一種絕緣涂層中含有機著色劑的無取向硅鋼及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種絕緣涂層中含有機著色劑的無取向硅鋼制備方法及該種無取向硅鋼，通過在目前無取向硅鋼絕緣涂層的制備原料中加入水性有機色漿，涂層干燥固化后通過色漿在涂層表面的富集實現(xiàn)對涂層的強著色，從而獲得良好的遮蓋力。水性有機色漿的顏色可以是蘭、綠、黃、紅、黑等市場上常見的顏色，優(yōu)選的顏色是藍(lán)色和綠色。水性有機色漿的加入量為0.1%~15%。本發(fā)明對涂層的涂覆方式?jīng)]有限制。加入水性有機色漿的涂料需要在干燥固化爐內(nèi)保證板溫達(dá)到200~350℃，干燥過程中有機著色劑在涂層表面富集，最終固化在涂層中，由于有機著色劑在涂層表面富集，著色力顯著增強，少量的添加即可實現(xiàn)對硅鋼絕緣涂層的著色。
【專利說明】一種絕緣涂層中含有機著色劑的無取向硅鋼及其制備方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于無取向硅鋼領(lǐng)域，特別涉及的是絕緣涂層中使用有機著色劑的一種無取向硅鋼及其制備方法，有機著色劑以水性有機色漿的方式加入。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]無取向硅鋼是電機鐵芯采用的重要的磁性材料。為了降低電機工作中的鐵損，實現(xiàn)節(jié)能降耗，需要在硅鋼片表面制備絕緣涂層。因此，按照市場上提供的無取向硅鋼產(chǎn)品可以分為兩類，一類是不帶絕緣涂層的無取向硅鋼產(chǎn)品，稱為半工藝無取向硅鋼，另一類則是涂覆絕緣涂層的無取向硅鋼，稱為全工藝無取向硅鋼。全工藝無取向硅鋼是目前國內(nèi)市場上的主流產(chǎn)品。到目前為止，在無取向硅鋼片上形成絕緣層的技術(shù)以及涂料的配方已經(jīng)有許多，主要包括無機、有機和半無機三大類，其中，半無機涂層或者說有機無機復(fù)合涂層是無取向硅鋼絕緣涂層的主流。本發(fā)明涉及的技術(shù)就是在這些半無機的絕緣涂層中加入有機著色劑，從而制備出絕緣涂層中含有機著色劑的無取向硅鋼。
[0005]最早的涂料主要是鉻酸鹽和磷酸鹽在硅鋼片上形成一層無機膜。盡管無機膜的耐熱性優(yōu)良，但是它的耐水性、抗沖擊性、附著性都很差。為了解決上述問題，逐漸發(fā)展了包含有機、無機兩個主要組分的混合涂料配方，該涂層一般被稱為半無機涂層，這類配方充分利用了無機膜良好的焊接性能、耐熱性能以及有機膜優(yōu)良的耐水、絕緣、抗沖擊和粘附性能。例如美國專利US4238534、US4844753、US5624749以及中國專利98125437中所提及的用于涂覆硅鋼片以形成絕緣層的涂料中，均采用這類半無機涂料配方。半無機涂料在國內(nèi)外大型硅鋼生產(chǎn)企業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用。目前市場上典型無取向硅鋼絕緣涂層的無機成分為鉻酸鹽，主要的鉻酸鹽成分為鉻酸鋅或者鉻酸鎂，或者他們的復(fù)合。有機成分為丙烯酸、醋酸乙烯等樹脂。為保證涂層的環(huán)保性，在涂料中加入甘油等有機還原劑，涂層固化過程中涂料中的六價鉻被充分還原為三價鉻。涂層的顏色因鉻酸鹽的種類、硅鋼廠固化工藝的不同而呈現(xiàn)淡綠、黃綠、灰色等多種顏色，但顏色一般比較淡，基本上沒有遮蓋性。
[0006]為了保證無取向硅鋼的疊片性能，無取向硅鋼絕緣涂層屬于薄涂層，即涂層的厚度為0.5 2 μ m,因此雖然涂料的無機成分中含有三價鉻，但無機組分對基體的遮蓋力顯得不足，而丙烯酸樹脂等有機組分多為透明狀態(tài)，因而現(xiàn)有無取向硅鋼絕緣涂層的著色力略顯不足，裝飾性有待提高。目前尚無在鉻酸鹽半無機涂料中添加有機著色劑的報道。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明針對現(xiàn)有無取向硅鋼絕緣涂層著色力不足這一現(xiàn)狀，通過在目前無取向硅鋼絕緣涂層的制備原料中加入水性有機色漿，通過涂層機涂覆后在無取向硅鋼鋼板的表面獲得涂層，涂層通過固化干燥爐固化后通過色漿實現(xiàn)對涂層的著色，從而獲得良好的著色力。通過本技術(shù)的實施，可以獲得一種絕緣涂層中加入有機著色劑的無取向硅鋼，尤其是著色劑在涂層的表面富集，著色力顯著增強。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種絕緣涂層中含有機著色劑的無取向硅鋼制備方法，其特征在于，所述方法步驟如下:
(1)在無取向硅鋼鉻酸鹽半無機絕緣涂料的基礎(chǔ)上添加水性有機色漿，所述水性有機色漿的顏色為是蘭、綠、黃、紅、黑常見顏色，水性有機色漿的加入量為無取向硅鋼絕緣涂料重量的0.1%-15% ；
(2)涂覆到無取向硅鋼鋼板表面，經(jīng)過干燥固化爐固化后獲得絕緣涂層中含有機著色劑的無取向娃鋼。
[0010]進(jìn)一步的，所述水性有機色漿優(yōu)選藍(lán)色或綠色或者他們的混合色。
[0011]進(jìn)一步的，所述水性有機色漿在配制絕緣涂料的過程中加入；或添加到無取向硅鋼絕緣涂料的部分組分中加入，即鉻酸鹽等無機成分與樹脂組成的A液與甘油等還原劑組成的B液中，或作為單一原料在使用前加入；混合20分鐘以上以保證色漿均勻。
[0012]進(jìn)一步的，所述干燥固化爐內(nèi)保證板溫達(dá)到200-350 V，即爐溫設(shè)置為40(T70(TC，以保證色漿顆粒固化在涂層中。
[0013]根據(jù)所述方法制備的無取向硅鋼，其特征在于:所述無取向硅鋼的絕緣涂層中含有機著色劑，所述有機著色劑為無取向硅鋼制備過程中添加的水性有機色漿，所述水性有機色漿的顏色為是藍(lán)、綠、黃、紅、黑常見顏色。
[0014]進(jìn)一步的,所述水性有機色衆(zhòng)的加入量為鉻酸鹽絕緣涂料重量的0.1°/Tl5%。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:在常規(guī)無取向硅鋼絕緣涂料中加入水性有機色漿，然后在板溫20(T35(TC條件下干燥固化，即爐溫設(shè)置為40(T70(TC，干燥過程中依靠浮力作用有機著色劑在涂層表面富集，著色力顯著增強，少量的添加即可實現(xiàn)對硅鋼絕緣涂層的著色。通過在無取向硅鋼涂料中加入有機著色劑，不但可以獲得多彩的涂層外觀，而且色漿的顆粒會集中在涂層的表面，可以進(jìn)一步提高涂層的沖片性能和焊接性能。
[0016]本技術(shù)對目前市場上的鉻酸鹽涂料的配方不做要求。在目前流行的鉻酸鹽涂料的基礎(chǔ)上加入水性有機色漿，水性有機色漿的顏色可以是蘭、綠、黃、紅、黑等市場上常見的顏色，根據(jù)目前客戶的偏好，優(yōu)選的顏色是藍(lán)色和綠色或者他們的混合色。水性有機色漿的加入量為0.1°/-15%。加入量低于0.1%時著色力不足，加入量大于15%時會因涂層中有機成分的比例高而影響涂層的耐熱性能。水性·有機色漿可以在配制絕緣涂料的過程中加入；也可以添加到無取向硅鋼絕緣涂料的部分組分中(指的是AB組分的涂料)，或者在生產(chǎn)現(xiàn)場配料過程中加入，在使用前混合。本發(fā)明適用于鉻酸鋅系的絕緣涂層和鉻酸鎂系絕緣涂層，對涂層的涂覆方式?jīng)]有限制。涂覆到無取向硅鋼鋼板表面，經(jīng)過干燥固化爐固化后獲得絕緣涂層中含有機著色劑的無取向硅鋼。干燥固化爐內(nèi)保證板溫達(dá)到20(T35(TC，即爐溫設(shè)置為40(T700°C，干燥過程中水性色漿依靠浮力向涂層表面富集，并最終燒結(jié)固化在涂層表面。
[0017]在此必須強調(diào)的是，雖然以彩涂板等為代表的涂層體系著色已經(jīng)被視為常用的技術(shù)，但本技術(shù)與彩涂板的涂料體系截然不同。彩涂板的涂層厚度為硅鋼絕緣涂層的數(shù)倍，涂層中顏料分布比較均勻。
[0018]硅鋼涂層厚度為f 2微米，這種涂層被稱為薄涂層。無取向硅鋼的絕緣涂層被稱為半無機涂層，無機成分為鉻酸鋅與鉻酸鎂等鉻酸鹽、硼酸等，他們占涂料成分的10-25%。有機成分為丙烯酸樹脂乳液、苯丙乳液、醋酸乙烯乳液等、甘油等有機還原劑以及一些助齊U，有機成分占涂料成分的5-20%。其余部分為水。鑒于硅鋼絕緣涂層非常薄，為保證涂層的耐熱性能和焊接性能有機樹脂的比例也有限制，因此涂層的顏色非常淡，并且沒有關(guān)于硅鋼絕緣涂層著色的報道和產(chǎn)品。本技術(shù)通過在硅鋼絕緣涂料中加入水性有機色漿，通過在板溫20(T35(TC條件下干燥固化，依靠浮力作用有機著色劑在涂層表面富集，最終固化在涂層表面，由于著色劑在涂層表面的富集，著色力顯著增強，少量的添加即可實現(xiàn)對硅鋼絕緣涂層的著色。
[0019]說明書附圖
圖1添加著色劑的無取向硅鋼鉻酸鋅涂層表面SEM。
[0020]圖2添加著色劑的無取向硅鋼鉻酸鎂涂層表面SEM。
[0021]
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做詳細(xì)的說明。實施例所述的物質(zhì)的“份”均指重量份。
[0023]對比實施例1
取100份鉻酸鋅半無機涂料，通過涂層機涂覆到無取向硅鋼鋼板表面，然后進(jìn)入干燥固化爐內(nèi)進(jìn)行高溫固化，機組速度為6 0-150米/分鐘，干燥固化爐的干燥段的溫度為干燥段45(T650°C，燒結(jié)段為40(T65(TC，可以獲得對比實施的常規(guī)鉻酸鋅半無機絕緣涂層的無取向硅鋼。
[0024]實施例1:
取上述100份鉻酸鋅半無機涂料，添加0.5份的酞青蘭水性有機色漿，攪拌20分鐘以上以保證混合均勻，然后通過涂層機涂覆到無取向硅鋼鋼板表面，然后按照對比實施例1的固化工藝固化，即可制備出絕緣涂層含有有機著色劑的無取向硅鋼。
[0025]對比實施例2
取市場上銷售的100份鉻酸鎂半無機涂料，通過涂層機涂覆到無取向硅鋼表面，然后進(jìn)入干燥固化爐內(nèi)進(jìn)行高溫固化，機組速度為60-150米/分鐘，干燥固化爐的干燥段的溫度為干燥段45(T650°C，燒結(jié)段為40(T650°C，可以獲得對比實施的常規(guī)鉻酸鎂半無機絕緣涂層的無取向硅鋼。。
[0026]實施例2:
取100份鉻酸鎂半無機涂料，添加0.5份的酞青蘭水性有機色漿，攪拌20分鐘以上以保證混合均勻，然后通過涂層機涂覆到無取向硅鋼表面，然后按照對比實施例2固化工藝固化，即可制備出鉻酸鎂絕緣涂層中含有有機著色劑的無取向硅鋼。涂層的掃描電鏡形貌如圖1所示。著色劑顆粒主要分布在涂層的表面，可以改善涂層的沖片性能和焊接性能。
[0027]實施例3
取100份鉻酸鋅半無機涂料，添加0.2份的果綠水性有機色漿，攪拌20分鐘以上以保證混合均勻，然后 通過涂層機涂覆到無取向硅鋼表面，然后按照對比實施例1的固化工藝固化，即可制備出絕緣涂層含有有機著色劑的無取向硅鋼。
[0028]實施例4取100份鉻酸鎂半無機涂料，添加0.2份的果綠水性有機色漿，攪拌20分鐘以上以保證混合均勻，然后通過涂層機涂覆到無取向硅鋼表面，然后按照對比實施例2固化工藝固化，即可制備出絕緣涂層含有有機著色劑的無取向硅鋼。涂層的掃描電鏡形貌如圖2所示。著色劑顆粒主要分布在涂層的表面，可以改善涂層的沖片性能和焊接性能。
[0029]實施例5
取100份鉻酸鋅半無機涂料，添加5份的酞青蘭水性有機色漿，攪拌20分鐘以上以保證混合均勻，然后通過涂層機涂覆到無取向硅鋼表面，然后按照對比實施例1的固化工藝固化，即可制備出絕緣涂層含有機著色劑的無取向硅鋼實施例6
取100份鉻酸鎂半無機涂料，添加5份的酞青蘭水性有機色漿，攪拌20分鐘以上以保證混合均勻，然后通過涂層機涂覆到無取向硅鋼表面，然后按照對比實施例2的固化工藝固化，即可制備出絕緣涂層含有機著色劑的無取向硅鋼。
[0030]實施例7
以AB雙組份供應(yīng)的鉻酸鎂涂料，一般A液為鉻酸鎂溶液和苯丙乳液，B液為甘油等還原劑和各種助劑。按照取100份鉻酸鋅半無機涂料(A+B)添加0.3份的酞青蘭水性有機色漿的比例計算出色漿的加入量，將相應(yīng)的酞青蘭漿加入到A液或者B液中，攪拌20分鐘以上以保證混合均勻，在涂料使用前再將AB組分混合攪拌，然后通過涂層機涂覆到無取向硅鋼表面，然后按照對比實施例2的固化工藝固化，即可制備出絕緣涂層含有機著色劑的無取向硅鋼。
[0031]實施例8.
以AB雙組份供應(yīng)的鉻酸鋅涂料，一般A液為按照取100份鉻酸鎂半無機涂料添加0.3份的酞青蘭水性有機色漿的比例計算出色漿的加入量，將相應(yīng)的酞青蘭漿加入到A液或者B液中，攪拌20分鐘以上以保證混合均勻，在涂料使用前再將AB組分混合攪拌，然后通過涂層機涂覆到無取向硅鋼表面，然后按照對比實施例1的固化工藝固化，即可制備出絕緣涂層含有機著色劑的無取向硅鋼。
【權(quán)利要求】
1.一種絕緣涂層中含有機著色劑的無取向硅鋼制備方法，其特征在于，所述方法步驟如下: (1)在無取向硅鋼鉻酸鹽半無機絕緣涂料的基礎(chǔ)上添加水性有機色漿，所述水性有機色漿的顏色為是蘭、綠、黃、紅、黑常見顏色，水性有機色漿的加入量為無取向硅鋼絕緣涂料重量的0.1%-15% ； (2)涂覆到無取向硅鋼鋼板表面，經(jīng)過干燥固化爐固化后獲得絕緣涂層中含有機著色劑的無取向娃鋼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述水性有機色漿優(yōu)選藍(lán)色或綠色或者他們的混合色。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述水性有機色漿在配制絕緣涂料的過程中加入；或添加到無取向硅鋼絕緣涂料的部分組分中加入，即鉻酸鹽等無機成分與樹脂組成的A液與甘油等還原劑組成的B液中，或作為單一原料在使用前加入；混合20分鐘以上以保證色漿均勻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述干燥固化爐內(nèi)保證板溫達(dá)到20(T350°C，即爐溫設(shè)置為40(T70(TC，以保證色漿顆粒固化在涂層中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法制備的無取向硅鋼，其特征在于:所述無取向硅鋼的絕緣涂層中含有機著色劑，所述有機著色劑為無取向硅鋼制備過程中添加的水性有機色漿，所述水性有機色漿的顏色為是藍(lán)、綠、黃、紅、黑常見顏色。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無取向硅鋼，其特征在于:所述水性有機色漿的加入量為鉻酸鹽絕緣涂料重量的0.1°/15%。
【文檔編號】B32B15/04GK103436070SQ201310407312
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】孔祥華 申請人:湖北武洲表面處理材料有限公司