管道用熔结环氧粉末涂料的固化工艺

一、前言

管道用FBE涂塑的最终性能与其固化程度(即固化转化率)密切相关，环氧粉末涂塑必须达到较高的固化转化率才能获得良好的实用性能。电力穿线管随着电力事业、信息产业的飞速发展,环境保护问题逐渐引起人们的重视,线缆入地在城市电网建设和改造中得到大规模的推广。涂塑钢管以钢管为基体，通过喷、滚、浸、吸工艺在钢管（底管）内表面熔接一层塑料防腐层或在内外表面熔接塑料防腐层的钢塑复合钢管。消防涂塑钢管以直缝钢管或无缝钢管为基管，外壁涂装高附着力、抗冲击性、防腐耐候型的热固性粉末涂料，内壁涂装高附着力、防腐、食品级卫生型的热塑性粉末涂料。为避免消防用涂塑钢管防腐层翘边，必须保证环氧粉末涂料固化转化率达到100%以上。因此，准确合理地设定FBE涂塑及固化工艺参数已成为决定给水涂塑钢管层质量的关键因素。近年来，差示扫描量热法(DSC)作为一种先进的热分析技术发展迅速，尤其是在聚合物领域。已经成为研究热固性树脂固化特性和测试固化转化率的常用手段，在确定固化工艺中发挥着越来越重要的作用[2 ~ 4]。

二、差示扫描量热法试验

原料为埋地管道单层FBE涂塑，其焓变值为63.35J/g。 用DSC822e差示扫描量热仪进行DSC热分析。

1. 环氧粉末的动态 DSC 扫描

根据CSAZ245.20-02标准第12.7.3.2.1条，将10mg BFBE涂塑置于40μL标准铝坩埚中并密封。按以下程序完成环氧粉末的热扫描，设定升温速率为20℃\\u002Fmin，从25℃加热至70℃，并迅速冷却至25℃；同一样品从25℃加热到285℃，然后迅速冷却到25℃；同一样品从25℃加热到150℃。由DSC曲线得到了固化反应的起始峰温度和放热峰。

用动力学分析软件对环氧粉末固化特性曲线进行了动态DSC分析,得到了固化速率a、温度T和反应时间t的信息,理论上拟合了固化特性曲线 α-T-t。

3. FBE 涂塑的制备与试验

FBE涂塑的制备工艺如下:钢管经中频预热炉以恒定的传输速率V=1.5m\\u002Fmin加热至设定的固化涂塑温度，然后在固定的粉仓内进行高压静电喷涂，均匀地涂覆在钢管表面。在糊化过程中，熔融的粘合剂聚乙烯被横向缠绕，在粉仓和水淋浴间之间的固定距离处完成规定数量的缠绕层。固化后进入水淋室冷却成型。

依据SY/T0315-2005标准以及附录B测量进行涂塑的固化技术转化率α和玻璃化转变工作温度变化差值ΔTg。

三、试验数据及处理

1、DSC曲线的确定

FBE环氧粉末动态加热过程的DSC曲线如图1所示，峰值起始温度T0=147.37 ℃，峰值最高温度Tp=174.8 ℃，峰值终止温度Te=211.39 ℃。

2. FBE 固化特征曲线的测定

动力学软件描绘的粉末的α-T-t固化特性曲线如图2所示。