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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属表面处理,具体为一种基于热浸镀锌的高强度钢管及其制备工艺。
技术介绍
1、热浸镀锌是先通过对钢铁材表面进行清洗脱脂处理,然后再将活化后的钢铁材料浸入到熔融的液态锌液中,以溶解、化学反应和扩散等形式使得镀层金属在钢材表面形成冶金结合的镀层的方法。锌层对被保护材料不仅有隔离的作用,还有阴极保护,因此其优势在于能够在钢材表面形成双层保护。采用热浸镀锌所获得的热浸锌涂层可以持续几年甚至十多年时间,从而保护钢铁制件不生锈。然而,钢铁制件在运输和储存过程中,长期暴露于工业大气或海洋性气候的氛围之下,极易受到化学腐蚀或电化学腐蚀的侵害,即使在钢铁制件表面进行热浸镀锌,当钢铁制件在运输和储存过程中时间较长时,钢铁制件表面还是容易发生微电池形成氢氧化锌,出现白锈斑点;除此之外,土壤、海水等环境中的细菌也会对钢铁材料造成腐蚀,影响钢材的品质和强度,进而影响到钢铁的使用性能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于热浸镀锌的高强度钢管及其制备工艺,以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题,本专利技术提供如下技术方案:一种基于热浸镀锌的高强度钢管及其制备工艺,包括以下步骤:
3、步骤1:
4、s11:将甲基丙烯酸甲酯、4-环氧基异丁香酚、丙烯酸丁酯混合,得到混合单体;
5、s12:称取偶氮二异丁腈溶于乙酸丁酯中得到引发剂溶液;
6、s13:分别将引发剂溶液和混合单体按重量分成3~4等分,在70~80
7、步骤2:
8、s21:在60~70℃、氮气保护环境下,向羟基硅油中加入异佛尔酮二异氰酸酯,保温反应2~3h,得到端异氰酸酯基硅油;
9、s22:在35~45℃下,将端异氰酸酯基硅油逐滴滴加至环氧树脂中;搅拌反应6~8h,得到硅油改性环氧树脂;
10、步骤3:
11、s31:将环氧基改性丙烯酸树脂、硅油改性环氧树脂混合得到复合涂料;
12、s32:将复合涂料、胺类固化剂、去离子水混合,得到钝化剂;
13、步骤4:
14、s41:对钢管表面进行碱洗、酸洗和清水洗;将清洗后的钢管浸渍在助镀液中1~3min,取出干燥后再浸渍在镀锌液中进行热浸镀锌处理3~5min,用温度120~140℃、压力0.5~0.7mpa的蒸汽吹扫10~20s,冷却得到热浸镀锌的钢管;
15、s42:将钝化剂喷涂在热浸镀锌的钢管表面,在80~90℃下固化形成200~500μm的涂层,得到高强度钢管。
16、进一步的,s11中,混合单体中各组分含量,按重量百分数计,50~60%甲基丙烯酸甲酯、5~10% 4-环氧基异丁香酚、30~45%丙烯酸丁酯。
17、进一步的,s12中,引发剂溶液中,各组分含量,按重量份数计,0.4~5份偶氮二异丁腈、40~50份乙酸丁酯。
18、进一步的,s21中,羟基硅油和异佛尔酮二异氰酸酯按羟基和异氰酸酯基摩尔比1:1进行反应。
19、进一步的,s21中,羟基硅油的分子量为500~1000。
20、进一步的,s22中,端异氰酸酯基硅油的滴加量为环氧树脂总重量的10~15%。
21、进一步的,s31中,复合涂料中,各组分含量,按重量百分数计,12~18%环氧基改性丙烯酸树脂、82~88%硅油改性环氧树脂。
22、进一步的,s32中,钝化剂中各组分含量,按重量份数计,100~120份复合涂料、30~40份固化剂、100~150份去离子水。
23、进一步的,s41中,碱洗液为浓度80~100g/l的氢氧化钠溶液;酸洗液为浓度60~120g/l的盐酸溶液;助镀液中氯化铵的含量为280~300g/l,氯化锌的含量为280~320g/l,余量为水;镀锌液中各组分含量,按重量百分数计,0.1~0.5%铝、0.3~0.5%镁、0.005~0.01%钢、0.1~0.3%镧、0.02~0.1%硅,余量为锌。
24、与现有技术相比,本专利技术所达到的有益效果是:采用本专利技术技术方案,先对钢管进行清洗,除去其表面的污垢,再将清洗后的钢管进行助镀处理和热浸镀锌处理,最后喷涂钝化剂处理,得到耐腐蚀的钢管。经过热浸镀锌工艺处理后,镀层在钢管表面形成致密的镀膜;通过钝化剂对镀层进一步处理,在镀层表面形成一层保护层,可以进一步保护钢管,避免遭受腐蚀。本专利技术中,钝化剂主要由环氧基改性丙烯酸树脂和硅油改性环氧树脂混合后,与固化剂和水复配得到;其中,环氧基改性丙烯酸树脂由甲基丙烯酸甲酯、4-环氧基异丁香酚、丙烯酸丁酯聚合而成,硅油改性环氧树脂是先通过羟基硅油与异佛尔酮二异氰酸酯按羟基和异氰酸酯基摩尔比1:1进行反应生成端异氰酸酯基硅油,再通过异氰酸酯基与环氧树脂中的羟基反应进行接枝得到。
25、环氧基改性丙烯酸树脂中的4-环氧基异丁香酚作为丁香酚的衍生物,具有一定的抗菌性能,能够降低细菌腐蚀对材料造成的不良影响;经过羟基硅油改性后的环氧树脂疏水性提高,水滴或潮湿的气体难以在钢管表面停留,避免长期接触造成对金属表面腐蚀的发生;此外,环氧基改性丙烯酸树脂可以改善环氧树脂的粘接性能,在胺类固化剂的作用下,环氧基团发生开环反应,使得环氧基改性丙烯酸树脂和硅油改性环氧树脂形成交联结构,从而形成致密的保护层,使其更容易与钢管表面的镀层结合,形成牢固的粘接界面。环氧基改性丙烯酸树脂可以提高环氧树脂的耐化学性,使其更能抵抗腐蚀、溶剂和化学物质的侵蚀,增强了材料在恶劣环境下的使用寿命和性能稳定性。
26、需要说明的是,在使用羟基硅油对环氧树脂进行改性时中,采用分子量500~1000的低分子量羟基硅油可以避免羟基硅油的粘度过高,影响到改性的效果;而在制备钝化剂时,为了避免环氧基改性丙烯酸树脂和硅油改性环氧树脂共混后出现界面相容性不良的问题,按重量百分数计,将12~18%环氧基改性丙烯酸树脂、82~88%硅油改性环氧树脂混合后,再与固化剂、去离子水复配效果最佳。
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1.一种基于热浸镀锌的高强度钢管的制备工艺,其特征在于:包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种基于热浸镀锌的高强度钢管的制备工艺,其特征在于:S11中,混合单体中各组分含量,按重量百分数计,50~60%甲基丙烯酸甲酯、5~10% 4-环氧基异丁香酚、30~45%丙烯酸丁酯。
3.根据权利要求1所述的一种基于热浸镀锌的高强度钢管的制备工艺,其特征在于:S12中,引发剂溶液中,各组分含量,按重量份数计,0.4~5份偶氮二异丁腈、40~50份乙酸丁酯。
4.根据权利要求1所述的一种基于热浸镀锌的高强度钢管的制备工艺,其特征在于:S21中,羟基硅油和异佛尔酮二异氰酸酯按羟基和异氰酸酯基摩尔比1:1进行反应;其中,羟基硅油的分子量为500~1000。
5.根据权利要求1所述的一种基于热浸镀锌的高强度钢管的制备工艺,其特征在于:S22中,端异氰酸酯基硅油的滴加量为环氧树脂重量的10~15%。
6.根据权利要求1所述的一种基于热浸镀锌的高强度钢管的制备工艺,其特征在于:S31中,复合涂料中,各组分含量,按重量百分数计,12~18
7.根据权利要求1所述的一种基于热浸镀锌的高强度钢管的制备工艺,其特征在于:S32中,钝化剂中各组分含量,按重量份数计,100~120份复合涂料、30~40份固化剂、100~150份去离子水。
8.根据权利要求1所述的一种基于热浸镀锌的高强度钢管的制备工艺,其特征在于:S41中,碱洗液为浓度80~100g/L的氢氧化钠溶液;酸洗液为浓度60~120g/L的盐酸溶液;助镀液中氯化铵的含量为280~300g/L,氯化锌的含量为280~320g/L,余量为水;镀锌液中各组分含量,按重量百分数计,0.1~0.5%铝、0.3~0.5%镁、0.005~0.01%钢、0.1~0.3%镧、0.02~0.1%硅,余量为锌。
9.根据权利要求1所述的一种基于热浸镀锌的高强度钢管的制备工艺,其特征在于:S42中,钝化剂在金属表面固化形成的涂层厚度为200~500μm。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的一种基于热浸镀锌的高强度钢管的制备工艺制备得到的高强度钢管。
...【技术特征摘要】
1.一种基于热浸镀锌的高强度钢管的制备工艺,其特征在于:包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种基于热浸镀锌的高强度钢管的制备工艺,其特征在于:s11中,混合单体中各组分含量,按重量百分数计,50~60%甲基丙烯酸甲酯、5~10% 4-环氧基异丁香酚、30~45%丙烯酸丁酯。
3.根据权利要求1所述的一种基于热浸镀锌的高强度钢管的制备工艺,其特征在于:s12中,引发剂溶液中,各组分含量,按重量份数计,0.4~5份偶氮二异丁腈、40~50份乙酸丁酯。
4.根据权利要求1所述的一种基于热浸镀锌的高强度钢管的制备工艺,其特征在于:s21中,羟基硅油和异佛尔酮二异氰酸酯按羟基和异氰酸酯基摩尔比1:1进行反应;其中,羟基硅油的分子量为500~1000。
5.根据权利要求1所述的一种基于热浸镀锌的高强度钢管的制备工艺,其特征在于:s22中,端异氰酸酯基硅油的滴加量为环氧树脂重量的10~15%。
6.根据权利要求1所述的一种基于热浸镀锌的高强度钢管的制备工艺,其特征在于:s31中,复合涂料中,各组分含量,按重量百分...
【专利技术属性】
技术研发人员:葛强志,张红春,王璋标,顾秋丹,周辉,
申请(专利权)人:江苏智润管业有限公司,
类型:发明
国别省市:
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