專利名稱：一種管道三層結(jié)構(gòu)防腐層涂裝工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及管道防腐領(lǐng)域，具體地，涉及一種管道三層結(jié)構(gòu)防腐層涂裝工藝。
背景技術(shù)：
鋼管“三層結(jié)構(gòu)”防腐層包括三層聚乙烯(英文簡寫為3PE或3LPE)和三層聚丙 烯(英文簡寫為3PP或3LPP)兩種，是目前公認(rèn)的最先進(jìn)的管道防腐層，其適用范圍廣、防 腐性能可靠。三層結(jié)構(gòu)特指底層為熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層(英文簡寫為raE)、中間層為合成膠粘 劑(包括α-烯烴與乙烯的共聚物膠粘劑、接枝聚合改性聚乙烯膠粘劑兩類，英文簡寫為 AD)、外層為聚烯烴(包括聚乙烯，英文簡寫為ΡΕ，以及聚丙烯，英文簡寫為ΡΡ)的管道外 防腐層。三層結(jié)構(gòu)各層的作用1、熔結(jié)環(huán)氧粉末底層，環(huán)氧粉末是由環(huán)氧樹脂或酚醛環(huán)氧等作為成膜物質(zhì)，成膜 物分子中的環(huán)氧鍵、醚鍵、羥基和羰基等，可以和鋼鐵的金屬鍵產(chǎn)生化學(xué)鍵結(jié)合和強(qiáng)有力的 范德華力結(jié)合。因此，通過高溫熔結(jié)到鋼表面的環(huán)氧涂層，在所有管道有機(jī)涂層當(dāng)中粘結(jié)力 最強(qiáng)。2、膠粘劑中間層，膠粘劑一般用馬來酸酐在聚乙烯分子鏈上接枝，或者和乙烯共 聚，在聚乙烯材料中引入酸酐基團(tuán)而制得。這種膠粘劑分子上的酸酐基團(tuán)可以和環(huán)氧樹脂 分子中的環(huán)氧基、羥基發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)結(jié)合；同時，膠粘劑分子主鏈以乙撐鏈為主， 和聚乙烯分子鏈結(jié)構(gòu)相同，二者具有良好的相似相容性，熔塑狀態(tài)下受力作用可融合為一 體。3、聚烯烴外層，聚乙烯和聚丙烯材料性能極為穩(wěn)定，是常用管道防腐層中耐機(jī)械 損傷能力最強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定性最好的涂層材料。因為這類材料沒有極性，能夠隔絕水、酸、堿和 鹽等極性腐蝕介質(zhì)，避免其進(jìn)入防腐層、接觸鋼體表面。由于聚烯烴沒有極性，和強(qiáng)極性的鋼鐵表面粘結(jié)力太弱，所以需要通過合成膠粘 齊 、環(huán)氧粉末層的“搭橋”作用，從根本上解決聚烯烴與鋼表面的粘結(jié)問題，形成“完美涂 層”。在結(jié)構(gòu)中，熔結(jié)環(huán)氧粉末層和膠粘劑層的基本作用是保證整個防腐層對鋼體的粘結(jié)， 聚烯烴層則是提供腐蝕防護(hù)的主體?，F(xiàn)有帶材纏繞三層結(jié)構(gòu)防腐層的涂裝工藝技術(shù)包括UFBE的涂裝，將鋼管加熱之后(加熱溫度180°C 230°C )，將環(huán)氧粉末噴涂到鋼 管表面，使環(huán)氧粉末涂料熔化、固化而形成底涂層。為了提高粉末涂料的利用率，改善底涂 層成膜效果，通常采用靜電粉末噴涂技術(shù)噴涂環(huán)氧粉末底涂層。2、聚烯烴帶材纏繞，使用適當(dāng)?shù)臋C(jī)械或手動工具，在涂好底漆的管子上按塔接要 求螺旋纏繞膠帶，膠帶應(yīng)保持一定的拉緊力，使得膠帶層緊密連接，纏繞時膠帶邊縫應(yīng)平 行，不得扭曲皺褶。兩端膠帶相接處要有一段的塔接。必要時在前一段膠帶的末端基膜上 涂刷底漆或充分烘烤，待表干后再塔接另一段膠帶的起始端。始末端應(yīng)使用木質(zhì)圓滑工具 緊密壓貼使其不翹起。
現(xiàn)有技術(shù)存在以下不足帶材纏繞三層結(jié)構(gòu)防腐層可能出現(xiàn)層間結(jié)合隱患三層結(jié)構(gòu)防腐層的性能決定于三層材料的緊密結(jié)合，其中AD和聚烯烴因為二者 分子具有相同的主鏈，共擠帶材中AD/ΡΕ兩者得到很好的熔融結(jié)合。但FBE和AD的結(jié)合則 存在一定不足。這個問題的產(chǎn)生是因為現(xiàn)有工藝的局限，F(xiàn)BE和AD的結(jié)合需要二者官能團(tuán) 的反應(yīng)結(jié)合和物理融合。1、化學(xué)結(jié)合方面的制約現(xiàn)有工藝主要提供FBE和AD的化學(xué)反應(yīng)結(jié)合，而這種結(jié)合受到FBE固化程度的影 響a.鋼管預(yù)熱溫度過高，F(xiàn)BE固化過度時，AD/ΡΕ帶材才涂裝上去，F(xiàn)BE表層已喪失化學(xué)活 性；b.當(dāng)鋼管預(yù)熱溫度偏低時，帶材纏繞上去后，AD溫度達(dá)不到190°C或者更高，AD中的酸 酐基團(tuán)反應(yīng)能力降低，和FBE表層的化學(xué)結(jié)合不足。這種情況在使用低溫固化環(huán)氧粉末時 容易出現(xiàn)。2、表面微觀嚙合及表層融合方面的制約FBE粉末在未完全熔化之前，具有很高的粗糙度，但當(dāng)FBE完全熔化、流平后，這種 狀態(tài)消失，此時纏繞AD，二者不能夠形成表面嚙合；如果在FBE未膠化充分前纏繞AD，則有 可能在AD纏繞作用力的作用下，導(dǎo)致FBE和鋼管的結(jié)合受到影響。這種制約使得二者無法 建立起有效的表面微觀嚙合及表層融合。上述問題影響到防腐層粘接力，尤其是使得國標(biāo)GB/T埋地鋼質(zhì)管道聚乙烯防腐 層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的高溫陰極剝離性能(最高運(yùn)行溫度，30d陰極剝離，剝離值15mm 不容 易達(dá)到。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提出一種管道三層結(jié)構(gòu)防腐層涂裝工藝，以實 現(xiàn)整體性佳、抗陰極剝離性能強(qiáng)、防腐層的致密性增強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種管道三層結(jié)構(gòu)防腐層涂裝工藝，包括以下步驟1) FBE涂裝，將被涂裝基材加熱，采用靜電噴涂工藝將環(huán)氧粉末噴涂到被涂裝基材 表面，使環(huán)氧粉末涂料熔化、固化成底涂層；2) AD涂裝，在環(huán)氧粉末膠化過程中，將膠粘劑粉末涂裝到步驟1)中的被涂裝基材 表面，涂覆基材表面溫度為170-225°C，涂裝厚度80-350 μ m ；3)聚烯烴涂裝，在膠粘劑降溫之前，將成卷預(yù)制聚烯烴帶材纏繞到步驟2)中所述 的被涂裝基材上，根據(jù)涂裝厚度的要求設(shè)定纏繞層數(shù)，涂裝厚度為0. 5-4. 0mm。本發(fā)明是一種作業(yè)方式為(底層、中間層)雙層噴涂、(外層)預(yù)制帶材纏繞成型 的三層結(jié)構(gòu)涂裝工藝技術(shù)(簡稱粉膠PE帶三層結(jié)構(gòu)，或者粉膠PP帶三層結(jié)構(gòu))。粉膠PE帶三層結(jié)構(gòu)中由于AD粉末是在環(huán)氧粉末膠化過程中噴涂上去的，從而解 決了環(huán)氧粉末層和聚烯烴帶材不易粘接的問題，提高了常規(guī)三層結(jié)構(gòu)的粘接力性能，可用 于直管和彎管的防腐涂裝。進(jìn)一步地，所述預(yù)制聚烯烴帶材為PE帶材、PP帶材、里層復(fù)合膠粘劑的PE帶材 (AD/ΡΕ)、里層復(fù)合膠粘劑的PP帶材(AD/PP)中的一種。
進(jìn)一步地，步驟2)中所述的聚烯烴帶材纏繞方式為固定架側(cè)向纏繞或旋轉(zhuǎn)式纏 繞機(jī)纏繞。。進(jìn)一步地，步驟3)中所述的纏繞過程可采取加熱措施，步驟3)中所述的纏繞過程 可采取加熱措施，以使帶材和膠粘劑、帶材層間間達(dá)到熔融結(jié)合。三層結(jié)構(gòu)的總厚度小于 2. Omm為經(jīng)濟(jì)級，2. 0-3. 7mm為普通級，大于3. 7為加強(qiáng)級。實驗效果與現(xiàn)有技術(shù)雙環(huán)氧粉末涂層技術(shù)相比較的數(shù)據(jù)如下表一本發(fā)明與現(xiàn)有雙環(huán)氧技術(shù)的性能對比
權(quán)利要求
1.一種管道三層結(jié)構(gòu)防腐層涂裝工藝，其特征在于，包括以下步驟1)FBE涂裝，將被涂裝基材加熱，采用靜電噴涂工藝將環(huán)氧粉末噴涂到被涂裝基材表 面，使環(huán)氧粉末涂料熔化、固化成底涂層；2)AD涂裝，在環(huán)氧粉末膠化過程中，將膠粘劑粉末涂裝到步驟1)中的被涂裝基材表 面，涂覆基材表面溫度為170 225°C，涂裝厚度80 350 μ m ；3)聚烯烴涂裝，在膠粘劑降溫之前，將成卷預(yù)制聚烯烴帶材纏繞到步驟2)中所述的被 涂裝基材上，涂裝厚度為0. 5-4. 0mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道三層結(jié)構(gòu)防腐層涂裝工藝，其特征在于，所述聚烯烴材 料為預(yù)制帶材，成卷裝為PE帶材、PP帶材、里層復(fù)合膠粘劑的PE帶材(AD/ΡΕ)、里層復(fù)合膠 粘劑的PP帶材(AD/PP)中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道三層結(jié)構(gòu)防腐層涂裝工藝，其特征在于，步驟2)中所述 的聚烯烴帶材纏繞方式為固定架側(cè)向纏繞或旋轉(zhuǎn)式纏繞機(jī)纏繞。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道三層結(jié)構(gòu)防腐層涂裝工藝，其特征在于，步驟3)中所述 的纏繞過程可采取加熱措施，以使帶材和膠粘劑、帶材層間間達(dá)到熔融結(jié)合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種管道三層結(jié)構(gòu)防腐層涂裝工藝，包括以下步驟1)FBE涂裝，將被涂裝基材加熱，采用靜電噴涂工藝將環(huán)氧粉末噴涂到被涂裝基材表面，使環(huán)氧粉末涂料熔化、固化成底涂層；2)AD涂裝，在環(huán)氧粉末膠化過程中，將膠粘劑粉末涂裝到被涂裝基材表面，涂覆基材表面溫度為170-225℃，涂裝厚度80-350μm；3)聚烯烴涂裝，在膠粘劑降溫之前，將成卷預(yù)制聚烯帶材纏繞到被涂裝基材上，涂裝厚度為0.5-4.0mm。通過采用AD粉末涂裝工藝實現(xiàn)了纏繞涂層和基材緊密粘接，防腐層整體性佳，抗陰極剝離性能強(qiáng)，致密性好。
文檔編號B05D1/02GK102107176SQ20101027049
公開日2011年6月29日 申請日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者劉毅, 廖宇平, 張自力, 王留斌, 穆鐸 申請人:中油管道防腐工程有限責(zé)任公司