酸二氫鋁中的至少一種；所述成膜樹脂為水溶性苯丙成膜樹脂、水溶性環(huán)氧成膜樹脂、水溶性醇酸成膜樹脂和水溶性有機(jī)硅成膜樹脂中的至少一種；所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑；所述酸為植酸、硼酸和酒石酸中的至少一種。在該優(yōu)選情況下，所述絕緣涂料在150-220°C下固化后所得的涂層具有突出的耐熱性、絕緣性、附著性、耐蝕性和沖片性。本發(fā)明還提供了一種電工鋼材料，該電工鋼材料包括電工鋼基材和附著在該電工鋼基材上的涂層，其特征在于，所述涂層為如上所述的絕緣涂料的固化產(chǎn)物。根據(jù)本發(fā)明的電工鋼材料，其中，所述涂層的厚度可以為1-3微米，優(yōu)選為1.5-2. 3 微米。根據(jù)本發(fā)明的電工鋼材料，其中，所述固化產(chǎn)物是將所述絕緣涂料附著在所述電工鋼基材上，并且在固化溫度為150-220°C且固化時間為20-50S的固化條件下固化得到的，優(yōu)選情況下，所述固化溫度為165-195°C，固化時間為30-40S。本發(fā)明還提供了一種電工鋼材料的制備方法，該方法包括將如上所述的絕緣涂料附著到該電工鋼基材上，然后將所述絕緣涂料進(jìn)行固化，并且固化的溫度為150-220°C。根據(jù)本發(fā)明的電工鋼材料的制備方法，其中，所述固化溫度進(jìn)一步優(yōu)選為165-195°C。
根據(jù)本發(fā)明的電工鋼材料的制備方法，其中，相對于每平方米的電工鋼基材表面，所述絕緣涂料的用量可以為3-6克，進(jìn)一步優(yōu)選為4. 0-5. O克。根據(jù)本發(fā)明的電工鋼材料的制備方法，其中，所述固化的固化時間可以為20-50s，進(jìn)一步優(yōu)選為30-40s。根據(jù)本發(fā)明提供的上述電工鋼材料的制備方法，其中，在附著所述絕緣涂料前，用堿性脫脂清洗液清洗所述電工鋼基材。脫脂清洗液的游離堿度可以為8-15Pt，脫脂清洗液的溫度為45-65°C。優(yōu)選再用漂洗液漂洗堿性脫脂清洗液清洗后的電工鋼基材，漂洗液的用量使得漂洗后的漂洗液的電導(dǎo)率小于10 μ S/cm。所述堿性脫脂清洗液和漂洗液使用本領(lǐng)域公知的方法制備，例如所述堿性脫脂清洗液為采用市售PA50-A1脫脂劑配成濃度為5-15重量％的水溶液，所述漂洗液為去離子水。其中，所述附著可以為將所述絕緣涂料輥涂涂覆在所述電工鋼基材的表面，或者將所述絕緣涂料輥涂噴淋在所述電工鋼基材的表面。其中，對所述絕緣涂料附著的溫度，本發(fā)明沒有特別的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在所述絕緣涂料不結(jié)冰或汽化的溫度范圍內(nèi)自行選擇，例如，可以選擇10-60°C。其中，所述固化的加熱方式，可以為熱風(fēng)加熱、感應(yīng)加熱和紅外輻射加熱中的一種或多種。優(yōu)選情況下，可以使用彩涂線上的固化爐進(jìn)行。本發(fā)明還提供了根據(jù)如上所述的電工鋼材料的制備方法制備得到的電工鋼材料。本發(fā)明中，所有液體和氣體的體積均指20°C，I標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的體積。實(shí)施例1-6按照表I列出的組分含量，將各組分在攪拌條件下混合均勻，分別得到絕緣涂料1-6。表權(quán)利要求
1.一種絕緣涂料，該絕緣涂料由一種原料混合物混合均勻后得到，所述原料混合物含有磷酸二氫鹽、水溶性成膜樹脂、偶聯(lián)劑、酸和水，所述酸為磷酸、硼酸、氟鈦酸、乙酸、草酸、檸檬酸、馬來酸、苯甲酸、單寧酸、酒石酸和植酸中的至少一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣涂料，其中，相對于100重量份的水，所述磷酸二氫鹽的含量為5-50重量份；以固含量計，所述水溶性成膜樹脂的含量為O. 5-10重量份；所述偶聯(lián)劑的含量為O. 1-2重量份；所述酸的含量為O. 1-5重量份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的絕緣涂料，其中，相對于100重量份的水，所述磷酸二氫鹽的含量為10-25重量份；以固含量計，所述水溶性成膜樹脂的含量為4-8重量份；所述偶聯(lián)劑的含量為O. 5-1. 2重量份；所述酸的含量為1-3重量份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的絕緣涂料，其中，所述水溶性成膜樹脂為水溶性醇酸成膜樹脂、水溶性苯丙成膜樹脂、水溶性環(huán)氧成膜樹脂和水溶性有機(jī)硅成膜樹脂中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的絕緣涂料，其中，所述磷酸二氫鹽為磷酸二氫鈣、磷酸二氫鎂、磷酸二氫鋅和磷酸二氫鋁中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的絕緣涂料，其中，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑和/或鈦酸酯偶聯(lián)劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣涂料，其中，所述原料混合物還含有螯合劑；所述螯合劑為木質(zhì)磺酸鈣、六偏磷酸鈉和三聚磷酸鈉中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的絕緣涂料，其中，所述原料混合物還含有助劑；所述助劑為表面活性劑、流平劑、消泡劑和分散劑中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-3和7中任意一項(xiàng)所述的絕緣涂料，其中，所述磷酸二氫鹽為磷酸二氫鋅、磷酸二氫鈣、磷酸二氫鎂和磷酸二氫鋁中的至少一種；所述成膜樹脂為水溶性苯丙成膜樹脂、水溶性環(huán)氧成膜樹脂、水溶性醇酸成膜樹脂和水溶性有機(jī)硅成膜樹脂中的至少一種；所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑；所述酸為植酸、硼酸和酒石酸中的至少一種。
10.一種電工鋼材料，該電工鋼材料包括電工鋼基材和附著在該電工鋼基材上的涂層，其特征在于，所述涂層為權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的絕緣涂料的固化產(chǎn)物。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電工鋼材料，其中，所述涂層的厚度為1-3微米。
12.—種電工鋼材料的制備方法，該方法包括將權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的絕緣涂料附著到該電工鋼基材上，然后將所述絕緣涂料進(jìn)行固化，并且固化的溫度為150-220°C。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，相對于每平方米的電工鋼基材表面，所述絕緣涂料的用量為3-6克。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其中，所述固化的固化時間為20-50S。
15.根據(jù)權(quán)利要求12-14中任意一項(xiàng)所述的電工鋼材料的制備方法制備得到的電工鋼材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種絕緣涂料，該絕緣涂料由一種原料混合物混合均勻后得到，所述原料混合物含有磷酸二氫鹽、水溶性成膜樹脂、偶聯(lián)劑、酸和水，所述酸為磷酸、硼酸、氟鈦酸、乙酸、草酸、檸檬酸、馬來酸、苯甲酸、單寧酸、酒石酸和植酸中的至少一種。本發(fā)明還提供了一種電工鋼材料。本發(fā)明還提供了一種電工鋼材料的制備方法。本發(fā)明還提供了根據(jù)如上所述的電工鋼材料的制備方法制備得到的電工鋼材料。本發(fā)明提供的絕緣涂料在較低溫度下固化得到的涂層具有優(yōu)良的耐熱性、絕緣性、附著性、耐蝕性和沖片性等性能。
文檔編號C09D125/14GK103045058SQ201110306219
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月11日
發(fā)明者董學(xué)強(qiáng), 郭太雄, 徐權(quán), 劉建華, 袁萍, 潘焱, 許哲峰, 薛世清, 尹曦 申請人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司