专利名称：一种液体状防腐涂料的热喷涂方法
技术领域：
本发明涉及一种液体状防腐涂料的热喷涂方法。更具体是指液体状防腐涂料喷射雾化分散成液滴的同时，与气体热介质强烈混合而受热，加快溶剂挥发，减少涂层针孔和涂层流淌，提高涂层防腐性能；或者加快热固型防腐涂料的固化反应，一次性在预先处理后的基材表面形成固化涂层，简化施工工艺，提高施工效率。特别适合于将热固型液体状防腐涂料进行重防腐厚涂层或设备衬里大面积施工的场合。属于防腐施工技术领域。
背景技术：
据最新统计数据，由于腐蚀造成的损失，我国每年已达2800亿元。因此，各种耐腐蚀材料及施工技术得到深入的研究和发展，在减少国民经济损失方面起到了很好的作用。
采用各种耐大气环境、酸、碱及盐类腐蚀的防腐材料，在金属表面形成隔离腐蚀介质的覆盖层，是重要的、常见的金属防腐蚀方法。出于高效的喷涂施工工艺的技术要求，多数防腐材料是通过溶剂溶解形成液体状防腐涂料，也有相当一部分本身就是液体状态。其中，一类是喷涂后自行固化的自干型，比如铁红防锈漆、过氯乙烯漆、氯化橡胶漆等防腐涂料；另一类是喷涂后需要加热(烘烤)才能固化的热固型，比如酚醛树脂、聚氨酯橡胶、有机硅烘漆、酸酐固化环氧树脂、氨基烘漆、无机富锌防腐涂料、ZA改性PVC衬里胶、氟树脂等防腐涂料。喷涂在基材表面的涂层如果含有溶剂，溶剂挥发后会形成针孔，降低了防腐蚀性能；溶剂挥发需要时间，在短时间内喷涂过厚涂层会出现流淌挂失，影响涂层厚度的均匀性和降低喷涂施工效率。热固型防腐蚀涂料喷涂在基材表面后，还需要加热烘烤才能固化，特别是将其作成重防腐厚涂层或者设备衬里时，需要多次喷涂多次加热烘烤。施工工艺麻烦，同时生产设备及工艺复杂，不利于现场施工或修补。
经查询，中国专利的《多功能热喷涂装置》(申请号889212795.3)和《一种可调温的燃气喷塑装置》(申请号94113911.5)，其使用的防腐涂料要求呈粉末状。或者说装置结构是基于粉末状涂料。两种装置均是通过送粉器用气体将防腐涂料粉末送至高温火焰中，将其熔融(化)后喷射至预先处理后的基材表面形成覆盖层，达到防腐、耐磨或装饰的目的。
为了克服现有的、液体状防腐涂料喷涂工艺上的缺陷，同时，解决通用热喷涂装置只能使用粉末状涂料的局限，本发明提出了一种立足于液体喷涂装置及工艺技术基础上的、对防腐施工喷涂器具只需稍作改动的热喷涂方法。可以广泛用于金属防腐施工上，提高液体状防腐涂料的防腐施工质量和效率。特别适合于热固型液体状防腐涂料的现场施工、现场修补及进行重防腐厚涂层或设备衬里大面积施工的场合。
发明内容
本发明所述的液体状防腐涂料热喷涂方法，运用了液体的雾化液滴直径越小，液滴比表面积越大，在热介质“包围”下进行热传递过程，达到某一温度所需的时间越短的热力学原理。实现本发明方法的装置，主要由液体雾化分散器、气体热介质发生器、气体热介质温度及流量控制器、气体热介质与雾化液滴混合器四部分组成。
液体状防腐涂料经液体雾化分散器分散成均匀的细微状液滴从液体喷嘴喷出，与来至气体热介质发生器的气体热介质相遇并强烈混合。在混合过程中，气体热介质将热量传递给细微的液滴。如果是加溶剂的防腐涂料，液滴受热后，将加快溶剂的挥发，当喷射至预先处理后的基材表面时，由于溶剂减少，涂料粘度增加，形成的涂层针孔减少，流淌挂失现象降低；如果是热固型液体状防腐涂料，液滴受热后，将加快材料的交联固化反应，到达预先处理的基材表面后，进一步受气体热介质冲击加热，交联固化形成覆盖涂层或多次喷涂形成重防腐厚涂层和设备衬里。由于防腐涂料所含有机聚合物的热分解温度不高，本发明通常不采用氧-乙炔火焰一类的高热负荷高成本的高温燃烧器。但仍须配置气体热介质温度及流量控制器，使气体热介质的温度及流量，或者说携带的热量，与受喷涂的液体状防腐涂料性能、喷出量、雾化液滴质量等影响的所需热量匹配，不至于造成过热分解。
液体雾化分散器1由液体喷涂装置5和有一定压力的辅助雾化气体装置组成。是采用液体喷涂装置5，并借助于流经液体雾化喷枪枪杆6外的、保护液体状防腐涂料不至于过热的、来至辅助雾化气体装置15的辅助雾化气体，在辅助雾化气体阀门8控制下，经辅助雾化气体通道9，通过安装在通道出口的辅助雾化气体流向调节环10，辅助雾化喷嘴7将液体雾化成液滴直径均匀的细微状雾滴。气体热介质发生器2由加热装置及其通道组成。它是根据雾化液滴所需热量，能够产生50～1500℃左右气体热介质的燃烧器、气体的电加热器或者是直接引入气体热介质的管道和换热器，经气体热介质通道11，为加热液体状防腐涂料雾化液滴提供所需热量。气体热介质温度及流量控制器3由相应的温度、流量控制系统组成。是通过控制电加热器功率、燃料流量、冷气体掺入流量等方式调节温度和流量，使气体热介质的热量不至于造成液体状防腐涂料雾化液滴过热分解。气体热介质与雾化液滴混合器4主要由气体热介质流向调节环12和混合空间13组成。是气体热介质与雾化液滴进行热量传递的主要区域。
气体热介质发生器2、气体热介质温度及流量控制器3、气体热介质与雾化液滴混合器4及其各自配套的附属零部件组合成热混合部件。将热混合部件与加长了的、液体喷涂装置5的喷枪枪杆6装配在一起，就可以实现液体状防腐涂料的热喷涂。因此，实施本发明投资小，制造容易，操作简单。对防腐施工而言切实可行。
气体热介质可以是热空气、燃烧烟气、过热蒸汽等，最好是热空气和燃烧烟气；辅助雾化气体可以是压缩空气、热空气、蒸汽或其它气体，最好是压缩空气。
附图一是本发明的液体状防腐涂料的热喷涂示意图附图二是本发明的电阻丝加热式液体状防腐涂料的热喷涂装置示意图附图三是附图二的正视图附图四是本发明的燃气加热式液体状防腐涂料的热喷涂装置示意图附图五是附图四的正视中1液体雾化分散器2气体热介质发生器3气体热介质温度及流量控制器4气体热介质与雾化液滴混合器5液体喷涂装置6液体雾化喷枪枪杆7雾化喷嘴8辅助雾化气体阀门9辅助雾化气体通道10辅助雾化气体流向调节环11气体热介质通道12气体热介质流向调节环13气体热介质与雾化液滴混合空间14预先处理后的基材表面15辅助雾化气体装置(如空气压缩机)16电阻丝陶瓷管定位环17电阻丝陶瓷管18蜗壳19蜗壳进口20气燃烧器21蜗壳缩口22燃气流量阀门23助燃空气流量阀门具体实施方式
一、本发明实施的技术方案是1、液体状防腐涂料粘度不宜超过20000mpa.s，可通过添加溶剂或加热调整防腐涂料粘度，从而保证液体喷涂装置在具有一定压力的辅助雾化气体协同下，将液体状防腐涂料雾化分散成均匀、细微状液滴。
2、本发明所述的液体状防腐涂料热喷涂装置具有三层结构，形成三个流体通道。最中心一层是液体雾化喷枪6，是液体涂料通道。液体状防腐涂料流经此通道从安装在端头的喷嘴7喷出雾化。喷枪6外有辅助雾化气体通道9，压力为0.0001～1.0mpa的气体通过辅助雾化气体流向调节环10，改变成与液体涂料喷出方向呈径向0～90度或切向各种角度的流向喷出，辅助液体雾化喷嘴7将液体涂料进一步雾化分散成均匀、细微的液滴；同时，保护液体喷枪中的液体涂料不会因为过分受热在枪内交联固化造成喷枪内堵塞。辅助雾化气体通道9外层是气体热介质通道11，在通道的出口处安置有与液体涂料喷出方向呈径向或切向一定角度的气体热介质流向调节环12，强迫气体热介质改变流向后，在混合空间13与喷出的液体状防腐涂料液滴形成强烈的混合，共同喷向预先处理后的基材表面14。
二、对本发明实施方式，结合附图举例进一步说明，但本发明不局限于实施例所给出的
1、例一电阻丝加热式液体状防腐涂料热喷涂装置。参见附图二、附图三。
气体热介质是电阻丝加热的热空气。辅助雾化气体是压缩空气。
来至涂料喷涂装置5的液体状防腐涂料经液体雾化喷枪枪杆6，由雾化喷嘴7喷出。来至空气压缩机15的压缩空气，经压缩空气入口阀门8，流经通道9，被压缩空气流向调节环10改变流向后，与雾化喷嘴7喷出的液体涂料方向成径向5～60度的交叉角度喷出，辅助雾化喷嘴7将液体涂料更好的雾化分散成均匀的细微状液滴。来至空气压缩机15的压缩空气进入气体热介质通道11，流经由定位环16固定在其中的电阻丝陶瓷管17后被加热。热空气的温度及流量由与电阻丝相连接的调压器(图中未标出)或空气阀门(图中未标出)控制。一定温度及流量的热空气经气体热介质流向调节环12改变流向后喷出，在混合空间13与雾化成均匀的细微液滴强烈混合，一同喷向预先处理后的基材表面14。热空气的最终混合温度受辅助雾化压缩空气流量的影响，可以通过辅助雾化压缩空气入口阀门8进一步微调喷涂质量。
2、例二燃气加热式液体状防腐涂料的热喷涂装置。参见附图四、附图五。
气体热介质是燃气燃烧产生的热烟气。辅助雾化气体是压缩空气。
来至涂料喷涂装置5的液体状防腐涂料经液体雾化喷枪枪杆6，由雾化喷嘴7喷出。来至空气压缩机15的压缩空气经压缩空气入口阀门8和压缩空气通道9，被压缩空气流向调节环10改变流向后，与雾化喷嘴7喷出的液体涂料方向成径向5～25度的交叉角度喷出，辅助雾化喷嘴7将液体涂料更好的雾化分散成均匀的细微状液滴。安装在蜗壳18的蜗壳进口19的燃气燃烧器20产生的热烟气，在蜗壳18内旋转流经蜗壳缩口21，与经压缩空气辅助雾化的液体状防腐涂料液滴，在混合空间13强烈混合后一同喷向预先处理后的基材表面14。燃烧烟气的温度和流量通过燃气燃烧器20的燃气流量阀门22和助燃空气流量阀门23调节。烟气热介质的最终混合温度受辅助雾化压缩空气流量的影响，可以通过辅助雾化压缩空气入口阀门8进一步微调喷涂质量。
3、基本操作工艺开动液体喷涂装置5，调节液体状防腐涂料从雾化喷嘴7喷出能较好雾化时，稳定液体喷涂工艺参数。关闭液体喷涂装置5。开动气体热介质发生器2，调节气体热介质温度及流量控制器3，在稳定状态下，气体热介质温度应比液体状防腐涂料热分解温度接近或更高，气体热介质流量与涂料流量的质量比在3～0.1比1左右。调节辅助雾化压缩空气流量，它与涂料流量的质量比在3～0.1比1左右。将液体喷涂装置5的喷枪枪杆6插入装配后进行热喷涂，并通过辅助雾化气体入口阀门8进一步微调喷涂质量。
权利要求
1.一种液体状防腐涂料的热喷涂方法。其特征在于运用了液滴直径越小，液滴比表面积越大，与气体热介质进行热传递达到某一温度所需时间越短的原理；采用液体雾化分散器1、气体热介质发生器2、气体热介质温度及流量控制器3、气体热介质与雾化液滴混合器4组成的液体状防腐涂料热喷涂装置，使液滴与气体热介质同时喷出并强烈混合加热液滴。加快溶剂挥发或加速热固型液体状防腐涂料固化反应。用于减少防腐涂层针孔或流淌，提高涂层防腐性能或喷涂效率，特别是用于需要将热固型液体状防腐涂料的喷涂与固化过程同时(一次性)进行的场合。
2.根据权利要求1所述的液体状防腐涂料的热喷涂装置，其特征在于液体雾化分散器1由液体喷涂装置5和辅助雾化气体装置等组成，其作用是将液体状防腐涂料雾化分散成均匀的细微状液滴，同时保护喷枪中液体涂料不至过热交联固化造成堵塞。气体热介质发生器2由加热装置及其通道等组成，其作用是提供加热液滴所需的热量。气体热介质温度及流量控制器3由相应的温度、流量控制系统等组成，其作用是使雾化液滴受热但又不至于过热分解。气体热介质与雾化液滴混合器4由气体热介质流向调节环12和混合空间13组成，它是雾化液滴与气体热介质强烈混合传热的区域。2、3、4组合成热混合部件，它与液体喷涂装置5的液体喷枪加长枪杆6装配连接使用。
3.根据权利要求1、2所述的液体状防腐涂料的热喷涂装置，其特征在于具有三层结构，形成三个流体通道。最中心一层是液体涂料通道6，其外层是辅助雾化气体通道9，再外层是气体热介质通道11。通道6出口是雾化喷嘴7，通道9出口是辅助雾化气体流向调节环10，通道11出口是气体热介质流向调节环12。
4.根据权利要求3所述的辅助雾化气体流向调节环10和气体热介质流向调节环12，其特征在于使辅助雾化气体和气体热介质的喷出方向，与液体喷出方向分别呈径向0～90度或切向不同角度和径向或切向各种角度。
5.根据权利要求1、2、3、4所述的液体状防腐涂料、辅助雾化气体、气体热介质，其特征在于液体状防腐涂料粘度不宜超过20000mpa.s；辅助雾化气体可以是压缩空气、热空气、蒸汽或其它气体，最好是压缩空气，压力为0.0001～1.0mpa，与涂料流量的质量比在3～0.1比1左右；气体热介质可以是热空气、燃烧烟气、过热蒸汽等，最好是热空气和燃烧烟气，其温度依据雾化液滴所需热量为50～1500℃，与涂料流量的质量比在3～0.1比1左右。
6.根据权利要求1所述的液体状防腐涂料的热喷涂装置的基本操作工艺，其特征在于先开动液体喷涂装置5，调整液体喷涂工艺参数后关闭。再开动气体热介质发生器2，调节气体热介质温度及流量。最后将液体喷涂装置5的喷枪枪杆6插入装配后，再进行热喷涂，并通过辅助雾化气体入口阀门8进一步微调喷涂质量。
全文摘要
一种液体状防腐涂料的热喷涂方法，属于防腐施工领域。防腐涂料喷涂会产生涂层针孔、流淌现象或者热固型涂料喷涂后需进行加热(烘烤)才能固化。本发明运用了液滴直径越小，比表面积越大，与热介质进行热传递达到某一温度所需的时间越短的原理。将液体喷涂装置喷枪，与提供辅助雾化气体、气体热介质及液滴－热介质混合空间的部件装配实施。喷涂时，液滴与气体热介质强烈混合并传热。液滴受热减少了涂层针孔及流淌，使热固型防腐涂料加速反应，一次性交联固化形成涂层。本发明广泛应用于金属防腐施工上，特别适合于热固型液体状防腐涂料的现场施工、现场修补及进行厚层重防腐或设备衬里大面积施工的场合。实施本发明投资小，制造容易，操作简单易行。
文档编号B05B7/16GK1647861SQ200410021718
公开日2005年8月3日 申请日期2004年1月26日 优先权日2004年1月26日
发明者张元程 申请人:张元程