CN113522705A - 一种外涂3层pe内涂环氧钢管的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于钢管生产技术领域,提供了一种外涂3层PE内涂环氧钢管的生产工艺,其包括以下步骤:将环氧涂料喷涂至钢管的内外表面,并进行固化处理,得到半成品钢管;将含有酸酐的胶粘剂和疏水型聚乙烯涂料依次喷涂至半成品钢管的外表面上,并进行热处理和冷却处理,得到所述外涂3层PE内涂环氧钢管;其中,所述疏水型聚乙烯涂料包括以下按照重量份计的组分:聚乙烯树脂600~800份、全氟硅油分散体10~100份、氨基硅油分散体10~100份。本发明通过在钢管的内外表面喷涂环氧涂料,以及在钢管外表面的环氧涂层上依次喷涂含酸酐的胶粘剂和疏水型聚乙烯涂料,可以显著提高钢管的疏水性能以及涂层的剥离强度。

Description

一种外涂3层PE内涂环氧钢管的生产工艺
技术领域
本发明属于钢管生产技术领域,尤其涉及一种外涂3层PE内涂环氧钢管的生产工艺。
背景技术
外涂3层聚乙烯(Polyethylene,PE)内涂环氧钢管,是指一种内表面涂环氧涂料,外表面依次涂有环氧涂料、胶粘剂和聚乙烯涂料的钢管。通过在钢管内外表面涂覆环氧层和聚乙烯层,可以显著提高钢管的耐腐蚀性。目前,外涂3层PE内涂环氧钢管在生产时,一般是采用纯聚乙烯粉末喷涂或包覆在钢管的最外层。
然而,现有用纯聚乙烯粉末喷涂或包覆在钢管的最外层的方法,其生产得到的钢管的涂层存在疏水性能较差,剥离强度较低等问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种外涂3层PE内涂环氧钢管的生产工艺,旨在解决背景技术中提出的问题。
本发明实施例是这样实现的,一种外涂3层PE内涂环氧钢管的生产工艺,其包括以下步骤:
对钢管的内外表面进行预处理后,再将环氧粉末涂料喷涂至钢管的内外表面,并进行固化处理,得到半成品钢管;
将含有酸酐的胶粘剂粉末和疏水型聚乙烯粉末涂料依次喷涂至半成品钢管的外表面上,并进行热处理后,再经冷却处理,得到所述外涂3层PE内涂环氧钢管;
其中,所述疏水型聚乙烯粉末涂料包括以下按照重量份计的组分:聚乙烯树脂600~800份、全氟硅油分散体10~100份、氨基硅油分散体10~100份、助剂5~50份、颜填料100~250份。
作为本发明实施例的一个优选方案,所述疏水型聚乙烯粉末涂料包括以下按照重量份计的组分:聚乙烯树脂650~750份、全氟硅油分散体30~70份、氨基硅油分散体30~70份、助剂10~30份、颜填料150~200份。
作为本发明实施例的另一个优选方案,所述环氧粉末涂料包括以下按照重量份计的组分:双酚A型环氧树脂400~600份、固化剂150~250份、全氟硅油分散体10~100份、氨基硅油分散体10~100份、助剂5~50份、颜填料100~250份。
作为本发明实施例的另一个优选方案,所述全氟硅油分散体是由羟基封端的全氟硅油与气相三氧化二铝按照(2~4):(6~8)的质量比进行混合分散制得;所述氨基硅油分散体是由氨基改性聚硅氧烷与气相三氧化二铝按照(2~4):(6~8)的质量比进行混合分散制得。
作为本发明实施例的另一个优选方案,所述助剂为流平剂和/或消泡剂。
作为本发明实施例的另一个优选方案,所述颜填料为二氧化钛、碳酸钙、硫酸钡中的任一种。
作为本发明实施例的另一个优选方案,所述固化剂为双氰胺、邻苯二甲酸酐、乙二胺、二乙氨基中的任一种。
作为本发明实施例的另一个优选方案,所述含有酸酐的胶粘剂粉末包括以下按照重量份计的组分:聚乙烯树脂600~800份、马来酸酐50~150份、增粘剂150~250份。
作为本发明实施例的另一个优选方案,所述增粘剂为氢化松香树脂和/或萜烯树脂。
作为本发明实施例的另一个优选方案,所述步骤中,预处理的方法包括除锈处理和/或除油处理。
作为本发明实施例的另一个优选方案,所述步骤中,各种涂料(环氧粉末涂料、胶粘剂粉末、疏水型聚乙烯粉末涂料)的喷涂工艺均可采用静电喷涂工艺或者流化床喷涂工艺。
作为本发明实施例的另一个优选方案,所述步骤中,钢管内表面的环氧粉末涂料的喷涂厚度为100-500μm,钢管外表面的环氧粉末涂料的喷涂厚度为50-200μm,其固化时间为160~180℃;胶粘剂粉末的喷涂厚度为100~500μm,疏水型聚乙烯粉末涂料的喷涂厚度为0.5~1.5mm,其热处理温度为180~220℃。
作为本发明实施例的另一个优选方案,所述步骤中,冷却处理的方法为使用1~10℃的冷水对热处理后的钢管进行喷淋降温。
需要说明的是,上述各种涂料(环氧粉末涂料、胶粘剂粉末、疏水型聚乙烯粉末涂料)的制备方法均可采用熔融挤出后在制粉的制备工艺。
本发明实施例的另一目的在于提供一种上述制备方法制得的外涂3层PE内涂环氧钢管。
本发明实施例提供的一种外涂3层PE内涂环氧钢管的生产工艺,通过在钢管的内外表面喷涂环氧粉末涂料,以及在钢管外表面的环氧涂层上依次喷涂含酸酐的胶粘剂粉末和疏水型聚乙烯粉末涂料,可以显著提高钢管的疏水性能以及涂层的剥离强度。具体的,本发明实施例通过在聚乙烯粉末涂料中添加全氟硅油分散体和氨基硅油分散体,可以起到协同增效的作用,从而可以显著提高钢管表面涂层的疏水性能。其中,本发明实施例通过使用气相三氧化二铝作为分散介质来分散羟基封端的全氟硅油和氨基改性聚硅氧烷,可以提高羟基封端的全氟硅油和氨基改性聚硅氧烷在聚乙烯体系中的分散性,使得羟基封端的全氟硅油和氨基改性聚硅氧烷可以均匀地分散在聚乙烯体系中,从而可以实现在钢管表面上形成一层均一的疏水表面。另外,本发明通过添加全氟硅油分散体和氨基硅油分散体,可以在聚乙烯体系中引入能够与胶粘剂中的马来酸酐进行反应的羟基和氨基,从而可以提高钢管表面涂层的剥离强度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
该实施例提供了一种外涂3层PE内涂环氧钢管的生产工艺,其包括以下步骤:
S1、基于抛丸工艺采用现有常规的抛丸除锈机对钢管的内外表面进行除锈处理,以使钢管表面的清洁度应达到GB/T 8923中规定的Sa2.5级的要求后,再将除锈处理后的钢管浸泡至10%NaOH溶液中进行除油处理,以除去钢管表面的油污,得到预处理后的钢管。
S2、将上述预处理后的钢管置于80℃进行干燥处理10min后,再利用静电喷涂工艺(静电电压为60kV)将环氧粉末涂料喷涂至钢管的内外表面,并置于160℃的烤炉中进行固化处理10min,得到半成品钢管;其中,钢管内表面的环氧粉末涂料的喷涂厚度为100μm,钢管外表面的环氧粉末涂料的喷涂厚度为50μm;环氧粉末涂料是由双酚A型环氧树脂400g、固化剂(双氰胺、邻苯二甲酸酐、乙二胺、二乙氨基的等质量比混合物)150g、全氟硅油分散体(由羟基封端的全氟硅油KX-200与气相三氧化二铝按照2:8的质量比进行混合分散得到的)10g、氨基硅油分散体(由氨基改性聚硅氧烷CAS号:63148-62-0与气相三氧化二铝按照2:8的质量比进行混合分散得到的)10g、助剂5g(流平剂GLP588)、颜填料(二氧化钛、碳酸钙、硫酸钡的等质量比混合物)250g进行混合后,再经过110℃的双螺杆挤出机进行熔融挤出以及经过ACM分级磨进行磨粉得到的。
S3、利用静电喷涂工艺(静电电压为60kV)将含有酸酐的胶粘剂粉末和疏水型聚乙烯粉末涂料依次喷涂至半成品钢管的外表面上,并置于180℃的烤炉中进行热处理10min后,再使用1℃的冷水对热处理后的钢管进行喷淋降温至室温,即可得到所述外涂3层PE内涂环氧钢管;其中,胶粘剂粉末的喷涂厚度为100μm,疏水型聚乙烯粉末涂料的喷涂厚度为0.5mm;胶粘剂粉末是由聚乙烯树脂600g、马来酸酐50g、增粘剂(氢化松香树脂和萜烯树脂的等质量比混合物)250g进行混合后,再经过170℃的双螺杆挤出机进行熔融挤出以及经过ACM分级磨进行磨粉得到的;疏水型聚乙烯粉末涂料是由聚乙烯树脂600g、全氟硅油分散体(由羟基封端的全氟硅油KX-200与气相三氧化二铝按照2:8的质量比进行混合分散得到的)10g、氨基硅油分散体(由氨基改性聚硅氧烷CAS号:63148-62-0与气相三氧化二铝按照2:8的质量比进行混合分散得到的)10g、助剂(流平剂GLP588)5g、颜填料(二氧化钛、碳酸钙、硫酸钡的等质量比混合物)250g进行混合后,再经过170℃的双螺杆挤出机进行熔融挤出以及经过ACM分级磨进行磨粉得到的。
实施例2
该实施例提供了一种外涂3层PE内涂环氧钢管的生产工艺,其包括以下步骤:
S1、基于抛丸工艺采用现有常规的抛丸除锈机对钢管的内外表面进行除锈处理,以使钢管表面的清洁度应达到GB/T 8923中规定的Sa2.5级的要求后,再将除锈处理后的钢管浸泡至10%NaOH溶液中进行除油处理,以除去钢管表面的油污,得到预处理后的钢管。
S2、将上述预处理后的钢管置于100℃进行干燥处理30min后,再利用静电喷涂工艺(静电电压为80kV)将环氧粉末涂料喷涂至钢管的内外表面,并置于180℃的烤炉中进行固化处理30min,得到半成品钢管;其中,钢管内表面的环氧粉末涂料的喷涂厚度为500μm,钢管外表面的环氧粉末涂料的喷涂厚度为200μm;环氧粉末涂料是由双酚A型环氧树脂600g、固化剂(双氰胺、邻苯二甲酸酐的等质量比混合物)250g、全氟硅油分散体(由羟基封端的全氟硅油KX-200与气相三氧化二铝按照4:6的质量比进行混合分散得到的)100g、氨基硅油分散体(由氨基改性聚硅氧烷CAS号:63148-62-0与气相三氧化二铝按照4:6的质量比进行混合分散得到的)100g、助剂50g(流平剂GLP588和有机硅消泡剂的等质量比混合物)、颜填料(二氧化钛、碳酸钙的等质量比混合物)100g进行混合后,再经过130℃的双螺杆挤出机进行熔融挤出以及经过ACM分级磨进行磨粉得到的。
S3、利用静电喷涂工艺(静电电压为80kV)将含有酸酐的胶粘剂粉末和疏水型聚乙烯粉末涂料依次喷涂至半成品钢管的外表面上,并置于220℃的烤炉中进行热处理30min后,再使用10℃的冷水对热处理后的钢管进行喷淋降温至室温,即可得到所述外涂3层PE内涂环氧钢管;其中,胶粘剂粉末的喷涂厚度为500μm,疏水型聚乙烯粉末涂料的喷涂厚度为1.5mm;胶粘剂粉末是由聚乙烯树脂800g、马来酸酐150g、增粘剂(氢化松香树脂)150g进行混合后,再经过190℃的双螺杆挤出机进行熔融挤出以及经过ACM分级磨进行磨粉得到的;疏水型聚乙烯粉末涂料是由聚乙烯树脂800g、全氟硅油分散体(由羟基封端的全氟硅油KX-200与气相三氧化二铝按照4:6的质量比进行混合分散得到的)100g、氨基硅油分散体(由氨基改性聚硅氧烷CAS号:63148-62-0与气相三氧化二铝按照4:6的质量比进行混合分散得到的)100g、助剂(流平剂GLP588和有机硅消泡剂的等质量比混合物)50g、颜填料(二氧化钛、碳酸钙的等质量比混合物)100g进行混合后,再经过190℃的双螺杆挤出机进行熔融挤出以及经过ACM分级磨进行磨粉得到的。
实施例3
该实施例提供了一种外涂3层PE内涂环氧钢管的生产工艺,其包括以下步骤:
S1、基于抛丸工艺采用现有常规的抛丸除锈机对钢管的内外表面进行除锈处理,以使钢管表面的清洁度应达到GB/T 8923中规定的Sa2.5级的要求后,再将除锈处理后的钢管浸泡至10%NaOH溶液中进行除油处理,以除去钢管表面的油污,得到预处理后的钢管。
S2、将上述预处理后的钢管置于90℃进行干燥处理20min后,再利用静电喷涂工艺(静电电压为70kV)将环氧粉末涂料喷涂至钢管的内外表面,并置于170℃的烤炉中进行固化处理20min,得到半成品钢管;其中,钢管内表面的环氧粉末涂料的喷涂厚度为300μm,钢管外表面的环氧粉末涂料的喷涂厚度为100μm;环氧粉末涂料是由双酚A型环氧树脂420g、固化剂(双氰胺)160g、全氟硅油分散体(由羟基封端的全氟硅油KX-200与气相三氧化二铝按照3:7的质量比进行混合分散得到的)20g、氨基硅油分散体(由氨基改性聚硅氧烷CAS号:63148-62-0与气相三氧化二铝按照3:7的质量比进行混合分散得到的)80g、助剂10g(有机硅消泡剂)、颜填料(碳酸钙、硫酸钡的等质量比混合物)220g进行混合后,再经过120℃的双螺杆挤出机进行熔融挤出以及经过ACM分级磨进行磨粉得到的。
S3、利用静电喷涂工艺(静电电压为70kV)将含有酸酐的胶粘剂粉末和疏水型聚乙烯粉末涂料依次喷涂至半成品钢管的外表面上,并置于200℃的烤炉中进行热处理20min后,再使用5℃的冷水对热处理后的钢管进行喷淋降温至室温,即可得到所述外涂3层PE内涂环氧钢管;其中,胶粘剂粉末的喷涂厚度为300μm,疏水型聚乙烯粉末涂料的喷涂厚度为1mm;胶粘剂粉末是由聚乙烯树脂620g、马来酸酐60g、增粘剂(萜烯树脂)230g进行混合后,再经过180℃的双螺杆挤出机进行熔融挤出以及经过ACM分级磨进行磨粉得到的;疏水型聚乙烯粉末涂料是由聚乙烯树脂620g、全氟硅油分散体(由羟基封端的全氟硅油KX-200与气相三氧化二铝按照3:7的质量比进行混合分散得到的)20g、氨基硅油分散体(由氨基改性聚硅氧烷CAS号:63148-62-0与气相三氧化二铝按照3:7的质量比进行混合分散得到的)80g、助剂(有机硅消泡剂)10g、颜填料(碳酸钙、硫酸钡的等质量比混合物)220g进行混合后,再经过180℃的双螺杆挤出机进行熔融挤出以及经过ACM分级磨进行磨粉得到的。
实施例4
该实施例提供了一种外涂3层PE内涂环氧钢管的生产工艺,其包括以下步骤:
S1、基于抛丸工艺采用现有常规的抛丸除锈机对钢管的内外表面进行除锈处理,以使钢管表面的清洁度应达到GB/T 8923中规定的Sa2.5级的要求后,再将除锈处理后的钢管浸泡至10%NaOH溶液中进行除油处理,以除去钢管表面的油污,得到预处理后的钢管。
S2、将上述预处理后的钢管置于90℃进行干燥处理20min后,再利用静电喷涂工艺(静电电压为70kV)将环氧粉末涂料喷涂至钢管的内外表面,并置于170℃的烤炉中进行固化处理20min,得到半成品钢管;其中,钢管内表面的环氧粉末涂料的喷涂厚度为300μm,钢管外表面的环氧粉末涂料的喷涂厚度为100μm;环氧粉末涂料是由双酚A型环氧树脂580g、固化剂(邻苯二甲酸酐)220g、全氟硅油分散体(由羟基封端的全氟硅油KX-200与气相三氧化二铝按照3:7的质量比进行混合分散得到的)80g、氨基硅油分散体(由氨基改性聚硅氧烷CAS号:63148-62-0与气相三氧化二铝按照3:7的质量比进行混合分散得到的)20g、助剂10g(流平剂GLP588和有机硅消泡剂的等质量比混合物)、颜填料(二氧化钛)120g进行混合后,再经过120℃的双螺杆挤出机进行熔融挤出以及经过ACM分级磨进行磨粉得到的。
S3、利用静电喷涂工艺(静电电压为70kV)将含有酸酐的胶粘剂粉末和疏水型聚乙烯粉末涂料依次喷涂至半成品钢管的外表面上,并置于200℃的烤炉中进行热处理20min后,再使用5℃的冷水对热处理后的钢管进行喷淋降温至室温,即可得到所述外涂3层PE内涂环氧钢管;其中,胶粘剂粉末的喷涂厚度为300μm,疏水型聚乙烯粉末涂料的喷涂厚度为1mm;胶粘剂粉末是由聚乙烯树脂780g、马来酸酐140g、增粘剂(氢化松香树脂和萜烯树脂的等质量比混合物)160g进行混合后,再经过180℃的双螺杆挤出机进行熔融挤出以及经过ACM分级磨进行磨粉得到的;疏水型聚乙烯粉末涂料是由聚乙烯树脂780g、全氟硅油分散体(由羟基封端的全氟硅油KX-200与气相三氧化二铝按照3:7的质量比进行混合分散得到的)80g、氨基硅油分散体(由氨基改性聚硅氧烷CAS号:63148-62-0与气相三氧化二铝按照3:7的质量比进行混合分散得到的)20g、助剂(流平剂GLP588和有机硅消泡剂的等质量比混合物)40g、颜填料(二氧化钛)120g进行混合后,再经过180℃的双螺杆挤出机进行熔融挤出以及经过ACM分级磨进行磨粉得到的。
实施例5
该实施例提供了一种外涂3层PE内涂环氧钢管的生产工艺,其包括以下步骤:
S1、基于抛丸工艺采用现有常规的抛丸除锈机对钢管的内外表面进行除锈处理,以使钢管表面的清洁度应达到GB/T 8923中规定的Sa2.5级的要求后,再将除锈处理后的钢管浸泡至10%NaOH溶液中进行除油处理,以除去钢管表面的油污,得到预处理后的钢管。
S2、将上述预处理后的钢管置于90℃进行干燥处理20min后,再利用静电喷涂工艺(静电电压为70kV)将环氧粉末涂料喷涂至钢管的内外表面,并置于170℃的烤炉中进行固化处理20min,得到半成品钢管;其中,钢管内表面的环氧粉末涂料的喷涂厚度为300μm,钢管外表面的环氧粉末涂料的喷涂厚度为100μm;环氧粉末涂料是由双酚A型环氧树脂450g、固化剂(双氰胺)180g、全氟硅油分散体(由羟基封端的全氟硅油KX-200与气相三氧化二铝按照3:7的质量比进行混合分散得到的)30g、氨基硅油分散体(由氨基改性聚硅氧烷CAS号:63148-62-0与气相三氧化二铝按照3:7的质量比进行混合分散得到的)30g、助剂10g(流平剂GLP588和有机硅消泡剂的等质量比混合物)、颜填料(碳酸钙)220g进行混合后,再经过120℃的双螺杆挤出机进行熔融挤出以及经过ACM分级磨进行磨粉得到的。
S3、利用静电喷涂工艺(静电电压为70kV)将含有酸酐的胶粘剂粉末和疏水型聚乙烯粉末涂料依次喷涂至半成品钢管的外表面上,并置于200℃的烤炉中进行热处理20min后,再使用5℃的冷水对热处理后的钢管进行喷淋降温至室温,即可得到所述外涂3层PE内涂环氧钢管;其中,胶粘剂粉末的喷涂厚度为300μm,疏水型聚乙烯粉末涂料的喷涂厚度为1mm;胶粘剂粉末是由聚乙烯树脂650g、马来酸酐80g、增粘剂(氢化松香树脂和萜烯树脂的等质量比混合物)220g进行混合后,再经过180℃的双螺杆挤出机进行熔融挤出以及经过ACM分级磨进行磨粉得到的;疏水型聚乙烯粉末涂料是由聚乙烯树脂650g、全氟硅油分散体(由羟基封端的全氟硅油KX-200与气相三氧化二铝按照3:7的质量比进行混合分散得到的)30g、氨基硅油分散体(由氨基改性聚硅氧烷CAS号:63148-62-0与气相三氧化二铝按照3:7的质量比进行混合分散得到的)30g、助剂(流平剂GLP588和有机硅消泡剂的等质量比混合物)10g、颜填料(碳酸钙)200g进行混合后,再经过180℃的双螺杆挤出机进行熔融挤出以及经过ACM分级磨进行磨粉得到的。
实施例6
该实施例提供了一种外涂3层PE内涂环氧钢管的生产工艺,其包括以下步骤:
S1、基于抛丸工艺采用现有常规的抛丸除锈机对钢管的内外表面进行除锈处理,以使钢管表面的清洁度应达到GB/T 8923中规定的Sa2.5级的要求后,再将除锈处理后的钢管浸泡至10%NaOH溶液中进行除油处理,以除去钢管表面的油污,得到预处理后的钢管。
S2、将上述预处理后的钢管置于90℃进行干燥处理20min后,再利用静电喷涂工艺(静电电压为70kV)将环氧粉末涂料喷涂至钢管的内外表面,并置于170℃的烤炉中进行固化处理20min,得到半成品钢管;其中,钢管内表面的环氧粉末涂料的喷涂厚度为300μm,钢管外表面的环氧粉末涂料的喷涂厚度为100μm;环氧粉末涂料是由双酚A型环氧树脂550g、固化剂(双氰胺)220g、全氟硅油分散体(由羟基封端的全氟硅油KX-200与气相三氧化二铝按照3:7的质量比进行混合分散得到的)70g、氨基硅油分散体(由氨基改性聚硅氧烷CAS号:63148-62-0与气相三氧化二铝按照3:7的质量比进行混合分散得到的)70g、助剂30g(流平剂GLP588和有机硅消泡剂的等质量比混合物)、颜填料(硫酸钡)180g进行混合后,再经过120℃的双螺杆挤出机进行熔融挤出以及经过ACM分级磨进行磨粉得到的。
S3、利用静电喷涂工艺(静电电压为70kV)将含有酸酐的胶粘剂粉末和疏水型聚乙烯粉末涂料依次喷涂至半成品钢管的外表面上,并置于200℃的烤炉中进行热处理20min后,再使用5℃的冷水对热处理后的钢管进行喷淋降温至室温,即可得到所述外涂3层PE内涂环氧钢管;其中,胶粘剂粉末的喷涂厚度为300μm,疏水型聚乙烯粉末涂料的喷涂厚度为1mm;胶粘剂粉末是由聚乙烯树脂750g、马来酸酐120g、增粘剂(氢化松香树脂和萜烯树脂的等质量比混合物)180g进行混合后,再经过180℃的双螺杆挤出机进行熔融挤出以及经过ACM分级磨进行磨粉得到的;疏水型聚乙烯粉末涂料是由聚乙烯树脂750g、全氟硅油分散体(由羟基封端的全氟硅油KX-200与气相三氧化二铝按照3:7的质量比进行混合分散得到的)70g、氨基硅油分散体(由氨基改性聚硅氧烷CAS号:63148-62-0与气相三氧化二铝按照3:7的质量比进行混合分散得到的)70g、助剂(流平剂GLP588和有机硅消泡剂的等质量比混合物)30g、颜填料(硫酸钡)150g进行混合后,再经过180℃的双螺杆挤出机进行熔融挤出以及经过ACM分级磨进行磨粉得到的。
实施例7
该实施例提供了一种外涂3层PE内涂环氧钢管的生产工艺,其包括以下步骤:
S1、基于抛丸工艺采用现有常规的抛丸除锈机对钢管的内外表面进行除锈处理,以使钢管表面的清洁度应达到GB/T 8923中规定的Sa2.5级的要求后,再将除锈处理后的钢管浸泡至10%NaOH溶液中进行除油处理,以除去钢管表面的油污,得到预处理后的钢管。
S2、将上述预处理后的钢管置于90℃进行干燥处理20min后,再利用静电喷涂工艺(静电电压为70kV)将环氧粉末涂料喷涂至钢管的内外表面,并置于170℃的烤炉中进行固化处理20min,得到半成品钢管;其中,钢管内表面的环氧粉末涂料的喷涂厚度为300μm,钢管外表面的环氧粉末涂料的喷涂厚度为100μm;环氧粉末涂料是由双酚A型环氧树脂500g、固化剂(双氰胺)200g、全氟硅油分散体(由羟基封端的全氟硅油KX-200与气相三氧化二铝按照3:7的质量比进行混合分散得到的)50g、氨基硅油分散体(由氨基改性聚硅氧烷CAS号:63148-62-0与气相三氧化二铝按照3:7的质量比进行混合分散得到的)50g、助剂20g(流平剂GLP588和有机硅消泡剂的等质量比混合物)、颜填料(二氧化钛、碳酸钙的等质量比混合物)200g进行混合后,再经过120℃的双螺杆挤出机进行熔融挤出以及经过ACM分级磨进行磨粉得到的。
S3、利用静电喷涂工艺(静电电压为70kV)将含有酸酐的胶粘剂粉末和疏水型聚乙烯粉末涂料依次喷涂至半成品钢管的外表面上,并置于200℃的烤炉中进行热处理20min后,再使用5℃的冷水对热处理后的钢管进行喷淋降温至室温,即可得到所述外涂3层PE内涂环氧钢管;其中,胶粘剂粉末的喷涂厚度为300μm,疏水型聚乙烯粉末涂料的喷涂厚度为1mm;胶粘剂粉末是由聚乙烯树脂600g、马来酸酐100g、增粘剂(氢化松香树脂和萜烯树脂的等质量比混合物)200g进行混合后,再经过180℃的双螺杆挤出机进行熔融挤出以及经过ACM分级磨进行磨粉得到的;疏水型聚乙烯粉末涂料是由聚乙烯树脂700g、全氟硅油分散体(由羟基封端的全氟硅油KX-200与气相三氧化二铝按照3:7的质量比进行混合分散得到的)50g、氨基硅油分散体(由氨基改性聚硅氧烷CAS号:63148-62-0与气相三氧化二铝按照3:7的质量比进行混合分散得到的)50g、助剂(流平剂GLP588和有机硅消泡剂的等质量比混合物)20g、颜填料(二氧化钛、碳酸钙的等质量比混合物)180g进行混合后,再经过180℃的双螺杆挤出机进行熔融挤出以及经过ACM分级磨进行磨粉得到的。
实施例8
该实施例与实施例7的唯一区别在于,环氧粉末涂料中所采用的固化剂为邻苯二甲酸酐。
实施例9
该实施例与实施例7的唯一区别在于,环氧粉末涂料中所采用的固化剂为乙二胺。
实施例10
该实施例与实施例7的唯一区别在于,环氧粉末涂料中所采用的固化剂为二乙氨基。
实施例11
该实施例与实施例7的唯一区别在于,环氧粉末涂料中不含有全氟硅油分散体组分(其用量补至颜填料中)。
实施例12
该实施例与实施例7的唯一区别在于,环氧粉末涂料中不含有氨基硅油分散体组分(其用量补至颜填料中)。
实施例13
该实施例与实施例7的唯一区别在于,环氧粉末涂料中不含有全氟硅油分散体和氨基硅油分散体组分(其用量补至颜填料中)。
实施例14
该实施例与实施例7的唯一区别在于,胶粘剂粉末中不含有增粘剂组分(其用量补至聚乙烯树脂中)。
实施例15
该实施例与实施例7的唯一区别在于,疏水型聚乙烯粉末涂料中全氟硅油分散体的添加量为40g、氨基硅油分散体的添加量为60g。
实施例16
该实施例与实施例7的唯一区别在于,疏水型聚乙烯粉末涂料中全氟硅油分散体的添加量为60g、氨基硅油分散体的添加量为40g。
对比例1
该对比例与实施例7的唯一区别在于,疏水型聚乙烯粉末涂料是由聚乙烯树脂700g、氨基硅油分散体(由氨基改性聚硅氧烷CAS号:63148-62-0与气相三氧化二铝按照3:7的质量比进行混合分散得到的)100g、助剂(流平剂GLP588和有机硅消泡剂的等质量比混合物)20g、颜填料(二氧化钛、碳酸钙的等质量比混合物)180g进行混合后,再经过180℃的双螺杆挤出机进行熔融挤出以及经过ACM分级磨进行磨粉得到的。
对比例2
该对比例与实施例7的唯一区别在于,疏水型聚乙烯粉末涂料是由聚乙烯树脂700g、全氟硅油分散体(由羟基封端的全氟硅油KX-200与气相三氧化二铝按照3:7的质量比进行混合分散得到的)100g、助剂(流平剂GLP588和有机硅消泡剂的等质量比混合物)20g、颜填料(二氧化钛、碳酸钙的等质量比混合物)180g进行混合后,再经过180℃的双螺杆挤出机进行熔融挤出以及经过ACM分级磨进行磨粉得到的。
对比例3
该对比例与实施例7的唯一区别在于,疏水型聚乙烯粉末涂料是由聚乙烯树脂700g、助剂(流平剂GLP588和有机硅消泡剂的等质量比混合物)20g、颜填料(二氧化钛、碳酸钙的等质量比混合物)280g进行混合后,再经过180℃的双螺杆挤出机进行熔融挤出以及经过ACM分级磨进行磨粉得到的。
对比例4
该对比例与实施例7的唯一区别在于,疏水型聚乙烯粉末涂料是由聚乙烯树脂700g、羟基封端的全氟硅油KX-20015g、氨基改性聚硅氧烷(CAS号:63148-62-0)15g、助剂(流平剂GLP588和有机硅消泡剂的等质量比混合物)20g、颜填料(二氧化钛、碳酸钙的等质量比混合物)250g进行混合后,再经过180℃的双螺杆挤出机进行熔融挤出以及经过ACM分级磨进行磨粉得到的。
实验例:
一、在相同的实验条件下(室温),分别用市售型号为CAPST-2000At的接触角测量仪测试水与上述实施例7和对比例1~4生产的钢管的表面涂层的接触角,其测试结果如表1所示。
二、在相同的实验条件下,将上述实施例7和对比例1~4生产的钢管分别置于60℃的温度下,按照标准GB/T 23257-2017测试其外表面涂层的剥离强度,其测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003168550940000171
从表1可以看出,上述实施例提供的一种外涂3层PE内涂环氧钢管的生产工艺,通过在钢管的内外表面喷涂环氧粉末涂料,以及在钢管外表面的环氧涂层上依次喷涂含酸酐的胶粘剂粉末和疏水型聚乙烯粉末涂料,可以显著提高钢管的疏水性能以及涂层的剥离强度。
具体的,本发明实施例通过在聚乙烯粉末涂料中添加全氟硅油分散体和氨基硅油分散体,可以起到协同增效的作用,从而可以显著提高钢管表面涂层的疏水性能。其中,本发明实施例通过使用气相三氧化二铝作为分散介质来分散羟基封端的全氟硅油和氨基改性聚硅氧烷,可以提高羟基封端的全氟硅油和氨基改性聚硅氧烷在聚乙烯体系中的分散性,使得羟基封端的全氟硅油和氨基改性聚硅氧烷可以均匀地分散在聚乙烯体系中,从而可以实现在钢管表面上形成一层均一的疏水表面。
另外,本发明通过添加全氟硅油分散体和氨基硅油分散体,可以在聚乙烯体系中引入能够与胶粘剂中的马来酸酐进行反应的羟基和氨基,从而可以提高钢管表面涂层的剥离强度。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种外涂3层PE内涂环氧钢管的生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:
将环氧涂料喷涂至钢管的内外表面,并进行固化处理,得到半成品钢管;
将含有酸酐的胶粘剂和疏水型聚乙烯涂料依次喷涂至半成品钢管的外表面上,并进行热处理和冷却处理,得到所述外涂3层PE内涂环氧钢管;
其中,所述疏水型聚乙烯涂料包括以下按照重量份计的组分:聚乙烯树脂600~800份、全氟硅油分散体10~100份、氨基硅油分散体10~100份。
2.根据权利要求1所述的一种外涂3层PE内涂环氧钢管的生产工艺,其特征在于,所述疏水型聚乙烯涂料包括以下按照重量份计的组分:聚乙烯树脂650~750份、全氟硅油分散体30~70份、氨基硅油分散体30~70份。
3.根据权利要求1所述的一种外涂3层PE内涂环氧钢管的生产工艺,其特征在于,所述疏水型聚乙烯涂料还包括以下按照重量份计的组分:助剂5~50份、颜填料100~250份。
4.根据权利要求1所述的一种外涂3层PE内涂环氧钢管的生产工艺,其特征在于,所述环氧涂料包括以下按照重量份计的组分:双酚A型环氧树脂400~600份、固化剂150~250份、全氟硅油分散体10~100份、氨基硅油分散体10~100份。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的一种外涂3层PE内涂环氧钢管的生产工艺,其特征在于,所述全氟硅油分散体是由羟基封端的全氟硅油与气相三氧化二铝按照(2~4):(6~8)的质量比进行混合分散制得;所述氨基硅油分散体是由氨基改性聚硅氧烷与气相三氧化二铝按照(2~4):(6~8)的质量比进行混合分散制得。
6.根据权利要求3所述的一种外涂3层PE内涂环氧钢管的生产工艺,其特征在于,所述助剂为流平剂和/或消泡剂。
7.根据权利要求3所述的一种外涂3层PE内涂环氧钢管的生产工艺,其特征在于,所述颜填料为二氧化钛、碳酸钙、硫酸钡中的任一种。
8.根据权利要求4所述的一种外涂3层PE内涂环氧钢管的生产工艺,其特征在于,所述固化剂为双氰胺、邻苯二甲酸酐、乙二胺、二乙氨基中的任一种。
9.根据权利要求1所述的一种外涂3层PE内涂环氧钢管的生产工艺,其特征在于,所述含有酸酐的胶粘剂包括以下按照重量份计的组分:聚乙烯树脂600~800份、马来酸酐50~150份、增粘剂150~250份。
10.根据权利要求9所述的一种外涂3层PE内涂环氧钢管的生产工艺,其特征在于,所述增粘剂为氢化松香树脂和/或萜烯树脂。
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