КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ТЕРМОСТОЙКОГО СВАРИВАЕМОГО ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ НА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ СТАЛЯХ Российский патент 2004 года по МПК H01B3/18 

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 для получения термостойкого покрытия на электротехнической стали, обладающего хорошими электроизоляционными свойствами и позволяющего производить сварку наружных кромок пакетов изолированных стальных пластин с покрытием.

Известны электроизоляционные композиции для изготовления покрытий на электротехнических сталях на основе ортофосфорной кислоты, бутадиен-стирольного латекса, δ-бутиролактама или - валеролактама, фракции жирных спиртов C₇-C₁₂ и воды. При этом качество покрытия обеспечивается введением фракции жирных спиртов (Авт. свид. СССР 1568081). Известна смесь для электроизоляционного покрытия, содержащая латекс этиленпропиленового каучука, целлюлозный эфир, неионногенный эмульгатор, воск и стабилизатор, предохраняющий от старения (Патент ГДР 274512). Недостатком этих композиций является их гетерогенность из-за нерастворимости неорганических компонентов в воде, приводящая к быстрому их расслоению. Следствием этого является неоднородность покрытий по толщине и нетехнологичность процесса нанесения: образование пробок в системах транспортировки композиции даже при небольших нарушениях температурного режима и соотношения компонентов.

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

Наиболее близким прототипом является композиция для создания термически устойчивого электроизоляционного покрытия на электротехнических сталях на основе поливинилового спирта, ортофосфорной кислоты, мочевины, тиомочевины, борного ангидрида, этилового спирта, глицерина, фталевого ангидрида, ПАВ (поверхностно-активного вещества, представляющего собой смесь моно- и диэфиров фосфорной кислоты с полифторированным спиртом) и воды (Патент РФ 2161341).

Недостатком данной композиции является ограниченная термостойкость (только при нагреве в инертной атмосфере), а также невысокий коэффициент электросопротивления изоляции и плохая свариваемость (невозможность реализации сварки пакета стальных пластин с покрытием по боковой поверхности). Все указанные недостатки композиции-прототипа связаны с высокой долей органических компонентов в ее составе.

Предлагаемая композиция содержит наряду с ПВС, ортофосфорной кислотой, мочевиной, этиловым спиртом, ПАВ и водой г/л алюмо-боро-силикатное стекло и оксид хрома (III).

Композицию готовят путем добавления в водный раствор ПВС при температуре 65-80^oС в указанной последовательности ортофосфорной кислоты, мочевины, этилового спирта, ПАВ, длительного перемешивания, охлаждения до комнатной температуры, добавления предварительно приготовленного алюмо-боро-силикатного стекла в виде водной суспензии и оксида хрома (III). Композицию тщательно перемешивают до достижения однородности и наносят на полосу электротехнической стали, удаляя излишки гуммированным роликом. Сушка покрытия производится при температуре 500-600^oС в течение 30-60 с.

Исследование термостойкости покрытия, измерение коэффициента сопротивления и испытание прочности сцепления покрытия с металлом производят по ГОСТ 21427-83. Толщину покрытий измеряли на приборе Deltascope. Коэффициент сопротивления измеряли на приборе CIS/C-2550 Interlaminar resistivity testоr. Термообработку образцов для испытания термостойкости покрытия производили в атмосфере азот-водород 95:5 и на воздухе. Свойства полученных покрытий сравнивали со свойствами покрытия-прототипа (Патент РФ 2161341). Свариваемость оценивали по возможности получения монолитного (без раковин) сварного шва.

Составы композиций и свойства полученных электроизоляционных покрытий приведены в таблице.

Пример: К 800 мл нагретой до 80-85^oС деионизированной воды добавляли 50 г ПВС и перемешивали при нагревании до полного растворения. Затем добавляли 5 г ПАВ, 8 г мочевины, охлаждали до 50-60^oС и медленно добавляли 15 г ортофосфорной кислоты, 6 г Сr₂О₃ и 70 г алюмо-боро-силикатного стекла, измельченного и предварительно смешанного с 30 г деионизированной воды. После перемешивания в течение 2 ч к полученному составу добавляли воды до объема 1 л и продолжали перемешивание. Нанесение композиции на стальную полосу производили непосредственно из рабочего бака при непрерывном перемешивании. Сушку покрытия осуществляли при температуре 540-560^oС в течение 30-60 с. После сушки замеряли толщину и электросопротивление покрытия, подвергали термической обработке и вновь измеряли электросопротивление, а также исследовали прочность сцепления покрытия с металлом. Производили сварку пакета стальных пластин с покрытием по боковой поверхности методом MIG (полуавтоматическая сварка в среде инертного газа) и исследовали г/л качество получаемого сварного шва.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к композициям для изготовления покрытий на электротехнических сталях для магнитопроводов электрических машин и аппаратов. Композицию готовят путем добавления в водный раствор поливинилового спирта при температуре 65-80^oС ортофосфорной кислоты, мочевины, этилового спирта, поверхностно-активного вещества, при длительном перемешивании, охлаждении до комнатной температуры, добавлением предварительно приготовленного щелочно-алюмо-боро-силикатного стекла в виде водной суспензии и оксида хрома (III). Композицию тщательно перемешивают до достижения однородности и наносят на полосу электротехнической стали, удаляя излишки гуммированным роликом. Сушка покрытия производится при 500-600^oС в течение 30-60 с. Значительное преобладание неорганических компонентов в композиции позволяет получать равномерное по толщине термостойкое покрытие с высоким коэффициентом электросопротивления, позволяющее осуществлять сварку пакета изолированных стальных пластин с покрытием по боковой поверхности, что является техническим результатом предложенного технического решения. 1 табл.

Композиция для создания термостойкого свариваемого электроизоляционного покрытия на электротехнических сталях на основе поливинилового спирта, ортофосфорной кислоты, мочевины, этилового спирта, поверхностно-активного вещества и воды, отличающаяся тем, что дополнительно содержит алюмо-боро-силикатное стекло и оксид хрома (III) при следующем соотношении компонентов, г/л:

Поливиниловый спирт 50 - 80

Ортофосфорная кислота 15 - 22

Мочевина 3 - 8

Этиловый спирт 50 - 80

Поверхностно-активное вещество 5 - 8

Щелочно-алюмо-боро-силикатное стекло 70 - 90

Оксид хрома (III) 5 - 6