Состав для получения электроизоляционного покрытия

Изобретение относится к обработке стали и может быть использовано в электротехнической промышленности. Состав для получения электроизоляционного покрытия содержит, мас.%: экстракционная фосфорная кислота (в пересчете на P₂O₅) 33,0-37,5, оксид магния (в пересчете на Mg²⁺) 2,3-3,0, гидроксид алюминия (в пересчете на Al³⁺) 1,45-3,2, борная кислота (в пересчете на В₂О₃) 0,20-0,3, вода - остальное. В составе используют экстракционную фосфорную кислоту, очищенную от сульфатов. Использование предложенного состава позволяет получить электроизоляционное покрытие с повышенной влагостойкостью и обеспечивает улучшение магнитных свойств стали. 1 табл.

 

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

Известен состав для получения электроизоляционного покрытия на основе фосфата алюминия и коллоидного кремнезема с добавлением соединений хрома и борной кислоты (Заявка Японии №53-28375, кл. C23F 7/06, 1978).

Недостатком данного состава являются токсичность хромовых соединений и низкие магнитные свойства стали.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является состав (патент №2098393, кл. С04В 41/85, 1995), содержащий мас.%:

ортофосфорная кислота	50-65
оксид магния	3,5-7,5
гидрооксид алюминия	1,45-3,2
борная кислота	0,27-3,2
вода	остальное

Экстракционная фосфорная кислота имеет следующий состав компонентов, мас.%:

фосфат-ионы (в пересчете на Р2O5)	50-52
сульфатная сера (в пересчете на SO3)	2,0-4,5
ионы кальция (в пересчете на СаО)	0,6-1,2
ионы железа (в пересчете на Fe2О3)	0,5-0,8
ионы алюминия (в пересчете на Al2О3)	1,0-1,3
ионы магния (в пересчете на MgO)	0,08-0,12

Недостатками данного состава являются низкая влагостойкость покрытий и магнитные свойства стали.

Задачей данного изобретения является создание состава для получения электроизоляционного покрытия с повышенной влагостойкостью и улучшенными магнитными свойствами стали.

Поставленная задача достигается тем, что в состав для получения электроизоляционного покрытия вводится ортофосфорная кислота в виде экстракционной фосфорной кислоты, очищенной от примесей сульфатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Ортофосфорная кислота
(в пересчете на Р2O5), не менее	33,0-37,5
Оксид магния (в пересчете на Mg2+)	2,3-3,0
Гидроксид алюминия (в пересчете на Al3+)	1,45-3,2
Борная кислота (в пересчете на В2O3)	0,20-0,3
Вода	остальное

Экстракционная фосфорная кислота имеет следующий состав компонентов, мас. %:

фосфат-ионы (в пересчете на Р2O5)	50-52
сульфатная сера (в пересчете на SO3)	0,1-0,4
ионы кальция	0,6-0,9
ионы алюминия	0,2-0,4
ионы магния	0,08-0,12

Введение ортофосфорной кислоты в виде экстракционной фосфорной кислоты, очищенной от примесей сульфатов, позволяет повысить влагостойкость покрытий и магнитные свойства стали.

Состав готовят следующим образом.

В водную суспензию магния, гидроксида алюминия и борной кислоты вводят небольшими порциями экстракционную фосфорную кислоту. Раствор нагревают до температуры 80-95°С до полного растворения всех компонентов. После фильтрации раствор охлаждают до 20-30°С.

Во всех примерах образцы электротехнической анизотропной стали обрабатывались в течение 5 с при температуре 20±5°С. Излишки раствора удалялись отжимом гуммированными валиками. Покрытия подвергались термообработке при температуре 800°С в течение 60 с.

Влагостойкость покрытий определялась по методике (М.И.Карякина. Испытания лакокрасочных материалов и покрытий. - М.: Химия, 1988) и количественным анализом (Заявка Японии №57-150688, кл. Н01Н 43/10, 1979) следующим образом.

Три образца электротехнической анизотропной стали размером 50×50 мм с электроизоляционным покрытием погружались в дистиллированную воду при температуре 100°С и кипятились в течение 25 мин. При этом с поверхности покрытия фосфат-ионы переходили в раствор, количество которых определяется фотоколориметрическим методом по образованию окрашенного молибденово-ванадиевого комплекса.

Магнитные свойства стали оценивались по удельным магнитным потерям (ГОСТ 12119-80). Прочность при изгибе определялась изгибом образцов на цилиндрической оправке диаметром 10 мм.

В таблице приведены физико-механические и магнитные свойства покрытий, полученных в предлагаемых растворах и по прототипу.

При анализе полученных экспериментальных данных видно, что при содержании Н₃PO₄, MgO, Al(ОН)₃, Н₃BO₃ выше или ниже заявленной концентрации (см. примеры 1,5) электроизоляционные покрытия обладают низкими влагостойкостью покрытий и магнитными свойствами стали.

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

Использование предложенного состава обеспечивает следующие преимущества:

- улучшение физико-механических показателей покрытий;

- улучшение магнитных свойств стали;

- возможность эксплуатации изделий из электротехнической анизотропной стали в условиях повышенной влажности.

Таблица
№№ п/п	Содержание компонентов	Показатели качества покрытия
Р2O5	Mg	Al	В2О3	Вода	Влагостойкость при температуре 80°С (час)	Удельные магнитные потери Р(Т) 50, ВТ/кг	Магнитная активность, %	Прочность на изгиб
1	32	2,25	1,3	0,2		120	1,35	5	не выдерж.
2	33,2	2,3	1,45	0,2		360	1,23	7	выдерж
3	35	2,65	2,3	0,25		360	1,22	8	выдерж
4	37	3,0	3,1	0,3		360	1,22	8	выдерж
5	38	3,1	3,4	0,3		180	1,37	6	не выдерж
прототип	36	2,1	0,5	0,16		180	1,4	5	не выдерж

Литература

1. Заявка Японии №53-28375, кл. C23F 7/06, 1978

2. Патент №2098393 по заявке №95116918/03, 1995.

3. М.И.Карякина. Испытания лакокрасочных материалов и покрытий. - М.: Химия, 1988.

Состав для получения электроизоляционного покрытия, содержащий фосфорную кислоту, оксид магния, гидроксид алюминия, борную кислоту и воду, отличающийся тем, что он содержит фосфорную кислоту в виде очищенной от сульфатов экстракционной фосфорной кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%:

экстракционная фосфорная кислота
(в пересчете на P2O5)	33,0-37,5
оксид магния (в пересчете на Mg2+)	2,3-3,0
гидроксид алюминия (в пересчете на Al3+)	1,45-3,2
борная кислота (в пересчете на В2О3)	0,20-0,3
вода	остальное