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基本信息

項(xiàng)目名稱：
水溶性低接觸角半無機(jī)硅鋼片漆
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
首先合成水溶性聚酯樹脂作，選擇幾種無機(jī)填料、助溶劑和中和劑，選用適當(dāng)固化劑以及助劑，在超聲作用下進(jìn)行混合，制備半無機(jī)硅鋼片漆。制得的硅鋼片漆有水溶性高、儲(chǔ)存時(shí)間長、接觸角低、流平性好、固化后漆膜力、電學(xué)性能高的特點(diǎn)。漆液能夠用水無限稀釋，六個(gè)月后漆液未出現(xiàn)乳化狀況、無機(jī)粉體再分散性良好，漆液的接觸角小于8°，漆膜均勻，固化后硬度大于9H、附著力等級(jí)為1、韌性為1、體積電阻大于6×1012Ω。
詳細(xì)介紹：
普通的硅鋼片漆不溶于水，只溶于丙酮、甲醇和甲苯等有機(jī)溶劑，而聚酯樹脂又必須以溶液的形式進(jìn)行應(yīng)用。有機(jī)溶劑存在著易燃易爆，價(jià)格高，難于回收等缺點(diǎn)，且在固化成型時(shí)溶劑揮發(fā)，造成環(huán)境污染，形成公害。同時(shí)對(duì)于摻入粉體的硅鋼片漆常規(guī)共混方法生產(chǎn)的漆液粉體分散程度有限，同時(shí)接觸角較大，在向硅鋼片進(jìn)行涂覆過程中比較容易造成邊緣增厚、縮邊、桔皮、縮孔等情況，盡管可以通過助劑對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，但是這種做法會(huì)導(dǎo)致成膜之后硬度的降低。另外在硅鋼片漆的生產(chǎn)過程中，漆膜的硬度和韌性是一個(gè)矛盾體，同時(shí)具有很好的硬度和韌性是一個(gè)比較困難的事情?，F(xiàn)有產(chǎn)品只有為數(shù)不多的漆液能夠達(dá)到這一指標(biāo)。針對(duì)傳統(tǒng)硅鋼片漆存在的這些問題，我們生產(chǎn)的水溶性低接觸角半無機(jī)硅鋼片漆有以下優(yōu)勢(shì)：1、使用的溶劑安全無毒，可以水洗。在使用過程中極大降低了VOC排量，減少了漆液對(duì)人體和環(huán)境的危害，同時(shí)，可以直接用水對(duì)設(shè)備進(jìn)行清洗，降低了硅鋼片的生產(chǎn)成本。2、改變了傳統(tǒng)硅鋼片的共混方法，增強(qiáng)的粉體的分散程度，降低了漆液的接觸角，使涂覆后漆膜更加平整，無機(jī)相的分散更加均勻。3、通過加入短鏈固化劑，使得交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)更加緊密，漆膜在具有很高強(qiáng)度的同時(shí)具有很好的韌性，同時(shí)這種短鏈固化劑的加入使得整個(gè)漆膜的電氣絕緣性能有了顯著地提高。 這些優(yōu)勢(shì)使得我們制備的水溶性低接觸角半無機(jī)硅鋼片漆可以在環(huán)保的基礎(chǔ)上節(jié)約生產(chǎn)成本，同時(shí)達(dá)到更高的力學(xué)和電學(xué)性能，同類產(chǎn)品中更加具有競(jìng)爭(zhēng)力，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目 這種硅鋼片漆的主要用于對(duì)硅鋼片進(jìn)行涂覆，使硅鋼片表面具有良好的力學(xué)性能、耐熱性、絕緣性能等性能。其研制目的是使硅鋼片漆使用過程中可以達(dá)到環(huán)保并且減小對(duì)人體的傷害，同時(shí)降低硅鋼片制備過程中的成本。 創(chuàng)新點(diǎn) 1、使用水溶性樹脂配制硅鋼片漆，達(dá)到了環(huán)保的目的，同時(shí)極大地降低了在操作過程中對(duì)人體的傷害；2、使用超聲波對(duì)無機(jī)相進(jìn)行分散，既提高了粉體的分散程度，又降低了整個(gè)漆液的接觸角，使漆液在涂覆過程中的工藝難度得到很大的降低；3、選用的固化劑配比可以形成更為緊密的固化交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，在提高漆膜的機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)使電性能也有很大的提高。 技術(shù)關(guān)鍵 首先，使用的有機(jī)相具有很好的水溶性；其次，選擇與傳統(tǒng)分散方式不同的分散方式，使漆液具有很低的接觸角，具有很好的流平性，降低了對(duì)硅鋼片漆涂覆過程中的難度，粉體分散程度也有很大的提高；最后，對(duì)固化劑和固化過程進(jìn)行優(yōu)選，使得固化后的漆膜具有很好的機(jī)械性能和電性能。 主要技術(shù)指標(biāo) 漆液的水溶性能達(dá)到無限稀釋，四個(gè)月后漆液未出現(xiàn)乳化狀況、無機(jī)分體再分散性良好，漆液在硅鋼片上接觸角的均值小于8°，漆膜不同位置厚度差小于0.3μm，固化后硬度大于9H（GB6739-96）、附著力等級(jí)為1(GB1720-79)、韌性為1(GB1731-79)，體積電阻大于1.0×1013Ω，表面電阻大于1×1013Ω。

科學(xué)性、先進(jìn)性

現(xiàn)有硅鋼片漆存在以下幾點(diǎn)問題： 1、使用有害溶劑，對(duì)人和環(huán)境的危害和影響都很大；其清洗過程中又會(huì)消耗很多溶劑，造成硅鋼片成本的升高。 2、粉體分散程度有限，同時(shí)接觸角較大，在向硅鋼片進(jìn)行涂覆過程中比較容易造成邊緣增厚、縮邊、桔皮、縮孔等情況，盡管可以通過助劑對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，但是這種做法會(huì)導(dǎo)致成膜之后硬度的降低。 3、漆膜的硬度和韌性是一個(gè)矛盾體，同時(shí)具有很好的硬度和韌性是一個(gè)比較困難的事情。現(xiàn)有產(chǎn)品只有為數(shù)不多的漆液能夠達(dá)到這一指標(biāo)。 我們生產(chǎn)的半無機(jī)硅鋼片漆有以下優(yōu)勢(shì)： 1、使用的溶劑安全無毒，可以水洗。在使用過程中極大降低了VOC排量，減少了漆液對(duì)人體和環(huán)境的危害，同時(shí)，可以直接用水對(duì)設(shè)備進(jìn)行清洗，降低了硅鋼片的生產(chǎn)成本。 2、改變了傳統(tǒng)硅鋼片的共混方法，增強(qiáng)的粉體的分散程度，降低了漆液的接觸角，使涂覆后漆膜更加平整，無機(jī)相的分散更加均勻。 3、通過加入短鏈固化劑，使得交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)更加緊密，漆膜在具有很高強(qiáng)度的同時(shí)具有很好的韌性使得整個(gè)漆膜的電氣絕緣性能有顯著地提高。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

無

作品所處階段

中試

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

合作生產(chǎn)

作品可展示的形式

實(shí)物、樣品、圖片

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)： 所用有機(jī)相具有良好的水溶性，在配制成漆液之后可以用水進(jìn)行無限稀釋。這樣的的特點(diǎn)使漆液的生產(chǎn)、使用和清洗過程變得安全無毒，又降低了成本。 漆液具有相對(duì)于其他同類材料更低的接觸角，漆液的流平性、防縮孔行等能力得到很大的提高，漆膜的平整程度得到很大的提高。 這種漆固化后的漆膜在力學(xué)性能上達(dá)到了國際先進(jìn)水品，并且在電學(xué)性能上達(dá)到了國際領(lǐng)先水品，實(shí)際應(yīng)用效果明顯。 應(yīng)用范圍： 主要用于硅鋼片的表面涂覆，在硅鋼片表面形成一層保護(hù)層。使硅鋼片之間彼此絕緣，同時(shí)使其表面光滑平整，達(dá)到絕緣、耐熱、抗劃和抗沖擊等目的。 推廣前景： 硅鋼片廣泛用于各種變壓器、電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的鐵芯。這種硅鋼片漆目前從技術(shù)上處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，與進(jìn)口硅鋼片漆相比不僅部分指標(biāo)能與其持平，有些技術(shù)指標(biāo)甚至超過國外同類產(chǎn)品。加之生產(chǎn)成本低，工藝簡(jiǎn)便，安全無毒，在國內(nèi)外同類產(chǎn)品中具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，和很好的市場(chǎng)前景。

同類課題研究水平概述

硅鋼片在磁性材料中占有重要地位，主要被用作旋轉(zhuǎn)電機(jī)如馬達(dá)的鐵芯，需要在硅鋼片表面涂覆絕緣薄膜，以防止鐵芯疊片間發(fā)生短路而增大渦流損耗，提高其電磁性能。硅鋼片漆作為一種改善材料性能的有力手段正日益受到大力推崇。 隨著電機(jī)單機(jī)容量的不斷增大和電機(jī)、電器的耐熱等級(jí)的提高，對(duì)定子鐵芯硅鋼片間絕緣提出了越來越高的要求。一般情況下，當(dāng)電機(jī)起動(dòng)或發(fā)生故障時(shí)易導(dǎo)致溫度過高、鐵芯短路。尤其是在“熱振”(從指定高溫瞬間降低至常溫的重復(fù)操作，一般要求大于10次)時(shí)涂層會(huì)開裂、脫落，難于滿足實(shí)際需求。而陶瓷類涂層(硅酸鹽類涂層)雖然耐高溫(能耐1000℃以上的高溫)，但無法適應(yīng)“熱振”的要求。目前世界上發(fā)達(dá)國家在電機(jī)定子鐵芯硅鋼片絕緣技術(shù)方面都采用無機(jī)和半無機(jī)涂層，而隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，傳統(tǒng)的含有有機(jī)物質(zhì)的硅鋼片漆產(chǎn)生的有機(jī)溶劑揮發(fā)而帶來的安全與污染問題也逐漸顯現(xiàn)。無毒、少污染的代用品成為各國尋找的方向。這種種事實(shí)都迫切地要求我國盡快研制出一種性能先進(jìn)并且價(jià)格低廉的水溶性半無機(jī)硅鋼片漆，以滿足國內(nèi)對(duì)于硅鋼片漆日益增長的需求 目前，國內(nèi)大型硅鋼片生產(chǎn)廠家，例如武漢鋼鐵集團(tuán)、太原鋼鐵集團(tuán)、寶山鋼鐵集團(tuán)等，使用的硅鋼片漆主要從國外進(jìn)口，例如：EB5300等型號(hào)的硅鋼片漆，以起到保護(hù)硅鋼片、絕緣、耐熱等作用。這種水溶性半無機(jī)硅鋼片漆主要是有水性丙烯酸樹脂、高嶺土、磷酸鹽組成，具有很好的力學(xué)性能和耐熱性。國內(nèi)對(duì)水溶性硅鋼片漆的研究主要是劉立柱等研制的水溶性半無機(jī)硅鋼片漆，這種硅鋼片漆主要用水溶性低分子量酚醛樹脂、無機(jī)填料組成，改組分具有很高的耐熱性和絕緣性能，但力學(xué)性能稍差，趙超等以改性醇酸樹脂為基體，添加粉體制備水性半無機(jī)硅鋼片漆，產(chǎn)品有很好的水溶性，電氣性能，但力學(xué)性能和耐熱能力都有所欠缺。王鵬躍制備的水性丙烯酸半無機(jī)硅鋼漆，具有良好的水溶性、電氣性能、耐熱性能和力學(xué)性能，但漆液的接觸角偏大，平整度不高，韌性稍差。
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