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涂塑用粉末涂料

本文通过成膜树脂、助剂、颜填料等原料的筛选,以及粉末涂料生产工艺研究、消防管道涂塑工艺研究制备出了性能完全符合《自动喷水灭火系统第20部分:涂敷钢管》标准的消防管道涂塑用粉末涂料。尤其值得一提的是本文解决了镀锌管上涂塑粉末涂料后涂层耐热水煮的问题。 

前沿

普通消防用镀锌管及连接件由于其自身在防腐蚀、防结垢和抗菌等方面性能较差,加之消防用水长期静止性和突发急用性等特点,因此在实际使用中存在诸多问题:首先,由于镀锌钢管防腐性能差,长期受到水的侵蚀,管材的内表面易生锈,锈层脱落后容易堵塞喷头;其次,管材内表面结垢后,容易使管材的内径缩小或堵塞,使输水、气量减少基至无法输送,影响实际使用效果;再者,最关键的一点是,如果在消防救灾过程中出现上述情况,延误救灾,后果将不堪设想;上述缺陷的存在使得镀锌管的使用寿命较短,一般仅为7—8年。另外,热镀锌工艺中的锌蒸气容易使操作工人锌中毒,高温热镀锌时锌灰和锌液飞溅也容易烫伤操作人员,并且热镀锌对环境污染很严重。


为了避免上述情况,许多消防管道生产厂家改用涂塑钢管代替以往常用的镀锌管,如在钢管外表面涂覆一层粉末涂料。涂塑后的钢管内表面光滑,流体阻力小,增加流量,而且不结垢,不易滋生微生物,可以充分保证流量和使用效果,节能环保;并且涂塑钢管具有优良的耐化学腐蚀性,耐水性和耐抗溶性、耐蛋白、高倍数泡沫灭火剂腐蚀,能够解决因输水,埋地和酸、碱、盐对消防管道的腐蚀,将大大提高消防管道的使用寿命,使用年限可达50年以上。另外,涂塑钢管用粉末涂料不含对涂料生产人员和涂装人员带来健康危害的有机溶剂;并且粉末涂料是在封闭体系中进行涂装,喷逸的粉末涂料可以回收再用,涂料的利用率高达98%以上,可以节省人类有限的大量资源。再者,国外建筑消防给水系统大多采用紫铜管和不锈钢管,由于紫铜管和不锈钢管的造价较高,在我国工程实践中应用较少。目前,国内自动喷水灭火系统消防给水管一般采用镀锌钢管或镀锌无缝钢管。但由于镀锌管在防腐蚀、防结垢和抗菌性方面较差,有些消防管道制造企业开始生产涂塑消防管道。比较镀锌管与涂塑钢管的价格:镀锌管大约为5000~6000元/吨;黑铁管价格大约为3380元/吨,涂塑钢管用粉末涂料在35,000~40,000元/吨,由于50kg粉末涂料大约涂塑1吨黑铁管,因此涂塑钢管的价格大约为5130~5380元/吨。单从成本上考虑镀锌管与涂塑钢管差不多,但是由于涂塑钢管的使用寿命是镀锌管的6-7倍,综合镀锌管与涂塑钢管的成本价及使用寿命可以看出涂塑钢管比镀锌管便宜得多。

由于以往涂塑消防管道没有自己的标准,出厂检验大多按照中华人民共和国城镇建设行业标准《给水涂塑复合钢管》(CJ/T 120-2008)中的要求进行,对涂塑用的粉末涂料也没有特殊要求,因此供消防管道生产企业选择的粉末涂料品种较多。但是近日公安部天津消防研究所新制定出《自动喷水灭火系统 第20部分:涂敷钢管》这样一个标准,与《给水涂塑复合钢管》(CJ/T 120-2008)相比,新制定的标准中增加了以下几个指标:

(1)抗真空性能:管段试件长度为(500±50) mm,使用适当的措施堵住管道进出口,从进口逐渐增加负压至660 mm汞柱,保持1 min,试验后检查内涂层应无脱落。

(2)耐高温性能:管段试件长度为(100±10) mm,将试件放置在恒温箱中,升温至(300±5)℃,并恒温1 h,然后取出自然冷至常温。试验后,取出试件并检查内涂层(允许外观颜色变深、发暗现象)应无脱落、隆起、开裂、剥离、损坏。

(3)耐低温性能:管段试件尺寸长度为(100±10) mm,将试件放置在低温箱中,降温至(-30±2)℃,并恒温1 h,然后取出放置在温度为(20±5)℃的环境下(4~7) h。试验周期结束后,取出试件检查其内涂层应无脱落、损坏,然后按CJ/T120-2008中7.4.2的规定进行附着力试验,涂层的附着力应为1~3级。

(4)压力循环:管段试件长度为(500±50) mm,使用适当的措施堵住管道进出口,并与水压供给系统相连接,充水排除空气,然后进行3000次从(0.4±0.1) MPa至 MPa的交变水压试验,每次试验的周期不大于2 s。试验后检查内涂层应无脱落、损坏,然后按CJ/T120-2008中7.4.2的规定进行附着力试验,涂层的附着力应为1~3级。

(5)温度循环:管段试件长度为(500±50) mm,将试件按下列顺序在每个温度条件下放置24 h。(50±2)℃;(-10 ±2)℃;(50±2)℃;(-10 ±2)℃;(50±2)℃;(-10 ±2)℃。试验后试件放置在温度为(20±5) ℃的环境中24 h,检查内涂层应无脱落、损坏,然后按CJ/T120-2008中7.4.2的规定进行附着力试验,涂层的附着力应为1~3级。

(6)耐温水老化:管段试件尺寸长度约为100 mm,管段两端裸露处应进行相应的防腐处理,将管段放置在(70±2)℃的蒸馏水中浸泡30 d,试验后取出自然冷却至常温,检查试件内涂层应无脱落、损坏。

由于《自动喷水灭火系统第20部分:涂敷钢管》标准中按照消防管道的实际使用情况增加了上述六项指标,因此消防管道生产企业着手做大量试验进行涂塑钢管用粉末涂料的筛选,但是目前市场上现有的粉末涂料根本无法满足《自动喷水灭火系统第20部分:涂敷钢管》标准中如此苛刻的要求。因此,许多粉末涂料生产厂家开始着手开发新的能够满足《自动喷水灭火系统第20部分:涂敷钢管》要求的粉末涂料。


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