一种高防腐低污垢的水暖管道及其加工工艺的制作方法

本发明涉及管道加工技术领域，具体的为一种高防腐低污垢的水暖管道及其加工工艺。

背景技术：

管道是用管子、管子联接件和阀门等联接成的用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置。通常，流体经鼓风机、压缩机、泵和锅炉等增压后，从管道的高压处流向低压处，也可利用流体自身的压力或重力输送。管道的用途很广泛，主要用在给水、排水、供热、供煤气、长距离输送石油和天然气、农业灌溉、水力工程和各种工业装置中。

水暖是地板辐射采暖的其中一种，通过地面盘管，管道里有循环流动的热水，通过地板辐射层中的热媒，均匀加热整个地面，利用地面自身的蓄热和热量向上辐射的规律由下至上进行传导，来达到取暖的目的。水暖管道常见于家庭装潢，一般内部结构较为狭长，在使用过程中，由于管道内部环境温度和湿度都比较适宜滋生细菌，且温水在输送过程中也会沉淀一些固定颗粒，这些固体颗粒，这些固体颗粒容易成为细菌滋生的载体，并且最终巴结在管道的内壁上，这种污物如果不及时清理掉会影响到水质，而且对管体本身具有很大的腐蚀侵害，极大的缩短了水暖管的使用寿命。对此，本申请提出了一种高防腐低污垢的水暖管道及其加工工艺。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高防腐低污垢的水暖管道及其加工工艺，针对性配制功能涂料对水暖管道内壁进行处理，有效改善了管道内的腐蚀和结垢问题，且具有稳定持久的层间结合力、基体附着力，自修复补足效果好，显著延长了有效使用寿命，综合实用性强。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高防腐低污垢的水暖管道，包括管道基体，依次设于管道基体内壁的内过渡层、功能内衬层，其中，内过渡层为含自修复材料的聚氨酯胶黏剂涂层，功能内衬层为含改性玻纤的含氟聚丙烯酸酯涂层。

作为本发明进一步优选，内过渡层厚度为管道基体厚度的0.2-2％，功能内衬层厚度为管道基体厚度的0.5-5％。

作为本发明进一步优选，内过渡层中自修复材料包括聚苯醚、双马来亚酰胺、聚醚、微晶蜡、纳米氧化铝，各材料质量占比分别为纳米氧化铝4-8％、微晶蜡5-15％、聚醚5-10％、双马来亚酰胺20-40％、聚苯醚余量。

作为本发明进一步优选，内过渡层中自修复材料与聚氨酯胶黏剂质量占比为1:10-20。

作为本发明进一步优选，功能内衬层中改性玻纤制备工艺为，取玻璃纤维置于氧化性溶液中，60±5℃加热处理10-15min，取出干燥，再置于含2.5-5wt％表面活性剂的硅酸盐水溶液中，超声处理10-20min，取出干燥，最后置于含3-8wt％偶联剂的纳米二氧化硅溶液中45±5℃加热处理20-60min，取出干燥至恒重即可。

作为本发明进一步优选，氧化性溶液选自但不限于mno2、kmno4、k2cr2o7、hno3、h2so4中的任意一种；表面活性剂选用摩尔比1:0-1:0-1的二乙醇胺、十二烷基硫酸钠、聚丙烯酸甲酯组合物；硅酸盐水溶液中硅酸盐采用层状硅酸盐；偶联剂采用硅烷偶联剂。

作为本发明进一步优选，功能内衬层中改性玻纤与含氟聚丙烯酸酯乳液的质量占比为1:20-33。

作为本发明进一步优选，高防腐低污垢的水暖管道，加工工艺为，先对管道进行清理，将管道置于稀酸活化液中浸渍或将稀酸活化液喷涂在管道内、外壁，40-45℃热风吹100-150s，然后依次进行内过渡层和功能内衬层的喷涂，两者喷涂间隔不超过3h，且内过渡层涂覆完成后需55±5℃热处理90-120min。

作为本发明进一步优选，管道基体外还设有外强化防护层，外强化防护层为含短切玻纤的硅酸盐矿物涂料层，外强化防护层厚度为管道基体厚度的0.5-5％，外强化防护层中短切玻纤长度为1-50μm，短切玻纤含量为3.8-5.6wt％。

本发明的有益效果在于：本发明针对性配制功能涂料对水暖管道内壁进行处理，有效改善了管道内的腐蚀和结垢问题，且具有稳定持久的层间结合力、基体附着力，整体相容性好，自修复补足效果强，显著延长了有效使用寿命，综合实用性强。

内过渡层作为粘结层，以聚氨酯胶黏剂为主要粘附材料，添加有自修复材料，在保证结合力的同时，对两侧被粘结层具有良好的内渗补足性。聚氨酯胶黏剂本身表现出高度的活性和极性，与基体塑料具有优异化学键合性，层间结合效果好，同时其中的添加的修复材料以聚苯醚、双马来亚酰胺为主要包覆成分，内嵌润滑剂、活化剂等，与高活性的异氰基(-nco)、氨基甲酸酯基(-nh-coo-)具有优异的反应键合性，形成稳定的网络桥架结构，为基体强化修补提供有效的微观通道，分子迁移有效率显著提高，降低了反应活化能。另外，在水暖管使用过程中，高温下具有一定的流变性促进效果，对材料的自修复反应联结具有积极效果，自修复率可达92％。

功能内衬层以含氟聚丙烯酸酯乳液为主要成分，具有优异三憎性(憎水、憎污、憎菌)，同时添加改性玻纤，具有良好的活化反应性，一方面是为了强化力学性能，有利于形成稳定的连接组织，对有效抗菌、防污、防腐成分负载结合性强，流失率明显降低；另一方面有利于降低温差对塑料膨胀性的影响，对流体的冲击能具有良好的吸收性，作为骨架网减小组织损伤，有效延长了使用寿命。

附图说明

图1为本发明水暖管道截面图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种高防腐低污垢的水暖管道，如图所示，包括管道基体1(本申请中采用ppr管，下同)，依次设于管道基体1内壁的内过渡层2、功能内衬层3，其中，内过渡层2为含自修复材料的聚氨酯胶黏剂涂层，功能内衬层3为含改性玻纤的含氟聚丙烯酸酯涂层；内过渡层厚度为管道基体厚度的0.5％，功能内衬层厚度为管道基体厚度的2％。

关于内过渡层：

内过渡层中自修复材料与聚氨酯胶黏剂(市售采购成品，下同)质量占比为1:10。

内过渡层中自修复材料包括聚苯醚、双马来亚酰胺、聚醚、微晶蜡、纳米氧化铝，各材料质量占比分别为纳米氧化铝6％、微晶蜡10％、聚醚10％、双马来亚酰胺30％、聚苯醚余量。

关于功能内衬层：

功能内衬层中改性玻纤与含氟聚丙烯酸酯乳液(市售采购成品，下同)的质量占比为1:25。

功能内衬层中改性玻纤制备工艺为，取玻璃纤维置于氧化性溶液中，60±5℃加热处理15min，取出干燥，再置于含3wt％表面活性剂的硅酸盐水溶液中，超声处理10min，取出干燥，最后置于含6wt％偶联剂的纳米二氧化硅溶液中45±5℃加热处理40min，取出干燥至恒重即可。

其中，氧化性溶液选自kmno4；表面活性剂选用摩尔比1:1的二乙醇胺、聚丙烯酸甲酯组合物；硅酸盐水溶液中硅酸盐采用层状硅酸盐；偶联剂采用硅烷偶联剂。

高防腐低污垢的水暖管道，加工工艺为：

先对管道进行清理，将管道置于稀酸活化液中浸渍或将稀酸活化液喷涂在管道内、外壁，40-45℃热风吹120s，然后依次进行内过渡层和功能内衬层的喷涂，两者喷涂间隔不超过3h，且内过渡层涂覆完成后需55±5℃热处理100min。

实施例2：

基于实施例1的高防腐低污垢的水暖管道结构，内过渡层厚度为管道基体厚度的1.5％，功能内衬层厚度为管道基体厚度的8％，本实施例中：

关于内过渡层：

内过渡层中自修复材料与聚氨酯胶黏剂质量占比为1:10。

内过渡层中自修复材料包括聚苯醚、双马来亚酰胺、聚醚、微晶蜡、纳米氧化铝，各材料质量占比分别为纳米氧化铝5％、微晶蜡15％、聚醚5％、双马来亚酰胺40％、聚苯醚余量。

关于功能内衬层：

功能内衬层中改性玻纤与含氟聚丙烯酸酯乳液的质量占比为1:25。

功能内衬层中改性玻纤制备工艺为，取玻璃纤维置于氧化性溶液中，60±5℃加热处理10min，取出干燥，再置于含5wt％表面活性剂的硅酸盐水溶液中，超声处理20min，取出干燥，最后置于含8wt％偶联剂的纳米二氧化硅溶液中45±5℃加热处理40min，取出干燥至恒重即可。

其中，氧化性溶液选自hno3；表面活性剂选用聚丙烯酸甲酯；硅酸盐水溶液中硅酸盐采用层状硅酸盐；偶联剂采用硅烷偶联剂。

高防腐低污垢的水暖管道，加工工艺为：

先对管道进行清理，将管道置于稀酸活化液中浸渍或将稀酸活化液喷涂在管道内、外壁，40-45℃热风吹120s，然后依次进行内过渡层和功能内衬层的喷涂，两者喷涂间隔不超过3h，且内过渡层涂覆完成后需55±5℃热处理120min。

实施例3：

基于实施例1的高防腐低污垢的水暖管道结构，内过渡层厚度为管道基体厚度的2％，功能内衬层厚度为管道基体厚度的10％，本实施例中：

关于内过渡层：

内过渡层中自修复材料与聚氨酯胶黏剂质量占比为1:15。

内过渡层中自修复材料包括聚苯醚、双马来亚酰胺、聚醚、微晶蜡、纳米氧化铝，各材料质量占比分别为纳米氧化铝8％、微晶蜡5％、聚醚10％、双马来亚酰胺20％、聚苯醚余量。

关于功能内衬层：

功能内衬层中改性玻纤与含氟聚丙烯酸酯乳液的质量占比为1:25。

功能内衬层中改性玻纤制备工艺为，取玻璃纤维置于氧化性溶液中，60±5℃加热处理15min，取出干燥，再置于含2.5wt％表面活性剂的硅酸盐水溶液中，超声处理20min，取出干燥，最后置于含5wt％偶联剂的纳米二氧化硅溶液中45±5℃加热处理60min，取出干燥至恒重即可。

其中，氧化性溶液选自mno2；表面活性剂选用聚丙烯酸甲酯；硅酸盐水溶液中硅酸盐采用层状硅酸盐；偶联剂采用硅烷偶联剂。

高防腐低污垢的水暖管道，加工工艺为：

先对管道进行清理，将管道置于稀酸活化液中浸渍或将稀酸活化液喷涂在管道内、外壁，40-45℃热风吹100s，然后依次进行内过渡层和功能内衬层的喷涂，两者喷涂间隔不超过3h，且内过渡层涂覆完成后需55±5℃热处理120min。

实施例4：

基于实施例1的高防腐低污垢的水暖管道结构，内过渡层厚度为管道基体厚度的2％，功能内衬层厚度为管道基体厚度的10％，本实施例中：

关于内过渡层：

内过渡层中自修复材料与聚氨酯胶黏剂质量占比为1:15。

内过渡层中自修复材料包括聚苯醚、双马来亚酰胺、聚醚、微晶蜡、纳米氧化铝，各材料质量占比分别为纳米氧化铝6％、微晶蜡12％、聚醚8％、双马来亚酰胺30％、聚苯醚余量。

关于功能内衬层：

功能内衬层中改性玻纤与含氟聚丙烯酸酯乳液的质量占比为1:25。

功能内衬层中改性玻纤制备工艺为，取玻璃纤维置于氧化性溶液中，60±5℃加热处理10min，取出干燥，再置于含2.5wt％表面活性剂的硅酸盐水溶液中，超声处理20min，取出干燥，最后置于含8wt％偶联剂的纳米二氧化硅溶液中45±5℃加热处理30min，取出干燥至恒重即可。

其中，氧化性溶液选自hno3；表面活性剂选用摩尔比1:0.5的二乙醇胺、聚丙烯酸甲酯组合物；硅酸盐水溶液中硅酸盐采用层状硅酸盐；偶联剂采用硅烷偶联剂。

高防腐低污垢的水暖管道，加工工艺为：

先对管道进行清理，将管道置于稀酸活化液中浸渍或将稀酸活化液喷涂在管道内、外壁，40-45℃热风吹150s，然后依次进行内过渡层和功能内衬层的喷涂，两者喷涂间隔不超过3h，且内过渡层涂覆完成后需55±5℃热处理90min。

实施例5：

基于实施例1的高防腐低污垢的水暖管道结构，本实施例中：

关于内过渡层：

内过渡层中自修复材料与聚氨酯胶黏剂质量占比为1:10。

内过渡层中自修复材料包括聚苯醚、双马来亚酰胺、聚醚、微晶蜡、纳米氧化铝，各材料质量占比分别为纳米氧化铝4％、微晶蜡15％、聚醚5％、双马来亚酰胺26％、聚苯醚余量。

关于功能内衬层：

功能内衬层中改性玻纤与含氟聚丙烯酸酯乳液的质量占比为1:33。

功能内衬层中改性玻纤制备工艺为，取玻璃纤维置于氧化性溶液中，60±5℃加热处理10min，取出干燥，再置于含4wt％表面活性剂的硅酸盐水溶液中，超声处理10min，取出干燥，最后置于含4wt％偶联剂的纳米二氧化硅溶液中45±5℃加热处理50min，取出干燥至恒重即可。

其中，氧化性溶液选自kmno4；表面活性剂选用摩尔比1:0.5:0.5的二乙醇胺、十二烷基硫酸钠、聚丙烯酸甲酯组合物；硅酸盐水溶液中硅酸盐采用层状硅酸盐；偶联剂采用硅烷偶联剂。

高防腐低污垢的水暖管道，加工工艺为：

先对管道进行清理，将管道置于稀酸活化液中浸渍或将稀酸活化液喷涂在管道内、外壁，40-45℃热风吹120s，然后依次进行内过渡层和功能内衬层的喷涂，两者喷涂间隔不超过3h，且内过渡层涂覆完成后需55±5℃热处理100min。

实施例6：

基于实施例1的高防腐低污垢的水暖管道结构，本实施例中：

关于内过渡层：

内过渡层中自修复材料与聚氨酯胶黏剂质量占比为1:20。

内过渡层中自修复材料包括聚苯醚、双马来亚酰胺、聚醚、微晶蜡、纳米氧化铝，各材料质量占比分别为纳米氧化铝8％、微晶蜡12％、聚醚6％、双马来亚酰胺20％、聚苯醚余量。

关于功能内衬层：

功能内衬层中改性玻纤与含氟聚丙烯酸酯乳液的质量占比为1:33。

功能内衬层中改性玻纤制备工艺为，取玻璃纤维置于氧化性溶液中，60±5℃加热处理15min，取出干燥，再置于含3wt％表面活性剂的硅酸盐水溶液中，超声处理20min，取出干燥，最后置于含3wt％偶联剂的纳米二氧化硅溶液中45±5℃加热处理60min，取出干燥至恒重即可。

其中，氧化性溶液选自h2so4；表面活性剂选用二乙醇胺；硅酸盐水溶液中硅酸盐采用层状硅酸盐；偶联剂采用硅烷偶联剂。

高防腐低污垢的水暖管道，加工工艺为：

先对管道进行清理，将管道置于稀酸活化液中浸渍或将稀酸活化液喷涂在管道内、外壁，40-45℃热风吹120s，然后依次进行内过渡层和功能内衬层的喷涂，两者喷涂间隔不超过3h，且内过渡层涂覆完成后需55±5℃热处理120min。

实施例7-12：

基于实施例1-6的水暖管道(材料、工艺不变)，实施例7-12中管道基体1外还设有外强化防护层4，外强化防护层4为含短切玻纤的硅酸盐矿物涂料层，外强化防护层厚度为管道基体厚度的2.5％，外强化防护层中短切玻纤长度为1-50μm，短切玻纤含量为4.2±0.11wt％。

将本发明实施例制得的水暖管道进行性能检测，数据如下：

其中，对照组为单纯ppr管，无涂层处理；实施例7-12取均值。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。