專利名稱：一種管道三層結構防腐層涂裝工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及管道防腐領域，具體地，涉及一種管道三層結構防腐層涂裝工藝。
背景技術：
鋼管“三層結構”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，是目前公認的最先進的管道防腐層，其適用范圍廣、防 腐性能可靠。三層結構特指底層為熔結環氧粉末涂層(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。三層結構各層的作用1、熔結環氧粉末底層，環氧粉末是由環氧樹脂或酚醛環氧等作為成膜物質，成膜 物分子中的環氧鍵、醚鍵、羥基和羰基等，可以和鋼鐵的金屬鍵產生化學鍵結合和強有力的 范德華力結合。因此，通過高溫熔結到鋼表面的環氧涂層，在所有管道有機涂層當中粘結力 最強。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而制得。這種膠粘劑分子上的酸酐基團可以和環氧樹脂 分子中的環氧基、羥基發生反應，產生化學交聯結合；同時，膠粘劑分子主鏈以乙撐鏈為主， 和聚乙烯分子鏈結構相同，二者具有良好的相似相容性，熔塑狀態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定，是常用管道防腐層中耐機械 損傷能力最強、運行穩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，避免其進入防腐層、接觸鋼體表面。由于聚烯烴沒有極性，和強極性的鋼鐵表面粘結力太弱，所以需要通過合成膠粘 齊 、環氧粉末層的“搭橋”作用，從根本上解決聚烯烴與鋼表面的粘結問題，形成“完美涂 層”。在結構中，熔結環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， 聚烯烴層則是提供腐蝕防護的主體。現有帶材纏繞三層結構防腐層的涂裝工藝技術包括UFBE的涂裝，將鋼管加熱之后(加熱溫度180°C 230°C )，將環氧粉末噴涂到鋼 管表面，使環氧粉末涂料熔化、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噴涂環氧粉末底涂層。2、聚烯烴帶材纏繞，使用適當的機械或手動工具，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。始末端應使用木質圓滑工具 緊密壓貼使其不翹起。
現有技術存在以下不足帶材纏繞三層結構防腐層可能出現層間結合隱患三層結構防腐層的性能決定于三層材料的緊密結合，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合。但FBE和AD的結合則 存在一定不足。這個問題的產生是因為現有工藝的局限，FBE和AD的結合需要二者官能團 的反應結合和物理融合。1、化學結合方面的制約現有工藝主要提供FBE和AD的化學反應結合，而這種結合受到FBE固化程度的影 響a.鋼管預熱溫度過高，FBE固化過度時，AD/ΡΕ帶材才涂裝上去，FBE表層已喪失化學活 性；b.當鋼管預熱溫度偏低時，帶材纏繞上去后，AD溫度達不到190°C或者更高，AD中的酸 酐基團反應能力降低，和FBE表層的化學結合不足。這種情況在使用低溫固化環氧粉末時 容易出現。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FBE完全熔化、流平后，這種 狀態消失，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，導致FBE和鋼管的結合受到影響。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GB/T埋地鋼質管道聚乙烯防腐 層技術標準規定的高溫陰極剝離性能(最高運行溫度，30d陰極剝離，剝離值15mm 不容 易達到。
發明內容
本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種管道三層結構防腐層涂裝工藝，以實 現整體性佳、抗陰極剝離性能強、防腐層的致密性增強的優點。為實現上述目的，本發明采用的技術方案是一種管道三層結構防腐層涂裝工藝，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氧粉末噴涂到被涂裝基材 表面，使環氧粉末涂料熔化、固化成底涂層；2) AD涂裝，在環氧粉末膠化過程中，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，將成卷預制聚烯烴帶材纏繞到步驟2)中所述 的被涂裝基材上，根據涂裝厚度的要求設定纏繞層數，涂裝厚度為0. 5-4. 0mm。本發明是一種作業方式為(底層、中間層)雙層噴涂、(外層)預制帶材纏繞成型 的三層結構涂裝工藝技術(簡稱粉膠PE帶三層結構，或者粉膠PP帶三層結構)。粉膠PE帶三層結構中由于AD粉末是在環氧粉末膠化過程中噴涂上去的，從而解 決了環氧粉末層和聚烯烴帶材不易粘接的問題，提高了常規三層結構的粘接力性能，可用 于直管和彎管的防腐涂裝。進一步地，所述預制聚烯烴帶材為PE帶材、PP帶材、里層復合膠粘劑的PE帶材 (AD/ΡΕ)、里層復合膠粘劑的PP帶材(AD/PP)中的一種。
進一步地，步驟2)中所述的聚烯烴帶材纏繞方式為固定架側向纏繞或旋轉式纏 繞機纏繞。。進一步地，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、帶材層間間達到熔融結合。三層結構的總厚度小于 2. Omm為經濟級，2. 0-3. 7mm為普通級，大于3. 7為加強級。實驗效果與現有技術雙環氧粉末涂層技術相比較的數據如下表一本發明與現有雙環氧技術的性能對比
權利要求
1.一種管道三層結構防腐層涂裝工藝，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氧粉末噴涂到被涂裝基材表 面，使環氧粉末涂料熔化、固化成底涂層；2)AD涂裝，在環氧粉末膠化過程中，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.根據權利要求1所述的管道三層結構防腐層涂裝工藝，其特征在于，所述聚烯烴材 料為預制帶材，成卷裝為PE帶材、PP帶材、里層復合膠粘劑的PE帶材(AD/ΡΕ)、里層復合膠 粘劑的PP帶材(AD/PP)中的一種。
3.根據權利要求1所述的管道三層結構防腐層涂裝工藝，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向纏繞或旋轉式纏繞機纏繞。
4.根據權利要求1所述的管道三層結構防腐層涂裝工藝，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、帶材層間間達到熔融結合。
全文摘要
本發明公開了一種管道三層結構防腐層涂裝工藝，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氧粉末噴涂到被涂裝基材表面，使環氧粉末涂料熔化、固化成底涂層；2)AD涂裝，在環氧粉末膠化過程中，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，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 優先權日2010年9月2日
發明者劉毅, 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任公司