[发明专利]可粘合地涂覆的金属部件

说明书

技术领域

本发明涉及制备聚合物涂覆的金属基底，特别是具有高表面能的聚合物涂覆的金属基底。

背景技术

低表面能聚合物层常用作金属部件上防腐蚀和防湿气侵入的保护涂层。例如，聚乙烯和聚丙烯通常包含在钢管涂层中。

然而，与这种低表面能涂层形成粘合的困难可能在使用中产生问题。例如，当将被焊接在一起形成管道的管子带有涂层时，该管子每一端的一小部分必须保持裸露(所谓的“回切(cut-back)”)。这样，该管子可以在野外被焊接在一起，形成管道。焊接后，裸露部分和焊接点必须用性能预期等于或超过管体涂层(主线涂层)的合适抗腐蚀涂料(现场涂装接缝涂料)涂覆。现场涂装接缝涂层通常包括可液体固化的涂料，如环氧材料。不幸的是，这些材料一般不会与聚烯烃主线涂层形成强而长效的结合，因为聚乙烯或聚丙烯之类的聚烯烃不含可与上述液体涂料连接的化学官能团。

为了克服上述问题，已知用各种常规表面活化方法，如电晕放电、等离子体处理或火焰处理，对低表面能聚合物进行表面活化。这种表面活化产生活性或极性的化学基团，能与环氧材料之类的高表面能涂层反应或相互作用，从而可以把涂层、油墨和粘合剂牢固地结合在上述聚合物上。然而，在涂覆管的情况下，已知的表面活化方法不是一个可靠的方法，因为被活化的表面只有几个分子厚，一般寿命较短，且不能抵御在涂覆现场涂装接缝涂料之前在野外对这些表面进行清洁和去污所需的措施。这些措施可包括用强有机溶剂清洁和/或物理研磨，如喷砂。

发明内容

在第一方面，本发明提供可粘合地涂覆的金属部件，它包括具有低表面能聚合物涂层的金属部件，所述的低表面能聚合物涂层的至少一部分上被表面活化，且在所述表面活化部分上具有可粘合的高表面能聚合物涂层。

在第二方面，本发明也提供一种可粘合地涂覆的管子，它包括具有沿该管延伸的低表面能主线聚合物涂层的金属管，但在与每个管端相邻处具有没有所述主线涂层的裸露区，与每个裸露区相邻的一部分主线涂层被表面活化，且在表面活化部分上具有可粘合的高表面能聚合物涂层。

在第三方面，本发明提供一种制备可粘合地涂覆的金属部件的方法，它包括如下步骤：(a)提供金属部件，(b)在所述的金属部件上涂布低表面能聚合物涂层，(c)将所述聚合物涂层的至少一部分表面活化，(d)在该聚合物涂层的表面活化部分上涂布可液体粘合的高表面能聚合物涂层，和(d)凝固所述可液体粘合的高表面能聚合物涂层。

在第四方面，本发明提供一种制备可粘合地涂覆的金属管的方法，它包括如下步骤：(a)提供金属管子，(b)在所述的金属管子上涂布低表面能主线聚合物涂层，所述的低表面能主线聚合物涂层，除邻近于每个管端的裸露区以外，沿上述的管子延伸，(c)将所述主线聚合物涂层的至少一部分表面活化，所述的主线聚合物涂层部分邻近于裸露区，(d)在该主线聚合物涂层的每个表面活化部分上涂布可液体粘合的高表面能聚合物涂层，和(e)凝固所述可液体粘合的高表面能聚合物涂层。

在第五方面，本发明提供一种制备管道(pipeline)的方法，该方法包括如下步骤：(a)提供第一和第二可粘合地涂覆的金属管子，它是具有沿该管延伸的低表面能主线聚合物涂层的金属管，但在与每个管端相邻处具有没有所述主线涂层的裸露区，与每个裸露区相邻的一部分主线涂层被表面活化，且在表面活化部分上具有可粘合的涂层，该可粘合的涂层包括能与主线涂层反应和结合的高表面能聚合物涂层；(b)使第一可粘合地涂覆的金属管的一个裸露端与第二可粘合地涂覆的金属管的一个裸露端相配；(c)把第一可粘合地涂覆的金属管端焊接到第二可粘合地涂覆的金属管端，形成焊接点；(d)处理上述可粘合涂层的至少一部分表面，以暴露出与现场涂装接缝涂层具有更高反应粘合能力的区域，和(e)把现场涂装接缝涂层涂布到焊接点和所述可粘合涂层的暴露区上。

附图说明

图1是常规3层聚烯烃涂层的示意图。

图2是等离子体表面处理管端涂层的示意图。

图3是在已被表面活化的管端上涂布永久可粘合涂层的示意图。

图4是在钢管上涂布聚烯烃涂层和可粘合涂层的示意图。

图5是在具有可粘合涂层的钢管上涂布现场涂装接缝涂层步骤的示意图。

图6是用于3层聚烯烃涂层的液体涂料可粘合界面系统的示意图。

图7是比较可粘合层/PE界面上底漆的粘合断裂百分数与火焰处理后天数的线图。