摘要：
一种有机无机复合硅钢片绝缘涂料,其有机成膜物质由水性环氧树脂、水性有机硅树脂中的一种或几种按一定比例组成。无机粘结剂由无铅低熔点玻粉、硅溶胶组成。低熔点无铅玻璃粉在高温下的"二次成膜"作用可以有效提高涂层的耐热性、改善粉化现象。该涂料因为有机、无机粘结剂的同时引入，既保证了低温下涂料的成膜性、耐冲击性、耐水性等性能，又保证了高温工作环境下的附着力和绝缘性，且涂料中不含铬酸盐等有毒成分，使用安全，由该涂料所制得的涂层具有良好的电绝缘性、耐腐蚀性，耐高温性和附着力强等特点。
关键词：有机无机复合；硅钢片； 绝缘涂料；水性树脂
1 前言：
硅钢片涂层不仅要求有良好的绝缘能力，而且还要求涂层在高温条件下不脱落失效，国内外电工钢涂层分三大类，有机涂层、版无机涂层和无机涂层。有机涂层不能满足高温的要求逐渐被淘汰；无机涂层本身对涂覆工艺和涂覆设备有很高的要求，有其一定的局限性。半无机涂层具有良好的冲片性和附着性而受到广泛的关注和应用，而目前国内传统的半无机涂料配方中含有剧毒的铬酸盐，这不仅影响我国电子产品的市场竞争力，同时也对人体产生严重的危害，给环境造成严重的污染，给我国带来比较严重的环境问题。随着人们环保意识的增强，环保要求的日益严格，传统溶剂型硅钢片漆产生的有机溶剂挥发而带来的安全与污染问题逐渐显现。尤其是欧盟ROHS指令的颁布和实施，无铬环保，无毒、少污染的涂层日益成为绝缘涂层研究开发的热点和研制方向。
有机无机复合硅钢片绝缘涂料技术的研究，应用于大型电机、变压器中硅钢片表面的防护，具有良好的绝缘性能、防护性能及加工性能等应用性能。这是一种有机、无机复合而成的硅钢片用绝缘涂料。利用有机无机之间的协同作用，在烘烤后形成一种有机无机杂化薄膜，该涂层具有附着力好，高温退火后绝缘性能保持良好和耐热性好的特点，且该涂料不含铬酸盐、不含苯等对人体有害物质，生产和使用中不污染环境，目前国内硅钢片漆采用的有机涂层，漆膜厚度大，烧损实验泄漏电流大，很难满足更高的使用要求，而国外进口硅钢片漆价格昂贵，生产成本高，因此研制这种无机有机复合硅钢片绝缘漆既满足了市场需要，又符合国家政策和绿色环保要求。
1.实验
1.1实验原料
水性环氧树脂，汉中涂料公司；绢云母，1250目，滁州格锐矿业有限责任公司；硅溶胶，中性，山东百特新材料有限公司；无铅低熔点玻粉，威晶顿有限责任公司；附着力促进剂，（BNK-D6040）长辉化工。
1.2涂料制备工艺
为形成整体稳定、分散均匀、施工性良好的有机无机复合硅钢片绝缘涂料体系。采用预先表面乳化、分散研磨、剪切速度快慢结合的制备方式，以确保最终涂料整体性能的优良。
其中，有机成膜物质采用预先通过乳化处理，再与无机粘结剂进行复配的方式，以便提高整个涂料体系的均匀性、稳定性；无机填料石英纤维在加入浆料之前需预先经过湿法研磨和酒精冲洗烘干，研磨加工和表面亲水处理，以粉末状态引入到涂料中。不同组分加入后，都需进行充分的高速剪切的混合，最终形成稳定、均一的绝缘涂料体系。
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图1 制备工艺流程图
先制备无机混合溶液，在反应釜中分别按配比依次加入水，消泡剂，水性分散剂、润湿剂、后进行高速剪切搅拌，同时分批次加入1250目的云母粉，石英纤维粉，无铅低熔点玻粉，高速搅拌，使各组分充分混合均匀后，最后加入硅溶胶。
再制备有机混合溶液，依次放入水性环氧树脂、消泡剂以中低速混合均匀后，分批次逐步加入预先制备好的无机混合溶液中，中速充分搅拌混合，最终制得均匀稳定的有机无机复合硅钢片绝缘涂料。
1.3涂层制备工艺
硅钢片在进行涂覆前，需要要经过经过表面处理，以获得良好的涂装效果。首先经过碱洗、醇洗，出去表面铁锈及污垢，然后采用滚涂的方式，通过控制滚涂速度、压力将涂料均匀的涂覆在硅钢片表面。
涂层的固化方式分为两种：室温固化和烘干固化。室温下24小时，达到表面固化，随后可进行打磨等后续操作；烘干固化是在设定好的烘箱内完成涂层的固化过程，将涂覆后的硅钢片放入烘箱内，从室温开始升至设定温度80℃，计时，烘干时间为2小时。
2.涂层性能与结果讨论
2.1耐腐蚀性
根据《中性盐雾试验》测量方法进行涂层耐腐蚀性测试，测试条件：将涂覆了绝缘涂层的硅钢片试样放到5%的NaCl溶液的蒸汽箱中，温度为35℃，测试时间为5小时，测试结果显示涂层被侵蚀斑点面积＜55%
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通过实验发现涂层厚度对涂层耐腐蚀性能有很大的影响，涂层厚度在30um左右，耐腐蚀性明显提高，但同时考虑到随着涂层厚度的增加，涂层附着力会有所下降，最后经过测试将涂层厚度控制在20um左右
2.2电阻性能
表面电阻率在1.0×1012Ω左右，体积电阻在1.2×1013Ω·cm
2.3耐冲击性
根据《涂层抗冲击检测标准》进行涂层抗冲击性能测试，测试结果如下：
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涂层部分脱落
2.4涂层硬度、附着性能
利用百格刀进行涂层附着力测试，测试结果附着力到达1级，铅笔硬度在5H以上。涂层附着力与其固化时间和温度有着密切的联系，通过测试结果表明固化温度越高，时间越长，涂层附着力呈下降趋势，这是由于随着温度的提高，涂层内有机成分的含量会因为热分解而减少，从而影响了涂层的附着性能。通过反复实验，最后将固化温度确定在80℃，时间为2h。
此外，分散剂、消泡剂剂、附着力促进剂的含量和种类，对涂层附着性能也有一定的影响。分散剂、消泡剂少量加入时可以提高体系的均匀性，减少气泡的产生，但当含量增加超过0.5%时，会引起涂层缩孔、涂料产生“油花”现象，反而降低了涂层的附着性能，最终确定分散剂、消泡剂加入量在0.03%—0.4%之间。
3、结论
通过研究及测试结果显示，采用有机成膜物质水性环氧树脂、无机粘结剂、功能填料为主要原料，通过高速剪切、中低速研磨混合制备的有机无机复合硅钢片绝缘涂料可以有效提高涂层的耐热性、改善粉化现象。既保证了低温下涂料的成膜性、耐冲击性、耐水性等性能，又保证了高温工作环境下的附着力和绝缘性，且涂料中不含铬酸盐等有毒成分，使用安全，是一种环保的优良涂料。
参考文献
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