专利名称：：一种金属管道内表面滚涂f46的方法
技术领域：
：本发明涉及一种防腐管道或管件的制备方法，更具体的说涉及金属管道或管件内表面滚涂F46的方法，该管道或管件主要用于腐蚀性强的细长管道。
背景技术：
：金属腐蚀是一个重大的问题。我国每年因腐蚀造成了上千万吨金属被耗损，其中管道腐蚀占了相当大的比例。尤其在化工、石化等行业中，由于工业介质(酸、碱、盐)对基材的腐蚀，随时有可能引起设备、管道的泄露和破坏，给正常生产带来严重威胁。至今对细长管道内壁在高温、负压、强腐蚀介质工况下的防腐蚀问题，还没有从根本上找到有效解决问题的办法。全氟聚合物是耐化学腐蚀最强、可在较高温度下使用的材料，包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚全氟乙丙烯(FEP)、可熔性聚四氟乙烯(PFA)等。作为设备内衬层材料，已被广泛使用。但是，由于普通PTFE成型困难，只能做成衬层，因其难分散无法作为设备管道涂料使用；PFA非常昂贵，不适合于一般工业使用。工业应用将PTFE制成缠绕管或推压管内衬于管道内壁，取得了较好的防腐效果。但PTFE内衬管也存在一些严重缺陷由于氟塑料和管道金属材料的膨胀系数不同，内衬管越长，二者的膨胀差异越大，就极易发生"脱壳变形"，致使因酸碱的腐蚀泄漏而被迫停产检修，缠绕内衬管甚至会被挤压破裂而无法使用，造成重大损失。用F46涂敷钢塑复合管代替PTFE内衬管，既能较好地解决管道内壁在高温、负压条件下的强酸强碱腐蚀问题，又由于F46涂层较薄，可随金属管热胀冷縮，从而完善的解决了氟塑料与金属因不同膨胀系数差异造成内衬氟塑管破裂的现象。中国专利CN1210127，将聚苯硫醚干粉和F46干粉混合物喷涂到工件表面。它解决了氟塑料涂层与金属基体间的强力粘合之难题。它是利用聚苯硫醚既与金属有良好的粘结力，又与聚全氟乙丙烯有良好的共混性，易组成氟塑料合金这一特性，以逐步改变二者配比的喷涂方法，形成一个过渡层，使氟塑料与金属间形成强力地结合。该方法可用于石油化工设备中抗强腐蚀介质的场合，但不适合于管道施工，且其单层厚度小于25微米，要喷涂-塑化处理十几层才能达到重防腐的要求。中国专利90107631.7(申请号)，采用"专用粘接剂"试图解决氟塑料衬层的脱落损坏问题，但需要带压施工，更不适合于管道施工。中国专利CN87102110A，将F46、酚醛树脂和石墨粉等混合，并用乙醇调和成粘接剂层，面层为F46和石墨粉的混合物，逐层提高F46的比例，成功用于设备表面防腐。但该法同样不适合于管道施工。中国专利CN2906277(实用新型)，带有F46内涂层并具有补口功能的管道及管件，F46内涂层厚度0.150微米，PTFE接头固定在管件端口内以保护F46涂层。但该法不适合于细长管道的涂敷施工，涂层与基材的结合力不能满足高真空和15(TC以上工部的要求。中科院兰州化物所冯治中等研究了火焰喷涂F46涂层的制备及其摩擦行为；四川3大学李小荣、山东大学管丛胜、边洁、李国丽等研究了F46/PPS复合防腐蚀涂层，但均没有解决管道防腐施工问题。南京汉英化工有限公司、淄博博隆化工设备有限公司、张家港市驰耐特防腐科技有限公司研究了F46静电喷涂，但静电喷涂由于第一次喷涂已形成绝缘薄膜，无法多层喷涂，不适合重防腐施工。也有人采用F46水分散液进行涂敷，每次只能涂到15i！m以下，由于第一次涂敷后，金属表面形成一层表面张力很小的F46薄膜，再涂敷时附着力差，且易出现裂纹，也不适合管道的重防腐施工。
发明内容根据深入研究，本申请发明人发现，F46微粉在一定的分散剂作用下具有较好的流动分散性，而带苯基类硅烷偶联剂具有耐高温性，能明显提高涂层与基材、底层与中间层的结合强度，可以对细长管道进行滚涂加工，得到的F46复合钢塑管具有优异的耐腐蚀性、耐高温性、耐负压，附着力强，从而完成了本发明。本发明的目的在于提供一种防腐管道(管件)的制备方法，更具体的说涉及金属管道内表面滚涂F46的方法，其特征在于对金属管道进行预处理，选用聚全氟乙丙烯(F46)作为防腐涂层材料，底层以聚苯硫醚、F46和硅烷偶联剂共混分散液进行滚涂，再以F46分散液滚涂数道(中间层及面层)，烧结成型制得厚涂层重防腐管道。本发明所述的滚涂法，是指让金属管道(管件)转动并有一定倾斜度(530°)，涂料从高端计量均匀加入，并吹入一定温度的热风(热风温度308(TC，使涂料中的分散剂能挥发出来即可)；管道另一端设有吸风罩，与抽吸和分散剂回收系统(冷凝、蒸馏装置)相连，分散剂可循环使用。金属基材的预处理可采用普通的机械抛光处理法或酸洗法，处理后的表面粗糙度一般不宜超过涂层厚度的1/3。涂层由底层、中间层及面层组成，总厚度在200300微米即可。底层涂料是由聚苯硫醚、F46和硅烷偶联剂及分散剂共混得到的分散液，聚苯硫醚、F46和硅烷偶联剂的质量配比为5095:4.555:0.15;分散剂为聚苯硫醚、F46和硅烷偶联剂三者质量之和的50500%，优选200300%。底层所用的硅烷偶联剂为耐高温型硅烷偶联剂，优选通式如RC6H4(CH2)nSi(OR')3所示的带苯基的硅烷偶联齐U，其中R为CH3，C1CH2，H(CH2CH20)m，H(CH2CH2CH20)m，CI(CH2CH20)m，CI(CH2CH2CH20)m;R，为CH3，C2H5;m=05;n=05。选用异丙醇和氟烷基醇做分散剂。所述的氟烷基醇可以从三氟乙醇、二氟乙醇、三氟丙醇、四氟丙醇、五氟丙醇、六氟异丙醇等选择单独使用或混合使用；所述分散剂中异丙醇和氟烷基醇的物质的量的比例为4098:602，优选7098:302。中间层及面层涂料由F46和分散剂组成的分散液，质量配比1575:8525，优选2035:8065。本发明涂层的烧结条件为底层325365t:、保温515min;中间层31535(TC、保温1015min;面层31535(TC、保温2550min。保温后可进行淬水处理，也可自然冷却。制品按如下方法进行附着力和致密性的检测1.参照SY/T0442-1997用无损伤电火花仪，施加20V/iim的电压，检测涂层有无针孔(漏点)，以判断涂层的致密性。2.自行设计了划痕高压水喷射法检测涂层与基材以及各层间的结合强度，将滚塑后的钢管沿轴向锯开，用刀片将涂层划成5X5mm的方格，然后将高压水枪的枪口移到距离涂层lm的位置，用5MPa的高压水对涂层喷射30min，观察涂层有无被剥离脱落或损坏。3.加热真空试验，将涂敷好的管道与真空系统连接，管道外缠氟塑料电伴热带并与电源调压器接通，控制温度15(TC、系统真空表-0.098MPa以上，1小时后停止加热，泄去真空，察看管道内涂层有无变形、剥落等异常情况。具体实施例方式下面通过实例进一步描述本发明的特征，但本发明并不局限于下述实例。实施例1将①45X3、长2m的碳钢管进行喷砂预处理。在带搅拌的玻璃烧杯中，加入异丙醇315g、三氟乙醇45g，搅拌10min，得到分散剂备用。取分散剂100g左右，加入到三口烧瓶中，再加入苯基三甲氧基硅烷lg，搅拌10min，得到底层料中硅烷偶联剂分散液。在混合器(自制)中，加入F46粉末4g、PPS粉末35g，混合5min，加入已配制好的硅烷偶联剂分散液，混匀得到底层涂料，取出备用；在混合器(自制)中，加入F46粉末96g，加入已配制好的分散剂260g，混匀得到中间层(面层)涂料，取出备用。通过软管计量加入已位于带滚动轴承的导架上有15。倾斜、不断自转(转速20r/min)并已预热到60°C的碳钢管中，同时吹入55t:的热风。加料毕，管道继续自转，将碳钢管加热到8(TC保持5min，再将管道移到烧结炉中，按10°C/min的速率将温度升高到34(TC保持10min;冷却到60°C，将管道移到导架上滚涂中间层涂料(温度、转速等条件同底层滚涂条件)，然后将管道移到烧结炉中，按10°C/min的速率将温度升高到33(TC保持15min，重复3次；冷却到6(TC，将管道移到导架上滚涂面层涂料(温度、转速等条件同底层滚涂条件)，然后将管道移到烧结炉中，将碳钢管加热到15(TC保持5min，再按10°C/min的速率将温度升高到33(TC保持45min，最后将管道自然冷却到室温，进行附着力和致密性的检测，结果如表1所示。实施例2以苯基三乙氧基硅烷代替苯基三甲氧基硅烷，其他条件同实施例1。实施例3以氯甲基苯乙基三乙氧基硅烷代替苯基三甲氧基硅烷，其他条件同实施例1。实施例4以BD-3033H芳基聚醚改性聚硅氧烷代替苯基三甲氧基硅烷，其他条件同实施例1。实施例5以BD-2051芳基长链烷基与聚醚共改性聚硅氧烷代替苯基三甲氧基硅烷，其他条件同实施例1。实施例6中间层涂料中加入10gPPS，其他条件同实施例1。实施例7以四氟丙醇70g代替三氟乙醇，其他条件同实施例1。实施例8以异丙醇270g和三氟乙醇90g为分散剂，其他条件同实施例1。比较例9不加硅烷偶联剂，其他条件同实施例1。比较例10以KH-550代替苯基三甲氧基硅烷，其他条件同实施例1。比较例11以乙醇代替分散剂，其他条件同实施例1。比较例12以异丙醇100g和三氟乙醇300g为分散剂，其他条件同实施例1。比较例13不加硅烷偶联剂和分散剂，由内及表PPS比例渐降、F46比例渐增，干粉滚塑，管外壁温度控制300360°C。各实施例测试结果见表l。表1各实施例测试结果汇总<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>权利要求一种金属管道内表面滚涂F46的方法，其特征在于对金属管道进行预处理，选用聚全氟乙丙烯(F46或FEP)作为防腐涂层主材料，底层以聚苯硫醚、F46和硅烷偶联剂共混分散液进行滚涂，再以F46分散液滚涂数道(中间层及面层)，烧结成型制得厚涂层重防腐管道。2.根据权利要求1所述的一种金属管道内表面滚涂F46的方法，其特征在于底层所用的硅烷偶联剂为耐高温型硅烷偶联剂，优选通式如RC6H4(CH2)nSi(0R')3所示的带苯基的硅烷偶联剂，其中R为CH3，C1CH2，H(CH2CH20)m，H(CH2CH2CH20)m，CI(CH2CH20)m，CI(CH2CH2CH20)m;R，为CH3，C2H5;m=05;n=05。3.根据权利要求1所述的一种金属管道内表面滚涂F46的方法，其特征在于选用异丙醇和氟烷基醇做分散剂，所述的氟烷基醇可以从三氟乙醇、二氟乙醇、三氟丙醇、四氟丙醇、五氟丙醇、六氟异丙醇等选择单独使用或混合使用；所述分散剂中异丙醇和氟烷基醇的物质的量的比例为4098:602，优选7098:302。4.根据权利要求1所述的一种金属管道内表面滚涂F46的方法，其特征在于底层涂料是由聚苯硫醚、F46和硅烷偶联剂及分散剂共混得到的分散液，聚苯硫醚、F46和硅烷偶联剂的质量配比为5095:4.555:0.15;分散剂为聚苯硫醚、F46和硅烷偶联剂三者质量之和的50500%，优选200300%。5.根据权利要求1所述的一种金属管道内表面滚涂F46的方法，其特征在于中间层及面层由F46和分散剂组成的分散液，质量配比为1575:8525，优选2035:8065。全文摘要一种金属管道内表面滚涂F46的方法，对金属管道或管件进行预处理后，选用聚全氟乙丙烯(F46或FEP)为防腐主材料，以异丙醇和含氟烷基醇为复合分散剂，底层以聚苯硫醚、F46和硅烷偶联剂的共混分散液进行滚涂，再以F46分散液滚涂数道(中间层及面层)，烧结成型制得高结合力厚涂层重防腐管道或管件，特别适用于化工、医药等强腐蚀介质及高温、真空等的场合。文档编号C09D5/08GK101769409SQ200910216850公开日2010年7月7日申请日期2009年12月31日优先权日2009年12月31日发明者王浩舟,许益生申请人:浙江衢州万能达科技有限公司