一种无机绝缘耐磨涂层的制备方法技术

一种无机绝缘耐磨涂层的制备方法，属于材料表面处理技术领域，形成该涂层的涂料所需组分和含量为：磷酸盐无机成膜剂15~35%，络合剂20~35%，分散润湿剂11~25%，填料5~15%，pH调节剂2~12%，其余部分包含去离子水。本发明专利技术涂层为无机涂层，具有很好的绝缘性、附着性和耐磨性、耐热性能，冲片性能好，无刺激性气味和易挥发性有机物，是现有技术有机涂层的替代性产品。是现有技术有机涂层的替代性产品。

【技术实现步骤摘要】
一种无机绝缘耐磨涂层的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种绝缘耐磨涂层的制备方法，属于材料表面处理


技术介绍

[0002]为防止或减少铁芯叠片间发生短路而增大涡流损耗，在电工钢带表面涂覆具有绝缘性质的涂层，称为绝缘涂层。绝缘涂层一般由绝缘漆在材料表面经由多种固化方式形成，具有良好的电化性能、热性能、机械性能和化学性能，绝缘漆一般以高分子聚合物为基础，在一定条件下固化成绝缘膜，绝缘漆一般由基料、固化剂、颜填料和溶剂组成。
[0003]电工钢带绝缘涂层主要包括四大类：有机涂层、无机涂层、半有机涂层、有机涂层加无机填充物。目前，电工钢带绝缘涂层以GB/T 38877
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2020标准分类为主，绝缘涂层主要分为DJ
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0、DJ
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1、DJ
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2、DJ
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3、DJ
‑3‑
Z、DJ
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4、DJ
‑
5、DJ
‑5‑
N、DJ
‑5‑
P、DJ
‑5‑
G、DJ
‑
6等11大类，其性能要求与对应的使用场合有密切的关系。
[0004]其中DJ
‑
3涂层为有机涂层，通过加热固化涂覆于钢带表面，用于全工艺无取向钢带和其他电工钢，这种涂层有利于改善钢带的冲片性，不能承受常规的消除应力退火温度，一般适用于工作温度180℃以下，对绝缘性能无明确要求。
[0005]DJ
‑3‑<br/>Z涂层为有机涂层，具有很高的表面绝缘电阻，并可以大幅度提高钢带的冲片性能，适用于冲压叠片，涂层交货状态还未完全固化，具有进一步粘接固化的活性，涂层硬度和耐蚀性尚没有达到最佳，固化后达到稳定的状态，涂层硬度、强度、粘接力达到最佳，不能承受常规的消除应力退火温度，能够耐受长期工作温度155℃，工作温度通常不超过180℃。
[0006]DJ
‑
6以有机涂层为基体，加入无机填充物以提高涂层的表面绝缘电阻，主要用于全工艺状态的取向或无取向电工钢带。具有极好的绝缘性能和冲片性，适合于冲压叠片工艺。涂层能在180℃的温度条件下长期运行，耐热等级为H级，高温(320℃)会导致有机组分大量分解，在焊接过程中或处于高温环境下因组分大量分解而产生不可预见的问题，不能承受常规的消除应力退火温度，能承受300~550℃的涂层烧除处理。
[0007]这三种涂层均为有机涂层，含大量有机溶剂和相关固化剂，均存在有机易挥发份排放超标及气味刺激问题，对人体健康和环境污染存在较大的风险，治污处理成本较高。涂层热收缩性大，铁芯易松动，尺寸稳定性差，涂层硬度较低，层间电阻随运行逐渐降低，易碳化，耐温性能差。

技术实现思路

[0008]为克服现有技术的不足，本专利技术的主要目的在于提供一种无机绝缘耐磨涂层的制备方法。
[0009]为了实现专利技术的目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现的。
[0010]本专利技术一种无机绝缘耐磨涂层的制备方法包括以下步骤：（1）基材前处理
将基材表面脱脂、清洗、干燥；（2）涂覆将用于制备涂层的涂料涂覆到经前处理的基材表面；所述制备涂层的涂料按重量百分比计，包含以下组分及含量：磷酸盐无机成膜剂15~35%；络合剂20~35%；分散润湿剂11~25%；填料5~15%；pH调节剂2~12%；其余部分包含去离子水；所述涂料pH值0.5~3.5；所述磷酸盐无机成膜剂选自含量为50%的磷酸二氢盐中的一种或两种混合物，优选磷酸二氢铝水溶液；所述络合剂为植酸、单宁酸、没食子酸、磺基水杨酸中的一种或几种混合物，优选单宁酸；所述分散润湿剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇、异丙醇中的一种或几种混合物；所述填料为纳米TiO2、纳米SiO2、纳米Al2O3、石墨粉、MoS2、氮化硼、WS2、云母粉、碳化硅、磷酸锌、硫酸钡、碳酸钙、硅酸钙、滑石粉、蒙脱土、晶须硅中的两种或两种以上的混合物，优选具有固体润滑性的填料；所述pH调节剂为硼酸、磷酸、草酸、柠檬酸、植酸中的一种或两种以及两种以上的混合物；（3）涂层的固化处理将涂覆涂料的基材进行固化处理形成涂层；所述涂层进行重复涂覆和固化形成双层或多层涂层。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：（1）本专利技术所述的涂层为水性单组分无机涂料经固化形成的无机涂层，不含易挥发性有机物，无异味，对环境友好，对人体无害；（2）本专利技术所述涂层绝缘性能极佳，铅笔硬度达到8~9H，耐磨性能优良，可在240℃长时间使用，耐温性能远高于现有技术水平，涂层热收缩性小，尺寸稳定性好，冲片性能优良；（3）本专利技术所述涂层制备方法简单，操作安全，制备涂层所述涂料为单组分结构，可长时间稳定存放，受外界环境影响小，是现有技术有机涂层的换代性产品，能真正实现水性无机化要求。
具体实施方式
[0012]针对现有技术的不足，专利技术人经过长时间大量反复试验研究，提出一种无机绝缘耐磨涂层的制备方法。以下对技术方案作进一步解释和说明。
[0013]本专利技术所述组分含量如无特殊说明，均为重量百分比。
[0014]本专利技术所述组分除另有说明外，均为业内公认的市售工业品，均可通过商业渠道
获得，而通过特殊制备方法如将几种所述组分混合成一种新的组分或使用制备所述组分原料再结合其他工艺方法制备与本专利技术所述组分原料性质与用途相近似的物质，应视为与本专利技术所披露的组分相一致，如使用固体磷酸二氢铝再与水混溶或使用磷酸与氢氧化铝反应物替代本专利技术所述50%含量磷酸二氢铝，应视为在本专利技术中具体公开。
[0015]本专利技术一方面涉及一种无机绝缘耐磨涂层的制备方法，包括以下步骤：（1）基材前处理将基材表面进行常规脱脂后清洗干燥，无须进行除锈工艺，本专利技术中使用络合剂能与铁锈反应成稳定的络合物与基体进行分子间结合，使成膜粘合力提高；（2）涂覆使用常规涂覆方法包括但不限于滚涂、刷涂、喷涂等方式将制备涂层所述涂料涂覆到经前处理的基材表面，涂层厚度视性能要求调整，一般涂层厚度为4~10μm，双涂可达到6~12μm；所述制备涂层的涂料按重量百分比计，包括以下组分及含量：磷酸盐无机成膜剂15~35%；络合剂20~35%；分散润湿剂11~25%；填料5~15%；pH调节剂2~12%；其余部分包含去离子水；所述涂料pH值0.5~3.5；所述磷酸盐无机成膜剂选自含量为50%的磷酸二氢盐中的一种或两种混合物，优选磷酸二氢铝水溶液；在加热固化条件下形成缩合磷酸盐而成膜；所述络合剂为植酸、单宁酸、没食子酸、磺基水杨酸中的一种或几种混合物，优选单宁酸；所述分散润湿剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇、异丙醇中的一种或几种混合物；所述填料为纳米TiO2、纳米SiO2、纳米Al2O3、石墨粉、MoS2、氮化硼、WS2、云母粉、碳化硅、磷酸锌、硫酸钡、碳酸钙、硅酸钙、滑石粉、蒙脱土、晶须硅中的两种或两种以上的混合物；复合填料均为惰性物质，稳定性好；优选具有固体润滑性能的填料与其他复合，能大幅度改善冲片性能；所述pH调节剂为硼酸、磷酸、草本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无机绝缘耐磨涂层的制备方法，包括如下步骤；（1）基材前处理将基材表面脱脂、清洗、干燥；（2）涂覆将用于制备涂层的涂料涂覆到经前处理的基材表面；所述制备涂层的涂料按重量百分比计，包含以下组分及含量：磷酸盐无机成膜剂15~35%；络合剂20~35%；分散润湿剂11~25%；填料5~15%；pH调节剂2~12%；其余部分包含去离子水；所述涂料pH值0.5~3.5；所述磷酸盐无机成膜剂选自含量为50%的磷酸二氢盐中的一种或两种混合物，优选磷酸二氢铝水溶液；所述络合剂为植酸、单宁酸、没食子酸、磺基水杨酸中的一种或几种混合物，优选单宁酸；所述分散润湿剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇、异丙醇中的一种或几种混合物；所述填料为纳米TiO2、纳米SiO2、纳米Al2O3、石墨粉、MoS2、氮化硼、WS2、云母粉、碳化硅、磷酸锌、硫酸钡...

【专利技术属性】
技术研发人员：任天翼，任宏生，
申请(专利权)人：泰兴库本机电有限公司，
类型：发明
国别省市：