一种氢氧化钴液体添加剂及其制备方法和应用 |
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| 申请号 | CN202310062588.2 | 申请日 | 2023-01-13 | 公开(公告)号 | CN116042986A | 公开(公告)日 | 2023-05-02 |
| 申请人 | 山西银圣科技有限公司; | 发明人 | 白锋; 郁建强; 郭毅; 刘江; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种氢 氧 化钴液体添加剂及其制备方法和应用，属于低温HIB 钢 退火 隔离剂领域。包括以下 质量 份数的组分： 水 100份，氢氧化钴15份和聚 氨 基 甲酸 酯0.1～0.5份，所述氢氧化钴包括微米级β‑Co(OH)2和 纳米级 β‑Co(OH)2。本发明通过 增稠剂 和粘结剂聚氨基甲酸酯的作用，保证液体添加剂水溶液呈悬浊，混合分散均匀，增强液体添加剂的 粘度 ，以此保证能提高与 硅 酸镁绝缘膜底层的附着 力 ，同时便于在低温HIB钢片表面的涂布；氢氧化钴为β‑Co(OH)2，具有水镁石结构，羟离子六方紧密堆积，阳离子充填于每两层相邻的羟离子之间的全部八面空隙，具有一定的电 磁性 能，进而提高低温HIB钢的电磁性能。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种氢氧化钴液体添加剂，其特征在于，包括以下质量份数的组分：水100份，氢氧化钴15份和聚氨基甲酸酯0.1～0.5份，所述氢氧化钴包括微米级β‑Co(OH)2和纳米级β‑Co(OH)2，所述微米级β‑Co(OH)2和纳米级β‑Co(OH)2的质量比为10～14：1～5。 |
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| 说明书全文 | 一种氢氧化钴液体添加剂及其制备方法和应用技术领域背景技术[0002] 冷轧取向低温HIB(高磁感取向硅钢)钢厂在制造低温HIB钢的过程中，为了使晶粒按照所需要的方向生长，同时为了防止钢带之间在高温情况下粘连，需要在钢带表面涂布一层氧化镁浆液作为隔离剂和绝缘剂。同时，为了得到所需要的晶型以及提高低温HIB钢的表面质量与电磁性能，还需要配合使用有益的添加剂。 [0003] 目前所使用的常规添加剂，诸如二氧化钛、硼添加剂、硫酸锑等，这些常规添加剂单独使用或混合使用常常遇到一系列问题，比如这几种固体添加剂颗粒度不均匀、各化学组分元素分布不均匀、各粉末容易结块问题，造成在低温HIB钢表面涂布不均匀，更重要的是低温HIB钢在生产过程中经涂布氧化镁和常规添加剂经干燥和高温退火工序后，普遍存在一个低温HIB钢底层绝缘膜层硅酸镁的附着力不强，产品电磁性能也不稳定的问题，严重影响低温HIB钢产品判级以及下游变压器厂商的使用。 [0004] 为了解决这一问题，应对市场需求，亟需设计提高硅酸镁绝缘膜底层附着力，并且有效提高低温HIB钢电磁性能的添加剂。 发明内容[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种氢氧化钴液体添加剂及其制备方法和应用。本发明提供的氢氧化钴液体添加剂能够提高硅酸镁绝缘膜底层附着力和低温HIB钢的电磁性能。 [0006] 为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案： [0007] 本发明提供了一种氢氧化钴液体添加剂，包括以下质量份数的组分：水100份，氢氧化钴15份和聚氨基甲酸酯0.1～0.5份，所述氢氧化钴包括微米级β‑Co(OH)2和纳米级β‑Co(OH)2，所述微米级β‑Co(OH)2和纳米级β‑Co(OH)2的质量比为10～14：1～5。 [0008] 优选地，所述微米级β‑Co(OH)2和纳米级β‑Co(OH)2的质量比为10：5。 [0009] 优选地，所述微米级β‑Co(OH)2和纳米级β‑Co(OH)2的质量比为11：4。 [0010] 优选地，所述微米级β‑Co(OH)2和纳米级β‑Co(OH)2的质量比为12：3。 [0011] 优选地，所述微米级β‑Co(OH)2和纳米级β‑Co(OH)2的质量比为13：2。 [0012] 优选地，所述微米级β‑Co(OH)2和纳米级β‑Co(OH)2的质量比为14：1。 [0013] 优选地，所述微米级β‑Co(OH)2的粒度D50为3～5μm。 [0014] 优选地，所述纳米级β‑Co(OH)2的粒度D50为50～90nm。 [0015] 本发明还提供了上述技术方案所述的氢氧化钴液体添加剂的制备方法，包括以下步骤： [0016] 将水依次与微米级β‑Co(OH)2、纳米级β‑Co(OH)2和聚氨基甲酸酯混合，得到所述氢氧化钴液体添加剂。 [0017] 本发明还提供了上述技术方案所述的氢氧化钴液体添加剂或上述技术方案所述的制备方法制备得到的氢氧化钴液体添加剂作为低温高磁感取向硅钢退火隔离剂的添加剂的应用。 [0018] 本发明提供了一种氢氧化钴液体添加剂，包括以下质量份数的组分：水100份，氢氧化钴15份和聚氨基甲酸酯0.1～0.5份，所述氢氧化钴包括微米级β‑Co(OH)2和纳米级β‑Co(OH)2，所述微米级β‑Co(OH)2和纳米级β‑Co(OH)2的质量比为10～14：1～5。 [0019] 本发明与现有技术相比，具有如下有益效果： [0020] 本发明通过增稠剂和粘结剂聚氨基甲酸酯的作用，保证液体添加剂水溶液呈悬浊，混合分散均匀，增强液体添加剂的粘度，以此保证能提高与硅酸镁绝缘膜底层的附着力，同时便于在低温HIB钢片表面的涂布；氢氧化钴为β‑Co(OH)2，具有水镁石结构，羟离子六方紧密堆积，阳离子充填于每两层相邻的羟离子之间的全部八面空隙，具有一定的电磁性能，进而提高低温HIB钢的电磁性能，微米级β‑Co(OH)2与纳米级β‑Co(OH)2混用，由于纳米级β‑Co(OH)2颗粒的比表面积更大，与低温HIB钢片涂布的其余退火隔离剂接触面积更大，因而纳米级β‑Co(OH)2的反应活性越大，进而有利于硅酸镁底层的生成并有效降低酸镁底层合成的温度，但如果加入纳米级β‑Co(OH)2量过大，反而会提高硅酸镁底层的水化率，在二次退火过程中不利于镁橄榄石膜的形成，从而降低低温HIB钢的表面质量，由于紧密卷曲的低温HIB钢卷缝隙很小，水分不易逸出，为使水分能够较顺利的逸出，就不能采用单一微米级或纳米级β‑Co(OH)2，因此采用微米级β‑Co(OH)2搭配少量纳米级β‑Co(OH)2形成一定的粒度分布，既有利于保持硅酸镁底层较低的水化率，又能保持水分较顺利的从微米级β‑Co(OH)2颗粒间隙中逸出，从而提高形成的硅酸镁底层质量。且本发明对水的质量比进行了限定，若水太少，则氢氧化钴中水溶物多，固液比大，浓度大，不易倾倒，若水太多，则固液比小，浓度小，在涂布在低温HIB钢表面水分较多，容易和涂布低温HIB钢片的基础材料氧化镁进行水合，从而带进去更多的结合水，造成硅酸镁底层水化率偏大，进而影响低温HIB钢表面质量，故选择氢氧化钴和水质量比为15:100。 [0021] 且本发明的氢氧化钴液体添加剂分布更加均匀，不容易成团凝聚，可保证所有组分能同一时间加入混合，效果更加明显，且该液体添加剂可以防止操作人员不慎吸入固体粉末颗粒造成对人体伤害，方便运输、储存和使用。 [0022] 实施例的数据表明，本发明提供的氢氧化钴液体添加剂配合硅钢级氧化镁使用，投入配液罐内，经循环涂布在低温HIB钢表面，有效解决了低温HIB钢制造中使用常规添加剂剂存在的硅酸镁绝缘膜底层的附着力不强以及低温HIB钢电磁性能不强的问题，具有较强的技术创造性和先进性。 [0023] 本发明还提供了上述技术方案所述的氢氧化钴液体添加剂的制备方法，无三废污染，生产工艺简单，成本较低，可大规模推广在低温HIB钢中使用。 具体实施方式[0024] 本发明提供了一种氢氧化钴液体添加剂，包括以下质量份数的组分：水100份，氢氧化钴15份和聚氨基甲酸酯0.1～0.5份，所述氢氧化钴包括微米级β‑Co(OH)2和纳米级β‑Co(OH)2，所述微米级β‑Co(OH)2和纳米级β‑Co(OH)2的质量比为10～14：1～5。 [0025] 在本发明中，若无特殊说明，使用的原料均为本领域市售商品。 [0027] 以所述水的质量份数为基准，所述氢氧化钴液体添加剂中氢氧化钴的质量份数为15份。在本发明中，若水太少，则氢氧化钴中水溶物多，固液比大，浓度大，不易倾倒，若水太多，则固液比小，浓度小，在涂布在低温HIB钢表面水分较多，容易和涂布低温HIB钢片的基础材料氧化镁进行水合，从而带进去更多的结合水，造成硅酸镁底层水化率偏大，进而影响低温HIB钢表面质量，故选择氢氧化钴和水质量比为15:100。 [0028] 在本发明中，所述微米级β‑Co(OH)2和纳米级β‑Co(OH)2的质量比优选为10：5、11：4、12：3、13：2或14：1。 [0029] 在本发明中，所述微米级β‑Co(OH)2的粒度D50优选为3～5μm，所述微米级β‑Co(OH)2的含量优选≥99wt％，水不溶物含量优选≤1wt％。 [0030] 在本发明中，所述纳米级β‑Co(OH)2的粒度D50优选为50～90nm，所述纳米级β‑Co(OH)2的含量优选≥99wt％，水不溶物含量优选≤1wt％。 [0031] 在本发明中，所述聚氨基甲酸酯和水的质量比为1～5：1000。 [0032] 以所述水的质量份数为基准，所述氢氧化钴液体添加剂中聚氨基甲酸酯的质量份数优选为0.2～0.4份，更优选为0.3份。 [0033] 在本发明中，所述聚氨基甲酸酯主要起增稠剂和粘结剂的作用，保证液体添加剂达到一定的粘度要求，从而保证液体添加剂在低温HIB钢片表面的涂布性能。 [0034] 本发明还提供了上述技术方案所述的氢氧化钴液体添加剂的制备方法，包括以下步骤： [0035] 将水依次与微米级β‑Co(OH)2、纳米级β‑Co(OH)2和聚氨基甲酸酯混合，得到所述氢氧化钴液体添加剂。 [0036] 在本发明中，优选将所述微米级β‑Co(OH)2、纳米级β‑Co(OH)2和聚氨基甲酸酯依次加入到水中。 [0037] 在本发明中，所述水与微米级β‑Co(OH)2混合时，所述水优选进行预热，所述预热的温度优选为40～50℃，所述混合优选为搅拌，所述搅拌的转速优选为1000r/min，时间优选为5～10min。 [0038] 在本发明中，所得水‑微米级β‑Co(OH)2混合物与所述纳米级β‑Co(OH)2混合时，所述水‑微米级β‑Co(OH)2混合物优选进行预热，所述预热的温度优选为40～50℃，所述混合优选为搅拌，所述搅拌的转速优选为1000r/min，时间优选为5～10min。 [0039] 在本发明中，所得水‑微米级β‑Co(OH)2‑纳米级β‑Co(OH)2混合物与所述聚氨基甲酸酯混合时，所述水‑微米级β‑Co(OH)2‑纳米级β‑Co(OH)2混合物优选进行预热，所述预热的温度优选为40～50℃，所述混合优选为搅拌，所述搅拌的转速优选为1000r/min，时间优选为5～10min。 [0040] 在本发明中，若预热温度较低，则不利于微米级和纳米级β‑Co(OH)2在溶液中的分散，温度较高，则会影响聚氨基甲酸酯的使用性能，造成液体添加剂的粘度较低，不易在低温HIB钢片表面涂布，且温度过高，会造成加热能源的浪费，也不便于操作工操作，因此本发明的预热温度选择40～50℃，保证了β‑Co(OH)2在体系中分散的均匀性和涂布性。 [0041] 本发明还提供了上述技术方案所述的氢氧化钴液体添加剂或上述技术方案所述的制备方法制备得到的氢氧化钴液体添加剂作为低温高磁感取向硅钢退火隔离剂的添加剂的应用。 [0042] 在本发明中，所述氢氧化钴液体添加剂在使用前优选进行过滤，所述过滤优选为用320目筛网过滤。 [0043] 在本发明中，所述应用优选包括将氢氧化钴液体添加剂与硅钢级氧化镁混合后，循环涂布在低温HIB钢表面。 [0044] 在本发明中，所述应氢氧化钴液体添加剂与硅钢级氧化镁的用量比为5L：160Kg。 [0045] 为了进一步说明本发明，下面结合实例对本发明提供的氢氧化钴液体添加剂及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。 [0046] 本发明实施例中使用的原料： [0047] 微米级β‑Co(OH)2的粒度D50为3～5μm，含量≥99wt％，水不溶物含量≤1wt％；纳米级β‑Co(OH)2的粒度D50为50～90nm，含量优选≥99wt％，水不溶物含量≤1wt％，水是反渗透纯水，电导率≤10μs/cm，氯离子含量≤5ppm，硫酸盐含量≤5ppm。 [0048] 实施例 [0049] 按照表1的配比配制氢氧化钴液体添加剂。 [0050] 制备方法均为： [0051] 将水加入不锈钢反应釜中，开启搅拌，保持1000r/min转速恒定，同时给纯水加热，使纯水温度保持在50℃，首先加入微米级β‑Co(OH)2，搅拌10min混匀。再在1000r/min转速，40℃的搅拌状态下加入纳米级β‑Co(OH)2，搅拌5min混匀，再在1000r/min转速，40℃的搅拌状态下加入聚氨基甲酸酯，搅拌10min混匀，得到氢氧化钴液体添加剂，打开放料阀，混合溶液用320目筛网过滤后用容积5升的聚乙烯瓶盛装。 [0052] 应用： [0053] 将5升制得的氢氧化钴液体添加剂配合160Kg硅钢级氧化镁使用，投入一个配液罐内，经循环涂布在低温HIB钢表面，根据GB/T2521.2‑2016标准，测试低温HIB钢的磁性和附着力，结果见表1。 [0054] 通过表1可知，本发明的液体添加剂和常规添加剂对比，配液体系粒度波动更小，粘度大于添加常规添加剂的，涂布性能较好，并且生成的硅酸镁底层附着力为A级，较易附着在低温HIB钢表面。此外电磁性能明显高于添加常规添加剂制备的低温HIB钢成品的电磁性能，并且生成的硅酸镁底层外观颜色均匀，无露晶现象，低温HIB钢成品电磁性能更高。 [0055] 表1实施例和对比例的原料配比(质量份)以及性能测试结果 [0056] [0057] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 |
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