[发明专利]具有高结合强度内壁防腐层的大型金属储罐的成型方法

说明书

技术领域

本发明属于塑料制品成型加工技术，尤其是一种滚塑加工方法，具体地说是一种通过基体激光毛化和硅烷化复合处理的增强滚塑储罐内塑料涂覆层和钢基体结合强度的具有高结合强度的大型储罐成型方法。

背景技术

 随着石油、制药等化工行业对于大型防腐蚀储罐质量性能要求的提高，使用滚塑成型的大型钢网塑储罐由于其极高的性价比得到广泛使用。在当前的储罐加工行业，应用比较广泛的是滚塑加工技术。滚塑是一种热塑性塑料中空成型方法，即先将粉状或糊状或单体物料注入模内，通过对模具的加热和双轴滚动旋转，使物料借自身重力作用均匀地布满模具内腔并且熔融，待冷却后脱模而得中空制品。滚塑的转速不高，产品几乎无内应力，不易发生变形、凹陷等问题。

    目前，一般使用滚塑成型技术生产小型储罐，主要是使用粉末状的LLDPE颗粒，预热后填入到储罐模具中，用直火式的加热方法，对模具进行加热，同时进行双轴的滚动摇摆，待LLDPE粉末在模具腔内融化且分布均匀，撤去热源，喷水加速储罐的冷却与凝固，之后进行脱模，便可得到塑料储罐。但此种工艺只适用于生产小型储罐，并且所生产的储罐强度较差。

大型储罐一般使用钢网塑结构。滚塑成型的大型钢网塑储罐的结构为：外层是作为基体的不锈钢储罐外壁，中层为不锈钢钢丝网，通过焊接与储罐壁连接。内层为聚乙烯（LLDPE）防腐蚀层。如现阶段的滚塑储罐相关专利《立式大型钢塑复合储罐》 (CN 101445182 A)，聚乙烯层通过滚塑工艺直接与储罐壁和钢丝网结合。

对于滚塑成型的大型钢网塑储罐，聚乙烯层与钢基体的结合性能对大型储罐的质量极其重要。现有的储罐不少都采用07MnCrMoVR不锈钢板来生产储罐壁，滚塑过程中聚乙烯涂覆层直接与不锈钢储罐壁结合，自然冷却，钢塑结合表面并未形成化学键。且储罐壁不经过表面处理，两者接触面积达不到理想要求，影响粘结性能。LLDPE是非极性结晶聚合物,表面能低,与其他材料粘结性能差，现阶段的滚塑工艺形成钢塑结合不能保证储罐对于结合性能的要求，在冷却凝固的过程中，由于聚乙烯涂覆层与钢基体的碰撞率不一致，易产生内外层分层、剥离等质量问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有的滚塑加工中由于聚乙烯与钢质基材结合力不足，易产生内外层分层、剥离的质量问题，提供一种基于激光毛化与硅烷沉积增强聚乙烯与钢质基体结合力的大型金属储罐内壁防腐层的滚塑成型方法。

本发明技术方案是：

 一种具有高结合强度内壁防腐层的大型金属储罐的成型方法，其特征是它包括以下步骤：

（1）对钢质储罐基体内表面进行激光毛化处理，控制毛化点的形状为圆形，毛化点的直径为150-200um，并最终在钢质储罐基体内表面形成表面粗糙度为0.8-1.5μm的微凹凸结构； 

（2）使用清洗剂对钢基体表面进行清洗；

（3）使用硅烷溶液进行硅烷化处理，控制浸润时间在100到120秒之间，以便在钢质储罐内表面形成一层厚度为5～8μm硅烷粘结层，为提高后续滚塑材料聚乙烯与钢质基体的结合强度；

（4）利用经过处理的钢基体完成储罐的焊接成型工作；

（5）将焊接成型的钢质储罐放在滚塑设备上进行硅烷成膜固化及滚塑加工，控制滚塑温度为190-220℃。

所述的钢质储罐的规格不小于100立方米。

所述的硅烷溶液为KH 560溶液，它由固态KH 560水解至少48h所得，溶液的硅烷浓度（体积分数）为4-6%,最佳为5%。

所述的硅烷粘接层在完成硅烷化处理后为吸附在钢基体表面的固体，其固化与聚乙烯粉末的滚塑加工在同一时刻进行，加工温度为190-220℃。

所述的清洗剂原液和水组成，所述主的原液由以下重量比成分组成：氢氧化钠5-10%，碳酸钠20—30%，其余为酒精，清洗剂中原液的质量浓度为8-10%。

所述的钢质基体上焊接有具有硅烷沉积层的钢网。

所述的硅烷溶液制备方法如下：

（1）在磁力搅拌器中加入甲醇与去离子水，形成水解混合溶剂；由于甲醇的存在，会延长KH 560的水解时间，使其更加稳定；甲醇与去离子水的体积百分比为：25-35%：65-75%。

（2）在水解混合溶剂中缓慢加入KH 560，滴加30-40%的乙酸溶液调节PH值至4.5至5.5，硅烷的体积浓度为4-6%；

（3）不断搅拌至溶液透明、均匀；

（4）将溶液放置在室温中进行水解，约48h之后形成钢基体硅烷化所需要的KH 560溶液。

本发明的有益效果：