油漆涂料在阀门上的应用

　　油漆涂料在阀门上的应用
　　
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　　摘要：近年来，随着科学技术的不断发展，国内阀门产品也在向高技术含量、高标准、耐强腐蚀、高寿命方向发展，这对阀门的涂层及涂装技术提出了更高的要求。文章结合阀门使用环境和特点，就如何采用新型固化剂，优选环氧树脂辅助填料、助剂等进行阀门粉末涂料的设计；应用中如何与涂装工艺配合，满足涂敷阀门的高标准要求等方面进行了重点阐述。
　　
　　1前言
　　
　　阀门是石油、天然气、化工、电站、长输管线、造船、核工业、化学工程、航天以及海洋石油等国民经济各部门*的流体控制设备部件。所用阀门和管道配件得主要材料为铸铁，但铸铁不耐腐蚀，单一材质不能满足使用要求，需要对其进行适当的涂层处理，因此需要对铸铁阀门的涂层深入研究，以便正确选用涂层材料与涂装工艺。铸铁阀门材质包括灰铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁等，其中球墨铸铁阀门在水系统中的使用越来越广泛，阀门的损坏和更换源于主体锈蚀。阀门内腔与介质接触，锈蚀极为严重，锈蚀后的阀门通径变小，流阻增大，严重影响介质传输。阀门大多安装在地面或地下，外表与潮湿的空气接触极易发生锈蚀，因此阀门主体材料必须进行腐蚀防护，以延长使用寿命。另外，铸铁阀门直接与水接触，锈蚀将对水体产生二次污染。因此，阀门涂层的性能要求以功能性防护为主，装饰性为辅。我国国民经济的发展推动了阀门工业的进步，粉末涂料与涂装行业必须充分了解阀门产品，关注对客户的产品服务，才能把与之配套的粉末涂料与涂装工作做得更好。
　　
　　阀门试压合格后，应清刷阀门的脏物，排除阀内积水，喷刷油漆，涂刷防锈剂，检查和包装，办理移交手续。阀门涂漆颜色有两种形式，一种是随管道涂一样颜色，另一种涂阀门材料识别的颜色漆。概述近年来,粉末涂料的应用已超越了涂料工业中的水性涂料和高固体涂料等,成为工业界使用较多的涂料品种之一。粉末涂装工艺解决了传统油漆涂装工艺所存在的易燃、易爆和污染环境等问题,而且其涂层具备*的性能,原料可回收再用,涂装工艺简单。为此国外已广泛应用于阀门涂识别颜色漆有利区别阀体和阀盖、密封面和衬里的使用材料。涂漆层应采用经久耐用的涂料，标志处漆层，应清晰显目，一般用红色漆描绘。
　　
　　1.阀休的识别涂漆，应刷在阀体闷盖不加工的外表面上，徐漆颜色符合以下规定。耐酸钢、不锈钢允许不涂漆，铜合金也可不涂漆。
　　
　　2.密封面的识别涂漆，应刷在手轮、手柄或扳手上，阀座和关闭件密封面材料不同时，按低硬度材料涂色，止回阀，涂在阀盖顶部，安全阀、麻豆AV在线观看、疏水阀涂在阀罩或阀帽上。涂漆颜色符合规定，涂漆以关闭件密封面材料为准。
　　
　　3.电动装置的涂漆，普通型涂中灰色;户外、防爆、防腐三合一型涂天蓝天，气动、液动、齿轮传动等，同阀门产品涂色。
　　
　　阀门涂漆完工后，漆层应光滑均匀，颜色符合要求，不应有漏涂、花面、皱纹、起泡、流痕、脱皮等缺陷。对不应涂漆部位进行清理，沾有油漆的应用丙铜等溶剂洗干净。
　　
　　2问题的提出
　　
　　—如何确定阀门粉末涂料体系？是环氧聚酯型，还是纯环氧、纯聚酯型，或是环氧防腐型？
　　
　　—阀门在安装、使用、维护保养过程中难免磕碰，阀门粉末涂料的机械性能(抗冲击性)要好。那么如何提高阀门粉末涂层的抗冲击性？
　　
　　—部分阀门要求外观颜色鲜艳(如艳红)，维护保养过程中要求涂层具有耐有机溶剂(如丙酮)擦拭性。为保证涂层外观艳丽涂料的耐高温黄变性一定要好，那么如何提高粉末涂层的抗黄变性及耐有机溶剂擦拭性？
　　
　　—如何确定阀门粉末涂料配方与涂装工艺的配套性？
　　
　　—粉末涂层缺欠如何应对？
　　
　　3试验原料的选择与配方设计
　　
　　3.1涂料体系的确定
　　
　　按照ISO12944-2划分标准，大部分工业阀门的安装使用环境属于C3、C4、C5-1和C5-M环境。C3环境指中等二氧化硫污染区或低盐度的沿海地区，如食品加工厂、洗衣店、酿酒厂、奶制品生产厂的大气环境。C4环境为工业区域和中等盐度的沿海地区，如化工厂、游泳池、沿海船舶和船厂的大气环境。C5-1环境是非常高工业化和高湿度的地区，如高污染的建筑或工业区域。C5-M环境是指沿海和近海地区高盐分的海边或海面上的大气环境。上述分析充分说明阀门用粉末涂料体系应为防腐体系。
　　
　　3.2环氧树脂的选择
　　
　　阀门在搬运、安装、使用过程中的机械损伤比较严重，所用粉末涂层的抗冲击性应当非常好，因此宜选用双酚A型环氧树脂；双酚A型环氧树脂的醚键和C-C键使大分子具有柔顺性，苯环赋予聚合物耐热性和刚性，异丙基赋予高分子材料一定的刚性。双酚A型环氧树脂904H具有柔韧性的长链结构，环氧值0.109mol/100g，软化点100℃，赋予粉末涂层良好的抗冲击性。
　　
　　3.3固化剂的选择
　　
　　环氧树脂本身是一种热塑性物质，需要在一定条件下与固化剂通过交联反应，才能形成立体网状结构的热固性产物，从而显现出各种优良的应用性能，真正成为具有使用价值的环氧材料。因此固化剂在环氧树脂应用中*，甚至发挥着决定性作用。麻豆AV在线观看可根据表1固化剂的典型技术指标合理选择。
　　
　　3.4填料的选择
　　
　　填料可提高粉末涂料的机械强度和其它保护性能。阀门粉末涂料用填料应具备下列性能：(1)不溶于水和有机溶剂，有很好的分散性，无色或白色，不含杂质的超细粉粒；(2)耐酸、耐碱、耐候等性能均好；(3)成本低，但对涂膜性能无不利影响。常用填料包括硫酸钡、轻质碳酸钙、白炭黑、石英粉、硅灰石等。
　　
　　3.5颜料的选择
　　
　　粉末涂料必须加热才能固化成膜，因此在选择颜料时需要考虑耐热稳定性。重防腐粉末涂料常用的颜料有：氧化铁红、淡铬黄、棕铬黄、炭黑、金红石型钛白、酞菁蓝、酞菁绿等。
　　
　　3.6助剂的选择
　　
　　粉末涂料助剂包括流平剂、边角覆盖性改进剂、花纹助剂、抗划伤剂、增硬剂、促进剂、紫外光吸收剂、防针孔剂和粉末疏松剂等。
　　
　　—脱气剂：主要是安息香，为白色或浅黄色无味晶体，熔点137℃，沸点344℃，微溶于水和，溶于热丙酮和热乙醇，是粉末涂料常用的脱气剂。
　　
　　—增韧剂：是指能增加胶黏剂膜层柔韧性的物质，如热塑性高分子化合物聚乙烯醇缩丁醛。
　　
　　—流平剂：如PV88、503、3#等。
　　
　　—促进剂：可选用医药级2-甲基咪唑等。
　　
　　—抗划伤剂、增硬剂：主要是微晶蜡类，如GR-1、W-1等。
　　
　　—粉末疏松剂：如气相法二氧化硅、Amanda100、氧化铝C等。
　　
　　3.7配方设计与涂装工艺
　　
　　为了通过应用试验使阀门粉末涂料与涂装工艺要求相配套，本研究的试验材料选用如下：双酚A型环氧树脂904H(广州宏昌电子材料公司)；固化剂为Amanda969B、Amanda989C和自制的Amanda959-1、Amanda959-1W；其中Amanda989C分子结构中引入了部分多官能度活性组分与柔韧性长链结构，自制固化剂与普通双酚A型或酚醛改性的环氧树脂有*的混溶性，反应活性*，可快速固化；颜料、填料和助剂等均选用同一生产批号的材料。试验配方设计见表2。
　　
　　4.1重防腐粉末涂料制备
　　
　　将环氧树脂、固化剂、颜填料及助剂在高速混合机中充分混合均匀(混合两次，3min/次)，然后用螺杆挤出机熔融挤出，挤出机1区温度100~105℃，2区温度85~90℃，转速300r/min。挤出片料在ACM磨粉机中粉碎，用100目筛分级得到粒度符合要求的粉末涂料。
　　
　　4.2涂层制备与性能检验
　　
　　按检测标准要求将待检测样板底材(标准铁板100×100×6mm)进行喷砂除锈处理，预热，用静电喷枪将待测粉末涂料喷涂在样板表面至规定膜厚(250~450μm)，固化，水冷后待检测。
　　
　　根据EN14901-2006要求，涂膜性能测试包括耐冲击性、耐压痕性、孔隙率、热老化性、耐腐蚀性、耐摩擦性和安全性等。型式检验一般在选择涂层材料、或工艺参数发生变化时进行，正常生产中一般不需测试。
　　
　　粉末涂料的常规检验项目包括胶化时间、密度、粒度分布、磁性物含量、附着力、流平性、耐有机溶剂擦拭性、耐高温黄变性、抗冲击性等，按表2配方制成的涂料性能测试结果见表4。
　　
　　表4阀门粉末涂料的性能测试结果
　　
　　固化工艺及性能
　　
　　球墨铸铁阀门1
　　
　　50min@250℃预热→喷涂→20min@190℃固化(15min或30min也可；20min*)→自然冷却
　　
　　50min@250℃预热→喷涂→20min@190℃固化(15min或30min也可；20min*)→自然冷却
　　
　　50min@250℃预热→喷涂→不回烤固化→自然冷却
　　
　　50min@250℃预热→喷涂→30min@190℃固化→自然冷却
　　
　　注：1-喷涂厚度250~450μm；2-直径16mm的球形冲头，1kg落锤，室温；3-依据ENISO4624要求进行剥离测试，平均值≥8MPa，小单值≥6MPa；4-目测无橘皮、平整；5-目测应光滑，颜色一致，无气孔、气泡、漏喷等缺陷；6-采用膜厚仪测量，涂层平均厚度≥250μm；7-将甲基异丁基酮(MIBK)滴在喷涂表面，然后用白布反复擦拭，观察表面变色、失光和/或污损情况。上海麻豆三级视频在线观看阀门有限公司主营阀门有：麻豆AV在线观看(麻豆黄色在线观看麻豆AV在线观看,可调式麻豆AV在线观看,波纹管麻豆AV在线观看,活塞式麻豆AV在线观看,国产精品51麻豆CM传媒麻豆AV在线观看,先导式麻豆AV在线观看,空气麻豆AV在线观看,氮气麻豆AV在线观看,水用麻豆AV在线观看,自力式麻豆AV在线观看,比例麻豆AV在线观看)、安全阀、保温阀、低温阀、球阀、截止阀、闸阀、止回阀、蝶阀、过滤器、放料阀、隔膜阀、旋塞阀、柱塞阀、平衡阀、调节阀、疏水阀、管夹阀、排污阀、排气阀、排泥阀、气动阀门、电动阀门、高压阀门、中压阀门、低压阀门、水力控制阀、真空阀门、衬胶阀门、衬氟阀门。应用在粮油加工系统中。用于涂料行业的生产管线生产，及加工。
　　
　　4.3常见问题
　　
　　阀门粉末喷涂工艺中常见的涂膜弊病及解决方案见表5。
　　
　　表5阀门粉末喷涂工艺中常见的涂膜弊病及解决方案
　　
　　解决方法
　　
　　1涂膜光泽不足或褪色
　　
　　a烘烤时间过长
　　
　　b固化温度过高
　　
　　c受其他粉末涂料污染
　　
　　d外部污染性麻豆黄色在线观看进入固化烘道内
　　
　　e工件预处理不当(有锈或油)
　　
　　f工件表面粗糙
　　
　　a提高输送速度或缩短固化时间
　　
　　b调整固化烘道温度
　　
　　c清洗设备，用新粉末涂料，检查回收粉使用比例
　　
　　d清除外部气源或隔断
　　
　　e检查表面处理工序，重新预处理
　　
　　f重新处理
　　
　　2涂膜光泽过高
　　
　　固化烘道内温度过低或固化时间太短
　　
　　提高固化温度或延长固化时间
　　
　　3涂膜上有异物
　　
　　a喷枪、喷涂室或回收系统不清洁
　　
　　b涂装车间卫生不良
　　
　　c工件预处理不当
　　
　　d搬运过程中有异物附着
　　
　　a检查气源，粉末过筛或换新粉
　　
　　b清洁车间环境卫生
　　
　　c重新预处理
　　
　　d检查运输过程
　　
　　4涂膜有缩孔或针孔
　　
　　a表面处理不当，除油污不干净
　　
　　b压缩空气中有水或油
　　
　　c受其他粉末污染
　　
　　d工件烘烤时间不足
　　
　　e工件本身有严重缺陷
　　
　　a检查工件表面处理工序并纠正
　　
　　b及时排放油水分离器里的水
　　
　　c清洁整个喷涂系统，使用新粉
　　
　　d延长烘烤时间
　　
　　e工件不适合喷涂，报废
　　
　　5涂膜附着力和机械强度不足
　　
　　a固化温度不足，固化时间过短
　　
　　b工件表面处理不当
　　
　　c固化涂膜太厚
　　
　　d固化严重过度(老化)
　　
　　a延长固化时间(注意工件大小)
　　
　　b检查原因，特别是抛丸处理，并纠正
　　
　　c减少上粉量
　　
　　d严格控制固化温度和时间
　　
　　4结论
　　
　　（1）结构不同的固化剂对环氧涂料的性能影响不同，固化剂种类及用量、基础树脂的化学反应性、终涂膜的交联密度因应用性能要求不同而变化。固化剂选择对粉末涂层固化温度、涂层机械性能和附着力影响很大。为了实现良好的应用性能，粉末涂料配方及涂装工艺的确定需要对诸多因素(如价格、耐化学品性、机械性能、阀门使用条件、产品质量要求、设备环境状况)综合平衡。
　　
　　（2）Amanda989C固化剂较好地解决了阀门粉末涂层的抗冲击性，可以满足阀门重防腐环氧粉末涂料的新要求。在固化剂研制过程中，麻豆AV在线观看根据不同涂装作业方式与涂膜性能要求开发了系列固化剂，可满足不同应用场合的要求。
　　
　　（3）环氧树脂粉末涂层附着力强，表面光滑，耐冲击、耐腐蚀、耐冲刷、耐老化，能够满足阀门的使用要求及水系统对输配水设备的要求。在粉末选用、设备配备时应当充分考虑材料、工艺和设备的匹配性。
　　
　　参考文献
　　
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　　[3]GB/T12227-2005通用阀门球墨铸铁件技术条什
　　
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