本發(fā)明涉及一種具備防污功能的海水輸送管道，屬于復(fù)合管道制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

海洋中生存著許多的微生物、海洋植物和海生動(dòng)物，其中具有污損性的海洋生物近4000種。這些海洋生物在艦船和潛艇表面的附著不僅造成表面腐蝕，還會(huì)增加航行阻力，降低航速，增大能耗；在電廠海水冷卻水系統(tǒng)的附著會(huì)堵塞海水循環(huán)通道，腐蝕管道；在海洋鉆油平臺(tái)鋼樁上的附著會(huì)腐蝕鋼樁；在海洋漁業(yè)養(yǎng)殖中的附著會(huì)破壞漁網(wǎng)等設(shè)施，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，以海洋生物等污物為對(duì)象，以防污為目標(biāo)的研究對(duì)航海業(yè)和海洋開發(fā)與利用有著重要的現(xiàn)實(shí)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。

現(xiàn)有的管道涂層主要有樹脂內(nèi)襯、陶瓷涂層、搪瓷涂層、玻璃內(nèi)襯和膠凝內(nèi)涂層等。其中，樹脂內(nèi)襯耐磨蝕性較差、易老化、使用壽命短；陶瓷涂層耐磨、耐腐蝕但易出現(xiàn)裂紋和滲蝕問題；搪瓷涂層管道生產(chǎn)工藝繁多,能耗大，成本高；熔鑄離心和熱噴玻璃內(nèi)襯管道耐磨蝕性優(yōu)異但其制備工藝復(fù)雜、成本高；而膠凝內(nèi)涂層鋼管內(nèi)表面結(jié)合強(qiáng)度不足。更重要的是，普通管道表面都容易附著海洋生物，日久會(huì)導(dǎo)致堵塞，嚴(yán)重影響管道的輸送能力?；诖?，本發(fā)明提供一種具有防污功能且耐磨、耐腐蝕、抗老化的海水輸送管道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種用于海水輸送管道的玻璃漿料，解決現(xiàn)有管道涂層耐磨、耐腐蝕、抗老化性能差、能耗大、工藝復(fù)雜，同時(shí)防除海洋生物污損性能不足的缺點(diǎn)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

一種具備防污功能的海水輸送管道，包括金屬管和防污玻璃涂層；所述防污玻璃涂層由玻璃漿料低溫?zé)Y(jié)形成；所述玻璃漿料包括防污劑、低溫玻璃粉、溶劑和粘結(jié)助劑，其質(zhì)量比為20～30%:45～50%:15～20%:5～10%。使用低溫玻璃粉，實(shí)現(xiàn)了在低溫條件下制備耐污海水輸送管道。防污玻璃涂層與金屬管表面在低溫下結(jié)合，避免了傳統(tǒng)高溫陶瓷燒結(jié)或玻璃熔鑄對(duì)防污劑活性的破壞。防污劑的量控制在整個(gè)防污玻璃涂層總質(zhì)量的20～30%內(nèi)。防污劑如果高于30%，則涂層難以形成連續(xù)致密的玻璃保護(hù)膜，海水容易侵蝕鋼管；防污劑如果低于20%，則不能有效地持續(xù)釋放防污離子。本發(fā)明與傳統(tǒng)陶瓷、玻璃、樹脂等內(nèi)襯復(fù)合鋼管相比，實(shí)現(xiàn)了海水輸送管道同時(shí)具備耐污、耐蝕、耐沖蝕等3種性能。

進(jìn)一步的，上述海水輸送管道的金屬管為不銹鋼管或白銅管。

進(jìn)一步的，上述防污玻璃涂層的厚度為0.5～1.5mm。與常規(guī)涂料薄薄一層，可能是連續(xù)、也可能是均勻分散的顆粒體不同，本發(fā)明的防污玻璃涂層比較厚，以連續(xù)固體薄膜形式出現(xiàn)，完全覆蓋金屬管，實(shí)現(xiàn)海水輸送管道耐污、耐蝕并且耐磨3種性能，這是常規(guī)涂料難以實(shí)現(xiàn)的。

進(jìn)一步的，上述防污劑包括銅粉、氧化亞銅粉和銀粉中的一種或多種；上述防污劑粒徑為20～100nm。納米材料具有極大的比表面積，且表面還原電勢(shì)高，同時(shí)可以強(qiáng)烈吸附細(xì)菌體內(nèi)酶蛋白分子中的—SH、—NH₂、—COOH 等基團(tuán)，并與之反應(yīng)，從而阻礙了蛋白質(zhì)的合成和能量來源，破壞了細(xì)菌的細(xì)胞膜，致使細(xì)菌死亡；納米材料還可以破壞細(xì)菌內(nèi)的能量釋放體系，并能阻斷DNA的生成，從而抑制細(xì)菌生長(zhǎng)。

進(jìn)一步的，上述低溫玻璃粉為Na₂O-CuO-P₂O₅系低熔點(diǎn)玻璃粉。優(yōu)選Na₂O-CuO-P₂O₅系低熔點(diǎn)玻璃粉做為本發(fā)明的低溫玻璃粉，是因?yàn)镹a₂O-CuO-P₂O₅系玻璃粉不僅熔點(diǎn)低、熱膨脹系數(shù)適宜，而且其在海水中能釋放一定量的Cu離子，輔助防污。

進(jìn)一步的，上述溶劑包括乙醇、異丁醇、水中的一種或多種；上述粘結(jié)助劑包括分散劑和增塑劑。溶劑使用乙醇、異丁醇或者兩者混合時(shí)，不排除有水的存在。但是，使用水做溶劑時(shí)，必須加入一定量的乙醇、異丁醇或者兩者混合，水不能單獨(dú)做為溶劑。

進(jìn)一步的，上述分散劑為三油酸甘油酯；上述增塑劑為聚乙二醇。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，使用三油酸甘油酯做為分散劑，聚乙二醇做為增塑劑較為適宜。但分散劑和增塑劑只是粘結(jié)助劑，不排除其他可替代的選擇。

一種上述海水輸送管道的制備工藝，包括以下工藝步驟：

（1）按比例稱取防污劑、低溫玻璃粉、溶劑、粘結(jié)助劑，混合后，球磨12～24h，得到均勻的玻璃漿料；

（2）將步驟（1）所得的玻璃漿料均勻涂覆在金屬管表面，在80～150℃溫度下干燥固化15-30分鐘；

（3）將完成步驟（2）后的管道在500～600℃下燒結(jié)0.5～2h，即可得到帶均勻致密的防污玻璃涂層的、具備防污功能的海水輸送管道。

進(jìn)一步的，上述步驟（2）中的均勻涂覆為提拉涂覆。

進(jìn)一步的，上述步驟（2）中的均勻涂覆為離心涂覆。

附圖說明

圖1a是本發(fā)明一種用于海水輸送管道的玻璃漿料燒結(jié)前的微觀結(jié)構(gòu)示意圖，其中1-玻璃相，2-防污劑。

圖1b是本發(fā)明一種用于海水輸送管道的玻璃漿料燒結(jié)后的微觀結(jié)構(gòu)示意圖，其中1-玻璃相，2-防污劑。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

實(shí)施例1：

按比例稱取100nm銅粉30g，Na₂O-CuO-P₂O₅系低熔點(diǎn)玻璃粉45g。水溶劑20g，三油酸甘油酯分散劑3g，聚乙二醇增塑劑2g。混合后，球磨24h，得到均勻的玻璃漿料，其微觀結(jié)構(gòu)示意圖如圖1a所示。將上述所得玻璃漿料離心涂覆于直徑218mm、長(zhǎng)2米的不銹鋼管道內(nèi)表面，在150℃下干燥固化15分鐘后，在600℃下燒結(jié)0.5h，此時(shí)玻璃漿料的微觀結(jié)構(gòu)示意圖如圖1b所示。經(jīng)過燒結(jié)，原本無序的顆粒狀玻璃相形成致密的保護(hù)層，防污劑均勻的分散在玻璃層里面。燒結(jié)完成后即可得到帶均勻致密的防污玻璃涂層的、具備防污功能的海水輸送管道。

實(shí)施例2：

按比例稱取70nm銅粉15g，70nm氧化亞銅粉12g，Na₂O-CuO-P₂O₅系低熔點(diǎn)玻璃粉47g。乙醇溶劑19g，三油酸甘油酯分散劑4g，聚乙二醇增塑劑3g?；旌虾螅蚰?0h，得到均勻的玻璃漿料，其微觀結(jié)構(gòu)示意圖如圖1a所示。將上述所得玻璃漿料離心涂覆于直徑218mm、長(zhǎng)2米的不銹鋼管道內(nèi)表面，在120℃下干燥固化20分鐘后，在550℃下燒結(jié)1h，此時(shí)玻璃漿料的微觀結(jié)構(gòu)示意圖如圖1b所示。經(jīng)過燒結(jié)，原本無序的顆粒狀玻璃相形成致密的保護(hù)層，防污劑均勻的分散在玻璃層里面。燒結(jié)完成后即可得到帶均勻致密的防污玻璃涂層的、具備防污功能的海水輸送管道。

實(shí)施例3：

按比例稱取50nm銅粉10g，50nm氧化銅粉15g，Na₂O-CuO-P₂O₅系低熔點(diǎn)玻璃粉49g。 異丁醇溶劑17g，三油酸甘油酯分散劑4g，聚乙二醇增塑劑5g?；旌虾?，球磨15h，得到均勻的玻璃漿料，其微觀結(jié)構(gòu)示意圖如圖1a所示。將直徑48mm、長(zhǎng)180mm的白銅管道浸入上述所得玻璃漿料涂，以10mm/min的速度均勻提拉，漿料覆于白銅管道內(nèi)外表面，在100℃下干燥固化25分鐘后，在530℃下燒結(jié)1.5h，此時(shí)玻璃漿料的微觀結(jié)構(gòu)示意圖如圖1b所示。經(jīng)過燒結(jié)，原本無序的顆粒狀玻璃相形成致密的保護(hù)層，防污劑均勻的分散在玻璃層里面。燒結(jié)完成后即可得到帶均勻致密的防污玻璃涂層的、具備防污功能的海水輸送管道。

實(shí)施例4：

按比例稱取20nm銅粉5g，20nm氧化亞銅粉12g，20nm銀粉3g，Na₂O-CuO-P₂O₅系低熔點(diǎn)玻璃粉50g。 乙醇溶劑20g，三油酸甘油酯分散劑5g，聚乙二醇增塑劑5g?；旌虾?，球磨12h，得到均勻的玻璃漿料，其微觀結(jié)構(gòu)示意圖如圖1a所示。離心涂覆于直徑128mm、長(zhǎng)1800mm的白銅管道內(nèi)表面，在80℃下干燥固化30分鐘后，在500℃下燒結(jié)2h，此時(shí)玻璃漿料的微觀結(jié)構(gòu)示意圖如圖1b所示。經(jīng)過燒結(jié)，原本無序的顆粒狀玻璃相形成致密的保護(hù)層，防污劑均勻的分散在玻璃層里面。燒結(jié)完成后即可得到帶均勻致密的防污玻璃涂層的、具備防污功能的海水輸送管道。

以上的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上還可做多種修改和變化，例如在漿料中加入其它陶瓷顆粒等，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍。