Состав для получения электроизоляционного покрытия
Патент 2489518
Авторы
Правообладатели
Классы МПК
Состав для получения электроизоляционного покрытия
Изобретение относится к области металлургического производства и может быть использовано для получения электроизоляционных покрытий на поверхности анизотропной электротехнической стали. Состав для получения электроизоляционного покрытия содержит, мас.%: ионы фосфата в пересчете на P2O5 6,6-14,6, ионы алюминия 0,3-0,71, ионы магния 0,41-0,92, ионы хрома (VI) 0,5-2,0, ионы хрома (III) 0,5-1,5, коллоидную двуокись кремния с диаметром мицелл 10-15 нм в пересчете на SiO2 9,0-20,0 и воду до 100. Изобретение обеспечивает повышение стабильности состава при понижении содержания в нем ионов хрома (VI) и позволяет получить электроизоляционное покрытие с хорошим товарным видом, обладающее повышенными физико-механическими и магнитными свойствами, высокой магнитной активностью. 1 табл., 11 пр.
Реферат
Изобретение относится к области металлургического производства и может быть использовано для получения электроизоляционных покрытий на поверхности анизотропной электротехнической стали.
Известен состав для получения электроизоляционного покрытия (RU 2209255 C2, 20.09.2001), содержащий ионы фосфата, алюминия, магния, бора, хрома и кремнефтористо-водородную кислоту, мас.%:
| ионы фосфата (в пересчете на P2O5) | 25,8-29,9 |
| ионы алюминия (Al3+) | 0,8-1,7 |
| ионы магния (Mg2+) | 1,3-1,7 |
| ионы бора (в пересчете на B2O3) | 0,11-0,17 |
| ионы хрома (Cr6+) | 0,2-0,5 |
| кремнефтористо-водородная кислота | 22,0-28,0 |
| двуокись кремния (SiO2) | 0,2-1,0 |
| вода | до 100. |
Недостатком данного состава является низкий коэффициент сопротивления, низкие физико-механические и магнитные свойства, а также то, что при нанесение состава на металл происходит налипание его на отжимные валки.
Известен состав (патент №3856568 США, 1972) для получения электроизоляционного покрытия содержащий фосфат алюминия, водную дисперсию диоксида кремния с добавками соединений хрома и борной кислоты, мас.%:
| ионы фосфата (в пересчете на P2O5) | 10,3 |
| ионы алюминия (Al3+) | 1,1 |
| борная кислота (H3BO3) | 0,9 |
| ионы хрома (Cr6+) | 1,8 |
| двуокись кремния (SiO2) | 10,3 |
| вода | до 100. |
Недостатком данного изобретения является неудовлетворительный товарный вид получаемого покрытия, низкие магнитные и физико-механические свойства.
Наиболее близко к заявляемому составу является состав (RU 2371518 C2, 02.07.2007) содержащий ионы фосфата, алюминия, магния, хрома, двуокиси кремния и воду, мас.%:
| ионы фосфата (в пересчете на P2O5) | 6,6-14,6 |
| ионы алюминия (Al3+) | 0,3-0,71 |
| ионы магния (Mg2+) | 0,41-0,92 |
| ионы хрома (Cr6+) | 2,8-6,2 |
| коллоидная двуокись кремния (в пересчете на SiO2) | 9,0-20,2 |
| вода | до 100 |
при следующем соотношении компонентов:
| P2O5/(Al3++Mg2+) | 8,5-11,5 |
| SiO2/P2O5 | 1,1-1,5. |
Недостатком данного изобретения является низкая стабильность состава и большое содержание ионов хрома (VI).
Задачей изобретения является повышение стабильности состава, понижение содержания ионов хрома (VI), при сохранении и улучшении удовлетворительного товарного вида, физико-механических и магнитных свойств электроизоляционного покрытия.
Поставленная задача достигается тем, что на электротехническую сталь наносят состав содержащий ионы фосфата, алюминия, магния, хрома (VI) и воду, который дополнительно содержит ионы хрома (III) и коллоидную двуокись кремния с диаметром мицелл 10-15 нм, мас.%:
| ионы фосфата (в пересчете на P2O5) | 6,6-14,6 |
| ионы алюминия (Al3+) | 0,3-0,71 |
| ионы магния (Mg2+) | 0,41-0,92 |
| ионы хрома (Cr6+) | 0,5-2,0 |
| ионы хрома (Cr3+) | 0,5-1,5 |
| коллоидная двуокись кремния (в пересчете на SiO2) | 9,0-20,2 |
| вода | до 100, |
Сущность изобретения подтверждается следующими примерами. Во всех примерах образцы электротехнической стали обрабатывались в течение 5 с при температуре 20-40°С. Излишки раствора удалялись отжимом гуммированными валками. Покрытия подвергались термообработке при температуре 800°С в течение 60 с.
Физико-механические свойства покрытий определяют следующие показатели:
- адгезия - прочность при изгибе - изгибом образцов на цилиндрической оправке диаметром 3 мм,
- коэффициент сопротивления по ГОСТ 12119-80;
- метод определения влагостойкости изложен в М.И. Карякина. Испытание лакокрасочных материалов и покрытий. - М.: Химия, 1988;
- магнитная активность по ГОСТ 12119-80.
В таблице 1 представлены исследуемые составы и состав известного, а также приведены характеристики состава, физико-механические и магнитные свойства стали с электроизоляционным покрытием.
Примеры.
1. Характеризует свойства прототипа и покрытий, полученных в данном растворе.
2. Берем образцы анизотропной электротехнической стали, обрабатываем их составом со следующим содержанием компонентов, мас.%:
| ионы фосфата (в пересчете на P2O5) | 6,2 |
| ионы алюминия (Al3+) | 0,2 |
| ионы магния (Mg2+) | 0,3 |
| ионы хрома (Cr6+) | 0,4 |
| ионы хрома (Cr3+) | 0,4 |
| коллоидная двуокись кремния (в пересчете на SiO2) | 8,5 |
| диаметр мицелл коллоидной двуокиси кремния | 9,0 |
| вода | до 100 |
в течение 5 с при температуре 20-40°С, излишки раствора удалялись отжимом гуммированными валками. Покрытия подвергаем термообработке при температуре 800°С в течение 60 с. Обработка данных по свойствам покрытий дала следующие результаты:
- покрытие не влагостойкое;
- прочность на изгиб покрытие выдерживает;
- коэффициент сопротивления 140 Ом·см2;
- магнитная активность 6%.
3. Берем образцы анизотропной электротехнической стали, обрабатываем их составом со следующим содержанием компонентов, мас.%:
| ионы фосфата (в пересчете на P2O5) | 6,6 |
| ионы алюминия (Al3+) | 0,3 |
| ионы магния (Mg2+) | 0,41 |
| ионы хрома (Cr6+) | 0,5 |
| ионы хрома (Cr3+) | 0,5 |
| коллоидная двуокись кремния (в пересчете на SiO2) | 9,0 |
| диаметр мицелл коллоидной двуокиси кремния | 10,0 |
| вода | до 100 |
в течение 5 с при температуре 20-40°C, излишки раствора удалялись отжимом гуммированными валками. Покрытии подвергаем термообработке при температуре 800°C в течение 60 с. Обработка данных по свойствам покрытий дала следующие результаты:
- покрытие влагостойкое;
- прочность на изгиб покрытие выдерживает;
- коэффициент сопротивления 300 Ом·см2;
- магнитная активность 8%.
4. Берем образцы анизотропной электротехнической стали, обрабатываем их составом со следующим содержанием компонентов, мас.%:
| ионы фосфата (в пересчете на P2O5) | 7,0 |
| ионы алюминия (Al3+) | 0,6 |
| ионы магния (Mg2+) | 0,6 |
| ионы хрома (Cr6+) | 1,9 |
| ионы хрома (Cr3+) | 1,4 |
| коллоидная двуокись кремния (в пересчете на SiO2) | 10,0 |
| диаметр мицелл коллоидной двуокиси кремния | 14,0 |
| вода | до 100 |
в течение 5 с при температуре 20-40°C, излишки раствора удалялись отжимом гуммированными валками. Покрытия подвергаем термообработке при температуре 800°C в течение 60 с. Обработка данных по свойствам покрытий дала следующие результаты:
- покрытие влагостойкое;
- прочность на изгиб покрытие выдерживает;
- коэффициент сопротивления 280 Ом·см2;
- магнитная активность 9%.
5 Берем образцы агизотропной электротехнической стали, обрабатываем их составом со следующим содержанием компонентов, мас.%:
| ионы фосфата (в пересчете на P2O5) | 8,0 |
| ионы алюминия (Al3+) | 0,5 |
| ионы магния (Mg2+) | 0,5 |
| ионы хрома (Cr6) | 0,7 |
| ионы хрома (Cr3+) | 1,3 |
| коллоидная двуокись кремния (в пересчете на SiO2) | 18,0 |
| диаметр мицелл коллоидной двуокиси кремния | 12,0 |
| вода | до 100 |
в течение 5 с при температуре 20-40°C, излишки раствора удалялись отжимом гуммированными валками. Покрытия подвергаем термообработке при температуре 800°C в течение 60 с. Обработка данных по свойствам покрытий дала следующие результаты:
- покрытие влагостойкое;
- прочность на изгиб покрытие выдерживает;
- коэффициент сопротивления 350 Ом·см2;
- магнитная активность 8%.
6. Берем образцы анизотропной электротехнической стали, обрабатываем их составом со следующим содержанием компонентов, мас.%:
| ионы фосфата (в пересчете на P2O5) | 9,0 |
| ионы алюминия (Al3+) | 0,55 |
| ионы магния (Mg2+) | 0,7 |
| ионы хрома (Cr6+) | 0,9 |
| ионы хрома (Cr3+) | 0,8 |
| коллоидная двуокись кремния (в пересчете на SiO2) | 12,0 |
| диаметр мицелл коллоидной двуокиси кремния | 11,5 |
| вода | до 100 |
в течение 5 с при температуре 20-40°C, излишки раствора удалялись отжимом гуммированными валками. Покрытия подвергаем термообработке при температуре 800°C в течение 60 с. Обработка данных по свойствам покрытий дала следующие результаты:
- покрытие влагостойкое;
- прочность на изгиб покрытие выдерживает;
- коэффициент сопротивления 360 Ом·см2;
- магнитная активность 9%.
7. Берем образцы анизотропной электротехнической стали, обрабатываем их составом со следующим содержанием компонентов, мас.%:
| ионы фосфата (в пересчете на P2O5) | 10,0 |
| ионы алюминия (Al3+) | 0,4 |
| ионы магния (Mg2+) | 0,9 |
| ионы хрома (Cr3+) | 1,5 |
| ионы хрома (Mg2+) | 1,0 |
| коллоидная двуокись кремния (в пересчете на SiO2) | 19,0 |
| диаметр мицелл коллоидной двуокиси кремния | 15,0 |
| вода | до 100 |
в течение 5 с при температуре 20-40°C, излишки раствора удалялись отжимом гуммированными валками. Покрытия подвергаем термообработке при температуре 800°C в течение 60 с. Обработка данных по свойствам покрытий дала следующие результаты:
- покрытие влагостойкое;
- прочность на изгиб покрытие выдерживает;
- коэффициент сопротивления 230 Ом·см2;
- магнитная активность 8%.
8. Берем образцы анизотропной электротехнической стали, обрабатываем их составом со следующим содержанием компонентов, мас.%:
| ионы фосфата (в пересчете на P2O5) | 11,0 |
| ионы алюминия (Al3+) | 0,7 |
| ионы магния (Mg2+) | 0,45 |
| ионы хрома (Cr6+) | 0,6 |
| ионы хрома (Cr3+) | 1,2 |
| коллоидная двуокись кремния (в пересчете на SiO2) | 14,0 |
| диаметр мицелл коллоидной двуокиси кремния | 13,0 |
| вода | до 100 |
в течение 5 с при температуре 20-40°C, излишки раствора удалялись отжимом гуммированными валками. Покрытия подвергаем термообработке при температуре 800°C в течение 60 с. Обработка данных по свойствам покрытий дала следующие результаты:
- покрытие влагостойкое;
- прочность на изгиб покрытие выдерживает;
- коэффициент сопротивления 280 Ом·см2;
- магнитная активность 8%.
9. Берем образцы анизотропной электротехнической стали, обрабатываем их составом со следующим содержанием компонентов, мас.%:
| ионы фосфата (в пересчете на P2O5) | 12,0 |
| ионы алюминия (Al3+) | 0,35 |
| ионы магния (Mg2+) | 0,8 |
| ионы хрома (Cr6+) | 1,7 |
| ионы хрома (Cr3+) | 0,7 |
| коллоидная двуокись кремния (в пересчете на SiO2) | 11,0 |
| диаметр мицелл коллоидной двуокиси кремния | 11,0 |
| вода | до 100 |
в течение 5 с при температуре 20-40°C, излишки раствора удалялись отжимом гуммированными валками. Покрытия подвергаем термообработке при температуре 800°C в течение 60 с. Обработка данных по свойствам покрытий дала следующие результаты:
- покрытие влагостойкое;
- прочность на изгиб покрытие выдерживает;
- коэффициент сопротивления 300 Ом·см2;
- магнитная активность 9%.
10. Берем образцы анизотропной электротехнической стали, обрабатываем их составом со следующим содержанием компонентов, мас.%:
| ионы фосфата (в пересчете на P2O5) | 14,6 |
| ионы алюминия (Al3+) | 0,71 |
| ионы магния (Mg2+) | 0,92 |
| ионы хрома (Cr6+) | 2,0 |
| ионы хрома (Cr3+) | 1,5 |
| коллоидная двуокись кремния (в пересчете на SiO2) | 20,0 |
| диаметр мицелл коллоидной двуокиси кремния | 15,0 |
| вода | до 100 |
в течение 5 с при температуре 20-40°C, излишки раствора удалялись отжимом гуммированными валками. Покрытия подвергаем термообработке при температуре 800°C в течение 60 с. Обработка данных по свойствам покрытий дала следующие результаты:
- покрытие влагостойкое;
- прочность на изгиб покрытие выдерживает;
- коэффициент сопротивления 220 Ом·см2;
- магнитная активность 8%.
11. Берем образцы анизотропной электротехнической стали, обрабатываем их составом со следующим содержанием компонентов, мас.%:
| ионы фосфата (в пересчете на P2O5) | 16,0 |
| ионы алюминия (Al3+) | 0,8 |
| ионы магния (Mg2+) | 1,0 |
| ионы хрома (Cr6+) | 2,5 |
| ионы хрома (Cr3+) | 2,0 |
| коллоидная двуокись кремния (в пересчете на SiO2) | 22,0 |
| диаметр мицелл коллоидной двуокиси кремния | 16,0 |
| вода | до 100 |
в течение 5 с при температуре 20-40°C, излишки раствора удалялись отжимом гуммированными валками. Покрытия подвергаем термообработке при температуре 800°C в течение 60 с. Обработка данных по свойствам покрытий дала следующие результаты:
- покрытие не влагостойкое;
- прочность на изгиб покрытие выдерживает;
- коэффициент сопротивления 1300 м·см2;
- магнитная активность 6%.
Примеры 2 и 11 показывают, что при содержании компонентов состава ниже и выше заявленной концентрации, покрытия обладают низкой влагостойкостью, низкой магнитной активностью, низким коэффициентом сопротивления, а составы низкой стабильностью.
Из примеров 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 видно, что поставленная задача достигнута. Использование предложенного состава позволяет улучшить стабильность состава, улучшает физико-механические показатели покрытия, а также улучшает экологичность состава за счет снижения содержания хрома (VI).
Литература
1. Патент №2209255 по заявке №2001125771, 2003.
2. Патент №3856568 США, 1972, стр.4.
3. Патент №2371518 C2 RU, 2007.
4. ГОСТ 12119-80.
5. М.И. Карякина. Испытание лакокрасочных материалов и покрытий. - М.: Химия, 1988.
Состав для получения электроизоляционного покрытия на поверхности анизотропной электротехнической стали, содержащий ионы фосфата, алюминия, магния, хрома (VI) и воды, отличающийся тем, что он дополнительно содержит ионы хрома (III) и коллоидную двуокись кремния с диаметром мицелл 10-15 нм, мас.%:
| ионы фосфата (в пересчете на P2O5) | 6,6-14,6 |
| ионы алюминия | 0,3-0,71 |
| ионы магния | 0,41-0,92 |
| ионы хрома (VI) | 0,5-2,0 |
| ионы хрома (III) | 0,5-1,5 |
| коллоидная двуокись кремния (в пересчете на SiO2) | 9,0-20,2 |
| вода | до 100 |