具有内部涂层的用于管线的管以及施涂涂层的方法_3

文档序号:8344211阅读:来源:国知局
酸盐水合物、水合的锌铝正磷酸盐、碱式锌正磷酸盐 四水合物、锶铬酸盐、锌铬酸盐、锌钾铬酸盐、锌四氧铬酸盐。
[0059] 这种腐蚀抑制剂可以是:锌钙锶铝正磷酸盐硅酸盐水合物,例如其中作为ZnO存 在的Zn含量为30-40重量%,作为CaO存在的Ca含量为10-20重量%,作为SrO存在的 Sr含量为2-10重量%,作为P2O5存在的磷含量为15-20重量%,作为SiO 2存在的Si含量 为10-20重量% (可作为市售产品获得,例如来自海博(Heubach)的Heucophos? ZCP); 或是有机改性的锌铝钼正磷酸盐水合物,包含作为ZnO存在的Zn含量为50-65重量%,作 为Al2O 3存在的Al含量为0. 5-5重量%,作为MoO 3存在的Mo含量为0. 1-1. 5重量%,和 作为P2O5存在的磷含量为20-30重量% (可从海博作为Heucophos? ZAM获得),所有百 分比都基于干燥的无水组合物的总重量;或是锌-5-硝基间苯二甲酸盐(例如来自海博的 Heucorin? RZ) 〇
[0060] * 一种或多种增量剂,例如微晶滑石,即粒度小于30微米的滑石,优选平均粒度为 1-10微米。一种商用例子是来自伊美瑞滑石(Imerys Talc)的Mistron? Monomix G。
[0061] * -种或多种彩色颜料,例如氧化铁(红),例如来自朗盛(Lanxess)的 Bayferrox? 130M,
[0062] * -种或多种可润湿性加强性和/或流平性试剂(后一种改善涂层的光滑度);合 适的流平剂是聚酯改性的丙烯酸类官能聚-二甲基-硅氧烷在丙氧基化的二丙烯酸2-新 戊二醇酯中的溶液。这种产品表现出受控的表面滑爽改善并容易进行表面滑爽调节。其改 善了消光剂的流平、基材润湿和取向。其具有丙烯酸类官能度并优选不含其他溶剂。一种 商用例子是来自BYK的丨UV-3570。
[0063] 涂料组合物的一种优选实施方式包含至少20质量%、优选至少25质量%的胶体 颗粒(优选是氧化硅颗粒)在(甲基)丙烯酸酯单体中的分散体,其导致极佳的硬度和耐 磨蚀性。
[0064] 本发明方法包括以下步骤:
[0065] *在管的内部表面上施涂可紫外固化的液体涂料的层,优选是任意上述液体涂料 组合物的层,
[0066] *通过用紫外光辐射所述层来固化所述层。
[0067] 固化后的层厚度优选为20-120微米,更优选为25-80微米,或甚至更优选为30-60 微米。发现本发明方法和涂料组合物能获得具有优良的硬度和耐磨蚀性特性,厚度约为30 微米的涂层。
[0068] 可通过使用已知设备例如无气喷涂采用安装在管内的线形移动并可能旋转的喷 枪在表面上喷涂材料,来进行施涂涂层的步骤。喷枪的典型线形速度为3米/分钟。一些 紫外制剂可能对剪切和湿气敏感。因此,可使用特定的活塞泵(例如葛莱(Graco)开发的 隔膜泵(bellow pump))。这些泵将隔膜泵的温和动作与外部环境暴露的减少相结合。
[0069] 根据粘度以及要施涂的厚度,可以在喷涂之前和过程中将液体涂料加热到中等温 度(小于80°C ),例如40-60°C的温度,从而便于在表面上施涂涂层。在施涂涂料之前将管 的内部表面预热到40-60°C的温度也是可行的。还可在本申请所述的表面预处理过程中或 之后达到这个温度范围。加热有利于获得涂层的低表面粗糙度(其为有利于改进流动的性 质)。可使用其他喷涂技术,例如静电喷涂,尤其是当涂层不太厚时,例如在多层体系的情况 中(见下文)。
[0070] 除了喷涂以外,还可通过任意其他合适的技术施涂涂料,例如通过使用辊涂或刷 涂,后两种主要适合于涂层的局部施涂(例如就地)。
[0071] 施涂了可紫外固化的涂覆混合物之后,优选通过在管内引入一个或多个紫外灯并 在支承结构例如轨道的帮助下进行固化步骤。紫外灯位于表面的合适距离处,从而能进行 有效固化。为了不破坏表面,适当地使得灯或支承灯的任意结构元件与施涂于内部表面上 的潮湿涂层之间不发生接触。通过使管绕其中心轴旋转,同时相对于管在管的纵向中移动 灯,来进行根据本发明的固化步骤。根据一种实施方式,旋转和纵向移动以恒定速度进行。 速度值可根据所用涂料组合物种类、管尺寸、灯尺寸和数量等来选择。或者,可使灯沿着管 的中心轴线形移动,同时绕所述轴旋转,而管保持静止,或使管同样地绕其中心轴旋转。
[0072] 图1示出适用于对具有足够大内径(ID)(例如ID大于50厘米)的管施行本发明 方法的固化装置的一个例子。将两个紫外灯1安装在轨道2上,轨道相对于管3同轴排列, 管的内表面上已接受了可紫外固化的涂层。紫外灯由一个紫外灯泡(见下文)和一个反射 器制成,它们都封闭在外壳中。反射器用于聚焦从灯泡发出的紫外线。由于灯泡会产生一 些红外辐射,所以在操作中会产生一定的热量。虽然这些热量可能有利于涂覆性能的发展, 但过多的热量产生会导致温度对灯泡的效率和寿命产生有害影响。优选在灯的外壳之内吹 动空气或循环水,从而保持内部温度低于合理水平(例如小于80°C )。
[0073] 灯设置成能沿着轨道的纵向移动。将管安装成能绕其中心纵轴(即与轨道重合 的轴)旋转。灯的外壳为矩形封装,具有设置成与待固化表面相隔合适距离的发射表面4。 图2和3显示了其他视图以及安装细节。附图中显示的维度纯粹是为了示例而给出的。管 的合适长度为12米,合适内径为100厘米。灯封装的合适长度为100厘米,该长度在管的 纵向测量,合适宽度为15厘米,该宽度在垂直方向测量,并且在径向测量的宽度为40厘米。 因此,灯的发射表面4与待固化表面之间的合适距离约为50毫米,该距离在所述径向测量。 对于管内径小于或大于100厘米的情况,可能需要对灯外壳的维度进行调节。要加工具有 更大内径(例如ID大于130厘米)的管,可例如将灯外壳置于固定于轨道的高度可调节的 基座上,从而保持发射表面4和待固化表面之间所需的距离。
[0074] 需要加工具有更小内径(例如ID小于50厘米)的管时,可能没有空间来设置反 射器和外壳。在这种情况下,可将轨道装配于液体冷却的紫外灯泡。这些可商购的灯泡由 双壁石英封套制成,封套中循环有液体(例如水)以保持温度低于给定阈值。由于石英封 套会吸收一部分的紫外辐射,所以在这种情况下尤其需要使用较高功率的紫外灯来实现有 效固化。
[0075] 可通过同时旋转管并在纵向移动灯(例如在管的内表面处测得的旋转速度为3米 /分钟并结合灯的合适线形速度),对施涂于管上的涂料组合物进行固化。可以使灯保持给 定位置,而使管旋转一下,从而对表面上对应于灯长度的那部分进行固化。使灯移动到下一 部分之后,重复该过程(即逐步固化)。
[0076] 对管的整个内表面进行了固化之后,优选在管的涂覆过程中关闭紫外灯,再将其 从管中取出,并开始对另一个管的内表面进行固化。这能减少为灯供电所需的电能消耗 并避免使操作者接触到紫外辐射。使用传统系统时,每次开关紫外灯都会对灯泡寿命产生 负面影响。这种操作模式也会因为在灯完全关闭之后需要一定时间才能达到完全的紫外 辐射而影响管涂覆生产线的生产量。这种"一定时间"称为"热重启时间",通常约为2-10 分钟。对于具有足够大内径的管,优选的方案是使用遮蔽系统(shutter system),该遮蔽 系统能在操作过程中机械"开启"并在空闲进程时间过程中"关闭"。当遮蔽系统关闭时, 灯的功率水平降低至例如完全功率的1/3。除了避免使操作者接触任何紫外辐射以外,还 能由此降低电能消耗,而不会影响灯泡寿命。对于具有更小内径的管,通常没有空间供遮 蔽系统使用。优选的方案是关闭和开启需要较短的热重启时间的可商购紫外灯系统,例 如US 5298837中所述的快速启动紫外发射单元。这些快速启动系统,例如可从KUhnast Strahlungs Technik商购的系统,利用单壁或双壁的基于电弧的灯泡,并将这些灯泡结合 到电子电路中,从而能实现1-2秒的热重启时间。
[0077] 本领域已知的任意合适的紫外灯泡都可用于本发明方法中。就波长而言,紫外范 围是200-450纳米。UVC (200-280纳米)由短波组成,能优良地用于表面固化,从而加强对于 刮擦和化学污染的耐受性。UVB (280-320纳米)由中波组成,可用
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