金属表面用涂层制造技术

用热塑性聚合物涂覆的金属表面，所述表面含有至少一种处于金属表面和热塑性聚合物间的粘合剂，该粘合剂的维卡点低于或至多基本上等于金属表面可能的加热温度。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属表面用涂层，特别是那些用热塑性聚合物覆盖的管子的外表面。例如，本技术可用于那些填埋在地下的管线的防腐蚀。根据现有技术，需将管子加热至130～200℃，再将聚乙烯粉末洒在上面，这些粉末熔融就得到连续的聚乙烯涂层。也可先在加热了的表面上先涂覆一层接枝聚烯烃，再涂覆上聚乙烯层。专利WO92/03234中描述了一种方法，其中需将管子加热到至少200℃，将200μm厚的环氧树脂涂覆在其上，在完全交联之前，涂覆一层500μm厚的用马来酸酐接枝的乙烯共聚物涂层，最后涂覆一层300μm厚的聚乙烯层。本专利技术涉及毋需加热的金属表面的涂层。之所以毋需加热，或是因为它的另一面已有涂层，例如聚乙烯层；或是因为表面的金属不能被加热，例如铸铁；或是因为金属和另一面的涂层不耐热，例如它们是内壁涂有聚乙烯或是有水泥内涂层的钢管。这些表面仅能被加热至60℃。申请人已发现使用维卡点(Vicat point)低于或至多基本上等于金属表面可能加热温度的粘合剂，那么在23℃下涂层具有可达300～400N/5cm的剥离强度。如果其维卡点高于这一温度，则剥离强度很低，这样的涂层是不可接受的。本专利技术涉及一种用热塑性聚合物涂覆的金属表面，它在金属表面与热塑性聚合物间置有至少一层粘合剂。该粘合剂的维卡点低于或至多基本上等于金属表面可能的加热温度。本专利技术还涉及涂覆这些表面的方法。本专利技术涉及那些不能被加热到现有技术所需的100～200℃温度的钢管的表面。例如铸铁或是其中一面用不耐高温的材料，如聚乙烯或水泥涂覆的铸铁。故此本专利技术涉及金属表面的一面或双面上的涂层，这取决于另一面是否已被涂覆或者是否仅需涂覆其中一面。本专利技术特别适用于管子的外表面，管子的外径例如可达0.8或1.5米，厚度例如2～25mm。本专利技术中可能的加热温度意指约50～100℃的温度，通常为55～70℃。可以提及的热塑性聚合物的例子有聚烯烃、聚酰胺、聚酰胺与聚烯烃的混合物。这些热塑性聚合物可能填充了玻璃纤维。既然金属表面不能被加热，本专利技术中涂覆表面的工作温度相对较低，大约50～100℃，因此不必使用聚酰胺。优选使用的是聚烯烃。可能提及的聚烯烃有-聚乙烯、聚丙烯、乙烯或丙烯与至少一种α-烯烃的共聚物。可特别提及的是低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯(VLDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)。-乙烯与选自如下的物质中的至少一种的共聚物不饱和羧酸酯；被锌、锂等金属或碱性试剂中和或部分中和的羧酸；饱和羧酸的乙烯基酯。优选使用聚乙烯或聚丙烯。热塑性聚合物可用玻纤、滑石粉、粘土、矾土或硅石填充。它还可含有抗氧剂等。粘合剂是任何可以使热塑性聚合物与金属表面粘合的产品，其维卡点要低于或至多基本上等于金属表面可能的加热温度，因此，其维卡点至多为50或100℃，通常为至高55～70℃。例如对于加热温度不能超过60℃的铸铁管，则粘合剂的维卡点不超过60或65℃。低于55℃是有利的，优选温度为20～50℃。根据本专利技术的一种形式，粘合剂可以是通过与一种单体接枝或共聚而官能化的聚合物，所述单体选自(i)不饱和羧酸；(ii)不饱和二羧酸酐；(iii)这些羧酸或酸酐的衍生物，如盐，酰胺，亚酰胺或酯；或者(iv)不饱和环氧化合物。根据本专利技术的另一种形式，粘合剂可为一热熔类配制剂的聚合物形式。热熔粘合剂是基体聚合物(构成热熔体的核心)与增粘树脂、蜡、稳定剂、和任选的填料的混合物。具有合适的维卡点的可选择的产品很充足。这些粘合剂的熔融指数(MFI)可从0.5～1000(g/10min，190℃下，2.16kg载荷)。申请人还发现，如果MFI大于10，优选为15～100时，这样的粘合剂更容易使用，涂层均匀且更能确保具有良好的剥离强度。另一方面，如果MFI太低，例如为0.5～10，则必须小心操作才能保证粘合剂涂覆于整个表面。优选使用的粘合剂是如下物质的一种共聚物(1)乙烯；(2)任选的一种或几种选自如下的单体(i)不饱和羧酸酯，如(甲基)丙烯酸烷基酯；(ii)饱和羧酸乙烯酯，如醋酸乙烯酯或丙酸乙烯酯；(iii)α-烯烃，如1-丁烯；(3)前面所述的接枝或共聚官能单体。官能单体可以是不饱和羧酸，酸酐或这些酸、酸酐的衍生物。可以提及的羧酸的例子有甲基丙烯酸，马来酸，富马酸，乌头二酸，巴豆酸，乌头二酸酐，内型-顺二环(22.1)-5-庚烯-2，3-二羧酸酐，马来酸酐和马来酸酐的取代物，如二甲基马来酸酐。可以提及的衍生物有盐、酰胺、亚酰胺和酯，例如马来酸钠，马来酸二钠，丙烯酰胺，马来酰亚胺和富马酸二甲酯。可以提及的(甲基)丙烯酸盐有锌或锂的盐(离子形单体)。官能单体也可是一不饱和环氧化合物，例如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯，烯丙基缩水甘油醚，乙烯基缩水甘油醚，乌头二酸缩水甘油酯或马来酸缩水甘油酯。可提及的粘合剂例子有(1)聚乙烯，聚丙烯，乙烯/丙烯共聚物，乙烯/丁烯共聚物，所有这些产品均用马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝。(2)乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯/马来酸酐共聚物，马来酸酐经接枝或共聚处理。(3)乙烯/醋酸乙烯酯/马来酸酐共聚物，马来酸肝经接枝或其聚处理。(4)将上述两种共聚物中的马来酸酐替代为甲基丙烯酸缩水甘油酯。(5)乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物，或为其盐。(甲基)丙烯酸烷基酯可以是丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸正丁酯，丙烯酸异丁酯，丙烯酸2-乙基己酯，丙烯酸环己酯，甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯。优选的粘合剂是乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯/马来酸酐共聚物。根据本专利技术的一种特殊形式，(甲基)丙烯酸烷基酯的重量分数可达45％，通常在5～40％。马来酸酐的量可达10％，通常为0.2～5％。优选的(甲基)丙烯酸烷基酯为丙烯酸甲酯，乙酯或正丁酯。粘合剂可含有无机填料，如滑石粉、CaCO3等。无机填料的量可达粘合剂量的10％。根据本专利技术的另一形式，本专利技术中被涂覆的金属表面在金属表面和粘合剂间还含有至少一种环氧树脂。因此，根据这一特殊形式，涂覆的表面依次包含金属表面，至少一层环氧树脂，至少一层粘合剂和至少一层热塑性聚合物。环氧树脂的组成部分在《Kirk-Othmer化工技术百科全书》第9卷第267-289页(第3版)有描述。这些树脂通常是一种聚苯酚的聚缩水甘油醚。例如可以使用下面提及的(1)双酚A和3-氯-1，2-环氧丙烷的缩聚产物；(2)环氧-甲酚醛树脂(ECN)；(3)环氧-苯酚醛树脂；(4)得自双酚F的树脂；(5)多环酚和缩水甘油醚的衍生物；(6)脂环族树脂；(7)得自芳香胺的树脂，例如(i)四缩水甘油基亚甲基二苯胺衍生物；(ii)三缩水甘油基-对-氨基苯酚衍生物；(iii)三连氮衍生物，如异氰酸三缩水甘油酯；(8)乙内酰脲的衍生树脂。本专利技术所用树脂优选为双组分体系，该体系能在室温下交联。交联可使用胺，如二甲基乙醇胺和亚甲基二苯胺；或使用酰胺，如二氰基二酰胺；或是苯酚树脂。这些树脂可含有添加剂，如硅酮；颜料，如二氧化钛、氧化铁、碳黑；填料，如碳酸钙、滑石粉或云母。有利的胶凝时间为20～30分钟。胶凝时间按AFNOR标准NFA 49-706定义。这是在一确定温度下引起粘度快速增长所需的时间。优选使用的是液态环氧树脂。在其中加入催化剂(用于交联)。该任选的环氧树脂层的厚度可为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：F·维尔迪雷，P·佩雷特，G·普兰彻劳特，R·雅奎梅特，
申请(专利权)人：埃勒夫阿托化学有限公司，
类型：发明
国别省市：