Способ получения электроизоляционного покрытия

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (il) 584343

Вова советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.07.74 (21) 2052182/24-07 с присоединением заявки ¹ (5!) М. Кл. - Н01В 19/04

rîñÓäàÐñòâåííûé комитет (23) 1-!риоритет

Совета Министров СССР по делам изобретений (43) Опубликовано 15.12.77. Бюллетень № 46 (53) УДК 621.315(088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания О!.12.77 (72) Авторы изобретения Д. В, Синицын, С. М. Алиев, Р. И. Талышинский, М. А. Агаева, Н. П. Ружанская, В. Б. Г. Гусейнов и T. А. Гаджиев (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННОГО

ПОКРЫТИЯ

Изобретение относится к спосооам получения элсктроизоляционных покрытий на листовых и рулонных элсктротсхиичсских сталях, нрсдназначсшп гх 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 мохкст 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 результате которого па поверхности листов магнитопроводов образуется оксидная пленка. Эта плспла является достаточным по своим параметрам изоляционным покрытием, однако такой способ прпмснястся в ограниченных масштабах для определсшlblx марок двигателей и типов элсктрических аппаратов.

Более распространены спосооы получения

10 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 тсрмостойкимн H;IH нстсрмостойкими, в зависимости от трсбований, 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 рас25 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 по584343

65 верхностного сопротивления при рабочей температуре изделия. Однако недостатком известных органических покрытий является то, что одни из них недостаточно влагостойки и при хранении сталь с этим покрытием подвергается коррозии, другие не стойкикдействиюагрессивных сред, для третьих необходимо дорогостоящее сырье, четвертые не улучшают или даже ухудшают штампуемость стали.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения электроизоляционного 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 покрытием подвергают 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 целью изобретения является создание достаточно простого способа, доступного для массового применения в электротехнической промышленности.

Исследования показали, что наиболее целесообразным оказалось наносить в качестве покрытия дивинилстирольный олигомер (ДСО), обладающий хорошей адгезией к металлу, высокими изоляционными показателями и повышающий штампуемость стали благодаря своим эластичным свойствам.

Согласно изобретению покрытие получают путем нанесения на поверхность листовой или рулонной электротехнической стали продукта совместной олигомеризации стирола с дивинилом с молекулярным весом 2 — 20 тысяч, содержащий не менее 50 /ц звеньев стирола, не менее 30 / — транс — 1,4 — и не более 20 /p

1,2 — 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 — 140 С, либо используя 20 — 60 /ц -ный раствор этого продукта в органических растворителях.

В промышленных условиях образование электроизоляционного покрытия на электротехнической стали с применением дивинилстирольного олигомера может быть осуществлено непосредственно на металлургических предприятиях путем пропускания металла через расплав или же раствор соолигомера. При этом покрытие образуется на обоих сторонах

4 электротехнической 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 В3-4 при 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.

Вязкость 40 — 60 -ного раствора дивинилстирольного олигомера в смеси уайт-спирита (75 вес. / ) и нефтяного сольвента (25 вес, / ) при 20 С по В3-4 составляет 20 †1 сек.

Для ускорения сушки покрытия в расплав или раствор дивинилстирольного олигомера можно вводить соли органических кислот с металлами переменной валентности, например нафтенаты, стеараты молибдена, кобальта и т. 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 количестве

0,05 — 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 /ц стирольных звеньев, не менее 30 / транс — 1,4, и не более 20 / 1,2 — звеньев бутадиена. Дивинилстирольные олигомеры указанного состава и строения получены совместной олигомеризацией смеси 60 — 90 тыс. ч. стирола и 10 — 40 вес. ч. дивинила в растворе 150 — 200 вес. ч. этилбензола при 120 — 140 С в течение 20 час. с применением 0,2 — 2 вес. ч. инициаторов — органических перекисей, так например, перекиси третичного бутила, гидроперекиси изопропилбензола и т. д.

Варьируя условия олигомеризации, молекулярный вес соолигомеров можно изменять от

2 до 20 тыс, Температура размягчения их колеблется от 25 до100 С, плотность при

20 С вЂ” 1,05 г/смз.

584343

150 С

7 мин примере 1.

250 С

4 мин

57

Повышение стойкости ддгезня штампов, %

Электросопротивление, ом

Пробивное напряжение, в

Страна, марка стали, тип покрытия

Толщина, мкм

ЧССР, Е1-55, сульфизольное

20 —:25 до 20,0

1 до 10,0 до 20,0

0 —:50

ЧССР, Ei-70, сульфизольное

20 —:25

Π—:100

СССР, Э2200, органическое

СДС-115

СССР, 31300, органическое

СДС-115

200 —:300

2 —:3,5

2 —:100

200 —:300 до 6,0

1, Π—:40

2 —:3,5

Составитель П. Забуга

Техред И. Михайлова

Редактор Н. Коган

Коррскгор Л. Денискина

Подписное

Заказ 2604/17 Изд. № 958 Тираж 995

НПО Государственного комитета Совста Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Примеры получения электроизоляционного покрытия на поверхности электротехнической стали марки Э1300.

Пример 1.

Состав покрытия, вес.%:

Дивинил стирольный олигомер

Уайт-спирит

Температура сушки

Время сушки

Пример 2.

Состав покрытия такой же, как в

Температура сушки

Время сушки

Пример 3.

Состав покрытия (вес.%):

Дивинил-стирольный олигомер

Уайт-спирит

Сиккатив № 64

Покрытия влагостойкие, фреопостойкие, маслостойкие, бснзостойкис, стойкис к 10%ному раствору IC I.

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.

Тсмпсратура сушки 250 С

Время сушки 2 — 3 мин.

Для нанесения покрытия рулонную электротехническую сталь пропускают через ванну с указанным раствором или расплавом, а затем через специальные отжимные валки для отжатия излишка покрытия и равномерного его распределения по поверхности стали.

Электротехническая сталь с указанным пок10 рытием обладает следующими свойствами:

Толщина покрытия 2 — 5 мкм

Сопротивление свыше 10 ом

После выдержки стали с покрытием при

200 — 230 С в течение двух часов сопротивле15 нпе падаст до 5 — 2 Ом.

Результаты сравнительных испытаний электротехнических сталей с покрытием, полученным по известному и предлагаемому спосбам, приведены в таблице.

20 Формула изобретспия

1. Сносоо получения электроизоляционного покрытия на электротехнической стали путем нанесения на сс поверхность электроизолиру25 ющсго состава с последующей сушкой, отл ич а ю шийся 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-1, 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 расплава при 80 — 140 С.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный продукт наносят в виде 20—

60% раствора в органических растворителях.