КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ТЕРМИЧЕСКИ УСТОЙЧИВОГО ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ НА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ СТАЛЯХ Российский патент 2000 года по МПК H01B3/18 H02K1/04 H01F3/06 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к композициям для изготовления покрытий на электротехнических сталях для магнитопроводов электрических машин и аппаратов.

Целью изобретения является создание композиции на основе поливинилового спирта (ПВС) для получения термически устойчивого покрытия на изотропной стали, не теряющего своих диэлектрических характеристик после высокотемпературного отжига.

Известны электроизоляционные композиции для изготовления покрытий на электротехнических сталях на основе ортофосфорной кислоты, бутадиен-стирольного латекса, γ- бутиролактама или γ-валеролактама, фракции жирных спиртов C₇-C₁₂ и воды, при этом качество покрытия обеспечивается введением фракции жирных спиртов (Авт. свидетельство СССР N 1568081).

Известна смесь для электроизоляционного покрытия, содержащего латекс этиленпропиленового каучука, целлюлозный эфир, неионогенный эмульгатор, воск и стабилизатор, предохраняющий от старения (Патент ГДР N 274512). Недостатком этих композиций является их гетерогенность из-за нерастворимости органических компонентов в воде. Следствием этого является неоднородность покрытий по толщине, выпадение компонентов из раствора при пониженных температурах, образование пробок в системах транспортировки композиций при нарушении температурного режима и соотношения компонентов.

Этих недостатков лишены композиции на основе водорастворимых полимеров, в частности поливинилового спирта (ПВС). Использование ПВС для получения покрытий позволяет также увеличить их диэлектрические свойства и штампуемость (Авт. свидетельство СССР N 1575587).

Наиболее близким прототипом предлагаемого изобретения является состав на основе поливинилового спирта, фосфорной кислоты и воды (покрытие "Изорт"), используемое для получения электроизоляционного покрытия (Авт. свидетельство СССР N 1575587).

Недостатком данной композиции является довольно большая толщина образующегося покрытия и невысокая термостабильность при сушке в процессе нанесения на электротехническую сталь.

Предлагаемая композиция содержит наряду с ПВС, ортофосфорной кислотой и водой этиловый спирт, глицерин, фталевый ангидрид, борную кислоту, мочевину, тиомочевину и поверхностно-активное вещество. образующееся при взаимодействии 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-додекафтор-1H-гептан-7-ола с пятиокисью фосфора.

Приготовление композиции осуществляется следующим образом: в воде (приблизительно 800 - 850 г/л), при температуре 60-85^oC в указанной последовательности растворяют ПВС (50 - 80 г/л), ортофосфорную кислоту (12,0 - 15,0 г/л), мочевину (3,0-15,0 г/л), тиомочевину (0 - 6,0 г/л), глицерин (0 - 20,0 г/л), фталевый ангидрид (0 - 6,0 г/л), борную кислоту (0 - 5,0 г/л) поверхностно-активное вещество (3,0 - 6,0 г/л) и этиловый спирт (10,0 - 50,0 г/л). По достижении полного растворения компонентов в воде допускается добавление воды для доведения общего объема смеси до 1 л. ПАВ готовится предварительно и получается при взаимодействии 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-додекафтор-1Н-гептан-7-ола с пятиокисью фосфора при 40-60^oC в течение 4-20 ч и представляющего собой смесь моно- и диэфиров фосфорной кислоты с полифторированным спиртом общей формулы:


Использование ПАВ в композициях в концентрации 0,4-0,5% позволяет получать равномерные, тонкие и одинаковые по толщине покрытия с хорошей адгезией к электротехническим сталям после высокотемпературного отжига.

Для нанесения полосу электротехнической стали обрабатывают композицией 2-5 с, излишки удаляют гуммированным валиком. Сушка покрытия производится при температуре 400-600^oC. Исследование термостойкости покрытия, измерение коэффициента сопротивления и испытание сцепления покрытия с металлом производят по ГОСТ 21427-83.

Составы композиций и свойства электроизоляционных покрытий на их основе приведены в таблице.

Сравнение свойств покрытий проводили с покрытием "Изорт" (ТИ 118-ПХЛ-13-4-91).

Толщину покрытий измеряли на приборе CIS/C-2550 Interlaminator resistivity testor. Термообработку образцов для испытания термостойкости покрытия производили в атмосфере азот-водород 95:5.

Пример: для приготовления 1000 мл композиции (композиция N 11 в таблице результатов измерений) к 800 г деионизированной воды, нагретой до 80-85^oC, добавляли 50 г ПВС, перемешивали в течение 10-12 ч до полного растворения, затем добавляли 5 г ПАВ, 10 г мочевины, охлаждали до 50-60^oC и медленно добавляли 15 г ортофосфорной кислоты. После перемешивания в течение 2 ч к полученному составу добавляли 50 г этилового спирта и воды до общего объема в 1 л и наносили на полосу изотропной стали. После сушки замеряли электрическое сопротивление покрытия, полосу подвергали термической обработке и снова замеряли сопротивление покрытия. Результаты измерений приведены в таблице.

Остальные составы готовили по аналогичной методике.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к композициям для изготовления покрытий на электротехнических сталях для магнитопроводов электрических машин и аппаратов. Технический результат - создание композиции на основе поливинилового спирта (ПВС) для получения термически устойчивого покрытия на изотропной стали, не теряющего своих диэлектрических характеристик после высокотемпературного отжига. Для этого в композицию, содержащую поливиниловый спирт, ортофосфорную кислоту и воду, дополнительно вводят мочевину, тиомочевину, этиловый спирт, глицерин, фталевый ангидрид, борную кислоту и поверхностно-активное вещество, полученное реакцией 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-додекафтор-1Н-гептан-7-ола с пятиокисью фосфора при следующем содержании компонентов, г/л: поливиниловый спирт 50,0 - 80,0, ортофосфорная кислота 12,0 - 15,0, мочевина 3,0 - 15,0, тиомочевина 0 - 6,0, глицерин 0 - 20,0, этиловый спирт 10,0 - 50,0, фталевый ангидрид 0 - 6,0, борная кислота 0 - 5,0, поверхностно-активное вещество 3,0 - 6,0, вода - до общего объема в 1 л. 1 табл.

Композиция для создания термически устойчивого электроизоляционного покрытия на электротехнических сталях, содержащая поливиниловый спирт, ортофосфорную кислоту и воду, отличающаяся тем, что дополнительно содержит мочевину, тиомочевину, этиловый спирт, глицерин, фталевый ангидрид, борную кислоту и поверхностно-активное вещество, полученное реакцией, 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-додекафтор-1Н-гептан-7-ола с пятиокисью фосфора при следующем содержании компонентов, г/л:
Поливиниловый спирт - 50,0 - 80,0
Ортофосфорная кислота - 12,0 - 15,0
Мочевина - 3,0 - 15,0
Тиомочевина - 0 - 6,0
Глицерин - 0 - 20,0
Этиловый спирт - 10,0 - 50,0
Фталевый ангидрид - 0 - 6,0
Борная кислота - 0 - 5,0
Поверхностно-активное вещество - 3,0 - 6,0
Вода - До общего объема в 1 ло