涂覆煤沥青涂层材料的钢管及涂覆钢管的方法技术

公开了一种制备煤沥青涂层材料涂覆的钢管的优选方法，其中将环氧树脂底涂层涂敷在预热后的钢管上，并且在底涂层充分固化前，将煤沥青涂层材料涂敷在底涂层上，也公开了所得到的涂覆后的钢管，该钢管显示出优良的抗阴极分解粘结、热和水的性能。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术一般是涉及形成与钢管粘结的涂层以防水并保护这些管予以抗腐蚀，更确切地是涉及一种用煤沥青涂层材料涂覆钢管的改进方法，及其产品。 另外的
技术介绍
是，钢管通常用于输送石油基物料，如煤气、油和水。当然，在使用时，所使用的钢管必须是能抗水份穿透的，水份可能促进钢的腐蚀和/或导致被输送物料的污染或损失。为此，一种所采用的实践是用一种耐水的沥青材料，如煤沥青涂层材料涂覆钢管。在这方面，煤沥青涂层材料本身在较合适的的处理条件下，并不能充分直接与钢管粘结以符合工业要求所必需的性能。从而，通常是将一种氯化橡胶的底涂层施敷在钢管上，随后用煤沥青涂层材料涂覆以提供整个防水管。在钢管涂层工业中，防水工艺合乎要求的是，必须应用只需要尽可能少维护的易于得到并便宜的材料。此外，处理步骤应方便并且处理时间必须保持最短。另一方面，生成的防水涂层必须要经受住一系列的试验，以提供合格的服务。例如，工业上已采用了对涂层综合性试验，包括耐热、抗阴极分解粘结、抗冲击和耐热水等那些性能的某些试验。在这些严格的经济和技术要求面前，存在有为在钢管上形成防水涂层的改进方法，以及这些方法得到的改进的产品的需要。本专利技术的目的就是致力于这些需要。专利技术概述已经发现，使用基本上由一种环氧树脂材料组成的底涂层以及一种基本上由煤沥青涂层材料组成的顶涂层，可以在金属管，如钢管上，形成一层高度合用的防水涂层。这些防水涂层以及具有这些涂层的管子易于并快速地制得，同时显示出有关抗阴极分解粘结、热、水等性能的优良性质。因此，本专利技术的一个优选实施方案提供了一种在钢管上形成防水钢表面的方法。该方法包括的步骤为使钢表面预热至优选为至少55℃的温度，向预热后的钢表面涂敷一层基本上由热固性环氧树脂组合物组成的底层，其中该树脂在涂敷到钢表面时开始固化。在环氧树脂固化结束之前，于至少约200℃温度下，在底层之上涂敷一层基本上由煤沥青涂层材料组成的预热的顶涂层组合物。而后，使整个涂层固化，并使材料冷却以形成防水钢表面。另一优选实施方案是提供了一种防水金属管，如钢管。该优选的管子包括具有钢表面的钢管，以及在钢表面上的一层防水涂层。在本专利技术的这一方面，防水涂层包括一层由与钢表面粘结的环氧树脂组成的固化的底涂层，以及一层基本上由在底涂层之上并与之粘结的煤沥青涂层材料组成的顶涂层。本专利技术还有另一优选实施方案是涉及到发现了可以使用硅烷偶合剂，以改进环氧树脂/煤沥青涂层材料防水涂层的处理和粘结特性。因而，本专利技术的这一方面提供了一种防水钢管，该管子包括了具有钢表面的钢管和一层在钢表面上的防水涂层。该防水涂层包括一层热固性环氧树脂组合物的底层以及与钢表面粘结的硅烷偶合剂。在底涂层之上粘结一层基本上由煤沥青涂层材料组成的顶涂层。从而，本专利技术在其不同的实施方案中提供了有关防水钢管的改进产品和方法。这些改进的方法非常便于实施，并提供了快速的固化时间，因而提供了在生产操作中的高生产率。此外，得到的防水涂层显示出优良的粘结性能以及抗冲击、阴极分解粘结、以及水穿透的性能。由以下的描述将清楚地看出本专利技术的另外的目的、特色和优点。优选实施方案描述为了有助于理解本专利技术的原则，现将涉及到某些实施方案并将使用特定的语言将其描述。然而，要理解的是，通常对本专利技术所涉现有技术普通技术人员产生的本文中所述对本专利技术原则的这些变化、修改和应用均是可预期到的，由此决不是企图对本专利技术的范围进行任何限制。如上所讨论的，本专利技术提供了具有基本上包括一层环氧树脂底涂层和一层煤沥青涂层材料顶涂层的带涂层防水钢管。在这方面，本专利技术所用的钢管完全可以是常规的。此外，在处理时可将钢管送进一系列阶段以形成防水涂层。例如，按常规，首先使钢管在一个生产阶段中通过炉子、感应线圈或类似设备预热，然后将其推进到另一阶段，其中使钢管涂底涂层，而后再在后面阶段中最后涂顶涂层。按照本专利技术，该管子优选是预热到至少约55℃温度，典型地是落在约55℃至约150℃范围，更典型地是约55℃-约120℃范围。在温度低于55℃时，发现形成的整个防水涂层的粘结低劣。另一方面，使用预热温度大于150℃，可能是能量的未充分利用。当然，除了预热外，管子的钢表面应无杂质，如油、灰尘等，这些杂质可能影响底涂层的粘结。在预热后，接着将管子涂覆底层。按照本专利技术，底层基本上是由一种环氧树脂组合物组成，该组合物是热固性的，即一种在经受热时形成交联的热固性涂层的组合物。本专利技术基本上由环氧树脂组成的优选底涂层不含或基本上不含在以前底涂层中所用过的那些沥青材料。然而，优选的环氧树脂底层可以含有常规的填料，如颜料等，而不会改变其喷射敷涂的灵敏度以及其形成为环氧树脂特有的高度交联的基体的能力。当使用时，填料存在的量典型地是每100重量份环氧树脂最高达约90重量份填料，通常的范围是每100重量份环氧树脂约15-约90重量份填料。至于所用特定的环氧树脂化合物，这对本专利技术并不严格；然而，优选的是，该环氧树脂具有环氧当量范围为约160-约700，更优选的为约225-300。例如，可使用双酚A基环氧树脂和/或线型酚醛清漆多官能环氧树脂。优选的是双酚A衍生物，最优选的是双环氧化合物，如双酚A的二环氧甘油醚。通常，将环氧化合物与一种环氧固化剂混合，形成热固性环氧树脂组合物。作为适用于本专利技术的固化剂和/或促进剂，可提及的是酚-线型酚醛清漆、甲酚-线型酚醛清漆、以及3，3′-二烯丙基-4，4′-二羟基双酚A；胺化合物，如4，4′-亚甲基双(2-乙基苯胺)、4，4′-亚甲基双(2-乙基-6-甲基苯胺)；二亚乙基三胺；环脂族胺类，例如N-氨甲基哌嗪、异佛尔酮二胺(IPD)和双-(对氨基环己基)甲烷；聚醚胺类，如聚氧亚丙基二胺；酸酐类，如Nadic甲酐(甲基-二环〔2.2.1〕庚烯-2，3-二羧酸酐)、邻苯二甲酸酐、四氢化邻苯二甲酸酐、甲基四氢化邻苯二甲酸酐、1，2，4-苯三酸酐、以及1，2，4，5-苯四酸酐；双氰胺；二聚脂肪酸与化学计量过量二伯多胺类的反应产物或环氧树脂与一种过量脂族胺的反应产物；二酰肼化合物，如己二酰肼、间苯二甲二酰肼；以及咪唑类，如4-甲基咪唑。在这些化合物之中，已经发现多胺固化剂可对本专利技术提供快速和有效的凝固，因而是优选的。本专利技术的环氧树脂底涂层可以无溶剂或当需要时可含有溶剂。当使用溶剂时，合适的溶剂包括惰性的有机溶剂，如芳族溶剂，例如苯或烷基苯，如甲苯或二甲苯，或脂族溶剂，如单一或多羟基醇类，例如脂肪族二元醇溶剂，如可提供优良的溶解度并可以形成较高固体含量的涂层，同时也提供优良的环境特性和安全相关的丙二醇。对于环氧树脂底涂层组合物，这些溶剂的选择和使用是在该领域中实际操作的那些普通技术人员范围内是熟知的。本专利技术的另一方面，已经发现，可以将硅烷偶合剂掺入底层中以改进涂层与钢表面的粘结。在这方面，硅烷偶合剂是公知的，化学式通常为(F)4-nSi(R)n，其中n＝1、2或3以及F为一易于水解的基团，如卤素(例如Br或Cl)或一个烷氧基，特别是C1-C5烷氧基，如甲氧基、乙氧基、丙氧基等。另一方面，R是一个含有能与底层中的环氧树脂或其它材料共价结合官能的有机基团。例如，这一有机官能团可以是一种氨基官能团，或一种可聚合的官能团，如环氧、乙烯基，或其它可聚合部分。迄今，已使用一种由化学式F3SiR所包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在钢管上形成防水钢表面的方法，该方法包括： 将钢表面预热到至少约５５℃的温度； 向预热后的钢表面涂敷一层基本上由热固性环氧树脂组合物组成的底涂层，其中该环氧树脂组合物在涂敷到钢表面上时开始固化； 在所述环氧树脂组合物固化结束之前，于至少约２００℃温度下，在所述底涂层之上涂敷一层基本上由煤沥青涂层材料组成的预热的顶涂层，以及 冷却所述钢表面、底涂层和顶涂层以形成所述防水钢表面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JR约翰森，WR罗德，CS赫尼格，
申请(专利权)人：莱利工业公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]