冷轧硅钢无铬绝缘涂层的涂敷方法及涂层胶辊和涂层液技术

本发明专利技术公开冷轧硅钢无铬绝缘涂层的涂敷方法及涂层胶辊和涂层液，其特点是选择涂层胶辊、机组的运行速度、绝缘涂层液成份、涂层液比重、固化炉温度及涂敷、干燥固化等工艺参数进行优化对带钢进行涂敷，本发明专利技术的优点及效果在于，采用水分散无铬单组份硅钢绝缘涂层液，使用两根带刻槽的橡胶辊，在一定速度和压力下，经过一定温度固化，生产出厚度１～３ｕｍ，表面光滑均匀、涂层附着力（Ｏ级）、绝缘性能（大于６００Ω／ｍｍ↑［２］），防锈性能好，耐制冷剂，冲剪性能优良，经高温发蓝后色泽均匀、有光泽、不掉粉，外观良好且生产过程和产品均环保的冷轧硅钢钢板涂层，完全符合欧盟ＲＯＨＳ指令和国家环保政策要求的冷轧硅钢绝缘涂层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属材料表面处理
，具体涉及冷轧硅钢无铬 绝缘涂层的涂敷方法及涂层胶辊和涂层液。
技术介绍
冷轧硅钢主要用作各种电机和变压器的铁芯，是电力、电子和军 事工业中不可缺少的重要软磁合金。冷轧硅钢钢板除了要具备钢材常 规的抗拉强度、屈服强度、延伸率；硅钢的铁损和磁感等性能要求外， 还要求钢板表面光滑、平整；具有良好的冲片性能、焊接性能、耐热 性能、绝缘性能，而这些性能要求硅钢板上涂敷的绝缘涂层性能必须 质量好。所以大的电工钢企业都有自己独特的绝缘涂层配方和生产方法。 就硅钢绝缘涂层使用种类来讲，美国AISI标准对硅钢绝缘涂层作了 一些规定，欧洲也采用美国的标准，但上述标准只提供参考，关于硅 钢绝缘涂层国内外同行业都非常重视，保密性很强，有的形成了自己 的专有技术。但目前国内、外市场上冷轧无取向硅钢涂层大部分采用含六价铬 半有机涂层，该涂层组成一般含有丙烯酸树脂或苯丙一丙烯树脂，磷 酸盐溶液，三氧化铬等材料，Posco2002年硅钢专利文摘100345726 专利介绍该涂层配方涂层成分为(重量百分比)6.00% 11.59%的 MgO或CaO， 19.00% 24.59%的Cr03， 11.00% 15.74%的乳状丙烯酸树脂，5% 8%的乙二醇，0.01% 1%的添加剂，其余为水。 硅钢生产企业采用两辊、三辊或多辊涂层机，涂辊带有刻槽或光辊， 把涂层液涂敷在钢板上，经过干燥固化形成涂层薄膜。从使用效果看， 含铬涂层具有很多其它涂料无可替代的优势优良的防锈性、绝缘性、 耐高温性、焊接性、外观及发蓝质量，价格适中。但含铬涂层的致命 缺点是它的毒性，涂层材料中的六价铬是人体强致癌物质，虽然该涂 层薄膜的优点己被国内外硅钢生产厂家和用户所认可，但随着国际、 国内大众环保意识的增强，含六价铬涂层必定将退出历史舞台。为满足硅钢涂层新的的需求，国内外硅钢生产企业和科技工作者 都在进行不含六价铬硅钢涂层的研究。但从己经面市的品种看，质量 都差强人意。主要表现在防锈性、耐高温及发蓝性、外观、环保性、 储存稳定性和批次稳定性不够。例如中国专利1，317,526A公开了一 种水性丙烯酸树脂涂料，主要由水性丙烯酸树脂，无机固体填料和水 溶性固化剂组成，不使用有毒有机溶剂和铬酸盐，符合环保要求，但 是该涂料的粘度和储存稳定性难以控制，而且所得涂层经发兰处理后 附着力、绝缘性和耐腐蚀性和外观不理想。国外的环保无络绝缘涂层，Posco2003年硅钢专利文摘 1020030013052专利介绍其薄膜成分包括15% 65% (按照成分的固 体)含水溶性有机树脂和70 : 30 30 : 70之间固体比率无机树脂的 树脂混合物，以及5% 55% (按照成分的固体)填料。水溶性有机 树脂是水溶性的或水弥散性丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂或混合 物，而无机树脂是单一的磷酸盐或磷酸盐和磷酸盐铅和/或磷酸锌、醇盐无机溶胶、胶态硅石、胶态氧化铝等的混合物。填料是指硅酸盐、 氧化铝、氧化镁、氧化钙或其混合物。该专利比较笼统，配方各组分 涉及的材料太多，提供的含量范围太宽，没有具体介绍该配方如何涂 敷在钢板上、怎样固化形成涂层。所以该专利有一定的局限性。根据掌握的资料，关于硅钢绝缘涂层方面的专利技术侧重涂层液 组成配方的比较多，涂敷方法的比较少，而如何把配方和涂层液涂敷、 干燥固化形成合格硅钢涂层在生产中是十分重要的，由于现场的生产 环境和工艺技术所限，如果单纯按涂层液配方涂敷很难达到预期效 果。
技术实现思路
本专利技术公开一种冷轧硅钢无铬绝缘涂层的涂敷方法及所用的涂 层胶辊和涂层液，其目的在于采用水分散无铬单组份硅钢绝缘涂层 液，使用带刻槽的橡胶辊，在一定速度和压力下，经过一定温度固化， 生产防锈性能好，耐制冷剂，冲剪性能优良，经高温发蓝后色泽均匀、 有光泽、不掉粉，外观良好且生产过程和产品均环保的冷轧硅钢钢板 涂层。本专利技术的目的是这样实现的，其特点是选择涂层胶辊、机组的运 行速度、绝缘涂层液成份、涂层液比重、固化炉温度及涂敷、干燥固 化等工艺参数进行优化对带钢进行涂敷，其具体方法如下1)选择两根带有刻槽的涂层胶辊，在0.2 0.6Mpa的压力下，压 紧行进的带钢，同时对带钢上下两面进行涂敷绝缘涂层液，既能保证 正常的涂敷，而且还可以节省设备投资； 2) 机组钢带运行速度80 180m/min;使涂层能够均匀涂敷在带 钢上，80m/min以下时，不能均匀涂敷，大于180m/min时超过机组 设计能力；3) 涂敷绝缘涂层液时带钢温度小于40'C;超过40'C影响涂层液 质量，温度太低，冷却设备能力需要加大，成本太高。4) 绝缘涂层干燥炉固化温度470~680°C，温度太低不能完全固 化，温度太高涂层过烧。本专利技术所采用涂层胶辊其辊径为280~420mm，辊面刻槽，角度 为50。 110°，牙数为30 90牙/英寸，深度为0.02 0.2mm，硬度保证 在邵氏50 70度。本专利技术涂层成分包括采用市场销售的水分散无铬单组分绝缘涂 层液，其中丙烯酸树脂30% 75%;固化剂15% 35%;无机颜料8% 60%;助剂占0% 2%，在应用时使这种无铬绝缘涂层液理化指标保 证在粘度18 30s(涂 4杯)；固体分38%~42%; PH:5 7;比重 1.0卜1.15。本专利技术带钢在进入涂层干燥炉固化前有15 20米的悬空，以免带 钢和炉辊接触，划伤涂层表面，涂层固化后采用50 80米的空气循环 冷却，所采用的涂层干燥炉长度40 60米，分3 6段温度控制。本专利技术的优点及效果在于，采用水分散无铬单组份硅钢绝缘涂层 液，使用两根带刻槽的橡胶辊，在一定速度和压力下，经过一定温度 固化，生产出厚度l 3um，表面光滑均匀、涂层附着力(O级)、绝 缘性能(大于600Q/mm2)，防锈性能好，耐制冷剂，冲剪性能优良， 经高温发蓝后色泽均匀、有光泽、不掉粉，外观良好且生产过程和产 品均环保的冷轧硅钢钢板涂层，完全符合欧盟ROHS指令和国家环保 政策要求的冷轧硅钢绝缘涂层。附图说明附图1为本专利技术涂层辊表面局部放大图。具体实施方式本专利技术首先准备好涂层原料，按下述要求购买市场销售的水分散无络单组分绝缘涂层液，其成分含量为丙烯酸树脂30% 75%;固化 剂15% 35%;无机颜料8% 60%;助剂占0% 2%比例配料，在 涂料配制容器中按配方量依次勻速加入水分散丙烯酸树脂、无机颜 料、固化剂、水，分散均匀，再根据需要加入消泡剂、防腐剂、流平 剂和流变调节剂，混合均匀后，用180目筛网过滤，固化剂选择高甲 醚化的氨基树脂或其它固化剂。绝缘涂层液理化指标必须保证在粘 度18 30s(涂 4杯)；固体分38%~42%; PH:5 7;比重1.01~1.15。该涂层液使用前应充分搅拌均匀，如粘度较高，可加适量去离子 水稀释。选择2根涂层胶辊，将绝缘涂层液用输送泵输送到带有15~30个 喷嘴的喷管中，在0.2 0.6Mpa的汽缸压力下，喷射到胶辊上，胶辊 随着带钢运行被动旋转对行进的带钢进行涂敷绝缘涂层液，机组钢带 运行速度为80~180m/min，涂敷绝缘涂层液时带钢温度小于40°C ，绝 缘涂层干燥炉固化温度470~680°C。如图1所示，本专利技术所使用的涂层胶辊辊径28本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷轧硅钢无铬绝缘涂层的涂敷方法，其特征在于：１）选择两根带有刻槽的涂层胶辊，在０．２～０．６Ｍｐａ的压力下，压紧行进的带钢，同时对带钢上下两面进行涂敷绝缘涂层液；２）涂敷无铬绝缘液时钢带运行速度：８０～１８０ｍ／ｍｉｎ；３）涂敷绝缘涂层液时带钢温度小于４０℃；４）涂层干燥炉固化温度４７０～６８０℃，分３～６段控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金文旭，姜雨，罗理，张本尊，高振宇，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]