具有良好二次涂层附着性的铬酸盐-丙烯树脂涂液及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种具有良好二次涂层附着性的铬酸盐‑丙烯树脂涂液及其制备方法与应用，该涂液由无机组分、多元醇、丙烯酸乳液按质量比(5～20)∶(0.1～1.0)∶1配制而成；所述无机组分按质量份计包括氧化镁1～8份、铬酐14～29份、硼酸0.1～0.8份和水50～95份；所述丙烯酸乳液按质量份计由预乳液40～70份、碳酸氢钠1～8份和水40～70份经乳液聚合制得，其中，所述预乳液按质量份计由烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸铵1～5份、过硫酸钾2～10份、甲基丙烯酸甲酯50～70份、丙烯酸乙酯30～50份、N‑羟乙基丙烯酰胺1～10份、链转移剂1～6份和水80～100份经预乳化制得。该涂液应用于硅钢片上，可显著提高硅钢底涂层成膜质量和二次成膜附着性。

Chromate-propylene resin coating solution with good secondary coating adhesion and its preparation method and Application

The invention discloses a chromate acrylic resin coating liquid with good two coating adhesion and a preparation method and application thereof. The coating liquid is prepared from non organic parts, polyols and acrylic emulsion according to mass ratio (5~20): (0.1 ~ 1): 1; the inorganic component comprises 1~8 parts of Magnesium Oxide, 14~29 parts of chromic anhydride, 0.1 to 0.8 parts of boric acid and 50~95 50~95 water. Acrylic emulsion was prepared by emulsion polymerization according to the mass fraction from 40~70 parts of pre emulsion, 1~8 parts of sodium bicarbonate and 40~70 parts of water. The preemulsion was made up of 1~5 parts of allyl oxy alcohol ethoxylated ether ammonium sulfate, 2~10 parts of potassium persulfate, 50~70 parts of methyl methacrylate, 30~50 parts of ethyl acrylate, 1~10 parts of N hydroxyethyl acrylamide, and 1 chain transfer agents according to the mass fraction. Six copies and 80-100 copies of water were prepared by pre-emulsification. The application of the coating solution on silicon steel sheet can significantly improve the film forming quality and secondary film adhesion of the silicon steel bottom coating.

【技术实现步骤摘要】
具有良好二次涂层附着性的铬酸盐-丙烯树脂涂液及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种硅钢片涂料，特别是指一种具有良好二次涂层附着性的铬酸盐-丙烯树脂涂液及其制备方法与应用。
技术介绍
冷轧无取向硅钢片主要用于制造各种型号的电机铁芯。硅钢片在制作铁芯过程中需要叠在一起使用，制成的电机在工作频率下运行时，交变磁场导致铁芯中产生涡流损耗。因此需要在硅钢片表面涂覆绝缘涂层，这种绝缘涂层不仅需要具有良好的绝缘性，还要具有良好冲片性、附着性及耐蚀性。电机厂在制造水电、核电以及大中型发电机时，需要在硅钢片表面涂覆一层3～12μm的特殊环保C6厚涂层。按照美国标准ASTMA976-03，硅钢绝缘层分为C0～C6等七类，其中C6绝缘涂层为有机-无机复合涂层，含有一定量的无机填料。该特殊涂层比常规的铬酸盐-丙烯树脂等无机-有机薄涂层绝缘性更高，还具有良好的抗压缩性能。部分用户直接从钢厂采购涂覆好的环保C6厚涂层硅钢片，部分用户则从钢厂采购常规的带有铬酸盐-丙烯树脂等无机-有机薄涂层的硅钢片，在制作铁芯叠片之前在该涂层表面进行特殊环保C6厚涂层二次涂覆。现有的铬酸盐(锌盐)-丙烯树脂硅钢涂层使用过程中存在附着力不好、涂层硬度偏软等问题，其原因在于，该涂层所采用的有机树脂丙烯酸乳液玻璃化温度Tg值为10℃，设计上属于低Tg值型，涂层硬度偏低，所采用的乳化剂体系为传统的阴离子型十二烷基硫酸钠和非离子型脂肪醇聚氧乙烯醚复配乳化剂体系，其本身并不参与乳液聚合过程，反应结束后乳化剂会从聚合胶粒上解吸，降低乳液及复配后有机—无机杂化涂液的机械稳定性和电解稳定性，同时高温固化成膜质量也会下降。该涂层涂覆到硅钢上形成铬酸盐-丙烯树脂薄涂层后，部分用户还要进一步对钢板表面的薄涂层进行打磨处理。由于该薄涂层硬度偏软，成膜质量较差，打磨时涂层脱落起灰严重，二次涂层涂覆之前进行表面清除，易造成粉尘污染，且钢板表面涂层毛刺较多，容易损伤涂辊，影响C6涂层二次涂覆效果。因此，需要对原有丙烯树脂进行优化，通过提高Tg值，适当提高涂层硬度和乳液稳定性，从而改善成膜质量。日本专利2003-313443公开了一种采用100份铬酸+5～50份0.04～0.19μm细颗粒有机树脂乳液+10～45份硼酸+10～35份MgO、CaO或Al2O3+10～30份还原剂+1～7份界面活性剂，绝缘膜特性和外观也好，但该专利仅针对绝缘涂层本身及退火后性能改善，而未涉及与在其底涂层上涂覆的二次涂层环保C6厚涂层之间的附着性，难以满足用户个性化需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有良好二次涂层附着性的铬酸盐-丙烯树脂涂液及其制备方法与应用，该涂液涂覆于硅钢片上后，对涂覆在其上的二次涂层具有良好的附着力，二次涂覆效果好。为实现上述目的，本专利技术所提供的具有良好二次涂层附着性的铬酸盐-丙烯树脂涂液，由无机组分、多元醇、丙烯酸乳液按质量比(5～20)∶(0.1～1.0)∶1组成；所述无机组分按质量份计包括氧化镁1～8份、铬酐14～29份、硼酸0.1～0.8份和水50～95份；所述丙烯酸乳液按质量份计包括预乳液40～70份、碳酸氢钠1～8份和水40～70份，其中，所述预乳液按质量份计由乳化剂烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸铵(SR-10)1～5份、引发剂过硫酸钾2～10份、单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)50～70份、软单体丙烯酸乙酯(EA)30～50份、交联单体N-羟乙基丙烯酰胺(HEMAA)1～10份、链转移剂1～6份和水80～100份经预乳化制得。优选地，所述链转移剂为3-巯基丙酸异辛酯(IOMP)。优选地，所述多元醇为乙二醇或丙三醇。优选地，该铬酸盐-丙烯树脂涂液由无机组分、多元醇、丙烯酸乳液按质量比(5～15)∶(0.2～0.7)∶1组成；所述无机组分按质量份计包括氧化镁2～5份、铬酐16～25份、硼酸0.1～0.5份和水60～85份；所述丙烯酸乳液按质量份计包括预乳液45～55份、碳酸氢钠1～5份和水50～60份，其中，所述预乳液按质量份计由乳化剂烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸铵(SR-10)1～3份、过硫酸钾2～6份、单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)55～65份、软单体丙烯酸乙酯(EA)35～45份、交联单体N-羟乙基丙烯酰胺(HEMAA)1～5份、链转移剂2～4份和水85～95份经预乳化制得。按上述配比可以获得更好的涂层性能，二次涂层附着性更佳。优选地，所述丙烯酸乳液按如下步骤制备得到：1.1)预乳化：将烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸铵、过硫酸钾加入水中，加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、N-羟乙基丙烯酰胺和链转移剂，混合均匀，制成预乳液；1.2)乳液聚合：将碳酸氢钠加入水中，通惰性气体保护，升温至75～85℃，加入预乳液进行乳液聚合，控制反应温度为70～90℃，加完后保温0.5～2小时，降温至40℃以下用氨水中和pH到6～8出料。本专利技术同时提供了前述铬酸盐-丙烯树脂涂液的制备方法，包括如下步骤：1)按前述步骤1.1)、1.2)合成丙烯酸乳液；2)制备铬酸盐-丙烯树脂涂液：将无机组分硼酸、铬酐、氧化镁依次加入水中，搅拌均匀，再按比例加入多元醇和步骤1)制得的丙烯酸乳液，充分搅拌得到铬酸盐-丙烯树脂涂液。本专利技术进一步提供了应用前述铬酸盐-丙烯树脂涂液改善硅钢片二次涂层附着性的方法，包括如下步骤：1)取所述铬酸盐-丙烯树脂涂液涂覆于清洁干燥的硅钢片表面，加热使涂层固化；2)对步骤1)所得硅钢片的表面进行粗糙化处理，将其表面粗糙度控制在0.4～0.7μm之间；3)取C6涂料对步骤2)所得硅钢片进行二次涂覆，按照C6涂层固化工艺进行固化。优选地，所述步骤1)中，加热固化的温度为400～500℃，时间为30～90s。可选地，所述步骤2)中，粗糙化处理的具体步骤为：选用100～800目粗磨或细磨砂纸，在硅钢片表面上均匀打磨，并将表面灰尘清除干净，反复打磨直至硅钢片表面粗糙度达到要求。可选地，所述步骤2)中，粗糙化处理的具体步骤为：所述步骤2)中，粗糙化处理的具体步骤为：用喷砂枪对硅钢片表面进行均匀喷砂处理，并将表面灰尘清除干净，使硅钢片表面粗糙度达到要求；所述喷砂处理的工艺参数为：磨砂粒度60～100目，压缩空气压力0.4～1.0MPa，喷砂距离0.5～2mm，喷砂角度60～90°。本专利技术所提供的铬酸盐-丙烯树脂涂液的无机组分采用镁盐配方，在制备和应用中主要发生如下反应：1)无机组分化学反应式：（1）MgO+2CrO3→MgCr2O72)六价铬与多元醇(以丙三醇为例)在高温固化过程中氧化还原反应：(2)式(1)表明无机组分中氧化镁与铬酐发生化合反应生成重铬酸镁，这比氧化锌与铬酐化学反应生成的重铬酸锌化学性质稳定，其pH值为5～7，比后者pH值(1～3)要高，改善了参与复配有机聚合物/金属离子交联体系的丙烯树脂耐酸环境，提高了其耐酸稳定性，使涂液有效存储时间增加，并大幅提高涂层成膜质量。式(2)表明涂液中Cr6+与多元醇在涂层高温固化过程中发生氧化还原反应生成Cr3+，渗透在有机树脂交联网络中，能够对涂层起到润滑修复作用，同时能够增加涂层的耐腐蚀能力。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1)铬酸盐-丙烯树脂涂液的无机组分采用镁盐配方，化学性质更稳定，改善了参与复配有机聚合物/金属离子交联体系的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有良好二次涂层附着性的铬酸盐‑丙烯树脂涂液，其特征在于：由无机组分、多元醇、丙烯酸乳液按质量比(5～20)∶(0.1～1.0)∶1组成；所述无机组分按质量份计包括氧化镁1～8份、铬酐14～29份、硼酸0.1～0.8份和水50～95份；所述丙烯酸乳液按质量份计包括预乳液40～70份、碳酸氢钠1～8份和水40～70份，其中，所述预乳液按质量份计由烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸铵1～5份、过硫酸钾2～10份、甲基丙烯酸甲酯50～70份、丙烯酸乙酯30～50份、N‑羟乙基丙烯酰胺1～10份、链转移剂1～6份和水80～100份经预乳化制得。

【技术特征摘要】
1.一种具有良好二次涂层附着性的铬酸盐-丙烯树脂涂液，其特征在于：由无机组分、多元醇、丙烯酸乳液按质量比(5～20)∶(0.1～1.0)∶1组成；所述无机组分按质量份计包括氧化镁1～8份、铬酐14～29份、硼酸0.1～0.8份和水50～95份；所述丙烯酸乳液按质量份计包括预乳液40～70份、碳酸氢钠1～8份和水40～70份，其中，所述预乳液按质量份计由烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸铵1～5份、过硫酸钾2～10份、甲基丙烯酸甲酯50～70份、丙烯酸乙酯30～50份、N-羟乙基丙烯酰胺1～10份、链转移剂1～6份和水80～100份经预乳化制得。2.根据权利要求1所述的具有良好二次涂层附着性的铬酸盐-丙烯树脂涂液，其特征在于：所述链转移剂为3-巯基丙酸异辛酯。3.根据权利要求1所述的具有良好二次涂层附着性的铬酸盐-丙烯树脂涂液，其特征在于：所述多元醇为乙二醇或丙三醇。4.根据权利要求1所述的具有良好二次涂层附着性的铬酸盐-丙烯树脂涂液，其特征在于：由无机组分、多元醇、丙烯酸乳液按质量比(5～15)∶(0.2～0.7)∶1组成；所述无机组分按质量份计包括氧化镁2～5份、铬酐16～25份、硼酸0.1～0.5份和水60～85份；所述丙烯酸乳液按质量份计包括预乳液45～55份、碳酸氢钠1～5份和水50～60份，其中，所述预乳液按质量份计由烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸铵1～3份、过硫酸钾2～6份、甲基丙烯酸甲酯55～65份、丙烯酸乙酯35～45份、N-羟乙基丙烯酰胺1～5份、链转移剂2～4份和水85～95份经预乳化制得。5.根据权利要求1～4中任一项所述的具有良好二次涂层附着性的铬酸盐-丙烯树脂涂液，其特征在于：所述丙烯酸乳液按如下步骤制备得到：1.1)预乳化：将烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸铵、过硫酸钾加入水中，加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、N-羟乙基丙烯酰胺和链转移剂，混合均匀，制成预乳液；1.2)乳液聚合：将碳酸氢钠加入水中，通惰性气体保护，升温至75～85℃，加入预乳液进行乳液聚合，控制反应温度为70～90℃，加完后保温0.5～2小时，降温至40℃以下用氨水中和p...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋刚，胡守天，骆忠汉，刘敏，刘婷，彭明新，万政武，陶利，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42