本发明专利技术公开了一种水性无取向硅钢片涂料，其组分及含量按重量比为１０％～７０％的可交联型纯丙乳液、１０％～４０％的水性氨基树脂，５％～５０％的无机填料、０％～１５％的水性涂料助剂以及１０％～６０％的水和成膜助剂组成，并在搅拌釜中将可交联性纯丙乳液和无机填料分散，再加入氨基树脂搅拌，然后加入各种助剂调节流变性能和固含量，最后加入消泡剂即得本产品。本发明专利技术所涂涂层具有优良的电绝缘性、优异的附着力和高硬度，且在耐水、防腐、耐高温、润滑性、焊接等性能上均达到了国家对无取向硅钢片涂层的质量要求，而且还具有良好的流平性，机械稳定性，贮存稳定性，快速成膜等优点，零ＶＯＣ含量的优点使其对环境不造成任何污染，生产工艺简单，适用于硅钢片的喷涂、连续辊涂和刷涂等施工方法。
【技术实现步骤摘要】
水性无取向硅钢片涂料
本专利技术涉及一种无取向硅钢板表面绝缘涂层的水性涂料，特别是一种用可交联型的纯丙乳液制得的水性无取向硅钢片涂料。
技术介绍
无取向硅钢是广泛用作旋转机器和静电机器的铁芯材料，为减少电工钢板涡流损失，须在钢板表面涂覆绝缘涂层。另外，在制造电机、家用电器和变压器铁芯时，要连续地将电工钢板制成铁芯形状的坯料，将预定数量的坯料叠在一起，用焊接法将叠好的芯片边缘固定。因此，绝缘涂层不仅需要有绝缘性，而且还需要有其它一些必需的性能，诸如：冲制性、粘结性、叠层焊接性、耐热性及抗油性。硅钢片的生产多采用连续快速辊涂工艺，这就要求涂料在300℃～700℃的炉腔内20S～30S内成膜固化。而目前无取向硅钢表面绝缘涂层，主要包括无机涂层、有机涂层和半无机涂层三种类型：一类是无机涂层，无机绝缘涂层的典型代表是磷酸盐涂料和磷酸铝基涂料，详见日本专利(昭54-43823)，该涂层具有良好的耐热和焊接性能，但其冲制性和粘结性较差。二类是有机涂层，目前应用最广的二甲苯改性醇酸漆，详见中国专利CN1097785A，该涂层具有良好的成膜性能，但漆膜硬度低，受热后容易产生蠕变，热收缩变形大，漆膜厚度和绝缘电阻将大幅度下降。因此，电机运行中遇到铁芯长时间局部过热或温升时易发生铁芯松动，同时漆膜发生老化或炭化而导致片间短路烧毁电机。另外该涂料最大的缺点是含有大量的甲苯、二甲苯等有毒的有机溶剂对环境造成严重的污染。三类是水性半无机涂层，目前广泛应-->用有两种，一种为含铬酸金属盐化合物的半无机涂料，详见U.S.Patent，NO4,238,534(1980)，该涂料较无机涂料有良好的冲制性，粘结性，耐水性和焊接性能，但因其含有大量的铬酸盐对生活环境造成严重污染，甚至能够诱发癌症；二为水性涂料，该涂料使用丙烯酸树脂，有机硅树脂和氨基树脂三种树脂按一定比例复配而成，详见中国专利CN1324902A，该涂料较无机涂料有良好的冲制性，粘结性，耐水性和焊接性能，并较有机涂料虽降低了涂料中VOC的含量，但因其使用了水性丙烯酸树脂，该树脂一般采用溶液聚合，溶剂的一般含量为≥30％，因此未能彻底的解决有机溶剂对环境的污染问题。另外该树脂在聚合的过程中使用大量的丙烯酸等单体，并在聚合完全后用有机胺中和来增加其水溶性，这就要求成膜的过程中有足够的时间和成膜温度来使这些有机胺挥发，否则将影响涂膜的耐水性，耐油性和硬度等性能，因此该涂料要求有长的成膜时间和高的烘烤温度，这样就大大的增大了无取向硅钢片生产设备投资和生产成本，并局限其生产能力的扩大。该涂料虽有良好的成膜性能，但其存在成膜的焊接性能差，叠合系数比较大和工艺复杂等缺点。
技术实现思路
本专利技术主要解决现有水性无取向硅钢涂料存在的生产成本高，成膜时间长，成膜温度高，涂层的焊接性能差，叠合系数大和工艺复杂以及环境污染的问题。其目的是提供一种绿色的，环境友好的水性无取向硅钢涂料，该涂料的涂层能够提供良好的表面电阻率，使层间功率损失降到最小，具有良好的机械加工性能，硬度高、耐油性、耐水性和耐高温等性能均达到国家对无取向硅钢板涂层的要求。为了实现上述目的，本专利技术所研制的一种水性无取向硅钢片涂料，由五种-->组分组成，各组分及含量按重量比为：可交联型纯丙乳液： 10％～70％氨基树脂： 10％～40％无机填料： 5％～50％水和成膜助剂： 10％～60％水性助剂： 0.0％～15％其中，可交联型纯丙乳液的各组分及含量按重量比为：去离子水： 25％～60％可聚合性乳化剂： 0.0％～4.0％阴离子或非离子乳化剂： 0.0％～2.0％含活性基团的可聚合单体： 10％～50％不含活性基团的可聚合单体： 25％～60％上述含活性基团的可聚合单体可以是丙烯酸及羟脂，甲基丙烯酸及羟脂，不含活性基团的可聚合单体可以是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸异冰片脂、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基脲单体、甲基丙烯酰胺乙基乙撑脲等中的一种或几种按任意比例混合。其中可聚合乳化剂可以为甲基烯丙基磺酸钠，乙烯基磺酸钠和烯丙氧基羟丙基磺酸钠中的一种或几种按任意比例混合。阴离子或非离子乳化剂为各种烷基硫酸盐类、醚硫酸盐类、磷酸酯类、磺酸盐类、磺基琥珀酸盐类、脂肪醇己氧基化物和烷基酚己氧基化物中的一种或几种按任意比例混合。其中，氨基树脂为水溶性或水可分散性三聚氰胺—甲醛或脲醛树脂交联剂，取其中的一种或几种按任意比例混合。见其结构(I)式如下：-->上式中的R可以相同，也可以不同，R代表基团为氢原子，甲基，正丁基，异丁基中的一种或几种按任意比例混合。依据可交联性纯丙乳液羟值的多少，来决定氨基树脂的用量，如果氨基树脂用量太大涂膜变脆使得涂膜的机械加工性能和耐油性下降，用量太少涂膜的强度和耐水性达不到要求。成膜树脂(乳液和氨基树脂)的用量占涂料总量的20％～80％，用量过多会使涂膜的硬度和耐高温性能下降，用量太少会使涂膜的附着力下降，润滑性和表面性能变差。其中，无机填料是各组分的平均粒径在325目以上的超细粉体填料，可以是聚磷酸铝、云母粉、高岭土、胶态SiO2、沉淀硫酸钡等无机填料的一种或多种按任意比例混合的混合物。该组分的用量占涂料总量的1.0％～50％，用量太多会造成涂膜的耐水性和冲制性能变差，用量太少会使涂膜的绝缘性，耐高温性能变差。其中，水和成膜助剂组分中的水是指去离子水，其成膜助剂可以是：乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇、乙二醇单丁醚、乙二醇乙醚、甘油、醇酯12、二甘醇乙醚、二甘醇丁醚、正丁醇、异丁醇中的一种或几种按任意比例混合。该组分的用量可以依据涂料要求的黏度范围加入，占涂料总量的10％～60％。该组分的用量太多使涂料的黏度下降，涂膜的厚度变薄，涂层的各种性能达不到要求，用量太少，涂料的黏度太高施工困难，涂层的叠合系数变大。一般要求涂料的黏度控制在涂4#杯20秒至60秒之间，可以用该组分的用量来调节。-->其中，水性助剂组分为市售的各种用于水性涂料的消泡剂、分散剂、流平剂、偶联剂、pH调节剂、增稠剂等表面活性剂中的一种或几种按任意比例混合。其中消泡剂为矿物油系列、石蜡矿物油系列和乳化有机硅氧烷系列；分散剂为聚磷酸盐，聚丙烯酸钠盐和聚丙烯酸胺盐；流平剂为非离子型的聚氨酯和高分子量的丙烯酸的共聚物；偶联剂为硅烷和钛酸酯的；pH调节剂为G3；增稠剂为阴离子缔合型，纤维素钠盐和聚氨酯型；该组分的用量可以根据实际情况加入，坚持用量越少越好的原则，一般用量占涂料总量的0％～15％。本专利技术所研制的水性无取向硅钢片涂料的制备工艺首先是在搅拌釜中加入可交联性纯丙乳液和无机填料高速分散半小时，再加入氨基树脂搅拌均匀，然后加入各种助剂来调节其流变性能和固含量，最后加入消泡剂消去泡沫后出料。本专利技术由于采用了可交联性纯丙乳液与氨基树脂(固化剂)发生交联反应作为涂料的主要成膜物质，减少了有机溶剂对环境的污染。其乳液聚合采用目前比较先进本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水性无取向硅钢片涂料，由五种组分组成，各组分及各组分的含量按重量比为： 可交联型纯丙乳液： １０％～７０％ 氨基树脂： １０％～４０％ 无机填料： ５％～５０％ 水和成膜助剂： １０％～６０％ 水性助剂： ０．０％～１５％。
【技术特征摘要】
1.一种水性无取向硅钢片涂料，由五种组分组成，各组分及各组分的含量按重量比为： 可交联型纯丙乳液： 10％～70％ 氨基树脂： 10％～40％ 无机填料： 5％～50％ 水和成膜助剂： 10％～60％ 水性助剂： 0.0％～15％2.根据权利要求1所述的水性无取向硅钢片涂料，其特征在于可交联型纯丙乳液的各组分及各组分的含量按重量比为： 去离子水： 25％～60％ 可聚合性乳化剂： 0.0％～4.0％ 阴离子或非离子乳化剂： 0.0％～2.0％ 含活性基团的可聚合单体： 10％～5...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘世斌，李一兵，侯宝林，王记才，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]
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