CN102553816A - 一种镀锌管涂塑工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镀锌管涂塑工艺，其特征在于：该工艺包括：A、对未经钝化的镀锌管进行表面处理，使之清洁度达到Sa21/2级以上，粗糙度为30μm-75μm或用样板法比较为中级，，将上述经过表面处理的镀锌管进行预热，预热温度为200℃-250℃，预热25-35min后涂塑，涂塑后的管件置于160-200℃的烘箱中固化25-35min；B、对已经钝化的镀锌管经过表面处理，使之粗糙度达到Sa2.5级，并经过250℃以上温度预热25-35min后涂塑，涂塑后的管件置于160-200℃的烘箱中固化25-35min。本发明的优点在于采用本发明的镀锌管涂塑工艺能够提高双面镀锌后镀锌管内壁与粉末涂层之间的附着力。
Description
技术领域
本发明涉及一种粉末涂料涂塑工艺，具体地说是一种镀锌管涂塑工艺。
背景技术
我国水资源十分紧缺, 采用钢管或镀锌钢管的输水管道, 在运行过程中, 钢管的锈蚀、漏水现象普遍, 有的还十分严重。近年来,沿海大中城市高层建筑如雨后春笋, 由于建筑质量提高, 楼房寿命可达百年, 对于输水管路的要求, 应与楼房的使用寿命相近。一般钢管, 甚至镀锌钢管, 均达不到其使用寿命, 而中途换管既不经济, 又影响楼房寿命。且一般钢管在输水中易产生“红锈”, 镀锌钢管易产生“白锈”。据日本能源综合管理技术协会抽样调查, 输水管路采用镀锌管的建筑物, 一般镀锌管使用一年左右开始产生白锈, 三年左右多数发生孔蚀, 80% 的镀锌水管在十年内生锈而发生漏水事故。镀锌管在短期内由于锌的溶出而生锈是非常多的。由于红锈或白锈的产生, 直接使所输送的水质造成污染, 人们的生活用水质量大大下降, 直接影响人的身体健康和寿命。如用于工业和医药输水, 水质不纯, 还会产生意想不到的事故。
国外如美国、日本等国家，8 0% 以上的建筑输水管采用外镀锌内涂塑钢管。目前，国内有些设计院在建筑工程设计时也直接将外镀锌内涂塑钢管的要求明确写在设计方案中。钢管外表面镀锌,不仅使成本降低, 且保持了热镀锌管便于套扣、安装、运输、耐磕碰、耐机械磨损、外表面美观等优良性能。内表面涂塑粉末涂料, 就可具有涂塑钢管的全部优良性能，如涂膜光洁如镜面，不易滋生细菌和微生物，具有有效的防结构性能，输水阻力系数小，增大输水能力，比内壁镀锌钢管提高输水量10%以上，降低输水动力消耗15%。如果安装后,镀锌层表面再涂银粉漆, 正常使用年限可达百年以上, 这就和楼房的使用寿命相适应, 避免每隔一段时间就换输水管, 既经济又不会因换输水管而影响楼房的寿命。
钢管外表面镀锌，内表面以黑铁管的状态涂塑环氧粉末涂料后其附着力还比较好，因为钢、铁及其合金是一种具有活性表面的金属，这种金属表面的活性物质与环氧粉末涂料能够牢固的结合在一起。但是据我们调查国内许多热浸锌厂家只能做双面镀锌，单面镀锌在国内还没有普及，因此要想做外镀锌内涂塑钢管，就必须在内表面是镀锌的状态下涂塑粉末涂料。
但是镀锌管与粉末涂层的附着力问题一直是我们这个行业技术上的难题。一方面是附着力指标不易达到要求，另一方面是不稳定。尤其是许多用户要求外镀锌内涂塑钢管必须要达到城镇建设行业标准CJ/T120《给水涂塑复合钢管》的要求，在CJ/T120-2000版的标准中是用划割法测环氧粉末涂层的附着力，相对来说还比较容易通过，而CJ/T120-2008版标准中要求环氧粉末涂层的附着力必须用水煮法进行测试，也就是镀锌管上的环氧粉末涂层在高温水煮试验后附着力必须在3级以下。这成了外镀锌内涂塑钢管的一大难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种镀锌管涂塑工艺，该工艺能够提高双面镀锌后镀锌管内壁与粉末涂层之间的附着力。
为了实现这一目的，本发明的技术方案是：一种镀锌管涂塑工艺，其特征在于：该工艺包括：首先判断该镀锌管是否经过钝化，然后区别对待：A、对未经钝化的镀锌管进行表面处理，将上述经过表面处理的镀锌管进行预热，预热温度为200℃-250℃，预热25-35min后直接涂塑，涂塑后的管件置于160-200℃的烘箱中固化20-40min；B、对已经钝化的镀锌管经过表面处理，并经过250℃以上温度预热25-35min涂塑，涂塑后的管件置于160-200℃的烘箱中固化20-40min。其中B中对已经钝化的镀锌管先进行表面处理，然后经过250℃以上温度预热25-35min后，冷却至150-180℃后再进行涂塑；或者对已经钝化的镀锌管先经过250℃以上温度预热25-35min，冷却后再进行表面处理，然后加热至180-220℃进行涂塑。
本发明的优点在于采用本发明的镀锌管涂塑工艺能够提高双面镀锌后镀锌管内壁与粉末涂层之间的附着力，即按照CJ/T120《给水涂塑复合钢管》标准附录A的要求在95℃±3℃的热水中煮24h或75℃±3℃的热水中煮48h，镀锌管与粉末涂层之间的附着力也能满足≤3级的要求。且本发明对已经钝化和未经钝化的镀锌管进行区别处理，可以有效节约能源。
具体实施方式
下面分别用经过钝化和未经过钝化的镀锌管做实验，其中预热温度设定在200℃左右，预热时间为30min，预热后的管件拿出后立即进行涂塑为一种方法；预热温度设定在250℃或更高温度，一般为250-300℃，预热时间为25-35min，预热后的管件冷却至某一温度再进行涂塑为一种方法。然后将涂塑后的管件置于180℃的烘箱中固化25-35min，并对固化后的涂层进行表面状态观察，水煮试验，压扁试验，耐高温试验，以测试涂层与镀锌管之间的附着力及耐温情况。
实施例1
将双面都未钝化的镀锌管先进行内壁喷砂处理，使之清洁度达到Sa21/2级以上，粗糙度为30μm-75μm或用样板法比较为中级，然后置于200℃的烘箱中预热30min，涂塑，然后将涂塑后的管件置于180℃的烘箱中固化30min。将固化后的管件拿出，涂层表面光滑、无鼓泡；置于95℃±3℃的热水中煮24h后无鼓泡现象发生，附着力为3级；将管件压扁至4/5无微裂纹；经过300℃的高温试验1h后，无鼓泡、无脱落、颜色变暗。
实施例2
将双面都钝化后的镀锌管先进行内壁喷砂处理，使之清洁度达到Sa21/2级以上，粗糙度为30μm-75μm或用样板法比较为中级，然后置于200℃的烘箱中预热30min，涂塑，然后将涂塑后的管件置于180℃的烘箱中固化30min。将固化后的管件拿出，涂层表面光滑、无鼓泡；置于95℃±3℃的热水中煮24h后有鼓泡；将管件压扁至4/5无微裂纹；经过300℃的高温试验1h后，无鼓泡、无脱落、颜色变暗。
实施例3
将双面都未钝化的镀锌管先进行内壁喷砂处理，使之清洁度达到Sa21/2级以上，粗糙度为30μm-75μm或用样板法比较为中级，然后置于230℃的烘箱中预热30min，涂塑，然后将涂塑后的管件置于180℃的烘箱中固化30min。将固化后的管件拿出，涂层表面光滑、无鼓泡；置于95℃±3℃的热水中煮24h后无鼓泡现象发生，附着力为1级；将管件压扁至4/5无微裂纹；经过300℃的高温试验1h后，无鼓泡、无脱落、颜色变暗。
实施例4
将双面都未钝化的镀锌管先进行内壁喷砂处理，使之清洁度达到Sa21/2级以上，粗糙度为30μm-75μm或用样板法比较为中级，然后置于250℃的烘箱中预热30min，然后将镀锌管从烘箱中取出，冷却至表面温度为150℃再涂塑，然后将涂塑后的管件置于180℃的烘箱中固化30min。将固化后的管件拿出，涂层表面光滑、无鼓泡；置于95℃±3℃的热水中煮24h后无鼓泡现象发生，附着力为1级；将管件压扁至4/5无微裂纹；经过300℃的高温试验1h后，无鼓泡、无脱落、颜色变暗。
实施例5
将双面都钝化的镀锌管先进行内壁喷砂处理，使之清洁度达到Sa21/2级以上，粗糙度为30μm-75μm或用样板法比较为中级，然后置于250℃的烘箱中预热30min，然后将镀锌管从烘箱中取出，冷却至表面温度为150℃再涂塑，然后将涂塑后的管件置于180℃的烘箱中固化30min。将固化后的管件拿出，涂层表面光滑、无鼓泡；置于95℃±3℃的热水中煮24h后有鼓泡；将管件压扁至4/5无微裂纹；经过300℃的高温试验1h后，无鼓泡、无脱落、颜色变暗。
实施例6
将双面都钝化的镀锌管先在300℃预热30min，待镀锌管冷却至100℃以下再进行内壁喷砂处理，使之清洁度达到Sa21/2级以上，粗糙度为30μm-75μm或用样板法比较为中级，然后再预热至管件表面为200℃，预热时间为20-40min，然后涂塑，将涂塑后的管件置于180℃的烘箱中固化30min。将固化后的管件拿出，涂层表面光滑、无鼓泡；置于95℃±3℃的热水中煮24h后无鼓泡，附着力可以达到1级；将管件压扁至4/5无微裂纹；经过300℃的高温试验1h后，无鼓泡、无脱落、颜色变暗。
结果表明：未钝化的镀锌管在较低温度预热后直接涂塑并固化，其涂层的各项指标都能达到要求，而钝化后的镀锌管必须在250℃以上的高温下进行预热，然后将管件冷却至某一温度点如表面温度至150℃再进行涂塑并固化，得到的涂层其各项指标才能达到要求。
因此，根据本发明的一个实施例，一种镀锌管涂塑工艺，其特征在于：首先区分该镀锌管是否经过钝化，然后：A、对未经钝化的镀锌管进行表面处理，使之清洁度达到Sa21/2级以上，粗糙度为30μm-75μm或用样板法比较为中级，将上述经过表面处理的镀锌管进行预热，预热温度为200℃-250℃，预热25-35min后涂塑，涂塑后的管件置于160-200℃的烘箱中固化25-35min；B、对已经钝化的镀锌管经过表面处理，使之清洁度达到Sa21/2级以上，粗糙度为30μm-75μm或用样板法比较为中级，并经过250℃以上温度预热25-35min后涂塑，涂塑后的管件置于160-200℃的烘箱中固化25-35min。
本发明涂塑所用粉末涂料，由热固性树脂、固化剂、颜料、填料和助剂按质量百分比组成，其中热固性树脂30～60％，固化剂用量占4.5～30％，颜料和填料用量占20～30％，助剂用量占2～12％，各组分质量百分比的总和为100%。所述的热固性树脂为环氧树脂。所述的环氧树脂可以是双酚A型环氧树脂，或酚醛环氧树脂。固化剂可选用双氰胺、或取代双氰胺、或癸二酸二酰肼、或酚羟基树脂，或优选酚羟基树脂。所述的助剂为流平剂、脱气剂、松散剂、固化促进剂、抗氧化剂或消泡剂中的一种或至少两种的组合。流平剂可以选用丙烯酸酯均聚物或丙烯酸酯共聚物，如：流平剂503或流平剂504；脱气剂可以选用苯偶姻，又称二苯乙醇酮（俗称安息香）；固化促进剂可以选用2-甲基咪唑、2-苯基咪唑啉、环脒、呱啶、胍、三嗪化合物、尿素衍生物等；松散剂一般选用气相二氧化硅（又称白炭黑）；氧化剂一般选用受阻酚抗氧剂1010；消泡剂可以选用湖北来斯化工新材料有限公司的YPE消泡剂，也可以选用杭州中顺化工工贸有限公司的普通消泡剂ZS-601或高效消泡剂ZS-603。所述的填料选自陶瓷微珠，玻璃微珠，云母粉，铝粉、不锈钢粉、镉粉、二氧化硅、硫酸钡等中的一种或几种。所述的颜料选自氧化铁红、铬红等红色颜料。
另外为了降低固化温度或减少固化时间，本发明中还添加了固化促进剂FC31及803A；由于热镀锌管在涂装时涂膜容易产生质点（颗粒）或火山坑等弊病，本发明中添加了消泡剂ZS-601；另外由于热镀锌管与涂层之间的附着力较差，尤其是在热水中煮时锌与铁产生倒电位腐蚀后，涂层更是可以从镀锌管上整块剥离，为了解决这一问题，本发明改进了涂塑工艺，使得镀锌管涂塑后的附着力达到3级以下标准。本发明将粉末涂料产品按高压静电喷涂法施工，具体的涂装方法是首先预热管件至粉末涂料熔融温度，然后将流化床流化后的粉末涂料喷涂至管件上，然后在一定温度下固化涂层，使其形成致密的耐温涂层，固化温度为160℃～200℃，固化时间为25～30min。
该涂塑用粉末涂料的制作方法为:将质量百分比为30～60％的热固性树脂、4～30％的固化剂、20～30％的颜填料及2～5％的助剂经过高速混合机进行预混合（混合时间控制在5～10min），然后用熔融挤出机挤出（一区温度控制在40-50℃，二区温度控制在60-70℃，三区温度控制在110～130℃），并通过冷却辊和冷却带设备冷却至室温，再用破碎设备粉碎成薄片，用空气分级磨将薄片细粉碎，然后这些细粉碎物经过旋风分离器分离并通过120目旋转筛得到粉末涂料产品。其中涉及的加工设备均为现有技术，在此不再赘述。
该涂塑用粉末涂料可承受300℃的高温以及-30℃的低温，涂塑后的涂层与基材之间有很好的附着力。使用该涂塑用粉末并采用静电喷涂，一次涂装可达膜厚300～400um,经一次烘烤固化即可达到性能要求，涂装的劳动生产效率高。而且涂装时未喷涂上去的粉末涂料可以回收再用，涂料的利用率很高，可达98%以上。而且与热镀锌消防管相比，粉末涂料涂塑消防管道更加环保。
该工艺中的表面处理为：酸洗、磷化、喷丸、喷砂、抛丸等中的一种，优选喷砂。涂塑方法为高压静电喷涂、吸涂、流化床浸涂中的一种。这些技术均为现有技术在此不再赘述。
Claims (6)
1.一种镀锌管涂塑工艺，其特征在于：该工艺包括：首先判断该镀锌管是否经过钝化，然后区别对待：A、对未经钝化的镀锌管进行表面处理，将上述经过表面处理的镀锌管进行预热，预热温度为200℃-250℃，预热25-35min后涂塑，涂塑后的管件置于160-200℃的烘箱中固化25-35min；B、对已经钝化的镀锌管经过表面处理，并经过250℃以上温度预热25-35min后涂塑，涂塑后的管件置于160-200℃的烘箱中固化25-35min。
2.如权利要求1所述的镀锌管涂塑工艺，其特征在于在B中对已经钝化的镀锌管先进行表面处理，然后经过250℃以上温度预热25-35min后，冷却至150-180℃后再进行涂塑。
3.如权利要求1所述的镀锌管涂塑工艺，其特征在于其中B中对已经钝化的镀锌管先经过250℃以上温度预热25-35min，冷却后再进行表面处理，然后加热至180-220℃进行涂塑。
4.如权利要求2或3所述的镀锌管涂塑工艺，其特征在于所述的表面处理为：酸洗、磷化、喷丸、喷砂、抛丸中的一种。
5.如权利要求2或3所述的镀锌管涂塑工艺，其特征在于涂塑方法为高压静电喷涂、吸涂、流化床浸涂中的一种。
6.如权利要求2或3所述的镀锌管涂塑工艺，其特征在于涂塑所用粉末涂料由热固性树脂、固化剂、颜料、填料和助剂按质量百分比组成，其中热固性树脂30～60％，固化剂用量占4.5～30％，颜料和填料用量占20～30％，助剂用量占2～12％，所述的热固性树脂为环氧树脂，所述的环氧树脂是双酚A型环氧树脂，酚醛环氧树脂中的至少一种；所述的助剂为流平剂，脱气剂，松散剂,固化促进剂，抗氧化剂，消泡剂中的一种或几种的组合；所述的填料为陶瓷微珠，玻璃微珠，云母粉，铝粉、不锈钢粉、镉粉、二氧化硅、硫酸钡中的一种或几种的组合；所述的颜料为氧化铁红或铬红。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120711 |