涂層管的制作方法

專利名稱：涂層管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種涂層管，特別是涉及用于汽車中流體承載管路系統的涂層管材，例如帶有復合涂層的汽車制動管和燃油管。
背景技術：
由于設備使用環境的原因，某些情況下可 能會導致其金屬部件受到腐蝕而影響局部系統乃至整個設備的正常使用，例如一些在惡劣環境中使用的鋼絲、鋼絞線、管材、板材和帶材等，特別是汽車管路系統中所使用的管材，需要具備較高的耐腐蝕性或者采取相應的防護措施來保證其使用壽命。在汽車制造行業中，早期國內所使用的汽車制動、燃油管路大多為銅管，其造價很高。上世紀八十年代中期，邦迪管焊接技術(TI汽車，邦迪管路系統有限公司)從國外傳到中國，據此，由低碳鋼鍍銅鋼帶軋制并卷焊成雙層焊管，或由低碳鋼鋼帶軋制并經電阻對焊形成單層焊管，這種雙層焊管和單層焊管經過涂層防護加工，被廣泛應用于汽車制動、燃油管路系統，以代替成本高昂的銅管。隨著新材料、新エ藝的發展，鋅鋁合金作為防腐涂層材料被應用于鋼基部件，它兼有鋁的特性(將鋼基與環境分隔而起到屏障保護層的作用)和鋅的特性(作為犧牲陽極起到電化學防護的作用)，尤其是與傳統的熱鍍鋅涂層相比，可以在各種大氣環境下提供更高的抗蝕能力。國外在上世紀八十年代研制成功并商品化生產了ー種新型的鋅鋁合金鍍層材料，亦即所謂的Galfan (高爾凡，Zn_5 % Al混合稀土合金鍍層)，其具備優越的抗腐蝕性能、良好的可加工性和可焊性，近些年來得到了廣泛的應用。國內外一些汽車配件廠商在此基礎上進行了ー些有利的探索和研究，以期獲得適用的汽車管材，諸如制動管和燃油管等。例如，中國實用新型專利CN2932004Y公開了ー種帶有尼龍涂層的汽車制動油管和輸油管，其中，在雙層卷焊管上相繼附著四層涂層鋅或Galfan合金、鈍化膜、粘合劑和尼龍。該實用新型的要點是，采用厚度較大的尼龍涂層來提供抗磨擦能力和抗沙石沖擊能力，起到保護管材內層的作用，同時，利用尼龍材料本身加強了管材總體的抗腐蝕性。根據該實用新型的一種可選方案，若第一涂層采用鋅，特別是在管材端部的接頭區域，當剝去尼龍涂層時，即為普通的鍍鋅管，其遠遠達不到汽車管路的防腐性要求；根據該實用新型的另ー種可選方案，若第一涂層米用Galfan合金,盡管該合金材料本身可提供更好的防腐性能，但受到現有的生產技術水平所限，極易出現漏鍍、針孔等缺陷，依然存在管材的腐蝕問題，而針對于汽車管路配件，Galfan合金和尼龍涂層的聯合使用并非總是能達到令人滿意的效果，這一點在下文有進ー步解釋。TI汽車公司提供了一種應用于汽車制動和燃油管路系統的所謂Nygal涂層管材，這種管材是通過在基體管(單層焊管或雙層管)上涂覆ー層Galfan合金涂層和ー層尼龍涂層而形成。通常，Galfan合金(Zn_5% Al)涂層的厚度> 3微米，合金涂層平均重量50-60g/m2 ;緊接著涂覆尼龍底漆(1-2微米)，然后再擠出PA (尼龍)涂層120微米)，最后形成帶有Galfan合金涂層和尼龍涂層的制動或燃油管材。[0007]實踐當中發現，上述涂層管材仍存在著以下缺點-Galfan合金涂層同大多數合金涂層一祥，所形成的熱浸鍍涂層含有針孔，這直接影響到涂層的防腐性能，通常，Galfan合金涂層經中性鹽霧試驗100-160小時便出現紅銹；-Galfan合金涂層的防腐性能與涂層厚度有直接關系，涂層越厚防腐性能越好，但在現有的エ藝及設備技術條件下，Galfan合金涂層的厚度難以做得較厚，故而防腐性能受到限制。尤其在管材端部更是如此，由于加工接頭結構時往往要剝去尼龍涂層，該薄弱環節的抗腐蝕性直接取決于鋅層或Galfan合金涂層的厚度(或者說作為犧牲陽極的鋅元素總 量);-由于Galfan合金涂層容易形成針孔，在后續冷卻、干燥后針孔中仍然可能殘留微量水分或潮濕組分，在這種情況下涂覆尼龍底漆及尼龍涂層，極易導致涂層附著力不良，因此，對后處理工藝條件的要求非常之高，否則便無法制得具備足夠復合強度的管材；-對于很多高端車型或者在惡劣環境下使用的車輛，在管材耐磨、耐沖擊、防護性方面提出了更加苛刻的要求。尼龍材料盡管具有較高的抗磨能力和良好的耐堿、耐油特性，但由于其吸水性大(吸水后機械強度大大降低)以及不耐強酸和氧化劑，無法滿足尤其是針對特殊需要日益增長的要求。
發明內容本實用新型的目的是，提供一種涂層管，特別是用于汽車中流體承載管路系統的涂層管材，其克服了上述現有技術的缺陷，可滿足高檔車管路系統如制動管或燃油管的使用性能和壽命要求。一方面，該涂層管在防腐性能和層間復合強度方面得到進ー步提高，同時依然保證其良好的加工成型特性和機械載荷性能，并且，該涂層管的制造仍是基于現有的エ藝及設備技術條件，可行性和經濟性俱佳；另ー方面，該涂層管應能滿足在管材耐磨、耐沖擊、防護性方面提出的更加苛刻的要求，特別是對于很多高端車型或者在惡劣環境下使用的車輛。具體而言，本實用新型提出這樣ー種涂層管，包括基體管材和在該基體管材上從內向外敷設的、鋅鋁合金涂層、尼龍底漆涂層和尼龍涂層，其特征在于，在所述基體管材與鋅鋁合金涂層之間加設有ー預鍍鋅層，以及在所述鋅鋁合金涂層與所述尼龍底漆層之間涂有一封閉劑涂層，并且，在所述尼龍涂層外面加設有ー聚丙烯涂層。本實用新型技術方案的核心構思在于，針對涂層管中的涂層種類和涂層構造綜合考慮、合理配置，形成ー種性能卓越的新式復合涂層結構。其中，為了加厚犧牲性陽極涂層的厚度，亦即增加鋅元素總量，在基體管材與鋅鋁合金涂層之間加設ー預鍍鋅層，從而形成雙層犧牲型陽極涂層，能夠提供更好的電化學腐蝕保護，該兩層結構的涂層可以在現有的熱浸鍍生產線(例如用于汽車制動或燃油管路的熱浸鍍生產線)上制得。另外，在鋅鋁合金涂層上涂覆一封閉劑涂層，借此有效地消除了熱鍍涂層表面的針孔，從而，在后續干燥后就不容易殘留水分或潮濕組分，下一層尼龍底漆容易附著，提高了尼龍涂層的附著力。特別是對于機械載荷和防腐性能要求更高的管段，在尼龍涂層外面還加設一聚丙烯(PP)涂層，由于聚丙烯具備優良的抗吸濕性和抗酸堿腐蝕性，故而該涂層進一歩改善了整個管材配件的防護性能。有利的是，所述鋅鋁合金涂層為涂層厚度> 3微米的Galmeg-金高美涂層。TI汽車(中國)邦迪管路系統有限公司研發的ー種特殊的專用合金，稱為Galmeg-金高美合金，包括Zn-(5-7% )Al-(2. 5-3. 5% )Mg+幾種特種稀土元素(0. 03-0. 50% )，該合金材料例如由本申請人的發明專利申請CN101875255A和CN101876015A是已知的。在此優選的是，所述Galmeg-金高美涂層的涂層平均重量為50_60g/m2。有利的是，所述預鍍鋅層的厚度為1-2微米。所述封閉劑涂層可以是ー層很薄的、必要時添加有功能成分的鍍層封閉劑或膠粘齊U，特別適合但不限于采用含有聚こ烯醇和磷酸鹽的混合物或者采用聚こ烯醇縮丁醛樹脂涂層，其厚度宜為0. 5-1微米。所述尼龍底漆涂層的厚度可以為1-2微米。而所述尼龍涂層的厚度宜為> 120微米，以滿足特別是高檔車用制動管或燃油管的耐磨、耐沖擊性要求。尼龍材料可選用PAll 或 PA12。有利的是，所述聚丙烯涂層的厚度至少為0. 825毫米，以便對管材配件提供可靠的保護。在本實用新型的涂層管中，所述基體管材可以是雙層焊管或單層焊管，例如本身帶有或不帶涂層的低碳鋼管。本實用新型的涂層管特別適合用作汽車中流體承載管路系統的涂層管材，例如汽車制動管、燃油管等等，為實現該涂層管材在相關管路中的連接，管材端部配有接頭結構。該接頭結構的類型和形式依據具體的使用場合以及執行標準而定，可包括機械成型部分，諸如擴ロ、彎曲、折邊、環凸等構造形式，亦或為多種構造形式的任意組合，此成型部分通常是在管材端部剝去尼龍及聚丙烯材料后加工形成的。

下文將參照附圖所示的優選實施例進ー步闡述本實用新型的技術方案。各附圖僅用于示意之目的，并非嚴格按照實際的比例或尺寸繪制，其中圖I :為由現有技術已知的Nygal涂層管的橫截面示意圖；圖2 :為本實用新型的涂層管的橫截面示意圖；圖3-7 :為本實用新型涂層管多種應用實例的管材端部結構示意圖。
具體實施方式
圖1(現有技木)所示為TI汽車公司的所謂Nygal涂層管材的橫截面示意圖，這種管材是通過在基體管I (單層焊管或雙層管)上涂覆ー層Galfan合金涂層3和ー層尼龍涂層6而形成。通常，Galfan合金(Zn_5% Al)涂層的厚度彡3微米,合金涂層平均重量50-60g/m2 ;緊接著涂覆尼龍底漆5 (1-2微米)，然后再擠出PA (尼龍)涂層6 ( > 120微米)，最后形成帶有Galfan合金涂層和尼龍涂層的制動或燃油管材。以下針對本實用新型的說明僅僅是示例性的，并不構成對本申請公開內容以及對本實用新型應用或用途的限制。圖2所示為本實用新型的涂層管的橫截面示意圖。該涂層管包括由雙層焊管或單層焊管構成的基體管材1，在該基體管材上，從內向外依次涂覆有預鍍鋅層2、鋅鋁合金涂層3、封閉劑涂層4、尼龍底漆涂層5、尼龍涂層6和聚丙烯涂層7。[0029]按照本實用新型的優選實施例，所述鋅鋁合金涂層宜選用TI汽車(中國)邦迪管路系統有限公司研發的Galmag-金高美合金，所述封閉劑涂層采用的是聚こ烯醇縮丁醛樹脂涂層。該涂層管的生產エ藝流程和產業制造方法如下基體管材開卷一鍍前處理一感應加熱一熱鍍鋅一冷卻-干燥一感應加熱一熱浸鍍Galmag-金高美涂層一冷卻_干燥一涂覆封閉劑涂層-熱固化一涂覆尼龍底漆-熱固化-擠出PA (尼龍)一熱固化一冷卻一干燥--將復合涂層管材盤卷。為了得到具備更高防護性能的管材配件，進ー步執行如下エ藝流程將復合涂層管材開卷一矯直一擠出PP (聚丙烯)-冷卻一矯直一接頭探傷一矯直一在線剪切一將該帶有聚丙烯涂層的管材定尺直管。依此，例如在汽車制動、燃油管路熱浸鍍生產線上，首先在基體管材外面預鍍鋅1-2微米，然后涂覆Galmeg-金高美涂層(厚度> 3微米，涂層平均重量50_60g/m2)。這里，Galmeg-金高美涂層的厚度或者說涂覆量_如同現有技術那樣_仍為按照現有的エ藝及設備技術條件容易達到的水平，而在預鍍鋅層與Galmeg-金高美涂層雙層疊加后，犧牲性陽極保護涂層的厚度得以增加，由此便帶來了防腐性能的提升。 在Galmeg金高美涂層上，采用聚こ烯醇縮丁醛樹脂形成一層很薄的封閉劑涂層，這層封閉劑涂層厚度為0. 5-1微米，有效地消除了熱鍍涂層表面的針孔。由于消除了針孔，后續干燥后就不容易殘留水分或潮濕組分，下一層尼龍底漆容易附著，從而能夠提高尼龍涂層的附著力。實驗顯示，熱鍍鋅+Galmeg-金高美涂層+封閉劑(聚こ烯醇縮丁醛樹脂)涂層經中性鹽霧試驗600-1600小時不出紅銹。可見，熱鍍鋅及Galmeg-金高美涂層和封閉劑聯合使用所形成的涂層結構有效地提高了防腐性能。在熱鍍鋅+Galmeg-金高美涂層+封閉劑(聚こ烯醇縮丁醛樹脂)涂層的基礎上，涂覆尼龍底漆及尼龍(PA)涂層，尼龍涂層厚度> 120微米，最后形成ー種復合涂層管材。實驗顯示，該復合涂層管材耐中性鹽霧實驗12000小時以上表面無紅銹出現，可見防腐性能顯著提升，此外，從整體上考察，各涂層附著力良好。在該復合涂層管材的基礎上，進ー步擠出聚丙烯(PP)涂層，至少為0.825_厚，從而形成帶有聚丙烯涂層的增強型復合涂層管材，該新型管材可提供更加優良的、適應苛刻使用條件的耐磨、耐沖擊、耐腐蝕性，以滿足頂級高檔車用制動管或燃油管材的性能要求。在去除了聚丙烯涂層(必要時也去除尼龍涂層)之后，所述增強型復合涂層管材能夠很好地滿足汽車制動、燃油管路后序加工(如擴ロ、彎曲等成型エ藝)的要求，可實現所需的變形加工和制造精度。圖3-7示出了本實用新型涂層管多種應用實例的管材端部結構示意圖，當然，圖中的具體構造及尺寸(単位_)只是示例性的而非限制性的，如下表
權利要求1.一種涂層管，包括基體管材(I)和在該基體管材上從內向外敷設的鋅鋁合金涂層(3)、尼龍底漆涂層(5)和尼龍涂層出)，其特征在于，在所述基體管材與鋅鋁合金涂層之間加設有ー預鍍鋅層(2)，以及在所述鋅鋁合金涂層與所述尼龍底漆層之間涂有一封閉劑涂層(4)，并且，在所述尼龍涂層外面加設有ー聚丙烯涂層(7)。
2.按權利要求I所述的涂層管，其特征在于，所述鋅鋁合金涂層為涂層厚度>3微米的Galmeg-金高美涂層。
3.按權利要求2所述的涂層管，其特征在于，所述Galmeg-金高美涂層的涂層平均重量為 50_60g/m2。
4.按權利要求I至3之任一項所述的涂層管，其特征在于，所述預鍍鋅層的厚度為1-2微米。
5.按權利要求I至3之任一項所述的涂層管，其特征在于，所述封閉劑涂層為厚度0.5-1微米的聚こ烯醇縮丁醛樹脂涂層。
6.按權利要求I至3之任一項所述的涂層管，其特征在于，所述尼龍底漆涂層的厚度為1-2微米。
7.按權利要求I至3之任一項所述的涂層管，其特征在干，所述尼龍涂層的厚度為彡120微米。
8.按權利要求I至3之任一項所述的涂層管，其特征在于，所述聚丙烯涂層的厚度至少為0. 825毫米。
9.按權利要求I至3之任一項所述的涂層管，其特征在于，所述基體管材為雙層焊管或單層焊管。
10.按權利要求I至3之任一項所述的涂層管，其特征在干，該涂層管是用于汽車中流體承載管路系統的涂層管材，管材端部配有接頭結構。
11.按權利要求10所述的涂層管，其特征在于，所述接頭結構包括機械成型部分。
12.按權利要求11所述的涂層管，其特征在于，所述機械成型部分包括擴ロ、彎曲、折邊、環凸這些構造形式中的ー種或多種。
專利摘要本實用新型涉及一種涂層管，特別是涉及用于汽車中流體承載管路系統的涂層管材，其包括基體管材(1)和在該基體管材上從內向外敷設的鋅鋁合金涂層(3)、尼龍底漆涂層(5)和尼龍涂層(6)，其中，在所述基體管材與鋅鋁合金涂層之間加設有一預鍍鋅層(2)，以及在所述鋅鋁合金涂層與所述尼龍底漆層之間涂有一封閉劑涂層(4)，并且，在所述尼龍涂層外面加設有一聚丙烯涂層(7)。本實用新型提出的涂層管可滿足高檔車管路系統如制動管或燃油管的使用性能和壽命要求，它在防腐性能和層間復合強度方面得到進一步提高，并且能夠滿足在管材耐磨、耐沖擊、防護性方面提出的更加苛刻的要求。
文檔編號F16L58/04GK202442062SQ201220068190
公開日2012年9月19日 申請日期2012年2月29日 優先權日2012年2月29日
發明者孫其俊, 孫國濱, 李仕軍, 翟樹民, 董立峰, 趙哲寧, 趙永昌, 陳義方, 陳明洪 申請人:邦迪管路系統有限公司