本发明专利技术属于硅钢绝缘涂层制备技术领域，具体涉及一种取向硅钢用环保绝缘涂层溶液的制备及应用。以涂层溶液的总质量为基础计，其组成及相应的质量百分比为：磷酸二氢铝溶液 23%～26%；磷酸二氢锌 13%～17%；硼酸 5%～6%；硅溶胶 20%～25%；气相二氧化硅 3.5%～4.5%；余量为水。本发明专利技术取向硅钢环保绝缘涂层溶液对取向硅钢进行涂覆，经过烘烤和高温烧结工序，形成的涂层不仅具有较高的层间电阻,满足绝缘性能的要求，而且还具有良好的附着性、表面力学性能和加工性能。
Preparation and application of environment-friendly insulating coating solution for oriented silicon steel
The invention belongs to the technical field of silicon steel insulation coating preparation, in particular to the preparation and application of an environment-friendly insulating coating solution for oriented silicon steel. The total quality of coating solution as the basis, the composition and the corresponding quality percentage: two hydrogen phosphate aluminum solution 23% ~ 26%; two hydrogen phosphate zinc from 13% to 17%; 5% to 6% boric acid; silica sol is 20% ~ 25% and 3.5% ~ 4.5%; fumed silica; balance of water. The invention of grain oriented silicon steel insulation coating solution for coating of environmental protection oriented silicon steel, after baking and high-temperature sintering process, the formation of coating not only has high resistance layer, the insulation to meet the performance requirements, but also has good adhesion, surface processing and mechanical properties.
【技术实现步骤摘要】
一种取向硅钢用环保绝缘涂层溶液的制备及应用
本专利技术属于硅钢绝缘涂层制备
，具体涉及一种取向硅钢用环保绝缘涂层溶液的制备及应用。
技术介绍
取向硅钢主要用于输变电行业中变压器、大电机及互感器的制造，是电力、电子和军工不可缺少的重要软磁材料。取向硅钢的生产工艺复杂，各工序的工艺参数都要求精确控制，且生产周期长，因此，取向硅钢生产工艺技术水平是衡量一个国家特殊钢制造技术水平的重要标志。在取向硅钢的生产过程中，为了获得理想的晶体取向，必须进行高温二次再结晶退火，高温退火后形成的玻璃膜(硅酸镁)底层具有一定的绝缘性和耐蚀性，并在钢中产生一定的拉应力，可满足卷铁芯配电变压器的需要。但是对于叠片铁芯的中大型变压器而言，涂层的绝缘电阻尚不够大。为使其具有良好的绝缘性、附着性、耐热性、耐腐蚀性和良好的表面质量，可在取向硅钢片表面涂敷一层低膨胀系数的绝缘涂层。大多数取向硅钢绝缘涂层都是采用纯无机成份组成。无机涂层的优点是耐高温性、电绝缘性、附着性好。此外，热膨胀系数小和拉应力大使得铁损进一步降低。目前已经得到广泛应用的取向硅钢表面无机涂层主要是磷酸盐涂料，典型的磷酸盐体系包括：含镁、铝等离子的磷酸盐、铬酐、硅溶胶以及硼酸等添加剂。随着应力涂层发展，各公司所采用的成分也不一样。高温退火形成的硅酸镁玻璃底层具有一定的绝缘性、耐蚀性，并可以在钢中产生一定的拉应力，被称为C-2涂层。C-2涂层存在的主要问题是绝缘电阻不够大，不能满足叠片铁芯的要求。1950年美国Armco公司发展了所谓Carlite的C-5涂层，新日铁称之为T-1涂层，它是一种磷酸镁涂层，各国生产的GO钢一般都涂有C-5涂层。1973年川崎提出在磷酸镁中加硝酸铝和铬酸来提高层间电阻和耐吸湿性，称为D-涂层。磷酸镁绝缘膜厚约3um，在氢气气氛中退火时绝缘性被破坏。为此，Armco公司在该涂层中加入无机酸，来防止绝缘层被破坏。目前，C-5涂层主要成分为磷酸铝、磷酸镁、胶状二氧化硅、铬酸。为防止烧结后磷酸盐吸湿性(生锈和发粘)和提高消除应力退火时绝缘膜耐热性，应力涂层中一般都加铬化合物。Cr可捕捉自由P，而且Cr与Si、O和P形成化学键使绝缘膜更牢固，无缺陷，耐蚀性和磁性好。但这些铬化合物都含6价Cr，在涂料时污染环境和废液处理麻烦，再者烧结时含6价Cr还原为含3价Cr，虽然污染程度减少，但铁芯加工时易产生粉尘，仍会污染环境。
技术实现思路
为了克服现有技术中所存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种取向硅钢用环保绝缘涂层溶液的制备及应用。为了实现上述目的以及其他相关目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的第一方面，提供了一种取向硅钢用环保绝缘涂层溶液，以涂层溶液的总质量为基础计，其组成及相应的质量百分比为：磷酸二氢铝溶液23％～26％；磷酸二氢锌13％～17％；硼酸5％～6％；硅溶胶20％～25％；气相二氧化硅3.5％～4.5％；余量为水。优选地，所述的磷酸二氢铝溶液为水溶液。优选地，磷酸二氢铝水溶液的浓度为45～51wt％。更优选为，49～51wt％。本专利技术的使用的磷酸二氢铝溶液，由磷酸和氢氧化铝在去离子水中反应制得。其中，制备磷酸二氢铝溶液的原料，按质量百分比计，磷酸占36％～38％、氢氧化铝占10％～12％，余量为去离子水。所述磷酸以其中所含的H3PO4计，可选用60～85％(质量百分含量)的磷酸水溶液，当选用60～85％的磷酸水溶液时，其用量可按其中所含的H3PO4进行折算，此时去离子水的含量相应变化。优选地，所述磷酸二氢铝溶液的制备方法为：按照制备磷酸二氢铝溶液的原料配比，将85％磷酸稀释至质量分数为60％的磷酸溶液后，加入到反应釜中，升温至110℃，再分批加入氢氧化铝，共搅拌反应1.5小时，反应过程中保持温度恒定，并补充相应量的去离子水，待溶液澄清后停止反应，所得的磷酸二氢铝溶液进行冷却备用。优选地，本专利技术的使用的磷酸二氢锌，为固体磷酸二氢锌，其中磷酸二氢锌的含量在98％以上。优选地，本专利技术中采用固体硼酸。优选地，本专利技术中所使用的硅溶胶的粒径为10～20nm，硅溶胶中SiO2的质量百分含量为30～31％，pH值为9～10，粘度为7.0～7.1MPa·s。所述硅溶胶能够长期稳定。作为涂料的配合材料以提高其结合性、监牢性、耐磨损性以及耐污染性。若含量过低，则对各项综合性能改善不明显；若含量过高，则影响涂料粘度，密度各个指标，涂料不稳定。本专利技术中采用的硅溶胶的用量占涂层溶液总质量的20％～25％。优选地，本专利技术使用的气相二氧化硅为固体，其粒径为10nm，比表面积为209m2/g，pH值为4.2。本专利技术的第二方面，提供了前述取向硅钢用环保绝缘涂层溶液的制备方法，包括步骤：按照所述涂层溶液中各组分的配比将磷酸二氢铝溶液、磷酸二氢锌固体和去离子水加入反应容器中搅拌，待磷酸二氢锌固体完全溶解后边搅拌边加入固体硼酸，待硼酸完全溶解后加入硅溶胶并搅拌均匀，最后加入气相二氧化硅固体，均匀混合即得。本专利技术的第三方面，提供了前述取向硅钢用环保绝缘涂层溶液用于制备取向硅钢环保绝缘涂层的应用。本专利技术的第四方面，提供了一种取向硅钢环保绝缘涂层，为采用前述取向硅钢用环保绝缘涂层溶液对取向硅钢进行涂覆制得。优选地，采用本专利技术的取向硅钢用环保绝缘涂层溶液对对取向硅钢进行涂覆，涂料后升温，烘干，烧结，最终可在取向钢表面形成绝缘涂层。优选地，所述取向硅钢环保绝缘涂层厚度为2～3μm。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术取向硅钢环保绝缘涂层溶液对取向硅钢进行涂覆，经过烘烤和高温烧结工序，形成的涂层不仅具有较高的层间电阻,满足绝缘性能的要求，而且还具有良好的附着性、表面力学性能和加工性能。涂层外观好，在后加工过程中不易剥落和粉化,对加工模具磨损小；具有良好的耐热性能,经高温退火以及发蓝后仍具有较高的层间电阻率；有良好的耐吸湿性能，解决了涂层在烧结和消除应力退火时，由自由磷引起的吸潮发粘这一问题。更重要的是，所制得的绝缘涂层对环境无污染，属于环保绝缘涂层，完全消除了传统取向硅钢含铬涂层带来的环保问题；绝缘涂层表面光滑、致密，解决了绝缘涂层易产生小孔洞和粉化的难题，大大提高了涂层的耐腐蚀性能。具体实施方式一、取向硅钢用环保绝缘涂层溶液本专利技术的取向硅钢用环保绝缘涂层溶液，以涂层溶液的总质量为基础计，其组成及相应的质量百分比为：磷酸二氢铝溶液23％～26％；磷酸二氢锌13％～17％；硼酸5％～6％；硅溶胶20％～25％；气相二氧化硅3.5％～4.5％；余量为水。所述的磷酸二氢铝溶液为水溶液。本专利技术的使用的磷酸二氢铝溶液，由磷酸和氢氧化铝在去离子水中反应制得。其中，制备磷酸二氢铝溶液的原料，按质量百分比计，磷酸占36％～38％、氢氧化铝占10％～12％，余量为去离子水。所述磷酸以其中所含的H3PO4计，可选用60～85％(质量百分含量)的磷酸水溶液，当选用60～85％的磷酸水溶液时，其用量可按其中所含的H3PO4进行折算，此时去离子水的含量相应变化。如，当所述磷酸选用85％磷酸水溶液时，制备磷酸二氢铝溶液的原料中，按质量百分比计，85％磷酸水溶液占43％～45％、氢氧化铝占10％～12％，余量为去离子水(占43％～47％)。在本专利技术一实施例中，所述磷酸二氢铝溶液的制备方法为：按照制备磷酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种取向硅钢用环保绝缘涂层溶液，以涂层溶液的总质量为基础计，其组成及相应的质量百分比为：磷酸二氢铝溶液23％～26％；磷酸二氢锌13％～17％；硼酸5％～6％；硅溶胶20％～25％；气相二氧化硅3.5％～4.5％；余量为水。
【技术特征摘要】
1.一种取向硅钢用环保绝缘涂层溶液，以涂层溶液的总质量为基础计，其组成及相应的质量百分比为：磷酸二氢铝溶液23％～26％；磷酸二氢锌13％～17％；硼酸5％～6％；硅溶胶20％～25％；气相二氧化硅3.5％～4.5％；余量为水。2.根据权利要求1所述的取向硅钢用环保绝缘涂层溶液，其特征在于，所述磷酸二氢铝溶液为磷酸二氢铝水溶液。3.根据权利要求1所述的取向硅钢用环保绝缘涂层溶液，其特征在于，所述磷酸二氢锌为固体磷酸二氢锌。4.根据权利要求1所述的取向硅钢用环保绝缘涂层溶液，其特征在于，所述硼酸为固体硼酸。5.根据权利要求1所述的取向硅钢用环保绝缘涂层溶液，其特征在于，硅溶胶的粒径为10～20nm，硅溶胶中SiO2的质量百分含量为30～31％，pH值为9～10，粘度为7.0～7.1MPa·s。6.根据权利要求1所述的取向硅钢用环保绝缘涂层溶液，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晨，辅伟强，
申请(专利权)人：上海迪升防腐新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。