钢制电缆桥架浸塑防腐蚀方法_冀延君

1、1996年第5期环境技术# 防护钢制电缆桥架浸塑防腐蚀方法山东省膝州市衡器厂(膝州 277500) 冀延君臧桂玲摘 要 介绍浸塑钢制电缆桥架产品的生产，分析其防腐蚀性能优点、原材料选用、预处理、钢制电缆桥架涂塑方法及冷电镀锌钝化后加浸塑或热镀锌钝化后浸塑 双重防腐蚀保护层的方法 。关键词电缆桥架浸塑双重防腐蚀方法中图法分类号TG174. 441996年第5期环境技术# 1996年第5期环境技术27 介10万,熔长。l rights n一、刖 言金属表面浸塑采用流动浸塑法在金属表 面覆上一层 0. 023. 0mm的塑料薄膜，这 层薄膜与金属基材有较好的结合力。金属的腐蚀现象，主要是由于金属与周

2、围环境介质 的电化学作用而产生的。涂膜的防腐蚀作用， 就是防止水和氧及其它介质的渗入。塑料通常具有优良的化学稳定性，对于酸、碱、盐等化学药品抗腐蚀能力强。这一点毋庸赘言。但 是，人们往往认为塑料在大气中易老化，而且性能受温度影响较大。然而，塑料的质量 则是由树脂、助剂、加工方法三大因素 决定 的。就助剂而言，若在塑料中添加少量的助 剂，就能将塑料的性能改变很多，比如寿命助剂、强度助剂，加工助剂、表面助剂、光学 助剂、固化助剂等各种助剂使塑料具有形形 色色、多种多样的品种。二、浸塑原料的选择及要求通常按照塑料的热性能分为热塑性塑料 和热固性塑料两大类。热塑性塑料的特点是 随着温度的升高而变软或熔

3、化，冷却后又变 得坚硬。热塑性塑料一般具有较高的分子量，所以有优良的抗化学性、韧性和弯曲性能。热 塑性塑料的 品种有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙 烯、聚苯乙烯等。优点是具有较好的物理机械 性能，缺点是热性和刚性较低，高密度聚乙 烯要求粉末粒度可选用过80目(227呵)筛的，高密度聚乙烯的分子量为 融指数为0. 25g/10mi n，熔点为123 130C。采用化学交联法，在聚乙烯中加入交 联剂，如过氧化二异丙苯等 ，借助热能，使 之发生化学反应，最终产生主链交联，即生 成长链状支链或网状支链，使聚乙烯线型结 构变为体型(网状)结构。交联后可提高聚乙 烯的抗拉强度、耐热性、防老化性、耐候性、耐 酸碱盐

4、性。流动浸塑对粉末涂料的要求如下：(1) 合适的粘度：流动浸塑粉末涂料的粒径一般在 0.10. 3mm范围内，且颗粒圆 滑，粒径过小涂层薄，在涂厚膜时易出现流 淌现象；粒径太大，不易流平。合理的粒度分 布应使 0. 120. 25mm粒径范围内的 粉末 重量占总重量的 60%80%。否则，粉末在 流化床内不易形成平稳的沸腾状态。(2) 贮藏性能稳定：能在常温下保持一 年或更长时间不凝集、不结块。(3) 优良的耐化学腐蚀性：能耐酸、碱、 盐和多种介质的腐蚀。(4) 良好的流平性：流平性往往用涂料 的熔融指数平衡量，一般说来，熔融指数 高，流平性能好。(5) 无毒：生产过程中不产生有毒气 体，涂膜

5、形成后，符合卫生标准要求。(6) 如果用于室外，还要求粉末涂料具 有一定的抗老化和耐候性，使用寿命较http:/；(7) 粉末树脂的熔融点与裂解温度相差 较大，以便操作工艺容易控制。(8) 价格相对便宜，尽可能降低成本。 对于流动浸塑来说，虽然热塑性、热固性粉末涂料的大多数品种都能使用，但是由于受到粉末涂料制造技术以及用途的制约 因而目前常用的粉末涂料还只是以下几种 见下表。1996年第5期环境技术# 流动浸塑常见的粉末涂料种类简介优点缺点聚乙烯流动浸塑的主要原料便宜，加工性好， 耐化学性好。耐热性不足聚氯乙烯加热过程有发烟现象 消除。，须经改良耐化学性好耐热性不足聚酰胺用流浸的主要是尼龙11

6、、尼龙121010尼龙耐磨性好，自润滑 性好，耐油性好耐强酸性差1996年第5期环境技术31 砂枪管，经喷嘴喷射到工件表面。工件表面由 于受到砂粒的强烈冲击，锈斑及氧化膜等便 与砂粒一齐掉落下来。喷砂设备主要包括喷 砂枪、喷砂室、油水分离器、空气压缩机等。喷 砂工艺流程如图1所示。图1喷砂工艺流程示意图? 194-2014 Chi 鯛 AcadcrJiic Journal件的热容量进行粉末塑料的熔敷。先把粉末三、被浸塑工件的预处理预处理的目的是：(1) 增加浸塑涂膜与金属的结合力 ；(2) 保证获得均匀的涂层；(3) 延长涂层的使用寿命。工件预处理一般分为两类，一类是机械处理，如喷丸、喷砂、砂

7、纸砂轮打磨、金属刷子 去锈等；另一类是化学处理，如溶液去油、酸 洗去除氧化铁皮及锈蚀、磷酸盐处理。单对浸塑而言，预处理工序 为喷砂、去油、酸洗、磷 化。喷砂处理是一种较为理想的机械处理法，喷砂后工件表面变得粗糙，有利于涂层与金 属基体的结合。对于有棱角和毛刺的工件，喷 砂后表面又会变得平滑，改善涂层的均匀性。 喷砂处理可以彻底去除锈斑和氧化膜。喷砂采用引射式喷抢，压缩空气降砂粒引流到喷喷砂时，压缩空气压力与喷嘴直径有关 ， 较大的喷嘴采用较大的空气压力。砂粒有许多种，如石英砂、金刚砂、黄砂等。一般采用的 砂粒粒径为 Y 1H Y 1. 5mm，根据工件和工艺 要求选择。喷硬度高的工件采用金刚砂

8、和石 英砂，喷硬度低的工件宜用黄砂和河砂。喷砂后的工件，采用洁净的压缩空气吹除余砂。喷砂后的工件应放在干燥处，最好当天转到下道工序。四、粉末流动浸塑法工艺流程：预处理后的工件清除干净 t 预热t浸镀塑t机械振动t塑化t冷却t修 整t检查t包装。这里工件预热是指浸塑桥架部件的预 热，其预热炉采用电加热或天然气 、石油液化 气、燃油等加热能源。不得直接加热桥架部件，以防止部件污染不易浸塑及降低涂层附 着力，而要进行间接预热。炉体钢制，最好采 用耐热不锈钢材料和保温绝热材料制造。为了节能降耗，炉内采用热风循环装置，炉门自动开闭。炉温在预热温度范围内自动控制，各部分均匀，温差不超过土 10C。根据设定

9、的 温度，将工件加热到一定温度，送入流化床 浸塑。流动浸塑法俗称流化床法或沸腾床法，国外也有称之为镀塑”的，其方式是利用工塑料放入底部透气的流动槽中，从槽下部送入干净的压缩空气，使粉末塑料流动并悬浮 一定高度,粉末上浮率一般为1. 2- 1.4,而后把预先加热到粉末塑料熔点以上温度的工 件浸入流动槽中，粉末塑料就均匀地附着到 被浸工件的表面上，经过数秒钟浸渍后取出 并进行机械振动，除掉多余的粉料，然后送 入塑化炉流平塑化，最后出炉冷却，从而获得均匀的涂层。决定流动浸塑涂层厚度的因素包括被涂 工件的材质、工件的热容量、基材的大小或厚 度、工件加热温度、工件加热时间、浸粉时间 以及粉末涂料的性质等

10、。为了准确地确定流动浸塑的预热温度、 浸塑时间，应对不同的涂料先进行试片试验。将不同厚度的试片悬挂在一起 ，预热后最好 在白色的粉末涂料中浸渍 ，然后放入设定温 度的塑化炉内停留一段时间 ，取出后以观察 涂层的颜色来确定最佳的工艺参数。浸塑条件与膜厚关系见图2所示。膜J低J预 热 温 度T高 膜J短浸 粉 时 间长 J小基材大小或厚度大薄.低.粉末熔融指数高-厚图2浸塑条件与膜厚关系粉末在流动槽中流化的状态直接影响到 涂层质量，压缩空气透过底部的微孔板进入 流动槽时，气体的粘性阻力就推动槽内的全 部粉末颗粒，对同一颗粒度的粉末 ，初始运 动速度就是压缩空气的气流速度，但粉末的粒度分布是在一定范

11、围内的，因此粉末的流化也是分级的。当气流速度逐渐增大到对应 颗粒的最大值的初始速度时，粉末才处于完全均匀的流动状态。为了保证流动槽周围不 产生粉尘，除了应控制粉末颗粒的最小粒径 外，还要控制压缩空气的气流速度或空气的 压力。如果流化床设计不合理，粉末粒度分布不合理以及颗粒的圆滑程度都将影响粉末的 流化好坏。粉末流化不均，或不充分或有气 泡、气流产生，都会影响金属表面涂层的均匀 性。实践表明，应用低粘度的粉末涂料或添加 流平助剂、减小涂料的粘度能够获得光滑的 涂膜。流化床结构示意见图3,其尺寸大小根据浸件设计。1.流化槽 2.流化的粉末 3.微孔隔板4.密封圈5.均压板 6.气室7.分流装置8.

12、压缩空气管道9.压力表 10.可调式节流阀11.过滤器12 .截止阀13.贮气罐14.压力表15.快速排气阀17.过滤器18.单向阀19.空气压缩机21.电机16.截止阀20.联接器图3流化床结构示意图流化床是流动浸塑的主要设备，流化床主要由气室、微孔板和流动槽三部分组成。气室的作用是使干净的压缩空气分散并经过均压板将压成均匀上升的气流。为了达到这个目的，气室的进管一般采用蛇形风管 或莲蓬形风管。在管子上分布着密集的小孔，使压缩空气进入气室后经过多孔导向 ，均匀 分散。在进风管上部放置两块多孔均压板 ，均 压板的气孔交错布置，从而使压缩空气进一 步均匀和降压。微孔板是流化床的关键部件，气室内的

13、 空气只有通过微孔板才能达到均匀、良好的悬浮和流化。微孔板的气孔平均尺寸在10m左右，微孔板采用环氧粉末和石英砂进行混 合烧结，也可采用微孔陶瓷隔板，还可用聚四氟乙烯等材料制做。究竟采用哪一种材料，由 流化床底部面积的大小和承载粉末涂料的重 量决定。微孔板每平方米的透气量一般为60100m /h左右,空气压力在 600015000Pa,压力的高低应根据槽内粉末的高低和配比进行调整。流动槽用以盛装粉末涂料，也是工件浸 塑的空间，在经过微孔板均压气流的推动下，粉末涂料悬浮流化呈沸腾状态，尤如沸腾的液体一样，工件可以轻易插入，由于粉末以空气为煤体而悬浮流动着 ，无孔不入，所以 工件的形状可不受限制，

14、任何复杂形状的桥 架部件，均可涂敷上均匀的粉末。五、钢制电缆桥架的双重防腐蚀保护层 钢制电缆桥架冷电镀锌钝化后加浸塑或 热浸镀锌钝化后浸塑双重防腐蚀保护层的抗 腐蚀能力非常强，特别适应于有强酸、强碱、 盐腐蚀气体的环境之 中，例如生产盐酸、硫 酸、碱、硝酸及钢厂、农药厂、造纸厂、化工厂 等企业全面安装，长期使用可得到显著的抗 腐蚀效果和经济效益，其工艺如下：（1）冷电镀锌钝化后浸塑：把冷电镀锌 钝化后的工件用软棉（纱）布把工件表面上的 灰尘清除干净t烘干加热（时间按工件大小 控制浸塑t机械振动 t塑化t冷却t修 整t检查t包装。（2）热浸镀锌后浸塑：把热浸镀锌钝化 修整后的工件用软棉（纱）布把

15、工件表面上的 灰尘清除干净t烘干加热（时间按工件大小 控制）t浸塑T机械振动 T塑化T冷却T修 整T检查T包装。为了准确地确定加热温度和时间，对不同涂料应先进行试验，可以将不同厚度的试样悬挂在一起，预热后在白色的粉末涂料中 浸涂，然后放入设定温度的炉内，每隔一定 佳的涂层温度。流动浸塑。钢制电缆桥架预热后垂直浸 入流动槽中，流化床的尺寸深度应根据桥架 的长度、宽度和生产效率决定。槽底安装微孔 板，通入压缩空气，使粉末充分流化。从热动力学角度看，粉末流动浸塑过程 实质上是一个物态变化过程。流动浸塑时，预 热工件与涂料之间进行热量传递，工件将热量传给涂料，使其温度升至熔融温度以上， 附于工件表面，

16、初步流平，这个热量可用下 式求得。 b= gcm k式中 g粘附工件上的涂料质量CT涂料的比热 k涂料与工件的温度为便于生产，针对工件（面积）及厚度与 预热温度和浸塑时间相互之间的关系，就根据试验结果，把所得到的浸塑（桥架部件）涂 层厚度参数在坐标图中标出 ，即可作为生产图 4钢制电缆桥架一次浸塑，可以获得0. 20. 8mm的涂层。如果要求更厚的涂层 ，可 以多次反复加热浸涂。浸涂时间应控制在25s内，防止温降造成涂层厚度不均。浸涂出槽后稍加振动，或吹掉多余的涂料。塑化。浸塑后的涂层一般不能完全流平，温度取出，观察涂层颜色变黄情况来确定最f IJ 4- vliliia /fCauCtniC

17、Jvlii 丨低些。塑化温度的高低和时间长短由采用的me riiolishifig House. All jjignis reservedhttp需要二次加热进行塑化。塑化炉的结构和加 热方式与预热炉基本相似，只是加热温度应 涂料决定。对于工件较大的桥架,由于其热容 量较大，如果预热温度控制恰当 ，不进行塑 化，涂层也能流平。冷却。桥架塑化后应进行冷却 ，冷却的方 式应由涂料的性能决定。可以采取风冷、水冷 或空冷，但应注意，急骤冷却会造成涂层内 产生内应力。有时急冷还会出现斑点和凸包 皱纹缺陷。最好还是采取空冷。以聚乙烯或聚氯乙烯塑料粉末为例，浸塑操作工艺参考值如下：工件预热温度：300- 4

18、00C浸塑时间：210s浸塑温度：室温预热时间：210min塑化时间：18min冷却方法：吹风、水冷修整。桥架浸塑后，对于遮蔽部分的材料 应及时清理，另一方面，由于吊具与桥架的 接触部分会留有缺陷 ，为了保证涂层的完整 性，应该用火焰补涂，或用电烙铁粘相同的 粉末涂料进行补涂。检查。根据涂塑桥架的使用性能和产品标准，检查相应项目。六、结束语流动浸塑与静电粉末喷涂相比，具有以下优点：(1) 流动浸塑一次浸塑就可以获得较厚的涂层，且不需要粉末回收装置，因此效率 高，产品具有防腐蚀性强和耐酸、碱、盐及大多数有机介质腐蚀、耐天然大气腐蚀等特点；(2) 装饰性好，可根据用户要求涂覆各种 颜色，美观，卫生，使用性能优，手感非常好；(3) 绝缘防潮，适用各种以钢铁为基材的 产品，如高速公路护栏板、钢丝网等；(4) 它以高分子树脂为外衣钢塑复合，强 度高，使用寿命长，一般在十年以上；(5) 生产工艺省材料，粉末利用率在 99%以上；(6) 省能源，涂装采用低温预热和塑化，炉