一种聚合物基复合钢管的制备方法
【专利摘要】一种聚合物基复合钢管的制备方法，其特征在于在制备一种常温固化、低粘度、耐磨及耐腐蚀的聚合物基胶黏剂的基础上，再结合旋涂工艺，制备一种聚合物基复合钢管，满足发电厂脱硫脱硝工艺输送石灰水管道的要求。该方法包括一种满足特殊要求的胶黏剂的制备、钢管的预处理、旋涂设备的制作、及旋转涂覆工艺条件。使用该方法能够利用聚合物胶黏剂对钢管内壁良好的浸润、粘附作用，实现聚合物与钢管的无间隙、紧密的复合。
【专利说明】
一种聚合物基复合钢管的制备方法
技术领域
[0001 ]本发明专利涉及一种聚合物基复合钢管的制备方法。
【背景技术】
[0002] 发电厂目前普遍采用衬胶钢管作为脱硫脱硝管道，但存在着耐冲击性能低，抗水 锤性能较差的缺点，有待于开发新型的聚合物基的耐腐蚀，耐磨，并具有较高的抗冲击性能 及抗水锤性能的复合型管道。
【发明内容】
[0003] 本发明专利的目的在于提供一种聚合物基复合钢管的制备方法，其特征在于，该 方法包括以下步骤：
[0004] -种聚合物基复合钢管的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0005] 步骤一:钢管预处理除锈
[0006] 采用喷砂除锈工艺对钢管(3)进行除锈处理，喷砂除锈处理时间为15-30min;
[0007] 步骤二:旋涂步骤
[0008] 将步骤一处理的钢管(3)放入旋涂设备的拖轮(2)之间，将胶黏剂注入钢管中，胶 黏剂通过自流平均匀分散在钢管(3)中，通过聚四氟乙烯环形圆盘和法兰将钢管(3)的两端 封端，启动控制装置使得拖轮(2)转动，转速在80-120r/min，旋涂的时间为60-90min，旋涂 的温度为15-30 °C。
[0009] 其特征在于步骤一中所述的除锈时间：12米长钢管的喷砂时间为30分钟，6米长钢 管的喷砂时间为20分钟;3米长钢管的喷砂时间为15分钟。
[0010] 其特征在于步骤二中所述的旋涂设备包括底座（1)，拖轮(2)和控制装置，所述拖 轮(2)位于底座（1)上，所述底座（1)的数量为4个，且平行设置，拖轮(2)位于底座（1)的两 端，所述控制装置用于控制拖轮(2)的转动，所述控制装置包括所述相连接的电动机(4)和 电极控制器(5)。
[0011] 其特征在于所述拖轮(2)可调节的位于底座(1)上。
[0012] 其特征在于所述的聚合物基胶黏剂包括如下组分:酚醛环氧树脂F51，25-55% ;双 (4-氨基-3-甲基环己基）甲烷，5.5-21.5%;石英砂，17.5-55.5%;邻苯二甲酸二丁酯，4-15 % ;三-(二甲胺基甲基)苯酚，0.5-5 % ; KH-550，0.5-1.0 % ;将酚醛环氧树脂F51、石英砂、 邻苯二甲酸二丁酯、三_(二甲胺基甲基)苯酚及KH-550放入电动搅拌器的圆桶装置中，开动 电动搅拌器，转速为500_750r/min，搅拌时间7min，然后加入双(4-氨基-3-甲基环己基）甲 烷，继续搅拌5min，既得胶黏剂。
[0013] 有益效果：
[0014]利用聚合物胶黏剂对钢管内壁良好的浸润、粘附作用，实现聚合物与钢管的无间 隙、紧密的复合，旋涂工艺操作简单、成本低，且节能环保，但要求胶黏剂在满足固化后具有 优良的耐化学介质及良好的机械性能外，要求胶黏剂在常温条件下短时间固化，并且粘度 低，便于旋涂。经过喷砂除锈处理的钢管，表面光洁，富含羟基等活性基团，而环氧树脂胶黏 剂中含有大量的环氧基，胶黏剂与钢管在实现良好浸润的同时，再由于羟基与环氧基之间 的化学键合，进而形成良好的粘附作用。由于钢管的转动，在离心力的作用下，胶黏剂均匀 地分布在钢管的内壁，带胶黏剂固话后，形成一层黏合紧密的、坚固的聚合物层，从而形成 待制备的复合型钢管。
【附图说明】
[0015] 图1为旋涂设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
[0017] 如图所示，一种聚合物基复合钢管的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步 骤：
[0018] 步骤一:钢管预处理除锈
[0019] 采用喷砂除锈工艺对钢管(3)进行除锈处理，喷砂除锈处理时间为15-30min;
[0020] 步骤二:旋涂步骤
[0021] 将步骤一处理的钢管(3)放入旋涂设备的拖轮(2)之间，将胶黏剂注入钢管中，胶 黏剂通过自流平均匀分散在钢管(3)中，通过聚四氟乙烯环形圆盘和法兰将钢管(3)的两端 封端，启动控制装置使得拖轮(2)转动，转速在80-120r/min，旋涂的时间为60-90min，旋涂 的温度为15-30 °C。
[0022] 步骤一中所述的除锈时间：12米长钢管的喷砂时间为30分钟，6米长钢管的喷砂时 间为20分钟;3米长钢管的喷砂时间为15分钟。
[0023] 步骤二中所述的旋涂设备包括底座（1)，拖轮(2)和控制装置，所述拖轮(2)位于底 座（1)上，所述底座（1)的数量为4个，且平行设置，拖轮(2)位于底座（1)的两端，所述控制装 置用于控制拖轮(2)的转动，所述控制装置包括所述相连接的电动机(4)和电极控制器(5)。 [0024]所述拖轮(2)可调节的位于底座（1)上。
[0025] 所述的聚合物基胶黏剂包括如下组分:酚醛环氧树脂F51，25-55% ;双(4-氨基-3-甲基环己基）甲烷，5.5-21.5%;石英砂，17.5-55.5%;邻苯二甲酸二丁酯，4-15%;三-(二 甲胺基甲基)苯酚，〇. 5-5 % ; KH-550，0.5-1.0 % ;将酚醛环氧树脂F51、石英砂、邻苯二甲酸 二丁酯、三-(二甲胺基甲基）苯酚及KH-550放入电动搅拌器的圆桶装置中，开动电动搅拌 器，转速为500_750r/min，搅拌时间7min，然后加入双(4-氨基-3-甲基环己基）甲烧，继续搅 拌5min，既得胶黏剂。
[0026]实施例：设计了系列胶黏剂配方来制备具有不同性能特点的聚合物基复合钢管。 并采用相应的国家检测标准测试了胶黏剂的力学、耐环境介质以及耐温性能等。
[0027] 示例1:胶黏剂组成：酚醛环氧树脂F51，25% ;双（4-氨基-3-甲基环己基）甲烷， 5.5%;石英砂，55.5%;邻苯二甲酸二丁酯，8.75%;三-(二甲胺基甲基）苯酚，3.5%;1(!1-550,1.75%。
[0028] 示例2 :胶黏剂组成：酚醛环氧树脂F51，27% ;双（4-氨基-3-甲基环己基）甲烷， 5.9% ;石英砂，53.5% ;邻苯二甲酸二丁酯，8.75% ;三-(二甲胺基甲基）苯酚，2.95% ;KH- 550,1.9%。配制胶黏剂时，将酚醛环氧树脂F51、石英砂、邻苯二甲酸二丁酯等混合均匀，然 后依次加入双(4-氨基-3-甲基环己基）甲烷，三-(二甲胺基甲基)苯酚及KH-550等固化剂、 固化促进剂及偶联剂，混合均匀，备用。
[0029] 示例3 :胶黏剂组成：酚醛环氧树脂F51，30% ;双（4-氨基-3-甲基环己基）甲烷， 8.5%;石英砂，48.5%;邻苯二甲酸二丁酯，7.75%;三-(二甲胺基甲基）苯酚，3.5%;1(!1-550，1.75%。配制胶黏剂时，将酚醛环氧树脂F51、石英砂、邻苯二甲酸二丁酯等混合均匀， 然后依次加入双（4-氨基-3-甲基环己基）甲烷，三-(二甲胺基甲基）苯酚及KH-550等固化 剂、固化促进剂及偶联剂，混合均匀，备用。
[0030] 示例4:胶黏剂组成：酚醛环氧树脂F51，34% ;双（4-氨基-3-甲基环己基）甲烷， 9.6%;石英砂，46.5%;邻苯二甲酸二丁酯，6.75% ;三-(二甲胺基甲基）苯酚，1.5%;1(!1-550，1.65%。配制胶黏剂时，将酚醛环氧树脂F51、石英砂、邻苯二甲酸二丁酯等混合均匀， 然后依次加入双（4-氨基-3-甲基环己基）甲烷，三-(二甲胺基甲基）苯酚及KH-550等固化 剂、固化促进剂及偶联剂，混合均匀，备用。
[0031] 示例5:酚醛环氧树脂F51，40% ;双(4-氨基-3-甲基环己基）甲烷，12.5% ;石英砂， 36.5%;邻苯二甲酸二丁酯，7.75%;三-(二甲胺基甲基）苯酚，2.5%;1〇1-550,0.75%。配制 胶黏剂时，将酚醛环氧树脂F51、石英砂、邻苯二甲酸二丁酯等混合均匀，然后依次加入双 (4-氨基-3-甲基环己基）甲烷，三-(二甲胺基甲基)苯酚及KH-550等固化剂、固化促进剂及 偶联剂，混合均匀，备用。
[0032] 示例6:酚醛环氧树脂F51，45% ;双(4-氨基-3-甲基环己基）甲烷，14.5% ;石英砂， 32.5% ;邻苯二甲酸二丁酯，5.0% ;三-(二甲胺基甲基)苯酚，2.5% ;KH-550,0.5%。配制胶 黏剂时，将酚醛环氧树脂F51、石英砂、邻苯二甲酸二丁酯等混合均匀，然后依次加入双(4-氨基-3-甲基环己基）甲烷，三-(二甲胺基甲基)苯酚及KH-550等固化剂、固化促进剂及偶联 剂，混合均匀，备用。
[0033] 示例7:酚醛环氧树脂F51，50% ;双(4-氨基-3-甲基环己基）甲烷，17.5% ;石英砂， 23.5%;邻苯二甲酸二丁酯，6.75%;三-(二甲胺基甲基）苯酚，1.5%;1〇1-550,0.75%。配制 胶黏剂时，将酚醛环氧树脂F51、石英砂、邻苯二甲酸二丁酯等混合均匀，然后依次加入双 (4-氨基-3-甲基环己基）甲烷，三-(二甲胺基甲基)苯酚及KH-550等固化剂、固化促进剂及 偶联剂，混合均匀，备用。
[0034] 示例8 :胶黏剂组成：酚醛环氧树脂F51，55% ;双（4-氨基-3-甲基环己基）甲烷， 21.5%;石英砂，17.5%;邻苯二甲酸二丁酯，3.75%;三-(二甲胺基甲基)苯酚，1.5%;101- 550,0.75%。配制胶黏剂时，将酚醛环氧树脂F51、石英砂、邻苯二甲酸二丁酯等混合均匀， 然后依次加入双（4-氨基-3-甲基环己基）甲烷，三-(二甲胺基甲基）苯酚及KH-550等固化 剂、固化促进剂及偶联剂，混合均匀，备用。
[0035]采用喷砂方法对钢管的内外壁除锈，在一个圆盘型的聚乙烯垫片上涂抹上硅油， 利用法兰将垫片固定在钢管的两端。
[0036]将钢管水平放置在拖轮上。将新鲜配制的胶黏剂灌装入钢管内，带胶黏剂通过自 流平方式均匀分散在钢管底部时，开动拖轮并调节拖轮的转速为250r/min，匀速旋转，经过 1小时的旋转后，停止旋转，检查产品质量。
[0037]各性能测试采用的国家标准：
[0038] 抗拉强度(MPa)GB/T 228-1987
[0039] 弯曲强度(MPa)GB/T 9341-2000
[0040] 附着力（级)GB/T1720-1989
[0041] 冲击强度（J/cm2)GB/T 1843-2008
[0042] 巴氏硬度(H)GB/T 3854
[0043] 使用温度范围、耐酸、耐碱及各种介质等能力是通过将已经固化的胶黏剂浸泡于 各介质24小时后，观察胶黏剂的分解情况得出的结论，此结果是通过观察现象得到的。 [0044]以上配方的测试结果可概括为:抗拉强度为50_95MPa，弯曲强度为45_94MPa，附着 力（级）I-II级，冲击强度为0.55-0.65J/cm 2，使用温度为-40-126°C，巴氏硬度为59-98H，耐 酸碱及海水介质的能力较好。
[0045][示例1 ]和[示例2 ]结果分析
[0048] "〇"表示可以使用；"Λ"表示不可以使用
[0049][示例3]和[示例4]结果分析
[0052] "〇"表示可以使用；"Λ"表示不可以使用
[0053][示例5]和[示例6]结果分析
[0056] "〇"表示可以使用；"Λ"表示不可以使用
[0057][示例7]和[示例8]结果分析
[0060] "〇"表示可以使用；"Λ"表示不可以使用
[0061] 应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解， 在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些 等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
【主权项】
1. 一种聚合物基复合钢管的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 步骤一:钢管预处理除锈 采用喷砂除锈工艺对钢管（3)进行除锈处理，喷砂除锈处理时间为15-30min，采用20-40目石英砂为除锈介质； 步骤二:旋涂步骤 将步骤一处理的钢管（3)放入旋涂设备的拖轮(2)之间，将胶黏剂注入钢管中，胶黏剂 通过自流平均匀分散在钢管（3)中，通过聚四氟乙烯环形圆盘和法兰将钢管（3)的两端封 端，启动控制装置使得拖轮(2)转动，转速在80-120r/min，旋涂的时间为60-90min，旋涂的 温度为15-30 °C。2. 如权利要求1所述的一种聚合物基复合钢管的制备方法，其特征在于步骤一中所述 的除锈时间：12米长钢管的喷砂时间为30分钟，6米长钢管的喷砂时间为20分钟;3米长钢管 的喷砂时间为15分钟。3. 如权利要求1所述的一种聚合物基复合钢管的制备方法，其特征在于步骤二中所述 的旋涂设备包括底座（1)，拖轮(2)和控制装置，所述拖轮(2)位于底座（1)上，所述底座（1) 的数量为4个，且平行设置，拖轮(2)位于底座（1)的两端，所述控制装置用于控制拖轮(2)的 转动，所述控制装置包括相连接的电动机(4)和电极控制器(5)。4. 如权利要求3所述的一种聚合物基复合钢管的制备方法，其特征在于所述拖轮(2) 可调节的位于底座（1)上。5. 如权利要求1所述的一种聚合物基复合钢管的制备方法，其特征在于所述的聚合物 基胶黏剂包括如下组分:酚醛环氧树脂F51，25-55% ;双(4-氨基-3-甲基环己基）甲烷，5.5-21.5%;石英砂，17.5-55.5%;邻苯二甲酸二丁酯，4-15%;三-(二甲胺基甲基)苯酚，0.5_ 5% ;KH-550，0.5-1.0% ;将酚醛环氧树脂F51、石英砂、邻苯二甲酸二丁酯、三-(二甲胺基甲 基)苯酚及KH-550放入电动搅拌器的圆桶装置中，开动电动搅拌器，转速为500-750r/min， 搅拌时间7min，然后加入双(4-氨基-3-甲基环己基）甲烷，继续搅拌5min，既得胶黏剂。
【文档编号】C09J11/04GK106076792SQ201610657325
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月11日 公开号201610657325.6, CN 106076792 A, CN 106076792A, CN 201610657325, CN-A-106076792, CN106076792 A, CN106076792A, CN201610657325, CN201610657325.6
【发明人】赵金生, 赵学贵, 王飞
【申请人】山东澳星陶瓷复合管有限公司, 赵金生