一种高效保温隔热防锈蚀老化弯管的制备方法
阅读说明：本技术 一种高效保温隔热防锈蚀老化弯管的制备方法 (Preparation method of efficient heat-preservation, heat-insulation, anti-corrosion and aging-resistant bent pipe ) 是由 成典云 李林葳 赵立 于 2021-09-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了属于弯管技术领域的一种高效保温隔热防锈蚀老化弯管的制备方法。本发明的方法是采用低熔点石蜡作为金属内腔体的填充物,进而将金属直管材拉弯或绕弯成形为预定形状的弯管,之后将外侧包覆二氧化硅气凝胶毡的弯管在特种物料中侵泡、高温固化,最后在弯管外侧喷涂聚脲涂层。该制备方法,克服了现有技术中金属弯管弯曲成形后截面会出现的严重凹陷、凸起、褶皱等畸变,在使用过程中保温隔热性能差、渗漏、易锈蚀老化等问题,提高了金属弯管的弯曲成形质量,提升了金属弯管的保温隔热性能、防渗漏、耐锈蚀老化性能。(The invention discloses a preparation method of a high-efficiency heat-preservation, heat-insulation, corrosion-resistant and aging-resistant bent pipe, belonging to the technical field of bent pipes. The method of the invention adopts low melting point paraffin as the filler of the metal inner cavity, further forms the metal straight pipe into the bent pipe with the preset shape by stretch bending or winding bending, then soaks the bent pipe coated with the silica aerogel felt in the special material, solidifies at high temperature, and finally sprays the polyurea coating on the outer side of the bent pipe. The preparation method overcomes the defects of serious deformation of the cross section of the bent metal pipe, such as dent, bulge, fold and the like, poor heat insulation performance, leakage, easy corrosion and aging and the like after bending and forming in the prior art, improves the bending and forming quality of the bent metal pipe, and improves the heat insulation performance, leakage resistance, corrosion and aging resistance of the bent metal pipe.)
技术领域
本发明涉及弯管技术领域，具体涉及一种高效保温隔热防锈蚀老化弯管的制备方法。
背景技术
金属弯管主要应用于气体、液体的输送管路，由于金属弯管具有较高的比强度、重量轻、散热性能好等一系列优异的特点，其被广泛应用于航空、航天、舰船、汽车、国防军工等领域。
金属弯管件的加工成形，主要通过直管材装夹于拉弯机或绕弯机上拉弯或绕弯成形为预定形状的弯管，但因金属管材内部中空、壁厚薄，在弯曲成形过程在受拉压应力的作用下变形不均，存在严重凹陷、凸起、褶皱等畸变，无法满足金属弯管件的高精度截面形状要求。
另外，普通的金属弯管件导热系数比较大，保温隔热性能差，且易氧化、锈蚀，不能满足航空、航天、国防军工等特定领域对金属弯管件保温、隔热、防渗漏、防锈蚀老化等特定性能需求。
在公开号为CN103861912A的发明创造中公开了一种铝合金管材弯曲成形方法；其做法为将低熔点的合金金属小块放入需要弯制的直管中，然后通过加热使金属小块熔化，冷却凝固后在拉弯机或绕弯机上成型，最后再通过加热将填充金属熔化自动流出。其解决了铝合金管材弯曲成形后截面会出现的严重凹陷、凸起、褶皱等畸变。但其使用低熔点合金作为填充物，原料成本高，并需专门制备、操作步骤复杂；且低熔点合金作为填充物填充管材内腔后，管材质量和刚度增大数倍，造成弯曲成形过程操作较为困难；另外在金属管材弯曲成形加热后存在低熔点合金及杂质粘连金属管体内壁的现象。
目前国内对此类管材弯曲成形工艺均有一些改进，但都缺陷明显。如何克服金属弯管弯曲成形后截面会出现的严重凹陷、凸起、褶皱等畸变，在使用过程中保温隔热性能差、渗漏、易锈蚀老化等问题，是目前金属弯管领域急需攻克的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供了一种高效保温隔热防锈蚀老化弯管的制备方法，克服了现有技术中金属弯管弯曲成形后截面会出现的严重凹陷、凸起、褶皱等畸变，在使用过程中保温隔热性能差、渗漏、易锈蚀老化等问题，提高了金属弯管的弯曲成形质量，提升了金属弯管的保温隔热性能、防渗漏、耐锈蚀老化性能。
一种高效保温隔热防锈蚀老化弯管的制备方法，按以下步骤进行：
(1)取一定长度的金属直管材，通过塞子等物品将金属直管材下端密封堵塞；
(2)将金属直管材放置于100℃沸水中，金属直管材上端开口露出水面；
(3)将固体石蜡通过金属直管材上端开口放置到金属直管材内腔中，直至固态石蜡完全熔化且液体石蜡上表面接近金属直管材上端开口附近；
(4)对沸水停止加热，金属直管材在水中自然冷却至室温，待直管材内腔中石蜡完全冷却凝固；
(5)将金属直管材装夹于拉弯机或绕弯机上拉弯或绕弯成形为预定形状的弯管；
(6)将步骤(5)成形得到的弯管开口端朝下再次置于100℃沸水中，让弯管内腔中的固态石蜡熔化自动流出；
(7)对沸水停止加热，待弯管在水中自然冷却至石蜡熔点温度以上10-15℃，取出弯管在空气中自然冷却至室温，并将弯管开口端密封堵塞；
(8)将步骤(7)处理得到的弯管外表面包覆固定一层厚1-5mm的二氧化硅气凝胶毡；
(9)按重量份计制取均匀混合的物料，其中：液体环氧树脂100份、固体环氧树脂5-15份、碱性催化剂10-20份、中空陶瓷微球5-10份、可膨胀微球发泡剂5-10份、高温固化剂15-30份、促进剂3-5份、偶联剂2-5份，并将制备的混合物料放置振动平台上，备用；
(10)将步骤(8)处理得到的弯管放置于步骤(9)制备的混合物料中，开启振动平台，振动频率100-300HZ、浸泡和振动时间0.5-1h；
(11)将步骤(10)处理后的弯管取出放入干燥箱烘干固化，升温至100-160℃、保温1h-2h，自然冷却至45℃后取出，表面清理干净；
(12)使用喷枪在步骤(11)处理得到的弯管外表面喷涂0.5-2mm厚的聚脲弹性体涂料；
(13)将步骤(12)处理得到的弯管两个端口密封堵塞取出，即制得所需的高效保温隔热防锈蚀老化弯管。
较好地，所述步骤(3)中，在石蜡中添加质量份数为1％～6％的聚异丁烯；
较好地，所述步骤(9)中，碱性催化剂为氢氧化钠或氢氧化钾，溶液浓度范围为0.5～1.0moL/L；
较好地，所述步骤(9)中，中空陶瓷微球，直径为1-200μm，密度为0.8-2.0g/cm3；
较好地，所述步骤(9)中，固化剂为双氰胺、三乙烯四胺的混合物；
较好地，所述步骤(9)中，促进剂为UR500、苄基二甲胺、聚醚胺型中的一种或多种；
较好地，所述步骤(9)中，偶联剂为KH550、KH560、KH570中的一种。
本发明的有益效果为：
(1)在金属弯管弯曲成型前，在金属直管材内腔中填充固态石蜡并密封，增强了金属管材的强度及硬度，解决了金属管材弯曲成形时截面出现严重凹陷、凸起、褶皱等畸变，确保了金属弯管截面尺寸满足精度要求，提高了金属弯管的加工效率及合格率。
(2)相对于使用低熔点合金作为填充物，石蜡成本低，且无需专门制备，可直接在市场上采购使用，操作步骤简单；另外在金属管材弯曲成形加热后，石蜡熔化自动流出干净，不存在低熔点合金及杂质粘连金属管体内壁的现象。
(3)石蜡中添加质量份数为1％～6％的聚异丁烯后，能与熔融石蜡很好地混合，能减少石蜡由于温度变化的收缩，并能使冷却固化后的石蜡韧性大大提高，防止石蜡在直管材在拉弯或绕弯成形时候脆裂。
(4)在金属弯管外表面包覆二氧化硅气凝毡，极大的提高金属弯管的保温隔热性能，大幅降低外界温度环境对金属弯管内腔流体的影响；
(5)在二氧化硅气凝毡外表面喷涂聚脲弹性体涂涂层，由于聚脲弹性体具有良好的抗剪切、抗撕裂强度、柔韧性、附着力以及较高的伸长模量，优良的耐水、耐化学腐蚀和耐老化性能，低温环境下柔性好，固化快速，将极大的提高了弯管的耐冲击强度、耐磨性能、防水性能、耐老化和防腐蚀性能，提高了弯管的环境适应性。
(6)将包覆二氧化硅气凝毡的弯管在混合物料浸泡后，可使金属弯管和二氧化硅气凝毡之间的间隙充分粘连混合物料，消除了间隙，烘干固化过程中发生交联固化反应，金属弯管表面和二氧化硅气凝毡粘接力增强，防止了金属管外表面发生锈蚀老化和渗漏，同时增强了保温隔热效果；各物料作用下生成的复合泡沫对二氧化硅气凝胶网络骨架和颗粒起到固定作用，增强了二氧化硅气凝胶毡机械强度，同时防止二氧化硅气凝毡掉粉现象的发生，进而增强了二氧化硅气凝毡与聚脲涂层的粘结强度。
(7)混合物料中添加中空陶瓷微球，在提高二氧化硅气凝胶毡机械强度的同时，可提高反辐射传导热能力，降低对流热传导系数。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
一种高效保温隔热防锈蚀老化弯管的制备方法，按以下步骤进行：
(1)取一定长度的金属直管材，通过塞子等物品将金属直管材下端密封堵塞；
(2)将金属直管材放置于100℃沸水中，金属直管材上端开口露出水面；
(3)将固体石蜡通过金属直管材上端开口放置到金属直管材内腔中，直至固态石蜡完全熔化且液体石蜡上表面接近金属直管材上端开口附近；
(4)对沸水停止加热，金属直管材在水中自然冷却至室温，待直管材内腔中石蜡完全冷却凝固；
(5)将金属直管材装夹于拉弯机或绕弯机上拉弯或绕弯成形为预定形状的弯管；
(6)将步骤(5)成形得到的弯管开口端朝下再次置于100℃沸水中，让弯管内腔中的固态石蜡熔化自动流出；
(7)对沸水停止加热，待弯管在水中自然冷却至石蜡熔点温度以上10℃，取出弯管在空气中自然冷却至室温，并将弯管开口端密封堵塞；
(8)将步骤(7)处理得到的弯管外表面包覆固定一层厚1mm的二氧化硅气凝胶毡；
(9)按重量份计制取均匀混合的物料，其中：液体环氧树脂100份、固体环氧树脂5份、碱性催化剂10份、中空陶瓷微球5份、可膨胀微球发泡剂10份、高温固化剂15份、促进剂5份、偶联剂3份，并将制备的混合物料放置振动平台上，备用；
(10)将步骤(8)处理得到的弯管放置于步骤(9)制备的混合物料中，开启振动平台，振动频率100HZ、浸泡和振动时间1h；
(11)将步骤(10)处理后的弯管取出放入干燥箱烘干固化，升温至100℃、保温2h，自然冷却至45℃后取出，表面清理干净；
(12)使用喷枪在步骤(11)处理得到的弯管外表面喷涂1mm厚的聚脲弹性体涂料；
(13)将步骤(12)处理得到的弯管两个端口密封堵塞取出，即制得所需的高效保温隔热防锈蚀老化弯管。
其中，步骤(3)中，在石蜡中添加质量份数为4％的聚异丁烯；步骤(9)中，碱性催化剂为氢氧化钠或氢氧化钾，溶液浓度范围为1.0moL/L；中空陶瓷微球直径为1-10μm、密度为1.86g/cm3；固化剂为双氰胺、三乙烯四胺的混合物，促进剂为UR500，偶联剂为KH560中。
实施例2
一种高效保温隔热防锈蚀老化弯管的制备方法，按以下步骤进行：
(1)取一定长度的金属直管材，通过塞子等物品将金属直管材下端密封堵塞；
(2)将金属直管材放置于100℃沸水中，金属直管材上端开口露出水面；
(3)将固体石蜡通过金属直管材上端开口放置到金属直管材内腔中，直至固态石蜡完全熔化且液体石蜡上表面接近金属直管材上端开口附近；
(4)对沸水停止加热，金属直管材在水中自然冷却至室温，待直管材内腔中石蜡完全冷却凝固；
(5)将金属直管材装夹于拉弯机或绕弯机上拉弯或绕弯成形为预定形状的弯管；
(6)将步骤(5)成形得到的弯管开口端朝下再次置于100℃沸水中，让弯管内腔中的固态石蜡熔化自动流出；
(7)对沸水停止加热，待弯管在水中自然冷却至石蜡熔点温度以上12℃，取出弯管在空气中自然冷却至室温，并将弯管开口端密封堵塞；
(8)将步骤(7)处理得到的弯管外表面包覆固定一层厚3mm的二氧化硅气凝胶毡；
(9)按重量份计制取均匀混合的物料，其中：液体环氧树脂100份、固体环氧树脂10份、碱性催化剂15份、中空陶瓷微球8份、可膨胀微球发泡剂8份、高温固化剂25份、促进剂4份、偶联剂4份，并将制备的混合物料放置振动平台上，备用；
(10)将步骤(8)处理得到的弯管放置于步骤(9)制备的混合物料中，开启振动平台，振动频率200HZ、浸泡和振动时间1.5h；
(11)将步骤(10)处理后的弯管取出放入干燥箱烘干固化，升温至160℃、保温1h，自然冷却至45℃后取出，表面清理干净；
(12)使用喷枪在步骤(11)处理得到的弯管外表面喷涂1mm厚的聚脲弹性体涂料；
(13)将步骤(12)处理得到的弯管两个端口密封堵塞取出，即制得所需的高效保温隔热防锈蚀老化弯管。
其中，步骤(3)中，在石蜡中添加质量份数为6％的聚异丁烯；步骤(9)中，碱性催化剂为氢氧化钠或氢氧化钾，溶液浓度范围为0.8moL/L，中空陶瓷微球直径为10-50μm、密度为1.08g/cm3；固化剂为双氰胺、三乙烯四胺的混合物，促进剂为UR500、苄基二甲胺的混合物，偶联剂为KH570。
实施例3
一种高效保温隔热防锈蚀老化弯管的制备方法，按以下步骤进行：
(1)取一定长度的金属直管材，通过塞子等物品将金属直管材下端密封堵塞；
(2)将金属直管材放置于100℃沸水中，金属直管材上端开口露出水面；
(3)将固体石蜡通过金属直管材上端开口放置到金属直管材内腔中，直至固态石蜡完全熔化且液体石蜡上表面接近金属直管材上端开口附近；
(4)对沸水停止加热，金属直管材在水中自然冷却至室温，待直管材内腔中石蜡完全冷却凝固；
(5)将金属直管材装夹于拉弯机或绕弯机上拉弯或绕弯成形为预定形状的弯管；
(6)将步骤(5)成形得到的弯管开口端朝下再次置于100℃沸水中，让弯管内腔中的固态石蜡熔化自动流出；
(7)对沸水停止加热，待弯管在水中自然冷却至石蜡熔点温度以上15℃，取出弯管在空气中自然冷却至室温，并将弯管开口端密封堵塞；
(8)将步骤(7)处理得到的弯管外表面包覆固定一层厚4mm的二氧化硅气凝胶毡；
(9)按重量份计制取均匀混合的物料，其中：液体环氧树脂100份、固体环氧树脂13份、碱性催化剂18份、中空陶瓷微球8份、可膨胀微球发泡剂10份、高温固化剂25份、促进剂5份、偶联剂2份，并将制备的混合物料放置振动平台上，备用；
(10)将步骤(8)处理得到的弯管放置于步骤(9)制备的混合物料中，开启振动平台，振动频率300HZ、浸泡和振动时间1h；
(11)将步骤(10)处理后的弯管取出放入干燥箱烘干固化，升温至140℃、保温1.5h，自然冷却至45℃后取出，表面清理干净；
(12)使用喷枪在步骤(11)处理得到的弯管外表面喷涂1.5mm厚的聚脲弹性体涂料；
(13)将步骤(12)处理得到的弯管两个端口密封堵塞取出，即制得所需的高效保温隔热防锈蚀老化弯管。
其中，步骤(3)中，在石蜡中添加质量份数为5％的聚异丁烯；步骤(9)中，碱性催化剂为氢氧化钠或氢氧化钾，溶液浓度范围为1.0moL/L，中空陶瓷微球，直径为50-200μm，密度为0.96g/cm3；固化剂为双氰胺、三乙烯四胺的混合物，促进剂为苄基二甲胺、聚醚胺型的混合物，偶联剂为KH550。
以上实施例是为了说明本发明的技术方案，其目的是在于使本领域技术人员能够了解本发明的内容并予以实施，但并不以此限制本发明的保护范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
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