一種液體狀防腐塗料的熱噴塗方法
2023-06-11 12:51:11 5
專利名稱：一種液體狀防腐塗料的熱噴塗方法
技術領域：
本發明涉及一種液體狀防腐塗料的熱噴塗方法。更具體是指液體狀防腐塗料噴射霧化分散成液滴的同時，與氣體熱介質強烈混合而受熱，加快溶劑揮發，減少塗層針孔和塗層流淌，提高塗層防腐性能；或者加快熱固型防腐塗料的固化反應，一次性在預先處理後的基材表面形成固化塗層，簡化施工工藝，提高施工效率。特別適合於將熱固型液體狀防腐塗料進行重防腐厚塗層或設備襯裡大面積施工的場合。屬於防腐施工技術領域。
背景技術：
據最新統計數據，由於腐蝕造成的損失，我國每年已達2800億元。因此，各種耐腐蝕材料及施工技術得到深入的研究和發展，在減少國民經濟損失方面起到了很好的作用。
採用各種耐大氣環境、酸、鹼及鹽類腐蝕的防腐材料，在金屬表面形成隔離腐蝕介質的覆蓋層，是重要的、常見的金屬防腐蝕方法。出於高效的噴塗施工工藝的技術要求，多數防腐材料是通過溶劑溶解形成液體狀防腐塗料，也有相當一部分本身就是液體狀態。其中，一類是噴塗後自行固化的自幹型，比如鐵紅防鏽漆、過氯乙烯漆、氯化橡膠漆等防腐塗料；另一類是噴塗後需要加熱(烘烤)才能固化的熱固型，比如酚醛樹脂、聚氨酯橡膠、有機矽烘漆、酸酐固化環氧樹脂、氨基烘漆、無機富鋅防腐塗料、ZA改性PVC襯裡膠、氟樹脂等防腐塗料。噴塗在基材表面的塗層如果含有溶劑，溶劑揮發後會形成針孔，降低了防腐蝕性能；溶劑揮發需要時間，在短時間內噴塗過厚塗層會出現流淌掛失，影響塗層厚度的均勻性和降低噴塗施工效率。熱固型防腐蝕塗料噴塗在基材表面後，還需要加熱烘烤才能固化，特別是將其作成重防腐厚塗層或者設備襯裡時，需要多次噴塗多次加熱烘烤。施工工藝麻煩，同時生產設備及工藝複雜，不利於現場施工或修補。
經查詢，中國專利的《多功能熱噴塗裝置》(申請號889212795.3)和《一種可調溫的燃氣噴塑裝置》(申請號94113911.5)，其使用的防腐塗料要求呈粉末狀。或者說裝置結構是基於粉末狀塗料。兩種裝置均是通過送粉器用氣體將防腐塗料粉末送至高溫火焰中，將其熔融(化)後噴射至預先處理後的基材表面形成覆蓋層，達到防腐、耐磨或裝飾的目的。
為了克服現有的、液體狀防腐塗料噴塗工藝上的缺陷，同時，解決通用熱噴塗裝置只能使用粉末狀塗料的局限，本發明提出了一種立足於液體噴塗裝置及工藝技術基礎上的、對防腐施工噴塗器具只需稍作改動的熱噴塗方法。可以廣泛用於金屬防腐施工上，提高液體狀防腐塗料的防腐施工質量和效率。特別適合於熱固型液體狀防腐塗料的現場施工、現場修補及進行重防腐厚塗層或設備襯裡大面積施工的場合。
發明內容
本發明所述的液體狀防腐塗料熱噴塗方法，運用了液體的霧化液滴直徑越小，液滴比表面積越大，在熱介質「包圍」下進行熱傳遞過程，達到某一溫度所需的時間越短的熱力學原理。實現本發明方法的裝置，主要由液體霧化分散器、氣體熱介質發生器、氣體熱介質溫度及流量控制器、氣體熱介質與霧化液滴混合器四部分組成。
液體狀防腐塗料經液體霧化分散器分散成均勻的細微狀液滴從液體噴嘴噴出，與來至氣體熱介質發生器的氣體熱介質相遇並強烈混合。在混合過程中，氣體熱介質將熱量傳遞給細微的液滴。如果是加溶劑的防腐塗料，液滴受熱後，將加快溶劑的揮發，當噴射至預先處理後的基材表面時，由於溶劑減少，塗料粘度增加，形成的塗層針孔減少，流淌掛失現象降低；如果是熱固型液體狀防腐塗料，液滴受熱後，將加快材料的交聯固化反應，到達預先處理的基材表面後，進一步受氣體熱介質衝擊加熱，交聯固化形成覆蓋塗層或多次噴塗形成重防腐厚塗層和設備襯裡。由於防腐塗料所含有機聚合物的熱分解溫度不高，本發明通常不採用氧-乙炔火焰一類的高熱負荷高成本的高溫燃燒器。但仍須配置氣體熱介質溫度及流量控制器，使氣體熱介質的溫度及流量，或者說攜帶的熱量，與受噴塗的液體狀防腐塗料性能、噴出量、霧化液滴質量等影響的所需熱量匹配，不至於造成過熱分解。
液體霧化分散器1由液體噴塗裝置5和有一定壓力的輔助霧化氣體裝置組成。是採用液體噴塗裝置5，並藉助於流經液體霧化噴槍槍桿6外的、保護液體狀防腐塗料不至於過熱的、來至輔助霧化氣體裝置15的輔助霧化氣體，在輔助霧化氣體閥門8控制下，經輔助霧化氣體通道9，通過安裝在通道出口的輔助霧化氣體流向調節環10，輔助霧化噴嘴7將液體霧化成液滴直徑均勻的細微狀霧滴。氣體熱介質發生器2由加熱裝置及其通道組成。它是根據霧化液滴所需熱量，能夠產生50～1500℃左右氣體熱介質的燃燒器、氣體的電加熱器或者是直接引入氣體熱介質的管道和換熱器，經氣體熱介質通道11，為加熱液體狀防腐塗料霧化液滴提供所需熱量。氣體熱介質溫度及流量控制器3由相應的溫度、流量控制系統組成。是通過控制電加熱器功率、燃料流量、冷氣體摻入流量等方式調節溫度和流量，使氣體熱介質的熱量不至於造成液體狀防腐塗料霧化液滴過熱分解。氣體熱介質與霧化液滴混合器4主要由氣體熱介質流向調節環12和混合空間13組成。是氣體熱介質與霧化液滴進行熱量傳遞的主要區域。
氣體熱介質發生器2、氣體熱介質溫度及流量控制器3、氣體熱介質與霧化液滴混合器4及其各自配套的附屬零部件組合成熱混合部件。將熱混合部件與加長了的、液體噴塗裝置5的噴槍槍桿6裝配在一起，就可以實現液體狀防腐塗料的熱噴塗。因此，實施本發明投資小，製造容易，操作簡單。對防腐施工而言切實可行。
氣體熱介質可以是熱空氣、燃燒煙氣、過熱蒸汽等，最好是熱空氣和燃燒煙氣；輔助霧化氣體可以是壓縮空氣、熱空氣、蒸汽或其它氣體，最好是壓縮空氣。
附圖一是本發明的液體狀防腐塗料的熱噴塗示意圖附圖二是本發明的電阻絲加熱式液體狀防腐塗料的熱噴塗裝置示意圖附圖三是附圖二的正視圖附圖四是本發明的燃氣加熱式液體狀防腐塗料的熱噴塗裝置示意圖附圖五是附圖四的正視中1液體霧化分散器2氣體熱介質發生器3氣體熱介質溫度及流量控制器4氣體熱介質與霧化液滴混合器5液體噴塗裝置6液體霧化噴槍槍桿7霧化噴嘴8輔助霧化氣體閥門9輔助霧化氣體通道10輔助霧化氣體流向調節環11氣體熱介質通道12氣體熱介質流向調節環13氣體熱介質與霧化液滴混合空間14預先處理後的基材表面15輔助霧化氣體裝置(如空氣壓縮機)16電阻絲陶瓷管定位環17電阻絲陶瓷管18蝸殼19蝸殼進口20氣燃燒器21蝸殼縮口22燃氣流量閥門23助燃空氣流量閥門具體實施方式
一、本發明實施的技術方案是1、液體狀防腐塗料粘度不宜超過20000mpa.s，可通過添加溶劑或加熱調整防腐塗料粘度，從而保證液體噴塗裝置在具有一定壓力的輔助霧化氣體協同下，將液體狀防腐塗料霧化分散成均勻、細微狀液滴。
2、本發明所述的液體狀防腐塗料熱噴塗裝置具有三層結構，形成三個流體通道。最中心一層是液體霧化噴槍6，是液體塗料通道。液體狀防腐塗料流經此通道從安裝在端頭的噴嘴7噴出霧化。噴槍6外有輔助霧化氣體通道9，壓力為0.0001～1.0mpa的氣體通過輔助霧化氣體流向調節環10，改變成與液體塗料噴出方向呈徑向0～90度或切向各種角度的流向噴出，輔助液體霧化噴嘴7將液體塗料進一步霧化分散成均勻、細微的液滴；同時，保護液體噴槍中的液體塗料不會因為過分受熱在槍內交聯固化造成噴槍內堵塞。輔助霧化氣體通道9外層是氣體熱介質通道11，在通道的出口處安置有與液體塗料噴出方向呈徑向或切向一定角度的氣體熱介質流向調節環12，強迫氣體熱介質改變流向後，在混合空間13與噴出的液體狀防腐塗料液滴形成強烈的混合，共同噴向預先處理後的基材表面14。
二、對本發明實施方式，結合附圖舉例進一步說明，但本發明不局限於實施例所給出的
1、例一電阻絲加熱式液體狀防腐塗料熱噴塗裝置。參見附圖二、附圖三。
氣體熱介質是電阻絲加熱的熱空氣。輔助霧化氣體是壓縮空氣。
來至塗料噴塗裝置5的液體狀防腐塗料經液體霧化噴槍槍桿6，由霧化噴嘴7噴出。來至空氣壓縮機15的壓縮空氣，經壓縮空氣入口閥門8，流經通道9，被壓縮空氣流向調節環10改變流向後，與霧化噴嘴7噴出的液體塗料方向成徑向5～60度的交叉角度噴出，輔助霧化噴嘴7將液體塗料更好的霧化分散成均勻的細微狀液滴。來至空氣壓縮機15的壓縮空氣進入氣體熱介質通道11，流經由定位環16固定在其中的電阻絲陶瓷管17後被加熱。熱空氣的溫度及流量由與電阻絲相連接的調壓器(圖中未標出)或空氣閥門(圖中未標出)控制。一定溫度及流量的熱空氣經氣體熱介質流向調節環12改變流向後噴出，在混合空間13與霧化成均勻的細微液滴強烈混合，一同噴向預先處理後的基材表面14。熱空氣的最終混合溫度受輔助霧化壓縮空氣流量的影響，可以通過輔助霧化壓縮空氣入口閥門8進一步微調噴塗質量。
2、例二燃氣加熱式液體狀防腐塗料的熱噴塗裝置。參見附圖四、附圖五。
氣體熱介質是燃氣燃燒產生的熱煙氣。輔助霧化氣體是壓縮空氣。
來至塗料噴塗裝置5的液體狀防腐塗料經液體霧化噴槍槍桿6，由霧化噴嘴7噴出。來至空氣壓縮機15的壓縮空氣經壓縮空氣入口閥門8和壓縮空氣通道9，被壓縮空氣流向調節環10改變流向後，與霧化噴嘴7噴出的液體塗料方向成徑向5～25度的交叉角度噴出，輔助霧化噴嘴7將液體塗料更好的霧化分散成均勻的細微狀液滴。安裝在蝸殼18的蝸殼進口19的燃氣燃燒器20產生的熱煙氣，在蝸殼18內旋轉流經蝸殼縮口21，與經壓縮空氣輔助霧化的液體狀防腐塗料液滴，在混合空間13強烈混合後一同噴向預先處理後的基材表面14。燃燒煙氣的溫度和流量通過燃氣燃燒器20的燃氣流量閥門22和助燃空氣流量閥門23調節。煙氣熱介質的最終混合溫度受輔助霧化壓縮空氣流量的影響，可以通過輔助霧化壓縮空氣入口閥門8進一步微調噴塗質量。
3、基本操作工藝開動液體噴塗裝置5，調節液體狀防腐塗料從霧化噴嘴7噴出能較好霧化時，穩定液體噴塗工藝參數。關閉液體噴塗裝置5。開動氣體熱介質發生器2，調節氣體熱介質溫度及流量控制器3，在穩定狀態下，氣體熱介質溫度應比液體狀防腐塗料熱分解溫度接近或更高，氣體熱介質流量與塗料流量的質量比在3～0.1比1左右。調節輔助霧化壓縮空氣流量，它與塗料流量的質量比在3～0.1比1左右。將液體噴塗裝置5的噴槍槍桿6插入裝配後進行熱噴塗，並通過輔助霧化氣體入口閥門8進一步微調噴塗質量。
權利要求
1.一種液體狀防腐塗料的熱噴塗方法。其特徵在於運用了液滴直徑越小，液滴比表面積越大，與氣體熱介質進行熱傳遞達到某一溫度所需時間越短的原理；採用液體霧化分散器1、氣體熱介質發生器2、氣體熱介質溫度及流量控制器3、氣體熱介質與霧化液滴混合器4組成的液體狀防腐塗料熱噴塗裝置，使液滴與氣體熱介質同時噴出並強烈混合加熱液滴。加快溶劑揮發或加速熱固型液體狀防腐塗料固化反應。用於減少防腐塗層針孔或流淌，提高塗層防腐性能或噴塗效率，特別是用於需要將熱固型液體狀防腐塗料的噴塗與固化過程同時(一次性)進行的場合。
2.根據權利要求1所述的液體狀防腐塗料的熱噴塗裝置，其特徵在於液體霧化分散器1由液體噴塗裝置5和輔助霧化氣體裝置等組成，其作用是將液體狀防腐塗料霧化分散成均勻的細微狀液滴，同時保護噴槍中液體塗料不至過熱交聯固化造成堵塞。氣體熱介質發生器2由加熱裝置及其通道等組成，其作用是提供加熱液滴所需的熱量。氣體熱介質溫度及流量控制器3由相應的溫度、流量控制系統等組成，其作用是使霧化液滴受熱但又不至於過熱分解。氣體熱介質與霧化液滴混合器4由氣體熱介質流向調節環12和混合空間13組成，它是霧化液滴與氣體熱介質強烈混合傳熱的區域。2、3、4組合成熱混合部件，它與液體噴塗裝置5的液體噴槍加長槍桿6裝配連接使用。
3.根據權利要求1、2所述的液體狀防腐塗料的熱噴塗裝置，其特徵在於具有三層結構，形成三個流體通道。最中心一層是液體塗料通道6，其外層是輔助霧化氣體通道9，再外層是氣體熱介質通道11。通道6出口是霧化噴嘴7，通道9出口是輔助霧化氣體流向調節環10，通道11出口是氣體熱介質流向調節環12。
4.根據權利要求3所述的輔助霧化氣體流向調節環10和氣體熱介質流向調節環12，其特徵在於使輔助霧化氣體和氣體熱介質的噴出方向，與液體噴出方向分別呈徑向0～90度或切向不同角度和徑向或切向各種角度。
5.根據權利要求1、2、3、4所述的液體狀防腐塗料、輔助霧化氣體、氣體熱介質，其特徵在於液體狀防腐塗料粘度不宜超過20000mpa.s；輔助霧化氣體可以是壓縮空氣、熱空氣、蒸汽或其它氣體，最好是壓縮空氣，壓力為0.0001～1.0mpa，與塗料流量的質量比在3～0.1比1左右；氣體熱介質可以是熱空氣、燃燒煙氣、過熱蒸汽等，最好是熱空氣和燃燒煙氣，其溫度依據霧化液滴所需熱量為50～1500℃，與塗料流量的質量比在3～0.1比1左右。
6.根據權利要求1所述的液體狀防腐塗料的熱噴塗裝置的基本操作工藝，其特徵在於先開動液體噴塗裝置5，調整液體噴塗工藝參數後關閉。再開動氣體熱介質發生器2，調節氣體熱介質溫度及流量。最後將液體噴塗裝置5的噴槍槍桿6插入裝配後，再進行熱噴塗，並通過輔助霧化氣體入口閥門8進一步微調噴塗質量。
全文摘要
一種液體狀防腐塗料的熱噴塗方法，屬於防腐施工領域。防腐塗料噴塗會產生塗層針孔、流淌現象或者熱固型塗料噴塗後需進行加熱(烘烤)才能固化。本發明運用了液滴直徑越小，比表面積越大，與熱介質進行熱傳遞達到某一溫度所需的時間越短的原理。將液體噴塗裝置噴槍，與提供輔助霧化氣體、氣體熱介質及液滴－熱介質混合空間的部件裝配實施。噴塗時，液滴與氣體熱介質強烈混合併傳熱。液滴受熱減少了塗層針孔及流淌，使熱固型防腐塗料加速反應，一次性交聯固化形成塗層。本發明廣泛應用於金屬防腐施工上，特別適合於熱固型液體狀防腐塗料的現場施工、現場修補及進行厚層重防腐或設備襯裡大面積施工的場合。實施本發明投資小，製造容易，操作簡單易行。
文檔編號B05B7/16GK1647861SQ200410021718
公開日2005年8月3日 申請日期2004年1月26日 優先權日2004年1月26日
發明者張元程 申請人:張元程