Состав для получения электроизоляционного покрытия

Изобретение относится к обработке анизотропной электротехнической стали для получения электроизоляционных покрытий и может быть использовано в электротехнической промышленности. Состав содержит, мас.%: ионы фосфата в пересчете на P2O5 - 12,1-16,1; ионы алюминия - 1,3-1,7; ионы магния - 0,3-0,5; модифицированную окисью хрома (Cr2O3) коллоидную двуокись кремния в пересчете на (SiO2+Cr2O3) - 13,1-15,2 и воду до 100, причем массовое отношении Cr2O3/SiO2 в составе равно 0,05-0,1. Изобретение обеспечивает повышение стабильности состава при отсутствии высокотоксичных ионов хрома (VI) и позволяет получить электроизоляционные покрытия, имеющие хороший товарный вид и обладающие повышенными физико-механическими и магнитными свойствами. 1 табл., 8 пр.

 

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

Известен состав для получения электроизоляционного покрытия на основе фосфата алюминия и водной дисперсии коллоидного диоксида кремния с добавками соединений хрома и борной кислоты (патент US №3856568, C09D 5/25; C21D 1/70,1974), содержащий, % 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 остальное

Недостатками данного состава являются низкие магнитные свойства, нестабильность состава и неудовлетворительный товарный вид получаемого покрытия, неудовлетворительные физико-механические и магнитные свойства.

Известен состав для получения электроизоляционного покрытия на основе фосфата алюминия, фосфата магния, кремнефтористо-водородной кислоты и водной дисперсии коллоидного диоксида кремния с добавками соединений хрома и борной кислоты (патент RU №2209255, C23C 22/33, 2003), содержащий, % 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 остальное

Недостатком данного состава является нестабильность, недостаточная технологичность при нанесении (требует постоянного перемешивания, неоднороден). Также при нанесении данного состава и сушке покрытия возникает проблема с налипанием на валки, что ухудшает товарный вид покрытия и его физико-механические и магнитные свойства.

Известен состав, содержащий ионы фосфата, алюминия, магния, хрома, двуокиси кремния и воду (патент RU №2371518, C23C 22/33, 2009), % мас.:

ионы фосфата (в пересчете на P2O5) 6,6-14,6
ионы алюминия (Al3+) 0,3-0,71
ионы магния (Mg2+) 1,41-0,92
ионы хрома (Cr6+) 1,45-3,2
коллоидная двуокись кремния (в пересчете на SiO2) 9,0-20,0
вода остальное

Недостатком данного изобретения является низкая стабильность состава и большое содержание ионов хрома (VI).

Общим недостатком известных составов является наличие соединений хрома. Известно, что соединения хрома являются токсичными, особенно соединения хрома (VI). ПДК (Cr6+) - 0,05 мг/кг, ПДК (Cr3+) - 6,0 мг/кг (Постановление №1 от 23.01.06 Главного государственного санитарного врача Российской Федерации).

Наиболее близким к заявляемому изобретению является состав (патент RU №2489518, C23C 22/33, 2013), содержащий, % мас.:

Ионы фосфата (в пересчете на P2O5) 6,6-14,6
ионы алюминия (Al3+) 0,3-0,71
ионы магния (Mg) 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

Недостатком данного изобретения также является наличие в составе токсичных соединений хрома (VI), что делает данный состав экологически небезопасным.

Задачей изобретения является повышение экологической безопасности состава при сохранении и улучшении физико-механических и магнитных свойств электроизоляционного покрытия.

Поставленная задача достигается составом, содержащим ионы фосфата, алюминия и магния, коллоидную двуокись кремния модифицированную окисью хрома (III), причем массовое отношение окиси хрома (III) к двуокиси кремния Cr2O3/SiO2 равно 0,05-0,1, и воду при следующем соотношении компонентов, % мас.:

ионы фосфата (в пересчете на P2O5) 12,1-16,1
ионы алюминия (Al3+) 1,3-1,7
ионы магния (Mg2+) 0,3-0,5
Модифицированная коллоидная двуокись кремния (в пересчете на SiO2+Cr2O3) 13,1-15,2
Вода до 100

Технический результат изобретения заключается в том, что предлагаемый состав является экологически безопасным, так как в нем отсутствуют токсичные соединения хрома (VI), более стабильным, чем прототип, и электроизоляционное покрытие на его основе обладает повышенной влагостойкостью и прочностью при сохранении электромагнитных характеристик.

В предлагаемом составе полностью отсутствуют ионы хрома (VI), ионы хрома (III) находятся в связанном состоянии, количество ионов алюминия увеличено в среднем в 2,5 раза.

Состав для получения электроизоляционного покрытия получали путем смешения алюмомагнийфосфатной связки с модифицированной коллоидной двуокисью кремния. Стабильность полученного состава определяли по времени хранения полученного состава до начала гелирования.

Для определения физико-механических показателей электроизоляционного покрытия полученный состав наносили на образцы электрохимической стали и затем подвергали термообработке при температуре 800°C. Определяли следующие физико-механические показатели покрытия:

- прочность на изгиб (адгезия) - изгибом образцов на цилиндрической оправке диаметром 30 и 20 мм;

- коэффициент сопротивления - по ГОСТ 12119-80;

- влагостойкость - путем выдержки пластины в кипящей воде (М.И. Карякина. Испытание лакокрасочных материалов и покрытий. - М.: Химия. 1998);

- магнитную активность - по ГОСТ 12119-80.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Во всех примерах использовали модифицированную окисью хрома коллоидную двуокись кремния ТУ 2145-008-61801487-2010 производства ООО «НТЦ «Компас» со следующими характеристиками:

pH ед. pH 2,8-4,0
массовая концентрация сухого остатка (SiO2+Cr2O3), % мас. 19-21
отношение Cr2O3/SiO2 0,05-0,1
площадь удельной поверхности, м2 180-240
кинематическая вязкость, сСт, не более 5
Плотность, г/см3 1,130-1,136

Пример 1. Готовили состав со следующим содержанием компонентов, мас.%:

ионы фосфата (в пересчете на P2O5) 11,9
ионы алюминия (Al)3+ 1,8
ионы магния (Mg2+) 0.5
Модифицированная коллоидная двуокись кремния (мас. отношение Cr2O3/SiO2=0,04) 15,2

Образцы анизотропной электротехнической стали обрабатывали составом в течение 5 секунд при температуре 20-40°C. Излишки раствора удаляли отжимом гуммированными валками. Образцы с покрытием подвергали термообработке при температуре 800°C в течение 60 секунд.

Полученное покрытие имеет следующие характеристики:

- покрытие не влагостойкое;

- прочность на изгиб - покрытие отслаивается на оправке 20 мм;

- коэффициент сопротивления - 350 Ом·см2;

- магнитная активность - 7%.

Примеры 2-8 аналогичны примеру 1.

Количественное содержание компонентов в составе и физико-механические свойства электроизоляционного покрытия приведены в таблице в сравнении с прототипом.

Примеры 1, 6 и 8 показывают, что при содержании компонентов ниже и выше заявленных концентраций покрытия обладают низкой влагостойкостью, низкой магнитной активностью, пониженной прочностью на изгиб, а составы - низкой стабильностью.

Таким образом, предлагаемый состав для получения электроизоляционного покрытия по сравнению с прототипом является экологически безопасным, более стабильным, а покрытие на его основе обладает повышенной влагостойкостью, прочностью при сохранении электромагнитных характеристик.

Состав для получения электроизоляционного покрытия на поверхности анизотропной электротехнической стали, содержащий ионы фосфата, алюминия и магния, коллоидную двуокись кремния и воду, отличающийся тем, что он содержит коллоидную двуокись кремния, модифицированную окисью хрома (III), причем массовое отношение окиси хрома (III) к двуокиси кремния Cr2O3/SiO2 равно 0,05-0,1, количество ионов алюминия составляет 1,3-1,7 мас.% при следующем содержании компонентов в составе, мас.%:

ионы фосфата (в пересчете на P2O5) 12,1-16,1
ионы алюминия (Al3+) 1,3-1,7
ионы магния (Mg2+) 0,3-0,5
модифицированная коллоидная двуокись кремния (в пересчете на SiO2+Cr2O3) 13,1-15,2
вода до 100



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к защите металлов от коррозии и предназначено для предварительной обработки поверхности металлов под последующее нанесение лакокрасочного покрытия.
Изобретение относится к обработке металлической поверхности, в частности к фосфатированию, и может быть использовано для защиты металлов от коррозии в любой отрасли машино- и приборостроения при проведении окрасочных работ.

Изобретение относится к защите металлов от коррозии и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других отраслях промышленности. .

Изобретение относится к химической обработке поверхности из магниевых сплавов, а именно к способу получения защитного покрытия методом местного восстановления. .

Изобретение относится к раствору для образования изоляционного покрытия на листе текстурированной электротехнической стали и к листу текстурированной электротехнической стали, имеющему изоляционное покрытие. Раствор для образования изоляционного покрытия на листе текстурированной электротехнической стали содержит водный раствор, полученный смешиванием фосфатного раствора и коллоидного диоксида кремния, причем коллоидный диоксид кремния представляет собой либо частицы коллоидного диоксида кремния, поверхностно модифицированные алюминатом, либо раствор коллоидного диоксида кремния, содержащий алюминат. Водный раствор не содержит хрома. Лист текстурированной электротехнической стали в соответствии с аспектом настоящего изобретения обладает превосходными магнитными свойствами благодаря высокому растягивающему напряжению, а также превосходной электрической изоляцией, термостойкостью, химической стойкостью и химической безопасностью, поскольку лист текстурированной электротехнической стали имеет плотное изоляционное покрытие, которое образовано при использовании раствора для образования изоляционного покрытия. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 ил., 3 табл.

Изобретение относится к обработке оцинкованного проката и оцинкованной проволоки. Хроматирующий состав содержит, г/л: ионы Cr3+ 50-70, ионы фосфата 200-280, ионы нитрата 23-46, ионы титана 5-10, ингибитор 1-2, вода – остальное. При этом в качестве ингибитора он содержит 50%-ный спиртовой раствор хлорида алкилметиламмония, а в качестве ионов титана и нитрата - отработанный травильный раствор от производства титановых труб, содержащий ионов нитрата - 16%, ионов титана - 3,5%. Предложенное изобретение без использования шестивалентного хрома позволяет получить на оцинкованной поверхности проката и проволоки бесцветную хроматную пленку с высокой коррозионной стойкостью. 2 табл., 4 пр.

Изобретение относится к обработке анизотропной электротехнической стали для получения электроизоляционных покрытий и может быть использовано в электротехнической промышленности. Состав содержит, мас.: ионы фосфата в пересчете на P2O5 - 12,1-16,1; ионы алюминия - 1,3-1,7; ионы магния - 0,3-0,5; модифицированную окисью хрома коллоидную двуокись кремния в пересчете на - 13,1-15,2 и воду до 100, причем массовое отношении Cr2O3SiO2 в составе равно 0,05-0,1. Изобретение обеспечивает повышение стабильности состава при отсутствии высокотоксичных ионов хрома и позволяет получить электроизоляционные покрытия, имеющие хороший товарный вид и обладающие повышенными физико-механическими и магнитными свойствами. 1 табл., 8 пр.

Наверх