CN102966842B - 带表面涂层的车用气瓶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带表面涂层的车用气瓶，包括一气瓶本体，其特征在于：所述气瓶本体外表面设有涂层，所述涂层为双层涂层，所述双层涂层的底层为防腐涂层，所述双层涂层的外层为耐候涂层；其制备方法为：首先进行气瓶表面清洁，其次进行底层防腐涂层喷涂，再次进行外层耐候涂层喷涂，最后冷却。本发明气瓶具有较好的防腐性、耐气候性，涂层可以对车用气瓶外表面进行有效的保护，并且也较为美观。

Description

带表面涂层的车用气瓶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种车用气瓶，具体涉及一种带表面涂层的车用气瓶及喷涂方法。

背景技术

汽车用压缩天然气瓶（简称CNG气瓶）是近年来为适应CNG汽车发展而开发的一种新型气瓶，由于其具有重量容积比较小的特点，在CNG产业中得到广泛应用。

国内市场上大量广泛使用的汽车用压缩天然气气瓶（CNG气瓶）主要分为以下几种：①CNGⅠ型瓶，俗称钢瓶，直接使用热轧无缝钢管钢生产，钢管壁厚比较厚（至少6mm以上），重量比较重；②CNGⅡ型瓶，俗称钢质内胆玻璃纤维环向缠绕瓶，气瓶重量明显比钢瓶轻，安全系数更高，价格差异不大；③CNGⅢ型瓶，金属内胆纤维全缠绕气瓶，使用钢或铝内衬，树脂浸渍长纤维全缠绕的复合材料气瓶； ④CNGⅣ型瓶，塑料内胆纤维全缠绕气瓶，塑料内衬加“整体缠绕”树脂浸渍长纤维加固的复合材料气瓶。CNGⅢ型和CNGⅣ型瓶重量轻，但是价格昂贵，使用数量不多。

由于车用天然气钢瓶采用无缝钢管作为原材料，钢暴露于空气中会生锈腐蚀，使钢瓶所能承受力的能力减少，增加使用过程中的安全性从而减少钢瓶的使用寿命。根据压力容器使用标准规定，钢瓶的有效使用寿命为15年，也就是是说该钢瓶至少要在15年内瓶体不能受到腐蚀，于是就要求钢瓶外表面的防护层耐腐蚀性能强、与基体的附着力强。

发明内容

本发明目的是提供一种带表面涂层的车用气瓶及喷涂方法，使得气瓶外表面涂层具有较好的防腐性、耐气候性和较强的附着力，对气瓶外表面保护较好，且较为美观。

本发明的技术方案是：一种带表面涂层的车用气瓶，包括一气瓶本体，所述气瓶本体外表面设有涂层，所述涂层为双层涂层，所述双层涂层的底层为防腐涂层，所述双层涂层的外层为耐候涂层。

进一步的技术方案，所述双层涂层的厚度为120-200um。

进一步的技术方案，所述防腐涂层由环氧树脂层构成。

进一步的技术方案，所述耐候涂层由羧酸树脂及三环氧丙基异氰尿酸酯层构成。

本发明还揭示了一种带表面涂层的车用气瓶的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，气瓶表面清洁步骤，采用抛丸方式去除气瓶表面脏物，后用经脱油脱水的压缩空气进行吹扫去除气瓶表面浮尘，要求钢瓶表面洁净度达到Sa2.5；

步骤二，底层的防腐涂层的喷涂步骤，

S21、将气瓶悬挂于涂装线悬挂装置，先进入除尘装置除尘，

S22、然后进入喷粉房进行静电喷涂，喷涂过程中气瓶所在的悬挂装置进入一个旋转机构使所述气瓶开始匀速自转，喷枪上下进行移动同时开始均匀喷粉于自转的气瓶表面，形成一层均匀的粉末层，

S23、喷涂完成后的气瓶随涂装物流线进入高温炉内进行固化；

步骤三，外层的耐候涂层的喷涂步骤，采用与步骤二同样的喷涂方式进行外层的耐候涂层的喷涂，经过步骤二及步骤三在气瓶表面形成了双层涂层；

步骤四，冷却步骤，气瓶随涂装物流线从高温炉内出来后进入冷却装置，冷却装置采用水冷方式，气瓶通过冷却装置时，该冷却装置向气瓶表面喷洒水雾。

所述步骤二中，其工艺条件为：喷涂气压4.5m³/h，喷涂电压80KV，喷粉时间50s, 固化温度240℃, 固化时间80s。

所述步骤三中，其工艺条件为：喷涂气压4.5m³/h，喷涂电压80KV，喷粉时间40s, 固化温度280℃, 固化时间180s。

本发明的优点是：本发明通过在车用气瓶外表面喷涂双层涂层，该涂层具有较好的防腐性、耐气候性，从而可以对气瓶外表面进行较好的保护，延长了气瓶的使用寿命；并且其外观也较为美观。

附图说明

图1：本发明车用气瓶的剖视图。

具体实施方式

一种带表面涂层的车用气瓶，包括一气瓶本体1，所述气瓶本体外表面设有涂层，所述涂层为双层涂层，所述双层涂层的底层为防腐涂层2，所述双层涂层的外层为耐候涂层3，所述防腐涂层由环氧树脂层构成，所述耐候涂层由羧酸树脂及三环氧丙基异氰尿酸酯层构成。

上述带表面涂层的车用气瓶的制备方法，其步骤如下：

步骤一，气瓶表面清洁，采用抛丸方式去除气瓶表面的氧化皮、锈蚀等脏物，后用经脱油脱水的压缩空气进行吹扫去除气瓶表面浮尘，要求钢瓶表面洁净度达到Sa2.5；

步骤二，先进行底层涂层的喷涂，将气瓶悬挂于涂装线悬挂装置，先进入除尘装置除尘；然后进入喷粉房进行静电喷涂，喷涂过程中气瓶所在的悬挂装置进入一个旋转机构，使所述气瓶开始匀速自转，喷枪上下进行移动同时开始均匀喷粉于自转的气瓶表面，形成一层均匀的粉末层，喷涂完成后气瓶随涂装物流线进入高温炉内进行固化，固化完成后底层的防腐涂层完成。

步骤三，采用与步骤二同样的喷涂方式进行外层的耐候涂层的喷涂，经过步骤二及步骤三在气瓶表面形成了膜厚均匀且厚度适中的双层涂层；

步骤四，气瓶随涂装物流线从高温炉内出来后进入冷却装置，冷却装置采用水冷方式，气瓶通过冷却装置时，该冷却装置向气瓶表面喷洒水雾，使气瓶表面的温度下将，减少待料时间，提高效率。

喷涂过程的参数如下：

工 艺 参 数	底 层	面  层
			气压m3/h	4.5	4.5
电压KV	80	80
			喷粉量	60	60
喷枪上下行程cm	离工件封头封尾各10cm	离工件封头封尾各10cm
			喷枪与钢瓶距离cm	20-25	20-25
喷粉时间s	50	40
			固化温度℃	240	280
固化步进时间s	80	180

发明实施例中，车用气瓶外表面的涂层为双层涂层结构，采用双层粉末涂料喷涂而成，底层采用环氧树脂层为主要原材料制备而成，因而具有优异的耐化学性能和机械性能，特别是防腐性能；外层采用羧酸树脂和三环氧丙基异氰尿酸酯（TGIC）生产的热固性粉末层涂料，满足对于暴露于雨水、雪雾、阳光中的紫外线和含二氧化硫等情况下使用，故具有优异的耐气候性能。

经过相关测试该涂层通过240h的冷凝水试验（EN ISO 6270-2）后，涂层无起泡，基体金属无锈蚀， 2mm划格试验（ISO 2409）附着力满足要求。同时，该涂层可以通过120个不同气候和不同腐蚀性应力组合的考验，一次试验的周期构成为：4h的盐雾试验（DIN 50021-SS）；在DIN 50014-23/50-2的标准气候条件下存放4h；湿热存放16h（气候按DIN 50017-KK（40±3）℃，大气湿度100%）。

采用静电热喷涂以及喷枪系统精确调整出粉量，气压，电压，喷粉时间等关键参数使得喷涂的涂层在厚度和均匀性方面都达到很高的要求，同时采用合理的固化温度和固化时间使涂层固化完全附着力，耐腐蚀性和耐候性达到涉及要求。

上述涂层具有各项优异的性能，其应用于气瓶能够很好的防止气瓶外部腐蚀，同时在长期充装的条件下不会出现涂层开裂的现象，由于其与金属很好的附着力，亦不会出现涂层脱落的现象，因而可在各项领域得到应用。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种带表面涂层的车用气瓶的制备方法，其特征在于，所述车用气瓶外表面的涂层为双层涂层结构，采用双层粉末涂料喷涂而成，底层采用环氧树脂层制备而成；外层采用羧酸树脂和三环氧丙基异氰尿酸酯制备而成；

包括如下步骤：

步骤一，气瓶表面清洁步骤，采用抛丸方式去除气瓶表面脏物，后用经脱油脱水的压缩空气进行吹扫去除气瓶表面浮尘，要求钢瓶表面洁净度达到Sa2.5；

步骤二，底层的防腐涂层的喷涂步骤，

S21、将气瓶悬挂于涂装线悬挂装置，先进入除尘装置除尘，

S22、然后进入喷粉房进行静电喷涂，喷涂过程中气瓶所在的悬挂装置进入一个旋转机构使所述气瓶开始匀速自转，喷枪上下进行移动同时开始均匀喷粉于自转的气瓶表面，形成一层均匀的粉末层，

S23、喷涂完成后的气瓶随涂装物流线进入高温炉内进行固化；

步骤三，外层的耐候涂层的喷涂步骤，采用与步骤二同样的喷涂方式进行外层的耐候涂层的喷涂，经过步骤二及步骤三在气瓶表面形成了双层涂层；

步骤四，冷却步骤，气瓶随涂装物流线从高温炉内出来后进入冷却装置，冷却装置采用水冷方式，气瓶通过冷却装置时，该冷却装置向气瓶表面喷洒水雾；

所述步骤二中，其工艺条件为：喷涂气压4.5m³/h，喷涂电压80KV，喷粉时间50s, 固化温度240℃, 固化时间80s；

所述步骤三中，其工艺条件为：喷涂气压4.5m³/h，喷涂电压80KV，喷粉时间40s, 固化温度280℃, 固化时间180s。