一种防腐蚀的聚乙烯环氧树脂涂层复合钢管的制作方法

本发明属于管道技术领域，具体涉及到一种防腐蚀的聚乙烯环氧树脂涂层复合钢管。

背景技术：

钢塑复合管，产品以无缝钢管、焊接钢管为基管，内壁涂装高附着力、防腐、食品级卫生型的聚乙烯粉末涂料或环氧树脂涂料。采用前处理、预热、内涂装、流平、后处理工艺制成的给水镀锌内涂塑复合钢管，是传统镀锌管的升级型产品。

常说的钢塑复合压力管，这种管材中间层为高碳钢带通过卷曲成型对接焊接而成的钢带层，内外层均为高密度聚乙烯。这种管材中间层为钢带，所以管材承压性能非常好，不同于铝带承压不高，由于管材中间层的钢带是密闭的，所以这种钢塑管同时具有阻氧作用，可直接用于直饮水工程，而其内外层又是塑料材质，具有非常好的耐腐蚀性。如此优良的性能，使得钢塑复合管的用途非常广泛，石油、天然气输送，工矿用管，饮水管，排水管等等各种领域均可以见到这种管的身影。但是该钢管在输送或是使用过程中容易遭到外力的摩擦或是击打，容易造成管道的损坏和开裂，进而破坏管道外层的密闭或是剪切力，发生腐蚀。

公开号为cn102758972a的中国专利申请公开了一种煤矿井下用外环氧树脂内聚乙烯复合钢管生产工艺，其特征是包括以下步骤：(1)选择无缝钢管，将无缝钢管的内外表面清理干净，然后在无缝钢管的两端分别焊接法兰；(2)选择煤矿井下用聚乙烯管材，其中聚乙烯管材的外径比无缝钢管的内径大2-8mm；(3)取聚乙烯管材通过滚轮缩径机缩径后进入无缝钢管成为复合钢管，其中复合钢管中聚乙烯管材的两端比无缝钢管的两端各长7-10cm；(4)将复合钢管放在温度为-15～28℃的自然环境下放置24-48小时，使复合钢管内的聚乙烯管材自动回弹，(5)采用加热工具将回弹后复合钢管两端长出的聚乙烯管材加热至聚乙烯管材变软，然后在翻边机上对变软的聚乙烯管材进行挤压定型，形成翻边；(6)对翻边后的复合钢管进行修边，修边后使聚乙烯管材与无缝钢管两端的法兰水线相齐；(7)按照常规方法用环氧树脂涂刷复合钢管的外表面。但是该发明复合钢管外层涂料容易掉落或是抹掉，并且容易受外力额破坏，因此，需要对现有钢管外层进行进一步的加强，使复合钢管更加耐候、耐压，耐磨损。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种防腐蚀的聚乙烯环氧树脂涂层复合钢管，该复合钢管外层采用玻璃化树脂层与聚碳酸酯层交替组合形成，既可以保证钢管管体外侧的耐磨性能，其交替结构还能减少外层的脆性，提高外层的抗冲击性。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

一种防腐蚀的聚乙烯环氧树脂涂层复合钢管，由内而外包括聚乙烯层、内粘结层、钢管管体、外粘结层、抗压外层，所述抗压外层为玻璃化树脂层与聚碳酸酯层交替组合形成。

聚碳酸酯层：聚碳酸酯(pc)是一种强韧的热塑性树脂；pc是一种线型碳酸聚酯，分子中碳酸基团与另一些基团交替排列，这些基团可以是芳香族，可以是脂肪族，也可两者皆有。pc是几乎无色的玻璃态的无定形聚合物，有很好的光学性。pc高分子量树脂有很高的韧性，悬臂梁缺口冲击强度为600～900j/m，未填充牌号的热变形温度大约为130℃，玻璃纤维增强后可使这个数值增加10℃。pc的弯曲模量可达2400mpa以上，树脂可加工制成大的刚性制品。低于100℃时，在负载下的蠕变率很低。pc耐水解性差，不能用于重复经受高压蒸汽的制品。pc主要性能缺陷是耐水解稳定性不够高，对缺口敏感，耐有机化学品性，耐刮痕性较差，长期暴露于紫外线中会发黄。和其他树脂一样，pc容易受某些有机溶剂的侵蚀。pc材料具有阻燃性，耐磨，抗氧化性，适用于比较恶劣的环境中。

玻璃化树脂层：玻璃化树脂是有高弹性的树脂经过玻璃化温度处理后转化为玻璃态的组分，在玻璃化温度以上，高聚物表现出弹性；在此温度以下，高聚物表现出脆性。

本发明将玻璃化树脂层和聚碳酸酯层交替组合，原理是利用硬度较大的玻璃化树脂层和韧性较强的聚碳酸酯层交替结合，使复合钢管在使用过程中，可以经受外力的冲击，当外力冲击时，抗压外层可以将外力转化为玻璃化树脂层和聚碳酸酯层的弹性势能。

进一步的，所述抗玻璃化树脂层的原料由有机硅端羟基聚酯与硅酸盐按重量比8-12:1组成。

在抗玻璃化树脂层的原料中加入硅酸盐这种无机玻璃成分，可以提高抗玻璃化树脂层的硬度。

有机硅端羟基聚酯(详见李华恭,郝志峰,洪欣欣,等.有机硅改性端羟基聚酯的合成[j].合成树脂及塑料，2012，29(2):20-23.)，通过在羟基聚酯中接枝有机硅可以提高原料中硅酸盐中的融合性，提高硅酸盐在抗玻璃化树脂层中的分散。

进一步的，所述内粘结层为偶联剂。偶联剂可以使无机金属钢管与聚乙烯层较好的粘合在一起。

进一步的，所述外粘结层为偶联剂和环氧树脂组合而成。

进一步的，所述玻璃化树脂层厚度为0.5-1mm，所述聚碳酸酯层厚度为0.2-0.4mm。

进一步的，本发明还提供了所述的防腐蚀的聚乙烯环氧树脂涂层复合钢管，其依次按如下步骤制得：

(1)对钢管管体内外表面进行抛丸除锈处理，在钢管管体外侧使用离心机依次喷涂偶联剂和环氧树脂，干燥后形成外粘结层；

(2)在外粘结层外侧涂布玻璃化树脂层原料，在温度120-150℃条件下固化20-30min，形成玻璃化树脂层，然后在玻璃化树脂层外侧再涂布聚碳酸酯层，干燥即可，交替涂布玻璃化树脂层原料和聚碳酸酯层1-3次且使玻璃化树脂层位于最外侧；

(3)将钢管管体内侧使用离心机喷涂偶联剂形成内粘结层，放置至偶联剂干燥；

(4)将外径大于钢管管体内径的聚乙烯管缩径后进入钢管管体，然后在30-40℃条件下回弹形成聚乙烯层。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明公开的防腐蚀的聚乙烯环氧树脂涂层复合钢管增加玻璃化树脂层与聚碳酸酯层交替组合形成的抗压外层，可以增加复合钢管的抗冲击防磨性能，并且具有良好的耐候性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中，1、聚乙烯层；2、内粘结层；3、钢管管体；4、外粘结层；5、抗压外层。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述，对于本发明未详细描述的技术方案可参看背景技术或是现有技术。

图1示出了本发明的结构示意图，该防腐蚀的聚乙烯环氧树脂涂层复合钢管，由内而外包括聚乙烯层、内粘结层、钢管管体、外粘结层、抗压外层，所述抗压外层为玻璃化树脂层与聚碳酸酯层交替组合形成。

作为一种优选的实施方式，所述抗玻璃化树脂层的原料由有机硅端羟基聚酯与硅酸盐按重量比8-12:1组成。

作为一种优选的实施方式，所述内粘结层为偶联剂。

作为一种优选的实施方式，所述外粘结层为偶联剂和环氧树脂组合而成。

作为一种优选的实施方式，所述玻璃化树脂层厚度为0.5-1mm，所述聚碳酸酯层厚度为0.2-0.4mm。

上述防腐蚀的聚乙烯环氧树脂涂层复合钢管，其依次按如下步骤制得：

(1)对钢管管体内外表面进行抛丸除锈处理，在钢管管体外侧使用离心机依次喷涂偶联剂和环氧树脂，干燥后形成外粘结层；

(2)在外粘结层外侧涂布玻璃化树脂层原料，在温度120-150℃条件下固化20-30min，形成玻璃化树脂层，然后在玻璃化树脂层外侧再涂布聚碳酸酯层，干燥即可，交替涂布玻璃化树脂层原料和聚碳酸酯层1-3次且使玻璃化树脂层位于最外侧；

(3)将钢管管体内侧使用离心机喷涂偶联剂形成内粘结层，放置至偶联剂干燥；

(4)将外径大于钢管管体内径的聚乙烯管缩径后进入钢管管体，然后在30-40℃条件下回弹形成聚乙烯层。

以下通过几个实施例对本发明对进一步的说明。其中未说明的成分为现有技术，不影响本发明解决的技术问题。

实施例1一种防腐蚀的聚乙烯环氧树脂涂层复合钢管

所述防腐蚀的聚乙烯环氧树脂涂层复合钢管，其依次按如下步骤制得：

(1)对钢管管体内外表面进行抛丸除锈处理，在钢管管体外侧使用离心机依次喷涂偶联剂和环氧树脂，干燥后形成外粘结层；

(2)在外粘结层外侧涂布玻璃化树脂层原料，在温度140℃条件下固化25min，形成玻璃化树脂层0.7mm，然后在玻璃化树脂层外侧再涂布0.3mm聚碳酸酯层，干燥即可，交替涂布玻璃化树脂层原料和聚碳酸酯层2次后再涂布一次玻璃化树脂层；

(3)将钢管管体内侧使用离心机喷涂偶联剂形成内粘结层，放置至偶联剂干燥；

(4)将外径大于钢管管体内径(大2-3cm)的聚乙烯管缩径后进入钢管管体，然后在35℃条件下回弹形成聚乙烯层。

所述抗玻璃化树脂层的原料由有机硅端羟基聚酯与硅酸钙按重量比10:1组成；所述内粘结层为偶联剂a151(乙烯基三乙氧基硅烷)；所述外粘结层为偶联剂a151(乙烯基三乙氧基硅烷)和环氧树脂组合而成；偶联剂为a151(乙烯基三乙氧基硅烷)。

实施例2一种防腐蚀的聚乙烯环氧树脂涂层复合钢管

所述防腐蚀的聚乙烯环氧树脂涂层复合钢管，其依次按如下步骤制得：

(1)对钢管管体内外表面进行抛丸除锈处理，在钢管管体外侧使用离心机依次喷涂偶联剂和环氧树脂，干燥后形成外粘结层；

(2)在外粘结层外侧涂布玻璃化树脂层原料，在温度120℃条件下固化30min，形成0.5mm玻璃化树脂层，然后在玻璃化树脂层外侧再涂布0.2mm聚碳酸酯层，干燥即可，交替涂布玻璃化树脂层原料和聚碳酸酯3次后在涂布玻璃化树脂层；

(3)将钢管管体内侧使用离心机喷涂偶联剂形成内粘结层，放置至偶联剂干燥；

(4)将外径大于钢管管体内径的聚乙烯管缩径后进入钢管管体，然后在30℃条件下回弹形成聚乙烯层。

所述抗玻璃化树脂层的原料由有机硅端羟基聚酯与硅酸钙按重量比8:1组成；所述内粘结层为偶联剂；所述外粘结层为偶联剂和环氧树脂组合而成；偶联剂为a171(乙烯基三甲氧基硅烷)。

实施例3一种防腐蚀的聚乙烯环氧树脂涂层复合钢管

所述防腐蚀的聚乙烯环氧树脂涂层复合钢管，其依次按如下步骤制得：

(1)对钢管管体内外表面进行抛丸除锈处理，在钢管管体外侧使用离心机依次喷涂偶联剂和环氧树脂，干燥后形成外粘结层；

(2)在外粘结层外侧涂布玻璃化树脂层原料，在温度150℃条件下固化20min，形成1mm玻璃化树脂层，然后在玻璃化树脂层外侧再涂布0.4mm聚碳酸酯层，干燥即可，交替涂布玻璃化树脂层原料和聚碳酸酯层1次后涂布一层玻璃化树脂层；

(3)将钢管管体内侧使用离心机喷涂偶联剂形成内粘结层，放置至偶联剂干燥；

(4)将外径大于钢管管体内径的聚乙烯管缩径后进入钢管管体，然后在40℃条件下回弹形成聚乙烯层。

所述抗玻璃化树脂层的原料由有机硅端羟基聚酯与硅酸钠按重量比12:1组成；所述内粘结层为偶联剂；所述外粘结层为偶联剂和环氧树脂组合而成；偶联剂为a172(乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷)。

本发明创造未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。