一种改性环氧树脂涂层钢塑复合瓦斯管及其制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种煤矿井下改性环氧树脂涂层钢塑复合瓦斯管及其制作方法，改性环氧树脂涂层钢塑复合瓦斯管是通过将改性环氧树脂粉末涂料静电喷涂于经酸洗磷化处理的钢管，然后烧结后形成。改性环氧树脂粉末涂料各组分的重量份数为：溴含量≥50%的溴化双酚A型环氧树脂100份，固化剂20-40份，颜料10-50份，抗静电剂10-50份，阻燃剂5-10份，脱气剂0.5-1.0份，气相白炭黑0.5-0.8份，填料0-50份。本发明制作的改性环氧树脂涂层钢塑复合瓦斯管，综合性能优良，性价比高。
【专利说明】一种改性环氧树脂涂层钢塑复合瓦斯管及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钢塑复合管，具体涉及一种可应用于煤矿井下的改性环氧树脂涂层钢塑复合瓦斯管及其制作方法。
【背景技术】
[0002]目前，煤矿中的瓦斯抽放管可分为非金属管道和钢管，非金属管道主要包括玻璃钢管、聚氯乙烯(PVC)管、聚乙烯(PE)管，骨架增强塑料管，玻璃钢管易碎裂，阻燃性能差，已被禁用；聚氯乙烯(PVC)管、聚乙烯(PE)管的承压不强，耐老化性能较差；钢带/钢丝网复合塑料管仍存在强度低、易蠕变等缺陷。目前，煤矿中的瓦斯抽放管大都为钢制管道，为克服了钢管本身存在的易生锈、腐蚀、高污染的缺陷，通常在钢管表面涂塑或涂覆，以提高其使用寿命及安全。
[0003]中国专利CN201014071公开一种煤矿井下用聚乙烯涂层复合钢管，在钢管的内外周面复合有抗静电阻燃聚乙烯涂层。聚乙烯钢塑复合管的高分子塑料耐冲击性不高，在运输和安装工程中受撞击后容易脱落。现有的环氧树脂涂层通常仅具备良好的耐腐蚀性，而用于煤矿井下瓦斯管的涂层对涂层的阻燃性具有较高的要求。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题在于提供一种可用于煤矿井下具有优良阻燃性能的环氧树脂钢塑复合瓦斯管及其制作方法。
[0005]为解决上述问题，本发明提供一种改性环氧树脂涂层钢塑复合瓦斯管及其制作方法。所述改性环氧树脂涂层利用溴化双酚A型环氧树脂和阻燃剂的协同阻燃作用，提高涂层阻燃性能；通过添加抗静电剂或选用导电性颜料，保障涂层的抗静电性能。制作过程为将钢管经酸洗磷化处理，表面形成一层磷化膜，然后在钢管内外表面静电喷涂环氧树脂涂层，烧结后形成环氧树脂钢塑结构。具体技术方案如下:
本发明为一种改性环氧树脂涂层钢塑复合瓦斯管，包括附着在钢管内外表面的改性环氧树脂涂层，所述改性环氧树脂涂层由溴含量> 50%的溴化双酚A型环氧树脂、固化剂、颜料、抗静电剂、脱气剂、气相白炭黑和填料组成，所述各组分的重量份数为:
溴含量> 50%的溴化双酚A型环氧树脂 100份，
固化剂20-40份，
颜料10-50份，
抗静电剂10-50份，
阻燃剂5-10份，
脱气剂0.5-1.0份，
气相白炭黑0.5-0.8份，
填料0-50份；
所述固化剂为酚醛树脂或改性双氰胺，所述抗静电剂为导电石墨、炭黑、金属粉末、掺杂二氧化锡和掺杂氧化锌中的一种或两种以上混合物，所述阻燃剂为三氧化二锑、磷酸三苯酯、八溴醚和六溴环十二烷中的一种或两种以上混合物，所述脱气剂为安息香或聚乙烯腊。所述填料为硫Ife锁、闻岭土、娃灰石中的一种。
[0006]本发明的另一目的是提供制作上述改性环氧树脂涂层钢塑复合瓦斯管的方法，包括以下步骤:
按改性环氧树脂涂层各组分重量份数将改性环氧树脂、固化剂、颜料、抗静电剂、脱
气剂、气相白炭黑和填料经高速混合后，将所得均匀混合物加到单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中进行挤压。挤压机机腔温度为70-85 °C，挤出头温度为95 °C。将挤出物通过压片、冷却、粉碎、筛分得到粒径为35-55um的粉末涂料。
[0007]:g:将表面除垢后的钢管经水洗1-3 min,然后用70%的盐酸酸洗15_25min，再水洗
1-3 min,然后进行表调2-3 min,表调pH为8_9，然后进行磷化处理15-30 min,磷化液pH为
2.5，再进行水洗1-3 min后钝化I min并进行风干，此时在钢管表面形成一层2_3um深灰色或黑灰色的磷化膜。
[0008](I;将经酸洗磷化后的钢管风干后吊装至静电喷涂装置，对钢管进行内、外喷涂。
[0009]④将静电喷涂后的钢管送入烧结炉固化，固化温度为170-200 °C，时间为30-45min，形成改性环氧树脂涂层钢塑复合瓦斯管。 [0010]本发明的有益效果在于:本发明制作的改性环氧树脂涂层钢塑复合瓦斯管，综合性能优良，性价比高。本发明的优势主要体现在:
1、力学、耐腐蚀性能优异
在经磷化处理的钢管内外表面同时进行静电喷涂，烧结后形成环氧钢塑管。该环氧涂层厚度> 400 um，硬度≤2 H，冲击强度≤50 k份.cm，涂层附着力I级。环氧钢塑管可耐酸碱腐蚀，耐中盐雾性> 800 h，特别适用于煤矿井下输送瓦斯以及腐蚀性气体。
[0011]2、阻燃性能优异
通过含溴量> 50%的溴化双酚A型环氧树脂和添加阻燃剂的协同阻燃，获得阻燃性能优异的环氧树脂涂层，其阻燃性能指标达到:火焰燃烧时间为:1条试样单值(5 s，6条试样的算术平均值(3 S，；无焰燃烧时间为:1条试样单值为0s，6条试样的算术平均值为Os。
[0012]3、抗静电性能突出
抗静电剂选用导电石墨、炭黑、金属粉末、掺杂二氧化锡和掺杂氧化锌中的一种或两种以上混合物，抗静电性能突出，管道内外表面电阻≤I X IO6 Ω。
【具体实施方式】
[0013]下面通过具体实施例进一步描述本发明的技术方案。
[0014]实施例1
100份溴含量> 50%的溴化双酚A型环氧树脂，30份酚醛树脂，30份导电炭黑，5份三氧化二锑，0.5份安息香，0.6份气相白炭黑，20份硫酸钡经高速混合后，将此均匀混合物加到单螺杆中挤压。机腔温度为70 °C，挤出头的温度为95 °C。将挤出物压片、冷却、粉碎、筛分的粒径为40微米的粉末涂料。[0015]将表面除垢后的钢管经水洗2 min,然后用70%的盐酸酸洗20min，再水洗2 min,然后进行表调2 min,表调pH为8.5,然后进行磷化处理20min,磷化液pH为2.5,再进行水洗2min后钝化I min并进行风干，此时在钢管表面形成一层2.5um深灰色磷化膜。
[0016]吊装喷涂装置，分别对磷化后钢管进行内、外静电喷涂，在烧结炉中180 °C固化40min，形成改性环氧树脂涂层钢塑复合瓦斯管，其主要性能指标见表I。
[0017]实施例2
100份溴化双酚A环氧树脂，25份酚醛树脂，25份导电炭黑，3份三氧化二锑，2份八溴醚，0.8份安息香，0.7份气相白炭黑，40份硫酸钡经高速混合后，将此均匀混合物加到单螺杆中挤压。机腔温度为80 °C，挤出头的温度为95 °C。将挤出物压片、冷却、粉碎、筛分的粒径为45 um的粉末涂料。
[0018]将表面除垢后的钢管经水洗2 min,然后用70%的盐酸酸洗25min，再水洗2 min,然后进行表调2.5min,表调pH为8.5,然后进行磷化处理25min,磷化液pH为2.5,再进行水洗2min后钝化I min并进行风干，此时在钢管表面形成一层2.0um深灰色磷化膜。
[0019]吊装喷涂装置，分别对磷化后钢管进行内、外静电喷涂，在烧结炉中170°C固化45min，形成改性环氧树脂涂层钢塑复合瓦斯管，其主要性能指标见表I。
[0020]实施例3
100份溴化双酚A环氧树脂，30份酚醛树脂，20份导电石墨，4份三氧化二锑，3份八溴醚，0.7份安息香，0.6份气相白炭黑，45份硫酸钡经高速混合后，将此均匀混合物加到单螺杆中挤压。机腔温度为85 °C，挤出头的温度为95 °C。将挤出物压片、冷却、粉碎、筛分的粒径为50 um的粉末涂料。
[0021]将表面除垢后的钢管经水洗2 min，然后用70%的盐酸酸洗25min，再水洗I min，然后进行表调3min,表调pH为9.0,然后进行磷化处理25min,磷化液pH为2.5,再进行水洗2min后钝化I min并进行风干，此时在钢管表面形成一层2.5um深灰色磷化膜。
[0022]吊装喷涂装置，分别对磷化后钢管进行内、外静电喷涂，在烧结炉中180°C固化40min，形成改性环氧树脂涂层钢塑复合瓦斯管，其主要性能指标见表I。
[0023]实施例4
100份溴化双酚A环氧树脂，40份酚醛树脂，30份铁红，40份铝粉，5份三氧化二锑，2份八溴醚，0.9份安息香，0.6份气相白炭黑，20份高岭土经高速混合后，将此均匀混合物加到单螺杆中挤压。机腔温度为80 °C，挤出头的温度为95 °C。将挤出物压片、冷却、粉碎、筛分的粒径为45 um的粉末涂料。
[0024]将表面除垢后的钢管经水洗2.5min,然后用70%的盐酸酸洗20min，再水洗2.5min,然后进行表调2.5min,表调pH为8.0，然后进行磷化处理25min，磷化液pH为2.5，再进行水洗2.5min后钝化I min并进行风干，此时在钢管表面形成一层2.5um深灰色磷化膜。
[0025]吊装喷涂装置，分别对磷化后钢管进行内、外静电喷涂，在烧结炉中185 °C固化30min，形成改性环氧树脂涂层钢塑复合瓦斯管，其主要性能指标见表I。
[0026]实施例5
100份溴化双酚A环氧树脂，3.5份改性双氰胺，30份铁红，30份铝粉，10份掺杂二氧化锡，5份三氧化二锑，3份磷酸三苯酯，0.8份聚乙烯蜡，0.8份气相白炭黑，20份硅灰石经高速混合后，将此均匀混合物加到双螺杆中挤压。机腔温度为80 °C，挤出头的温度为95V。将挤出物压片、冷却、粉碎、筛分的粒径为40 um的粉末涂料。
[0027]将表面除垢后的钢管经水洗2.5min,然后用70%的盐酸酸洗25min，再水洗2.0min,然后进行表调2.0min,表调pH为8.0，然后进行磷化处理25min，磷化液pH为2.5，再进行水洗2min后钝化I min并进行风干，此时在钢管表面形成一层3.0um深灰色磷化膜。
[0028]吊装喷涂装置，分别对磷化后钢管进行内、外静电喷涂，在烧结炉中200 °C固化30min，形成改性环氧树脂涂层钢塑复合瓦斯管，其主要性能指标见表I。
[0029]实施例6
100份溴化双酚A环氧树脂，3份改性双氰胺，35份群青，30份铝粉，10份掺杂二氧化锡，4份三氧化二锑，4份磷酸三苯酯，0.7份聚乙烯蜡，0.8份气相白炭黑，25份硅灰石经高速混合后，将此均匀混合物加到双螺杆中挤压。机腔温度为85 °C，挤出头的温度为95V。将挤出物压片、冷却、粉碎、筛分的粒径为45 um的粉末涂料。
[0030]将表面除垢后的钢管经水洗3.0min,然后用70%的盐酸酸洗25min，再水洗2.0min,然后进行表调2.0min,表调pH为9.0，然后进行磷化处理30min，磷化液pH为2.5，再进行水洗Imin后钝化I min并进行风干，此时在钢管表面形成一层3.0um深灰色磷化膜。
[0031]吊装喷涂装置，分别对磷化后钢管进行内、外静电喷涂，在烧结炉中200 V固化30 min，形成改性环氧树脂涂层钢塑复合瓦斯管，其主要性能指标见表I。
[0032]实施例7
100份溴化双酚A环氧树脂，4份改性双氰胺，30份铁黄，25份铝粉，10份掺杂二氧化锡，10份掺杂，氧化锌，5份三氧化二锑，2份磷酸三苯酯，0.7份聚乙烯蜡，0.8份气相白炭黑，20份硅灰石经高速混合后，将此均匀混合物加到双螺杆中挤压。机腔温度为80 °C，挤出头的温度为95 °C。将挤出物压片、冷却、粉碎、筛分的粒径为50 um的粉末涂料。
[0033]将表面除垢后的钢管经水洗2.0min,然后用70%的盐酸酸洗30min，再水洗2.0min,然后进行表调3.0min,表调pH为9.0,然后进行磷化处理30min,磷化液pH为2.5,再进行水洗2min后钝化I min并进行风干，此时在钢管表面形成一层2.0um深灰色磷化膜。
[0034]吊装喷涂装置，分别对磷化后钢管进行内、外静电喷涂，在烧结炉中190 V固化30 min，形成改性环氧树脂涂层钢塑复合瓦斯管，其主要性能指标见表I。
[0035]实施例8
100份溴化双酚A环氧树脂，5份改性双氰胺，35份铁黄，35份铝粉，10份掺杂二氧化锡，5份三氧化二锑，2份六溴环十二烷，0.8份聚乙烯蜡，0.9份气相白炭黑，25份硅灰石经高速混合后，将此均匀混合物加到双螺杆中挤压。机腔温度为85 °C，挤出头的温度为95V。将挤出物压片、冷却、粉碎、筛分的粒径为45 um的粉末涂料。
[0036]将表面除垢后的钢管经水洗1.5min,然后用70%的盐酸酸洗25min，再水洗
2.5min,然后进行表调2.0min，表调pH为8.0，然后进行磷化处理25min，磷化液pH为2.5，再进行水洗1.5min后钝化I min并进行风干，此时在钢管表面形成一层2.0um深灰色磷化膜。
[0037]吊装喷涂装置，分别对磷化后钢管进行内、外静电喷涂，在烧结炉中185 V固化35 min，形成改性环氧树脂涂层钢塑复合瓦斯管，其主要性能指标见表I。
[0038]以上所述，仅为本发明较佳【具体实施方式】，但本发明保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此本发明保护范围以权利要求书的保护范围为准。 [0039]
【权利要求】
1.一种改性环氧树脂涂层钢塑复合瓦斯管，其特征在于:包括附着在钢管内外表面的改性环氧树脂涂层，所述改性环氧树脂涂层由溴含量> 50%的溴化双酚A型环氧树脂、固化剂、颜料、抗静电剂、脱气剂、气相白炭黑和填料组成，所述各组分的重量份数为: 溴含量> 50%的溴化双酚A型环氧树脂 100份，固化剂20-40份，颜料10-50份， 抗静电剂10-50份，阻燃剂5-10份， 脱气剂0.5-1.0份， 气相白炭黑0.5-0.8份，填料0-50份； 所述固化剂为酚醛树脂或改性双氰胺，所述抗静电剂为导电石墨、炭黑、金属粉末、掺杂二氧化锡和掺杂氧化锌中的一种或两种以上混合物，所述阻燃剂为三氧化二锑、磷酸三苯酯、八溴醚和六溴环十二烷中的一种或两种以上混合物，所述脱气剂为安息香或聚乙烯腊，所述填料为硫Ife锁、闻岭土、娃灰石中的一种。
2.制作如权利要求1所述的改性环氧树脂涂层钢塑复合瓦斯管的方法，其特征在于包括以下步骤: (6.:按改性环氧树脂涂层各组分重量份数将改性环氧树脂、固化剂、颜料、抗静电剂、脱气剂、气相白炭黑和填料经高速混合后，将所得均匀混合物加到单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中进行挤压；挤压机机腔温度为70-85 °C，挤出头温度为95 V ;将挤出物通过压片、冷却、粉碎、筛分得到粒径为35-55um的粉末涂料； ‘艺将表面除垢后的钢管经水洗1-3 min，然后用70%的盐酸酸洗15_25min，再水洗1_3min,然后进行表调2-3 min,表调pH为8_9，然后进行磷化处理15-30 min,磷化液pH为2.5，再进行水洗1-3 min后钝化I min并进行风干，此时在钢管表面形成一层2_3um深灰色或黑灰色的磷化膜；:?将经酸洗磷化后的钢管风干后吊装至静电喷涂装置，对钢管进行内、外喷涂；
将静电喷涂后的钢管送入烧结炉固化，固化温度为170-200 °C，时间为30-45min，形成改性环氧树脂涂层钢塑复合瓦斯管。
【文档编号】C09D7/12GK104006228SQ201410212788
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】潘晓, 王华林, 孙路军, 翟林峰, 全慧, 李子乐 申请人:安徽志拓管业有限公司