Способ получения электроизоляционного покрытия

О П И С А Н И Е п) б 84343ИЗОБРЕТЕНИЯ йоюз советских Социалистических Республик(51) М. Кл.- Н 01 В 19/04 Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийн открытий(43) Опубликовано 15,12.77. Бюллетень46 (53) УДК 621.315(088.8) (45) Дата опубликования описания 01.12.77(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННОГО ПОКРЫТИЯИзобретение относится к спосооам получе ния элсктроизоляционных покрытий на листовых и рулонных элсктротсхиичсских сталях, нрсдназначсшых для изготовления магнитопроводов электрических маншн, трансформаторов и аппаратов, и в частности к способам получения нетсрмостойких покрытий па электротсхнических сталях непосредственно на металлургических прсдприятиях на заключительном этапе производства стали.Основное назначение таких покрытий - обеспечение на поверхности листов магнитопроводов изоляционного слоя, от свойств которого зависит величина мсжлистовых потерь и коэффициент заполнения пакета магнитопровода сталью. Кроме того, изоляционное покрытие существенно влияет на штампуемостьэлектротехнической стали и износ штампов, причем это влияние монист быть в зависимости от вида покрытия положительным или отрицательным.Требования к свойствам изоляционных покрытий электротехнических сталей для различных элсктрическнх машин различны,Известны способы получения покрытий на листовой электротехнической стали, различающиеся в зависимости от вида покрытия, марок сталей и типов электродвигателей, машин и аппаратов, На нслсгированной стали, требующей отжига после штамповки, покрытие получается в процсссс отжига, в рсзультате которого па поверхности листов магнитопроводов образуется оксидная пленка. Эта плспла является достаточным по своим парамст рам изоляционным покрытием, однако такоцспособ прпмснястся в ограниченных масштабах для определенных марок двигателей и типов элсктрических аппаратов.Более распространены спосооы получения 1 О покрытий па листовой и рулонной электротехпичсской стали путем нанссения на поверхность стали электроизолирующего состава с его последующей термообработкой. Применясмыс при этом электроизолирующие составы 15 наносятся до операций штамповки магнитопроводов и могут быть тсрмостойкимп или нстсрмостойкими, в зависимости от требований, предъявляемых дальнейшей тсхнологисй изготовления магнитопроводов.20 Тсрмостойкпс составы как правило ухудшают штампусмость сталей, снижают стойкость вырубных штампов из-за своих абразивных свойств, опредсляемых компонснтами, входящими в изолирующий состав. Большое рас пространение получили составы для нстермостойкнх покрытий, и в частности покрытия на основе органических соединений, которые применяются, когда технологией изготовления магнитопроводов отжиг не предусмотрен. Эти 30 покрытия сохраняют качество и величину поверхностного сопротивления при рабочей температуре изделия. Однако недостатком известных органических покрытий является то, чтоодни из них недостаточно влагостойки и прихранении сталь с этим покрытием подвергается коррозии, другие не стойки кдействиюагрессивных сред, для третьих необходимо дорогостоящее сырье, четвертые не улучшают илидаже ухудшают штампуемость стали.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ полученияэлектроизоляционного покрытия на поверхности электротехнической стали, заключающийся в том, что на поверхность электротехнической стали наносят электроизолирующий состав в виде водных дисперсий синтетических материалов, например органических соединений(сульфизол), после чего сталь с покрытиемподвергают сушке при 450 - 770 С в течение 1 - 1,5 мин.Однако известные способы получения покрытия не обеспечивают значительного улучшения штампуемости стали и стойкость штампов при использовании этого покрытия повышается незначительно,Целью изобретения является создание способа получения электроизоляционного покрытия на электротехнической стали, обеспечивающего улучшение качества композиции сталь+покрытие, т. е. обеспечивающего коррозионностойкость композиции и значительное повышение штампуемости стали. Другой цельюизобретения является создание достаточно простого способа, доступного для массового применения в электротехнической промышленности.Исследования показали, что наиболее целесообразным оказалось наносить в качествепокрытия дивинилстирольный олигомер (ДСО),обладающий хорошей адгезией к металлу, высокими изоляционными показателями и повышающий штампуемость стали благодарясвоим эластичным свойствам.Согласно изобретению покрытие получаютпутем нанесения на поверхность листовой илирулонной электротехнической стали продуктасовместной олигомеризации стирола с дивинилом с молекулярным весом 2 - 20 тысяч, содержащий не менее 50 звеньев стирола, неменее 30/ - транс - 1,4 - и не более 20/о1,2 - звеньев бутадиена, с последующей сушкой при 150 - 250 С в течение 1 - 10 мин.Покрытие на электротехнической стали может быть получено либо путем нанесения указанного продукта из расплава при 80 в 140С,либо используя 20 - 60/о-ный раствор этогопродукта в органических растворителях.В промышленных условиях образованиеэлектроизоляционного покрытия на электротехнической стали с применением дивинилстирольного олигомера может быть осуществленонепосредственно на металлургических предприятиях путем пропускания металла черезрасплав или же раствор соолигомера. Приэтом покрытие образуется на обоих сторонах584343 Вязкость 40 - 60-ного раствора дивинилстирольного олигомера в смеси уайт-спирита(75 вес./) и нефтяного сольвента (25 вес,% )при 20С по ВЗсоставляет 20 в 1 сек.Для ускорения сушки покрытия в расплавили раствор дивинилстирольного олигомераможно вводить соли органических кислот сметаллами переменной валентности, напримернафтенаты, стеараты молибдена, кобальта ит. д., в количестве 0,1 - 5/, от веса соолигомера.Для повышения устойчивости покрытия против термоокислительной деструкции в его состав можно вводить ингибиторы: например, фенольные соединения, амины и др, в количестве0,05 - 1/ц от веса соолигомера. Достаточно высокая скорость сушки при одновременном улучшении эластичности, адгезии, твердости и ударопрочности покрытия обеспечивается благодаря применению дивинилстирольных олигомеров содержащих не менее 50 стирольныхзвеньев, не менее 30 транс - 1,4, и не более 20/с 1,2 - звеньев бутадиена. Дивинилстирольные олигомеры указанного состава истроения получены совместной олигомеризацией смеси 60 - 90 тыс, ч. стирола и 10 - 40 вес.ч. дивинила в растворе 150 в 2 вес. ч, этилбензола при 120 в 1С в течение 20 час. сприменением 0,2 - 2 вес. ч. инициаторов - органических перекисей, так например, перекиситретичного бутила, гидроперекиси изопропилбензола и т. д,Варьируя условия олигомеризации, молекулярный вес соолигомеров можно изменять от2 до 20 тыс, Температура размягчения их колеблется от 25 до 100С, плотность при20 С - 1,05 г/см,5 и 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4электротехнической стали. Следующей операцией является сушка покрытия при 150 - 250 С в течение 1 - 10 мин.Процессы нанесения покрытия и его сушка могут быть осуществлены на непрерывно-действующих агрегатах, обеспечивающих скорость передвижения металлической ленты до 30 м/сек, Путем регулирования вязкости расплава или раствора соолигомера обеспечивается нужная толщина покрытия, которая может колебаться в пределах 2 - 50 мкм.Вязкость расплава дивинилстирольного олигомера может быть изменена путем регулирования молекулярного веса соолигомера и температуры его нагрева. Молекулярный вес соолигомеров, в свою очередь, регулируется подбором соответствующих условий соолигомеризации. Вязкость расплава дивинилстирольного олигомера по ВЗпри 80 - 140 С составляет 50 - 300 сек,Нанесение покрытия при более низких температурах обеспечивается путем смещения соолигомера с углеводородными растворителями, соотношение которых может изменяться в широких пределах от 95:5 до 10:90 вес. ч. в зависимости от природы углеводорода и молекулярного веса соолигомера.ЧССР, Е 1-55, сульфйзоль- ное 20 - :25 до 20,01 до 10,0 до 20,0 0 - ;50 ЧССР, Е 1-70, сульфизоль- ное 20 - :25 0 - ;100 СССР, Э 2200, органическое СДС СССР, 31300, органическое СДС200 - :300 2 - :3,5 2 - :100 200 - :300 до 6,0 1,0 - :40 2 - :3,5 Составитель П, Забуга Техред И. Михайлова Редактор Н. Коган Коррскгор Л. Денискина Подписное Заказ 2604/17 Изд.958 Тиравк 995 НПО Государственного комитета Совста Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45Типография, пр. Сапунова, 2 Примеры получения электроизоляционного покрытия на поверхности электротехнической стали марки Э 1300. Пример 1.Состав покрытия, вес.%:Дивинил стирольный олигомерУайт-спиритТемпература сушкиВремя сушкиПример 2.Состав покрытия такой же, как вТемпература сушкиВремя сушкиПример 3.Состав покрытия (вес.%):Дивинил-стирольный олигомерУайт-спиритСиккатив64 Покрытия влагостойкие, фреопостойкие, маслостойкие, бснзостойкис, стойкис к 10%- ному раствору НС 1.Анализ приведенной таблицы сравнительных испытаний показывает, что покрытие, полученное на электротехнических сталях согласно описанному изобретению, сохраняя положительные качества известного покрытия, значительно повышает при этом штампуемость электротехнической стали, что, в свою очередь, в 2 - 3 раза повышает стойкость вырубных штампов (т. е. сокращает их износ),Такое резкое повышение стойкости вырубных штампов имеет большое технико-экономическое значение при массовом производстве листов магнитопроводов электрических машин, так как сокращает расход штампов, повышает качество вырубаемых. листов магнитопроводов. 6Тсмпсратура сушки 250 С Время сушки 2 - 3 мин.Для нанесения покрытия рулонную электротехническую сталь пропускают через ванну с 5 указанным раствором или расплавом, а затемчерез специальные отжимные валки для отжатия излишка покрытия и равномерного его распределения по поверхности стали.Электротехническая сталь с указанным пок рытием обладает следующими свойствами:Толщина покрытия 2 - 5 мкм Сопротивление свыше 10 омПосле выдержки стали с покрытием при200 в 2 С в течение двух часов сопротивле нпе падаст до 5 - 2 Ом.Результаты сравнительных испытаний электротехнических сталей с покрытием, полученным по известному и предлагаемому способам, приведены в таблице. 20 Формула изобретс пня 1. Сносоо получения электроизоляционногопокрытия на электротехнической стали путем нанесения на сс поверхность электроизолиру ющсго состава с последующей сушкой, отлич а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества покрытий, на поверхность стали наносят продукт совместной олигомеризации стирола с дивинилом с молекулярным весом 2 - 20 30 тысяч, содержащий не менее 50% звеньев стпрола, не менее 30% транс, 4 - и не более 20% 1,2 - звеньев бутадиена, с последующей сушкой при 150 - 250 С в течение 1 - 10 мин.2, Способ по п. 1, отличающийся тем, 35 что указанный продукт наносят из расплавапри 80 - 140 С.3. Способ по п. 1, отличающийся тем,что указанный продукт наносят в виде 20 - 60% раствора в органических растворителях.