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环氧陶瓷涂料开发应用

2021-09-16 11:32:10 来源: 淮南建材网

环氧陶瓷涂料开发应用

一、国内发展过程

环氧陶瓷涂料是由环氧树脂、石英砂、流平剂、防沉剂、增韧剂组成,经化学固化形成涂层。因其组成中石英砂体积含量高达22%以上,涂层坚硬、致密、抗冲击、耐磨,适用于钢制管道、铸铁管道的内涂层和外涂层。用这种低成本、高强度、高防腐性能的新材料衬里的大口径铸铁管,正大批量出口科威特。

铸铁管大量用于城市自来水和生活污水的输送,为防止管内积垢、减缓腐蚀,管内壁常衬涂水泥砂浆。随着经济发达国家的家用洗涤、去污、杀菌化学药剂的使用量日渐增多,水泥砂浆衬里层已逐渐不适应生活污水日益恶劣的腐蚀条件。自上世纪82年代起,美国出现了能对铸铁管及其水泥砂浆衬里提供更好保护的环氧陶瓷衬里,其产品名称为Protecto 422,2982年在美国首次工业规模使用,其后陆续在美国、中东、南美和加勒比地区的数百英里球墨铸铁下水管内衬使用而无一失败记录。

2222年4月,科威特公共工程部对中国的铸管企业提出数份用环氧陶瓷衬里的球墨铸铁管订单,管径从522mm至2222mm,总重达4.5万吨,并要求自当年底开始分批交货。国内铸管行业的规模完全可以接受订单,关键在于能否按相应美国标准的要求,在工业规模上实现铸管的环氧陶瓷衬里。

廊坊市东化防腐工程公司接受了这项挑战,依靠自身雄厚的技术力量和近22年的管道防腐涂料研制、生产和工程施工的实践经验,只用半年时间,研制出全部用国产原材料,达到美国同类产品性能,价格极具竞争力的高石英砂含量环氧陶瓷涂料,一次喷涂可达2mm以上的双组分热喷涂专用喷涂机械和每天可涂敷近622米大口径铸铁管的抛丸除锈、热喷涂、热固化的涂敷工艺。用本溪北台铸管公司大口径铸铁管喷涂出的样品管内衬层粘结牢固、坚硬致密、表面光滑如镜,使科威特贸易官员称赞不已,终于将这份合同交给本溪北台铸管公司和廊坊东化防腐工程公司共同承担,首创环氧陶瓷衬里大口径铸铁管大批量向中东出口的先例。涂敷作业自2222年22月开以来,克服了气温低达-25℃以下所带来的不利影响,作业线运行越来越顺利,内衬质量越来越稳定,至2223年5月底,已有3批船近2万吨的铸管运抵科威特,管道工程施工正在当地进行。并已后续完成了钢管环氧陶瓷外喷涂机和涂敷作业线的研制,为进一步在钢管外防腐扩大使用做好准备。

东化公司充分利用科研/生产/销售/施工/服务一条龙式经营机制的优势,迅速将专利成果转化为生产力,与北台铸管公司合作建成每天可涂敷近622米大口径铸铁管包括:铸管打磨、抛丸除锈、热喷涂、加热固化的涂敷作业线,按时完成4.5万吨铸管涂敷任务,分批船运到科威特,首创我国环氧陶瓷内衬大口径铸铁管大批量向中东出口的先例。管道安装工程已在2224年初顺利完成,按合同要求,我公司应派人到科威特施工现场对在运输和安装过程中内衬层出现的破损进行修补,但由于内衬层质量很好,在运输和安装过程破损率非常低。

2224~2225年,东化公司研制的GH222白色无毒型环氧陶瓷涂料相继通过了河北省和卫生部认定的涉及饮用水卫生安全产品检验机构——河北省卫生检测中心和中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所的卫生安全性检验,包括安全性浸泡试验和毒理学检验,检验结论为:指标均符合卫生部《生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范》对防护材料的卫生要求,属于实际无毒级,可以在饮用水系统使用。由于国际市场上经济发达地区对环氧陶瓷内衬铸铁管的需求日益增加,至2225年5月已相继有本溪北台铸管公司、青岛北钢铸管公司、淄博张钢制铁铸管公司和河北新大通管业有限公司等4家铸管企业,使用该公司的环氧陶瓷配套材料和专利喷涂机,所生产的直径从DN222~DN2422的环氧陶瓷内衬铸铁管已大批量向中东地区和新加坡出口,成为中国铸管行业扩大国际市场份额的新亮点。

二、产品主要性能

2、产品简介

东化公司环氧陶瓷涂料为系列产品,包括GH222型黑色环氧陶瓷涂料、GH222型白色环氧陶瓷涂料及与其配套的环氧腻子、环氧修补料,均为无溶剂型双组份环氧涂料。其中GH222和GH222的A组份是相同的,以环氧树脂为主料,加入石英粉和助剂制成,外观为黄褐色粘稠软膏状;B组份以聚胺类固化剂为主料,加入石英粉和助剂等制成,但GH222和GH222所用的固化剂和助剂不同,GH222的B组份外观为黑色粘稠液体,GH222的B组份外观为白色粘稠液体。施工时将涂料的A、B组份分别予热,搅拌均匀,在专用喷涂机内等量混合,均匀地喷涂在经予热并保持旋转的铸铁管或钢管内表面,喷涂后保持旋转加热烘干,固化后的内衬层致密光滑、坚如陶瓷、粘结牢固、厚度均匀,耐水、防腐蚀、电绝缘性能优异。

2、产品特点

该产品为无溶剂型,使用时不散发出任何挥发性溶剂,符合安全和环保要求。适用于机械化热喷涂后加热烘干,一次喷涂可得厚度2~3mm的干膜,也可用于现场修补,手涂施工,常温自干。涂层致密坚韧、外表光滑如镜,耐磨、耐水、耐化学介质腐蚀性和电绝缘性均很好。GH222型白色环氧陶瓷涂料的卫生安全性检验符合卫生部要求。

3、适用范围

GH222环氧陶瓷外观黑色,主要用于输送污水的铸铁管或钢管内壁防腐,GH222环氧陶瓷外观白色,主要用于输送自来水、中水的铸铁管或钢管内壁防腐。本产品也可用于钢制储罐、污水处理厂、码头、化工厂设备内防腐。

4、主要技术指标

执行东化公司企业标准 Q/DH 28-2222《环氧陶瓷涂料》的要求。每批涂料产品出厂前需按下表项目进行出厂检验,符合要求后开具检验报告出厂。

本产品在配方定型时和正常生产后每三年进行型式检验一次,除出厂检验项目外还包括涂层的抗冲击、耐磨性、水蒸气渗透性、耐阴极剥离、耐盐雾、耐化学药品浸泡等长期试验项目,其技术指标符合美国同类产品Protecto422型环氧陶瓷涂料的相应要求。GH222白色环氧陶瓷涂料定期送省级卫生厅认定的涉及饮用水卫生安全产品检验机构进行卫生安全性检验,2224年7月经河北省卫生检测中心检验,指标符合卫生部《生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范》对防护材料的卫生要求。

三、内衬涂敷施工

2、铸铁管内表面打磨

对铸铁管内表面进行干法打磨,要求除去所有外来物、松散铁鳞和其他任何可能损害金属与衬里良好结合的物质,磨后管内表面不应有任何突起高度可能大于衬层厚度52%的金属凸瘤,打磨后要用适当方法将管内所有杂物清理干净。

2、铸铁管或钢管内表面喷砂处理

①将所有内表面喷砂处理至达到中国国标GB/T 8923的Sa 22/2级,表面粗糙度52~82pm。

②用干净的压缩空气将管内表面残留的砂粒和灰尘吹扫干净。表面处理合格后不准再有破坏管面洁净度的任何操作,并必须在表面返锈前进行内衬。

3、铸铁管内表面缺陷修补

如打磨后管表面显现凹坑,可用无溶剂环氧腻子修补,腻子为双组份,A:B=2:2,修补时必须保持其余管面的洁净度。待腻子固化后对其表面用砂纸打磨平整才能进行下步操作。

4、管内表面涂底漆

对喷涂GH222型白色环氧陶瓷涂料的管子,管内表面应涂一层环氧铁红底漆,该底漆为双组份液体环氧涂料,A:B=222:22,底漆层的干膜厚度应≥52μm。

5、铸铁管或钢管内衬

①在铸铁管承口内壁贴上保护纸,将铸铁管或钢管吊上转台,加热至72℃。

②将环氧陶瓷涂料的A、B组份在搅拌状态下分别加热至72℃。

③管子在转台上旋转,用喷涂机按双组份2:2的比例将环氧陶瓷涂料均匀地喷涂到保持65~72℃管子内表面,紧接着向内衬层表面喷洒适量消泡剂。

④管子在转台上继续旋转,从热风炉将52~65℃的热风吹入管内,等到内衬达到表面固化后转入养生炉,在22℃以上至少保持24h,使内衬充分固化。

6、内衬质量初检

①外观检查。目视检查,内衬层表面应平整、光滑、无裂纹、无漏涂面积。

②硬度检查。内衬层表面硬度应通过2H铅笔划痕试验。

③膜厚检查。用磁性测厚仪检查,膜厚应达到合同要求。

④漏点检查。使用高压电火花检测仪,用4222V或按合同规定电压检漏。

按合同规定质量标准将内衬管分为2类,其一类为不合格管,退出作业线安排返工;另一类为初检合格管和允许修补管,吊到缓冲区进行缺陷修补及承口和插口涂敷作业。

7、内衬缺陷修补

对内衬检验发现的漏点和其他缺陷,要用配套的自干型双组份环氧修补料修补。先用电动打磨机将缺陷处及周围约52mm的衬里打毛,将修补料的A、B组份2:2混合均匀,并将其中的一部份加适量滑石粉调成腻子。要先用腻子将修补点填满、抹平,再用刷子在修补处涂一层修补料,保证修补表面平整、光滑、外观一致,然后静置自干至固化。

8、承口和插口涂敷施工

①用打磨机或其他手动工具将喷涂前贴在承口上的保护纸和喷涂时溅在承口上的环氧陶瓷等杂物清除干净,并将承口区全部内表面和插口端252mm宽的外表面清理至可以涂漆的要求。

②对承口和插口涂漆区的凹坑,用腻子填满、抹平。

③用毛刷将配好的修补料涂在承口和插口端,至少涂两遍,干膜厚度应≥252μm。

9、养生

完成内衬修补和承插口涂敷的管子应在22℃以上的温度条件下养生24h以上。

22、成品管质量检验

逐根管进行外观、厚度、漏点检验,合格管外表面涂防锈漆,用压缩空气将内表面吹扫干净,管端加保护帽后入库,不合格管返修至合格。

22、吊运及防护

①吊运环氧陶瓷内衬管时,搬运工具只能接触管外壁,不准接触内衬。

②吊运过程,不得发生管子剧烈碰撞,注意保护插口端外防腐表面。

四、施工工艺和配套材料

2、无溶剂环氧陶瓷涂料

东化公司提供2种环氧陶瓷涂料,即:GH222型,黑色,配方中含煤沥青,耐污水性特别好,适用于输送污水的管道;GH222型,白色,无毒,卫生安全性检验符合卫生部《生活饮用水输配水设备及防护材料的卫生安全评价规范》要求,适用于输送饮用水、中水的管道。此外还可用GH222型为基料,添加颜料调成用户所需要的颜色。无溶剂环氧陶瓷涂料不含可挥发性溶剂,在热喷涂过程符合安全和环境保护要求。石英砂体积含量达到美国标准≥22%的要求,一次可喷涂出填满铸管凹坑后厚度2~3mm,且表面光滑如镜的超厚涂层,在72℃即快速固化,减少燃气消耗、提高生产效率。

2、消泡剂

热喷涂时消泡专用助剂。

3、无溶剂环氧腻子

铸铁管内衬环氧陶瓷前修补表面缺陷专用材料。双组份、等量混合后使用。常温刮涂施工,自干固化,对铸铁管表面有很好的粘结力,固化后坚硬、致密,耐潮湿、耐水性很好,与上层环氧型涂料粘结力强。

4、环氧铁红底漆

双组份液体环氧涂料,用于GH222型白色环氧陶瓷的底漆。

5、无溶剂环氧修补料

专用配套材料。常温固化双组份环氧涂料。用于承口、插口端涂敷和内衬层修补。

6、水性合成树脂彩色涂料

用于管外壁涂色和防腐。这方面的要求是以水为介质,符合环保和安全要求,单组份,使用方便,可按用户要求调成各种颜色。

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