涂层管的制作方法

xiaoxiao2020-7-22  4

专利名称:涂层管的制作方法
技术领域
本实用新型涉及ー种涂层管,特别是涉及用于汽车中流体承载管路系统的涂层管材,例如带有复合涂层的汽车制动管和燃油管。
背景技术
由于设备使用环境的原因,某些情况下可 能会导致其金属部件受到腐蚀而影响局部系统乃至整个设备的正常使用,例如一些在恶劣环境中使用的钢丝、钢绞线、管材、板材和带材等,特别是汽车管路系统中所使用的管材,需要具备较高的耐腐蚀性或者采取相应的防护措施来保证其使用寿命。在汽车制造行业中,早期国内所使用的汽车制动、燃油管路大多为铜管,其造价很高。上世纪八十年代中期,邦迪管焊接技术(TI汽车,邦迪管路系统有限公司)从国外传到中国,据此,由低碳钢镀铜钢带轧制并卷焊成双层焊管,或由低碳钢钢带轧制并经电阻对焊形成单层焊管,这种双层焊管和单层焊管经过涂层防护加工,被广泛应用于汽车制动、燃油管路系统,以代替成本高昂的铜管。随着新材料、新エ艺的发展,锌铝合金作为防腐涂层材料被应用于钢基部件,它兼有铝的特性(将钢基与环境分隔而起到屏障保护层的作用)和锌的特性(作为牺牲阳极起到电化学防护的作用),尤其是与传统的热镀锌涂层相比,可以在各种大气环境下提供更高的抗蚀能力。国外在上世纪八十年代研制成功并商品化生产了ー种新型的锌铝合金镀层材料,亦即所谓的Galfan (高尔凡,Zn_5 % Al混合稀土合金镀层),其具备优越的抗腐蚀性能、良好的可加工性和可焊性,近些年来得到了广泛的应用。国内外一些汽车配件厂商在此基础上进行了ー些有利的探索和研究,以期获得适用的汽车管材,诸如制动管和燃油管等。例如,中国实用新型专利CN2932004Y公开了ー种带有尼龙涂层的汽车制动油管和输油管,其中,在双层卷焊管上相继附着四层涂层锌或Galfan合金、钝化膜、粘合剂和尼龙。该实用新型的要点是,采用厚度较大的尼龙涂层来提供抗磨擦能力和抗沙石冲击能力,起到保护管材内层的作用,同时,利用尼龙材料本身加强了管材总体的抗腐蚀性。根据该实用新型的一种可选方案,若第一涂层采用锌,特别是在管材端部的接头区域,当剥去尼龙涂层时,即为普通的镀锌管,其远远达不到汽车管路的防腐性要求;根据该实用新型的另ー种可选方案,若第一涂层米用Galfan合金,尽管该合金材料本身可提供更好的防腐性能,但受到现有的生产技术水平所限,极易出现漏镀、针孔等缺陷,依然存在管材的腐蚀问题,而针对于汽车管路配件,Galfan合金和尼龙涂层的联合使用并非总是能达到令人满意的效果,这一点在下文有进ー步解释。TI汽车公司提供了一种应用于汽车制动和燃油管路系统的所谓Nygal涂层管材,这种管材是通过在基体管(单层焊管或双层管)上涂覆ー层Galfan合金涂层和ー层尼龙涂层而形成。通常,Galfan合金(Zn_5% Al)涂层的厚度> 3微米,合金涂层平均重量50-60g/m2 ;紧接着涂覆尼龙底漆(1-2微米),然后再挤出PA (尼龙)涂层120微米),最后形成带有Galfan合金涂层和尼龙涂层的制动或燃油管材。[0007]实践当中发现,上述涂层管材仍存在着以下缺点-Galfan合金涂层同大多数合金涂层一祥,所形成的热浸镀涂层含有针孔,这直接影响到涂层的防腐性能,通常,Galfan合金涂层经中性盐雾试验100-160小时便出现红锈;-Galfan合金涂层的防腐性能与涂层厚度有直接关系,涂层越厚防腐性能越好,但在现有的エ艺及设备技术条件下,Galfan合金涂层的厚度难以做得较厚,故而防腐性能受到限制。尤其在管材端部更是如此,由于加工接头结构时往往要剥去尼龙涂层,该薄弱环节的抗腐蚀性直接取决于锌层或Galfan合金涂层的厚度(或者说作为牺牲阳极的锌元素总 量);-由于Galfan合金涂层容易形成针孔,在后续冷却、干燥后针孔中仍然可能残留微量水分或潮湿组分,在这种情况下涂覆尼龙底漆及尼龙涂层,极易导致涂层附着力不良,因此,对后处理工艺条件的要求非常之高,否则便无法制得具备足够复合强度的管材;-对于很多高端车型或者在恶劣环境下使用的车辆,在管材耐磨、耐冲击、防护性方面提出了更加苛刻的要求。尼龙材料尽管具有较高的抗磨能力和良好的耐碱、耐油特性,但由于其吸水性大(吸水后机械强度大大降低)以及不耐强酸和氧化剂,无法满足尤其是针对特殊需要日益增长的要求。
发明内容本实用新型的目的是,提供一种涂层管,特别是用于汽车中流体承载管路系统的涂层管材,其克服了上述现有技术的缺陷,可满足高档车管路系统如制动管或燃油管的使用性能和寿命要求。一方面,该涂层管在防腐性能和层间复合強度方面得到进ー步提高,同时依然保证其良好的加工成型特性和机械载荷性能,并且,该涂层管的制造仍是基于现有的エ艺及设备技术条件,可行性和经济性俱佳;另ー方面,该涂层管应能满足在管材耐磨、耐冲击、防护性方面提出的更加苛刻的要求,特别是对于很多高端车型或者在恶劣环境下使用的车辆。具体而言,本实用新型提出这样ー种涂层管,包括基体管材和在该基体管材上从内向外敷设的、锌铝合金涂层、尼龙底漆涂层和尼龙涂层,其特征在于,在所述基体管材与锌铝合金涂层之间加设有ー预镀锌层,以及在所述锌铝合金涂层与所述尼龙底漆层之间涂有一封闭剂涂层,并且,在所述尼龙涂层外面加设有ー聚丙烯涂层。本实用新型技术方案的核心构思在于,针对涂层管中的涂层种类和涂层构造综合考虑、合理配置,形成ー种性能卓越的新式复合涂层结构。其中,为了加厚牺牲性阳极涂层的厚度,亦即增加锌元素总量,在基体管材与锌铝合金涂层之间加设ー预镀锌层,从而形成双层牺牲型阳极涂层,能够提供更好的电化学腐蚀保护,该两层结构的涂层可以在现有的热浸镀生产线(例如用于汽车制动或燃油管路的热浸镀生产线)上制得。另外,在锌铝合金涂层上涂覆一封闭剂涂层,借此有效地消除了热镀涂层表面的针孔,从而,在后续干燥后就不容易残留水分或潮湿组分,下一层尼龙底漆容易附着,提高了尼龙涂层的附着力。特别是对于机械载荷和防腐性能要求更高的管段,在尼龙涂层外面还加设一聚丙烯(PP)涂层,由于聚丙烯具备优良的抗吸湿性和抗酸碱腐蚀性,故而该涂层进一歩改善了整个管材配件的防护性能。有利的是,所述锌铝合金涂层为涂层厚度> 3微米的Galmeg-金高美涂层。TI汽车(中国)邦迪管路系统有限公司研发的ー种特殊的专用合金,称为Galmeg-金高美合金,包括Zn-(5-7% )Al-(2. 5-3. 5% )Mg+几种特种稀土元素(0. 03-0. 50% ),该合金材料例如由本申请人的发明专利申请CN101875255A和CN101876015A是已知的。在此优选的是,所述Galmeg-金高美涂层的涂层平均重量为50_60g/m2。有利的是,所述预镀锌层的厚度为1-2微米。所述封闭剂涂层可以是ー层很薄的、必要时添加有功能成分的镀层封闭剂或胶粘齐U,特别适合但不限于采用含有聚こ烯醇和磷酸盐的混合物或者采用聚こ烯醇缩丁醛树脂涂层,其厚度宜为0. 5-1微米。所述尼龙底漆涂层的厚度可以为1-2微米。而所述尼龙涂层的厚度宜为> 120微米,以满足特别是高档车用制动管或燃油管的耐磨、耐冲击性要求。尼龙材料可选用PAll 或 PA12。有利的是,所述聚丙烯涂层的厚度至少为0. 825毫米,以便对管材配件提供可靠的保护。在本实用新型的涂层管中,所述基体管材可以是双层焊管或单层焊管,例如本身带有或不带涂层的低碳钢管。本实用新型的涂层管特别适合用作汽车中流体承载管路系统的涂层管材,例如汽车制动管、燃油管等等,为实现该涂层管材在相关管路中的连接,管材端部配有接头结构。该接头结构的类型和形式依据具体的使用场合以及执行标准而定,可包括机械成型部分,诸如扩ロ、弯曲、折边、环凸等构造形式,亦或为多种构造形式的任意组合,此成型部分通常是在管材端部剥去尼龙及聚丙烯材料后加工形成的。

下文将參照附图所示的优选实施例进ー步阐述本实用新型的技术方案。各附图仅用于示意之目的,并非严格按照实际的比例或尺寸绘制,其中图I :为由现有技术已知的Nygal涂层管的横截面示意图;图2 :为本实用新型的涂层管的横截面示意图;图3-7 :为本实用新型涂层管多种应用实例的管材端部结构示意图。
具体实施方式
图1(现有技木)所示为TI汽车公司的所谓Nygal涂层管材的横截面示意图,这种管材是通过在基体管I (单层焊管或双层管)上涂覆ー层Galfan合金涂层3和ー层尼龙涂层6而形成。通常,Galfan合金(Zn_5% Al)涂层的厚度彡3微米,合金涂层平均重量50-60g/m2 ;紧接着涂覆尼龙底漆5 (1-2微米),然后再挤出PA (尼龙)涂层6 ( > 120微米),最后形成带有Galfan合金涂层和尼龙涂层的制动或燃油管材。以下针对本实用新型的说明仅仅是示例性的,并不构成对本申请公开内容以及对本实用新型应用或用途的限制。图2所示为本实用新型的涂层管的横截面示意图。该涂层管包括由双层焊管或单层焊管构成的基体管材1,在该基体管材上,从内向外依次涂覆有预镀锌层2、锌铝合金涂层3、封闭剂涂层4、尼龙底漆涂层5、尼龙涂层6和聚丙烯涂层7。[0029]按照本实用新型的优选实施例,所述锌铝合金涂层宜选用TI汽车(中国)邦迪管路系统有限公司研发的Galmag-金高美合金,所述封闭剂涂层采用的是聚こ烯醇缩丁醛树脂涂层。该涂层管的生产エ艺流程和产业制造方法如下基体管材开卷一镀前处理一感应加热一热镀锌一冷却-干燥一感应加热一热浸镀Galmag-金高美涂层一冷却_干燥一涂覆封闭剂涂层-热固化一涂覆尼龙底漆-热固化-挤出PA (尼龙)一热固化一冷却一干燥--将复合涂层管材盘卷。为了得到具备更高防护性能的管材配件,进ー步执行如下エ艺流程将复合涂层管材开卷一矫直一挤出PP (聚丙烯)-冷却一矫直一接头探伤一矫直一在线剪切一将该带有聚丙烯涂层的管材定尺直管。依此,例如在汽车制动、燃油管路热浸镀生产线上,首先在基体管材外面预镀锌1-2微米,然后涂覆Galmeg-金高美涂层(厚度> 3微米,涂层平均重量50_60g/m2)。这里,Galmeg-金高美涂层的厚度或者说涂覆量_如同现有技术那样_仍为按照现有的エ艺及设备技术条件容易达到的水平,而在预镀锌层与Galmeg-金高美涂层双层叠加后,牺牲性阳极保护涂层的厚度得以增加,由此便带来了防腐性能的提升。 在Galmeg金高美涂层上,采用聚こ烯醇缩丁醛树脂形成一层很薄的封闭剂涂层,这层封闭剂涂层厚度为0. 5-1微米,有效地消除了热镀涂层表面的针孔。由于消除了针孔,后续干燥后就不容易残留水分或潮湿组分,下一层尼龙底漆容易附着,从而能够提高尼龙涂层的附着力。实验显示,热镀锌+Galmeg-金高美涂层+封闭剂(聚こ烯醇缩丁醛树脂)涂层经中性盐雾试验600-1600小时不出红锈。可见,热镀锌及Galmeg-金高美涂层和封闭剂联合使用所形成的涂层结构有效地提高了防腐性能。在热镀锌+Galmeg-金高美涂层+封闭剂(聚こ烯醇缩丁醛树脂)涂层的基础上,涂覆尼龙底漆及尼龙(PA)涂层,尼龙涂层厚度> 120微米,最后形成ー种复合涂层管材。实验显示,该复合涂层管材耐中性盐雾实验12000小时以上表面无红锈出现,可见防腐性能显著提升,此外,从整体上考察,各涂层附着力良好。在该复合涂层管材的基础上,进ー步挤出聚丙烯(PP)涂层,至少为0.825_厚,从而形成带有聚丙烯涂层的增强型复合涂层管材,该新型管材可提供更加优良的、适应苛刻使用条件的耐磨、耐冲击、耐腐蚀性,以满足顶级高档车用制动管或燃油管材的性能要求。在去除了聚丙烯涂层(必要时也去除尼龙涂层)之后,所述增强型复合涂层管材能够很好地满足汽车制动、燃油管路后序加工(如扩ロ、弯曲等成型エ艺)的要求,可实现所需的变形加工和制造精度。图3-7示出了本实用新型涂层管多种应用实例的管材端部结构示意图,当然,图中的具体构造及尺寸(単位_)只是示例性的而非限制性的,如下表
权利要求1.一种涂层管,包括基体管材(I)和在该基体管材上从内向外敷设的锌铝合金涂层(3)、尼龙底漆涂层(5)和尼龙涂层出),其特征在于,在所述基体管材与锌铝合金涂层之间加设有ー预镀锌层(2),以及在所述锌铝合金涂层与所述尼龙底漆层之间涂有一封闭剂涂层(4),并且,在所述尼龙涂层外面加设有ー聚丙烯涂层(7)。
2.按权利要求I所述的涂层管,其特征在于,所述锌铝合金涂层为涂层厚度>3微米的Galmeg-金高美涂层。
3.按权利要求2所述的涂层管,其特征在于,所述Galmeg-金高美涂层的涂层平均重量为 50_60g/m2。
4.按权利要求I至3之任一项所述的涂层管,其特征在于,所述预镀锌层的厚度为1-2微米。
5.按权利要求I至3之任一项所述的涂层管,其特征在于,所述封闭剂涂层为厚度0.5-1微米的聚こ烯醇缩丁醛树脂涂层。
6.按权利要求I至3之任一项所述的涂层管,其特征在于,所述尼龙底漆涂层的厚度为1-2微米。
7.按权利要求I至3之任一项所述的涂层管,其特征在干,所述尼龙涂层的厚度为彡120微米。
8.按权利要求I至3之任一项所述的涂层管,其特征在于,所述聚丙烯涂层的厚度至少为0. 825毫米。
9.按权利要求I至3之任一项所述的涂层管,其特征在于,所述基体管材为双层焊管或单层焊管。
10.按权利要求I至3之任一项所述的涂层管,其特征在干,该涂层管是用于汽车中流体承载管路系统的涂层管材,管材端部配有接头结构。
11.按权利要求10所述的涂层管,其特征在于,所述接头结构包括机械成型部分。
12.按权利要求11所述的涂层管,其特征在于,所述机械成型部分包括扩ロ、弯曲、折边、环凸这些构造形式中的ー种或多种。
专利摘要本实用新型涉及一种涂层管,特别是涉及用于汽车中流体承载管路系统的涂层管材,其包括基体管材(1)和在该基体管材上从内向外敷设的锌铝合金涂层(3)、尼龙底漆涂层(5)和尼龙涂层(6),其中,在所述基体管材与锌铝合金涂层之间加设有一预镀锌层(2),以及在所述锌铝合金涂层与所述尼龙底漆层之间涂有一封闭剂涂层(4),并且,在所述尼龙涂层外面加设有一聚丙烯涂层(7)。本实用新型提出的涂层管可满足高档车管路系统如制动管或燃油管的使用性能和寿命要求,它在防腐性能和层间复合强度方面得到进一步提高,并且能够满足在管材耐磨、耐冲击、防护性方面提出的更加苛刻的要求。
文档编号F16L58/04GK202442062SQ201220068190
公开日2012年9月19日 申请日期2012年2月29日 优先权日2012年2月29日
发明者孙其俊, 孙国滨, 李仕军, 翟树民, 董立峰, 赵哲宁, 赵永昌, 陈义方, 陈明洪 申请人:邦迪管路系统有限公司

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