Состав для получения электроизоляционного покрытия

 

Изобретение относится к обработке стали для получения электроизоляционных покрытий на ее поверхности и может быть использовано в электротехнической промышленности. На листовую анизотропную электротехническую сталь наносят состав, содержащий, мас.%: фосфат-ионы (в пересчете на Р₂О₅) 22,8-25,9, ионы магния (Мg⁺²) 1,73-2,4, ионы алюминия (Al⁺³) 0,84-1,34, ионы бора (в пересчете на В₂О₃) 0,11-0,17, кремнефтористоводородную кислоту 8,12-13,72, полиоксиэтилированный эфир или оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена 0,01-0,18 и воду - остальное. Использование предложенного состава позволяет улучшить технологичность состава, равномерность покрытия, физико-механические показатели, что обеспечивает хорошие параметры магнитных цепей электрических машин, трансформаторов и приборов. 1 табл.

Изобретение относится к обработке стали для получения электроизоляционных покрытий на ее поверхности и может быть использовано в электротехнической промышленности.

Известен состав для получения электроизоляционного покрытия на основе фосфата алюминия, коллоидного кремнезема с добавлением соединений хрома и борной кислоты. (1) Недостатками данного состава являются токсичность хромовых соединений и нестабильность при хранении и эксплуатации.

Наиболее близким к заявляемому составу является состав (2), мас.%: Ортофосфорная кислота - 35-65 Оксид магния - 1 - 5 Гидроксид алюминия - 1 - 5 Борная кислота - 0,1-0,5 Водорастворимое соединение натрия - 0,01-0,1 Вода - Остальное Недостатками данного состава являются недостаточная технологичность, пониженные физико-механические и магнитные показатели электроизоляционного покрытия анизотропной электротехнической стали.

Задачей изобретения является улучшение технологичности состава, физико-механических и магнитных свойств электроизоляционного покрытия.

Это достигается тем, что на листовую анизотропную электротехническую сталь наносят состав, содержащий ионы фосфата, алюминия, магния, бора и воду, дополнительно содержащий кремнефтористоводородную кислоту, полиоксиэтилированный эфир или оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена при следующем соотношении компонентов, мас. %: Фосфат-ионы (в пересчете на P₂O₃) - 22,8 - 25,9
Ионы магния (Mg⁺²) - 1,73-2,4
Ионы алюминия (Al⁺³) - 0,84- 1,34
Ионы бора (в пересчете на B₂O₃) - 0,11-0,17
Кремнефтористоводородная кислота - 8,12-13,72
Полиоксиэтилированный эфир или оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена - 0,01-0,18
Вода - до 100
Заявленное техническое решение имеет следующие отличия от прототипа:
1. Состав дополнительно содержит кремнефтористоводородную кислоту, полиоксиэтилированный эфир или оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена.

2. Состав имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:
Фосфат-ионы (в пересчете на P₂O₅) - 22,8 - 25,9
Ионы магния (Mg²⁺) - 1,73 - 2,4
Ионы алюминия (Al³⁺) - 0,84 - 1,34
Ионы бора (в пересчете на B₂O₃) - 0,11 - 0,17
Кремнефтористоводородная кислота - 8,12-13,72
Полиоксиэтилированный эфир или оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена - 0,01-0,18
Вода - до 100
Использование состава по изобретению позволит улучшить технологичность, физико-механические и магнитные свойства покрытия анизотропной электротехнической стали.

Состав готовят следующим образом:
В водную суспензию оксида магния, гидроксида алюминия и борной кислоты вводят небольшими порциями фосфорную кислоту. Раствор нагревают до температуры 90-110^oC до полного растворения всех компонентов. После охлаждения до 20 - 40^oC вводят полиоксиэтилированный эфир или оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена и кремнефтористоводородную кислоту.

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами.

Во всех примерах образцы листовой анизотропной электротехнической стали обрабатывались в течение 5 секунд при температуре 20-40^oC. Излишки раствора удалялись отжимом гуммированными валками. Покрытия подвергались термообработке при температуре 800^oC в течение 60 секунд.

Физико-механические свойства покрытий определяют следующими показателями:
- прочность при изгибе - изгибом образцов на цилиндрической оправке диаметром 3 мм;
- коэффициент сопротивления по ГОСТ 12119-80.

Удельные потери при магнитной индукции 1,7 Тл и частоте 50 Гц (P_1,7/50) определяют по ГОСТ 12119-80.

Технологичность определяется следующими показателями: текучестью и смачиваемостью.

Текучесть и смачиваемость определяют визуально.

В таблице 1 приведены характеристики раствора, физико-механические и магнитные свойства стали с электроизоляционными покрытиями, полученными в предлагаемых растворах и по прототипу.

При анализе полученных экспериментальных данных видно, что при содержании ионов P₂O₃, Mg⁺², Al⁺³, B₂O₃, кремнефтористиводородной кислоты, полиоксиэтилированного эфира или оксиэтилированных моноалкилфенолов на основе тримеров пропилена выше и ниже заявленной концентрации (см. примеры 4, 8, 9, 13, 14, 18, 19, 23, 24, 28, 29, 33) состав обладает плохой текучестью, смачивающей способностью, электроизоляционные покрытия электротехнической стали обладают низкими физико-механическими свойствами и повышенными удельными магнитными потерями.

Примеры:
1. Берем образец листовой анизотропной электротехнической стали, обрабатываем его составом со следующим содержанием компонентов, мас.%:
Фосфат-ионы (в пересчете на P₂O₅) - 22,8
Ионы магния (Mg²⁺ - 1,73
Ионы алюминия (Al³⁺) - 0,84
Ионы бора (в пересчете на B₂O₃) - 0,11
Кремнефтористоводородная кислота - 8,12
Полиоксиэтилированный эфир или оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена - 0,01
Вода - до 100
в течение 5 секунд при температуре 20-40^oC излишки раствора удаляем отжимом гуммированными валками. Покрытия подвергаем термообработке при температуре 800^oC в течение 60 секунд. Обработка экспериментальных данных дала следующие результаты:
- смачивающая способность удовлетворяет требованиям технологии;
- состав текучий;
- прочность на изгиб покрытие выдерживает;
- коэффициент сопротивления 125 Ом•см²;
- удельные магнитные потери 1,0 Вт/кг.

2. Берем образец листовой анизотропной электротехнической стали, обрабатываем его составом со следующим содержанием компонентов, мас.%:
Фосфат-ионы (в пересчете на P₂O₅) - 24,3
Ионы магния (Mg²⁺) - 2,06
Ионы алюминия (Al³⁺) - 1,09
Ионы бора (в пересчете на B₂O₃) - 0,14
Кремнефтористоводородная кислота - 10,92
Полиоксиэтилированный эфир или оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена - 0,09
Вода - до 100
в течение 5 секунд при температуре 20-40^oC излишки раствора удаляем отжимом гуммированными валками. Покрытия подвергаем термообработке при температуре 800^oC в течение 60 секунд. Обработка экспериментальных данных дала следующие результаты:
- смачивающая способность удовлетворяет требованиям технологии;
- состав текучий;
- прочность на изгиб покрытие выдерживает;
- коэффициент сопротивления 125 Ом•см²;
- удельные магнитные потери 1,1 Вт/кг.

3. Берем образец листовой анизотропной электротехнической стали, обрабатываем его составом со следующим содержанием компонентов, мас.%:
Фосфат-ионы (в пересчете на P₂O₅) - 25,9
Ионы магния (Mg²⁺) - 2,4
Ионы алюминия (Al³⁺) - 1,34
Ионы бора (в пересчете на B₂O₃) - 0,17
Кремнефтористоводородная кислота - 13,72
Полиоксиэтилированный эфир или оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена - 0,18
Вода - до 100
в течение 5 секунд при температуре 20-40^oC излишки раствора удаляем отжимом гуммированными валками. Покрытия подвергаем термообработке при температуре 800^oC в течение 60 секунд. Обработка экспериментальных данных дала следующие результаты:
- смачивающая способность удовлетворяет требованиям технологии;
- состав текучий;
- прочность на изгиб покрытие выдерживает;
- коэффициент сопротивления 125 Ом•см²;
- удельные магнитные потери 1,0 Вт/кг.

Пример 34 характеризует свойства прототипа и покрытий, полученных в этом растворе.

Таким образом, поставленная задача достигается совокупностью всех признаков, заявляемых в решении.

Использование предложенного состава обеспечивает следующие преимущества:
- улучшение технологичности состава;
- улучшение физико-механических показателей;
- улучшение равномерности покрытия, с хорошими электромагнитными характеристиками, улучшающими необходимые параметры магнитных цепей электротехнических машин, трансформаторов и приборов.

ЛИТЕРАТУРА
1. Патент 5328375 (Япония) Из. руб., 1979, 3 стр.35.

2. Авторское свидетельство СССР 1475981 (прототип).

Формула изобретения

Состав для получения электроизоляционного покрытия, содержащий ионы фосфата, алюминия, магния, бора и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кремнефтористоводородную кислоту, полиоксиэтилированный эфир или оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Фосфат-ионы (в пересчете на Р₂О₅) - 22,8-25,9
Ионы магния (Мg²⁺) - 1,73-2,4
Ионы алюминия (Al³⁺) - 0,84-1,34
Ионы бора (в пересчете на В₂О₃) - 0,11-0,17
Кремнефтористоводородную кислоту - 8,12-8,72
Полиоксиэтилированный эфир или оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена - 0,01-0,18
Вода - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3