阅读说明：本技术 一种有机-无机复合无铬硅钢片绝缘涂料 (Organic-inorganic composite chromium-free silicon steel sheet insulating paint ) 是由 陈炜 姬芳芳 万惠林 于 2019-11-07 设计创作，主要内容包括：本发明涉及绝缘涂料制备技术领域,且公开了一种有机-无机复合无铬硅钢片绝缘涂料,包括以下重量份数配比的原料,磷酸异辛酯、四硫代钨酸铵、三异硬脂酰基钛酸异丙酯、甘油、硅丙树脂、丙烯酸树脂、乙烯基三乙氧基硅烷、硅酸钠、硅溶胶、纳米TiO2、共聚物防沉剂、聚丙烯酸酯分散剂。该有机-无机复合无铬硅钢片绝缘涂料,磷酸异辛酯可以作为有机绝缘涂层主要成分,相比于传统的磷酸盐无机涂层,磷酸异辛酯的绝缘和隔热效果更好,四硫代钨酸铵中可以代替有毒的铬酸酐,从而制备出无铬绝缘涂层,对涂层的外观、磁性能的能力和耐蚀性能都有明显的改善,硅丙树脂和丙烯酸树脂作为有机涂料层。(The invention relates to the technical field of insulating paint preparation, and discloses an organic-inorganic composite chromium-free silicon steel sheet insulating paint which comprises the following raw materials in parts by weight, i-octyl phosphate, ammonium tetrathiotungstate, triisostearoyl isopropyl titanate, glycerol, silicone-acrylate resin, acrylic resin, vinyl triethoxysilane, sodium silicate, silica sol, nano TiO2, a copolymer anti-settling agent and a polyacrylate dispersing agent. According to the organic-inorganic composite chromium-free silicon steel sheet insulating coating, isooctyl phosphate can be used as a main component of an organic insulating coating, compared with a traditional phosphate inorganic coating, isooctyl phosphate has better insulating and heat-insulating effects, and ammonium tetrathiotungstate can replace toxic chromic anhydride, so that the chromium-free insulating coating is prepared, the appearance, the magnetic performance and the corrosion resistance of the coating are obviously improved, and silicone acrylic resin and acrylic resin are used as organic coating layers.)

一种有机-无机复合无铬硅钢片绝缘涂料

技术领域

本发明涉及绝缘涂料制备技术领域，具体为一种有机-无机复合无铬硅钢片绝缘涂料。

背景技术

绝缘涂料具有良好的电性能、热性能、机械性能和化学性能的优良电绝缘性涂料，根据用途可分为：浸渍绝缘漆、漆包线漆、覆盖绝缘漆、粘合绝缘漆、特种绝缘漆、以及用作硅钢片绝缘层的硅钢片漆。

目前硅钢片漆中，铬酸盐系绝缘涂料配方已经发展成熟，在绝缘性、附着力、耐腐蚀性等方面都具有优异的性能，但是，六价铬具有剧毒和环境毒害性，是一种难以清除的环境污染物，另外，随着制造业自动化程度的提高，含铬涂层在其他钢表面（如设备导轨等）滑动性不足的缺点也日益明显，另外对于硅含量高、硬度大、冲片性低的高硅钢，采用无机涂层冲片性能会更差，采用有机涂层表面绝缘系数偏低且耐热性不好。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种有机-无机复合无铬硅钢片绝缘涂料，解决了铬硅钢片绝缘涂料含有毒物质铬的问题，同时解决了无机涂层冲片性能差，而有机涂层表面绝缘系数偏低且耐热性不好的问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种有机-无机复合无铬硅钢片绝缘涂料，包括以下重量份数配比的原料，10-15份磷酸异辛酯、10-15份四硫代钨酸铵、5-15份三异硬脂酰基钛酸异丙酯、5-10份甘油、5-10份硅丙树脂、10-15份丙烯酸树脂、0.7-1份乙烯基三乙氧基硅烷、1-3份硅酸钠、10-15份硅溶胶、10-15份纳米TiO2、1-3份共聚物防沉剂、1-3份聚丙烯酸酯分散剂。

优选的，所述所述磷酸异辛酯为2-乙基己极磷酸酯，单酯和二酯共混物，其可以作为有机绝缘涂层主要成分，相比于传统的磷酸盐无机涂层，磷酸异辛酯的绝缘和隔热效果更好。

优选的，所述四硫代钨酸铵中（NH₄）₂WS₄的含量为95-98%，可以代替有毒的铬酸酐，从而制备出无铬绝缘涂层，对涂层的外观、磁性能的能力和耐蚀性能都有明显的改善。

优选的，所述硅丙树脂和丙烯酸树脂作为有机涂料层，增强涂层的耐热性和绝缘性。

优选的，所述添加甘油为吸湿辅助剂，与磷酸异辛酯中的PO₄ ^3-反应形成稳定的有机磷酸盐，可抑制涂料烧结后的吸湿性。

优选的，所述三异硬脂酰基钛酸异丙酯改善了涂层的耐热性和硬度、冲片性，三异硬脂酰基钛酸异丙酯在无机颜料和有机树脂之间形成化学桥键，增加有机相和无机相之间的相容性，大幅改善了涂层耐热性。

优选的，所述硅溶胶和纳米TiO₂作为无机颗粒填料，硅溶胶中的SiO2含量为40-45wt％，纳米TiO₂的粒径为20-50 nm，可以调节涂层的耐磨性和表面粗糙度，维持表面电阻率并减少焊接气泡的产生。

优选的，所述共聚物防沉剂为聚酰胺蜡和有机膨润土的共聚物，其质量比为1:20。

优选的，所述一种镀钴煤灰的有机-无机复合富锌涂料，制备方法包括以下步骤：

9.根据权利要求1所述的一种有机-无机复合无铬硅钢片绝缘涂料，其特征在于，所述有机-无机复合无铬硅钢片绝缘涂料，制备方法包括以下步骤：

（1）称取10-15份磷酸异辛酯，5-10份甘油依次加入高速搅拌器中，匀速搅拌30 min，再依次加入1-3份硅酸钠、10-15份硅溶胶、10-15纳米TiO2，快速搅拌1 h；

（2）称取10-15份四硫代钨酸铵、5-15份三异硬脂酰基钛酸异丙酯，依次加入高速搅拌器中均匀搅拌1 h，待物料均匀混合后，再依次加入5-10份硅丙树脂、10-15丙烯酸树脂、0.7-1份乙烯基三乙氧基硅烷，匀速搅拌1 h；

（3）称取1-3份共聚物防沉剂、1-3份聚丙烯酸酯分散剂依次加入高速搅拌器中快速搅拌2 h，制备得到有机-无机复合无铬硅钢片绝缘涂料。

（三）有益的技术效果

与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：

1、有机-无机复合无铬硅钢片绝缘涂料，硅丙树脂和丙烯酸树脂作为有机涂料层，增强涂层的耐热性和绝缘性，使用有机三异硬脂酰基钛酸异丙酯，改善了涂层的耐热性和硬度、冲片性，三异硬脂酰基钛酸异丙酯在无机颜料和有机树脂之间形成化学桥键，增加有机相和无机相之间的相容性，大幅改善了涂层耐热性。

2、有机-无机复合无铬硅钢片绝缘涂料，四硫代钨酸铵、硅溶胶和硅酸钠为无机涂层的重要组成部分，避免了使用有毒物质铬酸酐，提高涂层冲片性能，甘油与磷酸异辛酯中的PO₄ ^3-反应形成稳定的有机磷酸盐，可抑制涂料烧结后的吸湿性。

具体实施方式

一种有机-无机复合无铬硅钢片绝缘涂料，包括以下重量份数配比的原料，10-15份磷酸异辛酯、10-15份四硫代钨酸铵、5-15份三异硬脂酰基钛酸异丙酯、5-10份甘油、5-10份硅丙树脂、10-15丙烯酸树脂、0.7-1份乙烯基三乙氧基硅烷、1-3份硅酸钠、10-15份硅溶胶、10-15纳米TiO2、1-3份共聚物防沉剂、1-3份聚丙烯酸酯分散剂，所述磷酸异辛酯为2-乙基己极磷酸酯，单酯和二酯共混物，其可以作为有机绝缘涂层主要成分，相比于传统的磷酸盐无机涂层，磷酸异辛酯的绝缘和隔热效果更好，四硫代钨酸铵中（NH₄）₂WS₄的含量为95-98%，可以代替有毒的铬酸酐，从而制备出无铬绝缘涂层，对涂层的外观、磁性能的能力和耐蚀性能都有明显的改善，硅丙树脂和丙烯酸树脂作为有机涂料层，增强涂层的耐热性和绝缘性，添加甘油为吸湿辅助剂，与磷酸异辛酯中的PO₄ ^3-反应形成稳定的有机磷酸盐，可抑制涂料烧结后的吸湿性，三异硬脂酰基钛酸异丙酯改善了涂层的耐热性和硬度、冲片性，三异硬脂酰基钛酸异丙酯在无机颜料和有机树脂之间形成化学桥键，增加有机相和无机相之间的相容性，大幅改善了涂层耐热性，所述硅溶胶和纳米TiO₂作为无机颗粒填料，硅溶胶中的SiO2含量为40-45wt％，纳米TiO₂的粒径为20-50 nm，可以调节涂层的耐磨性和表面粗糙度，维持表面电阻率并减少焊接气泡的产生，共聚物防沉剂为聚酰胺蜡和有机膨润土的共聚物，其质量比为1:20，一种镀钴煤灰的有机-无机复合富锌涂料，制备方法包括以下步骤：

9.根据权利要求1所述的一种有机-无机复合无铬硅钢片绝缘涂料，其特征在于，所述有机-无机复合无铬硅钢片绝缘涂料，制备方法包括以下步骤：

（1）称取10-15份磷酸异辛酯，5-10份甘油依次加入高速搅拌器中，匀速搅拌30 min，再依次加入1-3份硅酸钠、10-15份硅溶胶、10-15纳米TiO2，快速搅拌1 h；

（2）称取10-15份四硫代钨酸铵、5-15份三异硬脂酰基钛酸异丙酯，依次加入高速搅拌器中均匀搅拌1 h，待物料均匀混合后，再依次加入5-10份硅丙树脂、10-15丙烯酸树脂、0.7-1份乙烯基三乙氧基硅烷，匀速搅拌1 h。

（3）称取1-3份共聚物防沉剂、1-3份聚丙烯酸酯分散剂依次加入高速搅拌器中快速搅拌2 h，制备得到有机-无机复合无铬硅钢片绝缘涂料。

实施例1：

（1）称取10份磷酸异辛酯，5份甘油依次加入高速搅拌器中，匀速搅拌30 min，再依次加入1份硅酸钠、10份硅溶胶、10纳米TiO2，快速搅拌1 h；

（2）称取10份四硫代钨酸铵、5份三异硬脂酰基钛酸异丙酯，依次加入高速搅拌器中均匀搅拌1 h，待物料均匀混合后，再依次加入5份硅丙树脂、10丙烯酸树脂、0.7份乙烯基三乙氧基硅烷，匀速搅拌1 h；

（3）称取1份共聚物防沉剂、1份聚丙烯酸酯分散剂依次加入高速搅拌器中快速搅拌2h，制备得到有机-无机复合无铬硅钢片绝缘涂料组分1。

实施例2：（1）称取10份磷酸异辛酯，6份甘油依次加入高速搅拌器中，匀速搅拌30min，再依次加入2份硅酸钠、10份硅溶胶、10-15纳米TiO2，快速搅拌1 h；

（2）称取10份四硫代钨酸铵、7份三异硬脂酰基钛酸异丙酯，依次加入高速搅拌器中均匀搅拌1 h，待物料均匀混合后，再依次加入6份硅丙树脂、10丙烯酸树脂、0.7份乙烯基三乙氧基硅烷，匀速搅拌1 h；

（3）称取1份共聚物防沉剂、1份聚丙烯酸酯分散剂依次加入高速搅拌器中快速搅拌2h，制备得到有机-无机复合无铬硅钢片绝缘涂料组分2。

实施例3：

（1）称取12份磷酸异辛酯，7份甘油依次加入高速搅拌器中，匀速搅拌30 min，再依次加入2份硅酸钠、11份硅溶胶、12份纳米TiO2，快速搅拌1 h；

（2）称取10份四硫代钨酸铵、7份三异硬脂酰基钛酸异丙酯，依次加入高速搅拌器中均匀搅拌1 h，待物料均匀混合后，再依次加入5份硅丙树脂、10丙烯酸树脂、0.7份乙烯基三乙氧基硅烷，匀速搅拌1 h；

（3）称取1份共聚物防沉剂、2份聚丙烯酸酯分散剂依次加入高速搅拌器中快速搅拌2h，制备得到有机-无机复合无铬硅钢片绝缘涂料组分3。

实施例4：（1）称取12份磷酸异辛酯，7份甘油依次加入高速搅拌器中，匀速搅拌30min，再依次加入2份硅酸钠、8份硅溶胶、10-15纳米TiO2，快速搅拌1 h；

（2）称取8份四硫代钨酸铵、10份三异硬脂酰基钛酸异丙酯，依次加入高速搅拌器中均匀搅拌1 h，待物料均匀混合后，再依次加入10份硅丙树脂、13丙烯酸树脂、0.9份乙烯基三乙氧基硅烷，匀速搅拌1 h；

（3）称取2份共聚物防沉剂、2份聚丙烯酸酯分散剂依次加入高速搅拌器中快速搅拌2h，制备得到有机-无机复合无铬硅钢片绝缘涂料。

实施例5：

（1）称取12份磷酸异辛酯，8份甘油依次加入高速搅拌器中，匀速搅拌30 min，再依次加入3份硅酸钠、12份硅溶胶、10-15纳米TiO2，快速搅拌1 h；

（2）称取15份四硫代钨酸铵、15份三异硬脂酰基钛酸异丙酯，依次加入高速搅拌器中均匀搅拌1 h，待物料均匀混合后，再依次加入10份硅丙树脂、13丙烯酸树脂、0.9份乙烯基三乙氧基硅烷，匀速搅拌1 h；

（3）称取3份共聚物防沉剂、3份聚丙烯酸酯分散剂依次加入高速搅拌器中快速搅拌2h，制备得到有机-无机复合无铬硅钢片绝缘涂料。

实施例6：

（1）称取15份磷酸异辛酯，10份甘油依次加入高速搅拌器中，匀速搅拌30 min，再依次加入3份硅酸钠、15份硅溶胶、10-15纳米TiO2，快速搅拌1 h；

（2）称取15份四硫代钨酸铵、15份三异硬脂酰基钛酸异丙酯，依次加入高速搅拌器中均匀搅拌1 h，待物料均匀混合后，再依次加入10份硅丙树脂、15丙烯酸树脂、1份乙烯基三乙氧基硅烷，匀速搅拌1 h；

（3）称取3份共聚物防沉剂、3份聚丙烯酸酯分散剂依次加入高速搅拌器中快速搅拌2h，制备得到有机-无机复合无铬硅钢片绝缘涂料。