本发明涉及硅钢涂层，具体为一种用于硅钢的极薄绝缘涂层及其制备方法。
背景技术：
1、通常将含硅量在0.5-4.5%之间的电工用钢称为硅钢，硅钢在钢铁产品中的应用比较广泛。硅钢片被制成铁芯，用于家电、建筑的电动机，在制造铁芯时，需要连续地将电工钢板冲剪成铁芯形状的坯料，通过焊接将叠好的一定数量的芯片边缘固定。
2、工业应用中电机是通过线圈绕组产生磁力，以达到运转效果；但运转的电机在磁力作用下产生的交变磁场会在铁芯中会产生电流；如果铁芯导电能力强，发热的闭合短路电路就会形成，称为涡流。所以，电阻率大的无取向硅钢材料可以减少这种涡流损耗，同时将一片一片的硅钢片叠加使用可使其电阻增大。电动机和发电机铁芯需要满足不同的工作环境，且表面不经处理的电工钢片会腐蚀生锈，不仅影响硅钢材料自身的性能，更会威胁电网运行的安全；因此硅钢片在使用时需要具备良好的绝缘性能，以避免短路和击穿等不良现象。
3、绝缘涂层属于硅钢片的一种保护层，其主要作用是减少涡流损失和提高材料的电磁性能，这种涂层通常是一种绝缘漆，被应用于硅钢片的表面，以限制涡流在每片硅钢片内的流动，从而减小因涡流而引起的铁心发热。此外，绝缘涂层还能增强材料的耐腐蚀能力，这对于提高硅钢片在各种环境条件下的使用寿命至关重要。这种涂层不仅能够有效地减少能量损耗，还能保持硅钢片的物理和化学稳定性，从而在电力和电子行业中提高设备的整体效率和可靠性。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种用于硅钢的极薄绝缘涂层及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种用于硅钢的极薄绝缘涂层，所述用于硅钢的极薄绝缘涂层先由改性丙烯酸酯、纳米二氧化硅、纳米锌粉混合制得涂料，接着，涂覆于改性硅钢制得。
3、进一步的，所述性丙烯酸酯由2-羟基丙烯酸甲酯对丙烯酸酯乳液改性制得。
4、进一步的，所述改性硅钢由超声辅助酸液对无取向硅钢片表面进行刻蚀，再经退火处理制得。
5、进一步的，一种用于硅钢的极薄绝缘涂层的制备方法，包括以下制备步骤：
6、（1）将十二烷基硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、去离子水混合，200~400rpm搅拌10~30min，加入总用量一半的混合丙烯酸酯单体，升温至50~80℃，100~200rpm搅拌30min，加入35wt%过硫酸铵水溶液和亚硫酸氢钠，升温至70~90℃，加入2-羟基丙烯酸甲酯和65wt%过硫酸铵水溶液，并以1~5ml/s加入剩余的混合丙烯酸酯单体，恒温反应2~5h，接着，降温至40~55℃，用氨水调节溶液ph为7~8.5，得改性丙烯酸酯；
7、（2）将改性丙烯酸酯、纳米二氧化硅、二丁基二月桂酸锡混合，升温至70~86℃，50~150rpm搅拌18~25h，加入纳米锌粉，进行超声处理，得绝缘涂料；
8、（3）将硫酸、无水乙醇、双氧水按体积比1:24:25混合，得刻蚀剂；将无取向硅钢片用2000目的砂纸打磨平整，随后依次用乙醇和去离子水各冲洗3~8次，接着放入刻蚀剂中，21~30khz超声8~15min，再次用乙醇和去离子水各冲洗3~8次，100℃干燥1~3h，最后，在氧气氛围下，进行退火处理，得改性硅钢；
9、（4）将绝缘涂料以0.5~3g/m2涂覆于改性硅钢上，300~500℃固化40~80s，得用于硅钢的极薄绝缘涂层。
10、进一步的，步骤（1）所述混合丙烯酸酯单体由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯按质量比1:1:1:1组成。
11、进一步的，步骤（1）所述十二烷基硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、去离子水、混合丙烯酸酯单体、35wt%过硫酸铵水溶液、亚硫酸氢钠、2-羟基丙烯酸甲酯、65wt%过硫酸铵水溶液的质量比为2.3~3.2:2.9~4.3:200~400:70~110:0.5~1.8:0.3~1.4:9~30:0.5~1.8。
12、进一步的，步骤（2）所述超声的工艺参数：功率为400~650w、频率为21~25khz、时间为10~35min。
13、进一步的，步骤（2）所述改性丙烯酸酯、纳米二氧化硅、二丁基二月桂酸锡、纳米锌粉的质量比为150:1~3:0.07:0.5。
14、进一步的，步骤（3）所述刻蚀剂由硫酸、无水乙醇、双氧水按体积比1:24:25混合制得。
15、进一步的，步骤（3）所述退火的温度为800~900℃、时间为4~8min。
16、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
17、本发明的涂层由改性二氧化硅、丙烯酸酯、纳米锌混合制得涂料，接着，涂覆于改性硅钢制得，以实现绝缘、耐腐蚀、强附着的效果。
18、利用丙烯酸酯作为基体，与2-羟基丙烯酸甲酯发生加成反应，且能够在高温条件下，发生失水缩合反应，从而使两者紧密交联，并提高分子链彼此的交织度，使基体实现绝缘、耐腐蚀的效果，接着，加入纳米二氧化硅，在催化作用下，2-羟基丙烯酸甲酯与纳米二氧化硅表面的羟基发生酯交换反应，使二氧化硅通过双键接枝在基体上，加入锌粒子，并在超声波作用下使水相引发生成更多的自由基，且通过不断地高频振荡与高压作用，提高无机粒子在聚合物中分散的均匀程度，降低团聚现象，从而引发聚合物对锌粒子与纳米二氧化硅的包覆，其中 二氧化硅具有极强的防沉降性，能够牢牢的拉住涂层中的两性化合物，阻止酸碱有害物向内部扩散，且锌在空气中会发生氧化反应，形成一层致密的氧化锌层，加上锌粒子能够与氧气生成致密的氧化膜，阻隔有害分子渗透到涂层中，从而大大提升绝缘、耐腐蚀的效果。
19、其次，利用超声辅助酸液对硅钢表面进行预处理，通过超声空化作用，使得气泡溃灭时产生的微射流在极短时间内，快速而有效地冲击并辅助酸液腐蚀金属，从而能够在硅钢表面产生多孔状的腐蚀坑结构，实现刻蚀作用，加上气泡在溃灭时产生的热效应，加快刻蚀速度，最终可形成微纳复合的分级粗糙结构，从而加大涂料与基材的接触面积，并改善涂料对基体表面的浸润性，有利于涂膜对基材的附着，接着，氧气作用下，进行退火处理，从而在粗糙表面生成由二氧化硅、硅酸亚铁的氧化薄膜，提高硅钢的绝缘性，接着，进行涂覆，使涂料原子轻易渗入到基体表层微孔中以及在基体表面突起形成钩连状态，实现机械连接作用，且涂料中的纳米粒子带动长分子链结构，填充基材表面的微孔结构，并形成铆钉作用，阻碍涂层的剥离和脱落，从而使涂层实现绝缘、耐腐蚀、强附着的效果。
1.一种用于硅钢的极薄绝缘涂层，其特征在于，所述用于硅钢的极薄绝缘涂层先由改性丙烯酸酯、纳米二氧化硅、纳米锌粉混合制得涂料，接着，涂覆于改性硅钢制得。
2.根据权利要求1所述的一种用于硅钢的极薄绝缘涂层，其特征在于，所述改性丙烯酸酯由2-羟基丙烯酸甲酯对丙烯酸酯乳液改性制得。
3.根据权利要求1所述的一种用于硅钢的极薄绝缘涂层，其特征在于，所述改性硅钢由超声辅助酸液对无取向硅钢片表面进行刻蚀，再经退火处理制得。
4.一种用于硅钢的极薄绝缘涂层的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
5.根据权利要求4所述的一种用于硅钢的极薄绝缘涂层的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述混合丙烯酸酯单体由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯按质量比1:1:1:1组成。
6.根据权利要求4所述的一种用于硅钢的极薄绝缘涂层的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述十二烷基硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、去离子水、混合丙烯酸酯单体、35wt%过硫酸铵水溶液、亚硫酸氢钠、2-羟基丙烯酸甲酯、65wt%过硫酸铵水溶液的质量比为2.3~3.2:2.9~4.3:200~400:70~110:0.5~1.8:0.3~1.4:9~30:0.5~1.8。
7.根据权利要求4所述的一种用于硅钢的极薄绝缘涂层的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述超声的工艺参数：功率为400~650w、频率为21~25khz、时间为10~35min。
8.根据权利要求4所述的一种用于硅钢的极薄绝缘涂层的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述改性丙烯酸酯、纳米二氧化硅、二丁基二月桂酸锡、纳米锌粉的质量比为150:1~3:0.07:0.5。
9.根据权利要求4所述的一种用于硅钢的极薄绝缘涂层的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述刻蚀剂由硫酸、无水乙醇、双氧水按体积比1:24:25混合制得。
10.根据权利要求4所述的一种用于硅钢的极薄绝缘涂层的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述退火的温度为800~900℃、时间为4~8min。
