环氧锌基聚酯复合涂层的公路钢护栏生产线及生产工艺

摘要

本发明涉及一种环氧锌基聚酯复合涂层的公路钢护栏生产线及生产工艺，公路护栏生产线为全自动生产线，从带钢上料，到产品成型一次完成，产品质量稳定，用工少，效率高，生产的公路钢护栏采用“锌基环氧涂层+聚酯涂层”的双层防腐结构，替代传统的热镀锌、热镀锌+聚酯、热镀锌+聚乙烯技术，产品质量稳定、防腐性能好、使用寿命长，不仅能满足涂层均匀性、涂层极差、涂层防腐性能的要求，涂层极差不超过40um，而且使用寿命比常规产品也延长20%以上，公路钢护栏的生产过程环保、无污染，涂层固化温度仅需200℃，而热镀锌则为450℃，节省能源，生产的热能损耗降低60%以上。

说明书

技术领域

本发明涉及一种公路钢护栏及其制备工艺，适用于双防腐公路钢护栏，尤其适用于环氧锌基聚酯复合涂层的公路钢护栏，具体的说，本发明涉及一种环氧锌基聚酯复合涂层的公路钢护栏生产线及生产工艺。

背景技术

目前国内和国际上的公路钢护栏，主要有热镀锌、热镀锌+聚酯涂层、热镀锌+聚乙烯涂层三种产品型式，这些产品型式都存在一些缺陷，具体如下：

1、高能耗。热镀锌工艺温度一般在450℃左右，镀锌生产需要消耗很高的热能。而且生产温度越高，热能有效利用率就越低，大部分热能白白散失，造成国家能源的浪费。热镀锌+聚乙烯涂层的产品，浸涂聚乙烯时，工件也需要加热到280℃左右，进一步增加了热能使用。

2、不环保。锌属于重金属范畴，热镀锌生产工艺中，前处理会产生大量的酸雾、锌离子排放，镀锌环节会产生大量的锌粉尘，虽然生产企业都采取了环保措施，但仍有一部分酸雾、锌流入到环境中，造成环境污染；而且，锌产品在使用过程中，锌通过雨水的腐蚀，不断溶解进入环境中，造成了环境污染。

3、用工多。目前的热镀锌企业大多机械化程度不高，镀锌大多靠人工生产。而热镀锌+聚乙烯涂层、热镀锌+聚酯涂层的产品生产流程又非常长，用工进一步增加。

4、产品质量不稳定。尤其是热镀锌+聚酯涂层、热镀锌+聚乙烯涂层，由于锌属于难涂装的金属，涂层与锌层的结合力是产品的弱点，成为制约产品寿命的根本因素。且这些产品生产时经历多个流程，进一步增加了质量的波动性。

5、资源浪费。尤其是热镀锌+聚酯涂层、热镀锌+聚乙烯涂层，传统的生产工艺造成涂层的膜厚差非常大，波动一般在80~120um，这些多余的厚度，造成了国家资源的极大浪费。

近几年，国家加强了环保和能源的控制，传统的钢护栏的生产工艺已经不能满足社会的需求，急需开发一种节能、环保、防腐性能优异、用工少的新产品。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对以上问题，提供一种环氧锌基聚酯复合涂层的公路钢护栏生产线，从带钢上料，到产品成型一次完成，得到的产品质量稳定，用工少，效率高。

本发明还提供一种环氧锌基聚酯复合涂层的公路钢护栏的生产工艺，生产过程环保、无污染，节约能源，热能损耗低。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：所述生产线包括波形板生产设备和立柱生产设备。

一种优化方案，所述波形板生产设备包括抛头，抛头设有两组，第一组抛头用于对波形板的正面进行抛丸处理，第二组抛头用于对波形板的背面进行抛丸处理；

第一组抛头设有两个，第一组两个抛头之间的夹角为78°；

第二组抛头也设有两个，第二组两个抛头之间的夹角为68°。

另一种优化方案，所述波形板生产设备包括喷枪，喷枪设有两组，第一组用于实现工件正面的喷涂，第二组用于实现工件背面的喷涂；

第一组喷枪设有4把，4把喷枪分布成2层，中间2把喷枪设置在上层，分别对准波形板的中间两侧的中线，并垂直于该面，距板25cm；外侧2把喷枪布在下层，分别对准波形板的外边两侧的中线，并垂直于该面，距板25cm；上下两层喷枪间距为30cm；

第二组喷枪设有5把，5把喷枪分布成3层，中间1把喷枪设置在上层，对准波形板中间凸峰的中线，并垂直于该面，紧挨中间的2把喷枪设置在中层，对准波形板凸峰两侧边的中线，并垂直于该面，最外面2把喷枪设置在底层，对准波形板两个外边的中线，并垂直于该面，相邻两层喷枪之间的距离分别为30cm。

本发明还提供一种采用上述生产线的公路钢护栏的生产工艺，所述生产工艺包括波形板及立柱自动上下件步骤。

一种优化方案，所述生产工艺包括立柱成型焊接步骤，成型焊接步骤中采用环保的碱式防锈，控制碱浓度在0.5%~1%，温度在40~80℃，立柱的内外壁水分在离开焊接工序后3分钟内控净。

另一种优化方案，所述生产工艺包括喷涂底粉步骤，底粉采用环氧锌基粉末，环氧锌基粉末的有效成分及其配比为：E12环氧树脂13%，904固态环氧树脂24%，酚醛树脂10%，907固化剂24%，V205交联剂15%，安息香0.4%，咪唑1.5%，消泡剂1%，颜料3%，硅灰石8.1%。

再一种优化方案，所述底粉的制备工艺包括：按照比例将各有效成分混料3~5分钟，然后115℃熔融挤出、破碎、磨粉，磨粉后于80~83℃与鳞片状锌粉进行邦定，邦定比例为3:2，锌最终在粉末中的含量为40%。

进一步的优化方案，所述生产工艺包括化学前处理步骤，化学前处理步骤的处理工艺为：脱脂→第一次软化水洗→第二次软化水洗→硅烷处理→第三次软化水洗→第四次软化水洗→烫洗。

再进一步的优化方案，所述脱脂的方式为喷淋式处理，温度50~70℃，喷淋1分钟；

硅烷处理采用锆系硅烷处理剂，处理方式为喷淋式，控制pH=3.5~4.5，20~40℃喷淋1分钟；

烫洗采用软化水烫洗，烫洗方式是喷淋式，烫洗水电导率不超过100ms，温度为50~70℃，喷淋1分钟；

硅烷化处理后，转化膜呈蓝色或褐色。

更进一步的优化方案，软化水洗步骤中，第二次、第四次软化水要求电导率不超过100ms，水洗方式为喷淋式水洗，水洗时间1分钟。

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：公路护栏生产线为全自动生产线，从带钢上料，到产品成型一次完成，产品质量稳定，用工少，效率高，生产的公路钢护栏采用“锌基环氧涂层+聚酯涂层”的双层防腐结构，替代传统的热镀锌、热镀锌+聚酯、热镀锌+聚乙烯技术，产品质量稳定、防腐性能好、使用寿命长，可以成功替代各种热镀锌类的护栏，实现高速公路钢护栏的最新国家标准GB/T18226-2015要求，不仅能满足涂层均匀性、涂层极差、涂层防腐性能的要求，涂层极差不超过40um，而且使用寿命比常规产品也延长20%以上。

所述公路钢护栏的生产过程环保、无污染，符合国家的政策要求；另外，涂层固化温度仅需200℃，而热镀锌则为450℃，与热镀锌+聚酯、热镀锌+聚乙烯的防腐型式相比，节省能源，生产的热能损耗降低60%以上。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

附图说明

附图1是本发明实施例1中公路钢护栏生产线的结构示意图；

附图2是本发明实施例1中抛头排列方式的结构示意图；

附图3是本发明实施例1中喷枪排列方式的结构示意图。

具体实施方式

实施例1，如图1所示，环氧锌基聚酯复合涂层的公路钢护栏生产线，所述生产线包括波形板生产设备和立柱生产设备。

波形板生产设备主要包含波形板冷弯成型模块、波形板抛丸处理模块、波形板化学处理模块、波形板自动上件模块、波形板双层喷涂模块、波形板自动下件和包装模块，各模块之间自动衔接，无需人工。

如图2所示，波形板由于形状复杂，抛丸难度较大，所述波形板抛丸处理模块采用特定的抛头布置方式，抛头设有两组，上下各一组，上面一组抛头用于对波形板的正面进行抛丸处理，下面一组抛头用于对波形板的背面进行抛丸处理，上面一组抛头设有两个，该两个抛头沿波形板的输送方向前后设置，上面一组两个抛头之间的夹角为78°，下面一组抛头也设有两个，该两个抛头沿波形板的输送方向前后设置，下面一组两个抛头之间的夹角为68°。

如图3所示，所述波形板双层喷涂模块包括喷枪系统，喷枪系统用于实现工件固定喷涂，采用积放链，以喷枪为基准对工件进行精准定位，喷枪采用摩擦喷枪，喷枪设有两组，第一组用于实现工件正面的喷涂，第二组用于实现工件背面的喷涂，第一组喷枪设有4把，4把喷枪分布成2层，中间2把喷枪设置在上层，分别对准波形板的中间两侧的中线，并垂直于该面，距板25cm；外侧2把喷枪布在下层，分别对准波形板的外边两侧的中线，并垂直于该面，距板25cm；上下两层喷枪间距为30cm。第二组喷枪设有5把，5把喷枪分布成3层，中间1把喷枪设置在上层，对准波形板中间凸峰的中线，并垂直于该面；紧挨中间的2把喷枪设置在中层，对准波形板凸峰两侧边的中线，并垂直于该面；最外面2把喷枪设置在底层，对准波形板两个外边的中线，并垂直于该面；相邻两层喷枪之间的距离分别为30cm，喷涂后波形板涂层总厚度极差不超过40um。

立柱生产设备包括立柱成型焊接模块、立柱化学处理模块、立柱自动上件模块、立柱双层喷涂模块、立柱自动下件和包装模块，各模块之间自动衔接，无需人工。立柱成型焊接模块用于实现立柱的成型及焊接前的抛丸和除锈。

本实施例中生产线中其余结构均可采用现有技术中的设备进行实现，在本实施例中不再一一赘述。

实施例2，环氧锌基聚酯复合涂层的公路钢护栏的生产工艺，所述生产工艺包括波形板的制备工艺和立柱的制备工艺。

所述波形板的制备工艺包括：带钢上料→冷弯成型→抛丸处理→除尘→自动上件→化学前处理→烘干→喷涂底粉→固化→喷涂面粉→固化→自动下件→自动检验→自动包装。

所述立柱的制备工艺包括：带钢上料→抛丸→除尘→成型焊接→自动上件→化学前处理→喷涂底粉→固化→喷涂面粉→固化→自动下件→自动检验→自动包装。

在立柱的制备工艺中，成型焊接步骤中过程防锈，本实施例中采用环保的碱式防锈，控制碱浓度在0.5%~1%，温度在40~80℃，立柱的内外壁水分宜在离开焊接工序后3分钟内控净。经防锈处理过的立柱，可在48小时内不返锈。

波形板的制备工艺及立柱的制备工艺中，化学前处理采用的是硅烷化处理，该工序的具体处理工艺为：脱脂→第一次软化水洗→第二次软化水洗→硅烷处理→第三次软化水洗→第四次软化水洗→烫洗。

其中，脱脂采用硅烷专用的脱脂剂即可，为市购产品。脱脂方式为喷淋式处理，温度50~70℃，喷淋1分钟。

软化水洗共有四次，第二次软化水洗为溢流水洗，用以补充给第一次软化水洗；第四次软化水洗为溢流水洗，用以为第三次软化水洗，以节约用水。第二次、第四次软化水要求电导率不超过100ms。水洗方式为喷淋式水洗，水洗时间1分钟。

硅烷处理采用的是锆系硅烷处理剂，为市购产品，处理方式为喷淋式，控制pH=3.5~4.5，20~40℃喷淋1分钟。

烫洗采用软化水烫洗，烫洗方式是喷淋式，烫洗水电导率不超过100ms，温度为50~70℃，喷淋1分钟。

硅烷化处理后，转化膜呈蓝色或褐色。

波形板的喷涂底粉步骤及立柱的喷涂底粉步骤中，底粉采用环氧锌基粉末，环氧锌基粉末的有效成分及其配比为：E12环氧树脂13%，904固态环氧树脂24%，酚醛树脂10%，907固化剂24%，V205交联剂15%，安息香0.4%，咪唑1.5%，消泡剂1%，颜料3%，硅灰石8.1%；其中，固化剂采用907固化剂，为市购产品，交联剂采用V205交联剂，为市购产品。

所述环氧锌基粉末的制备工艺为：将上述比例的有效成分混料3~5分钟，然后115℃熔融挤出、破碎、磨粉，磨粉后于80~83℃与鳞片状锌粉进行邦定，邦定比例为3:2，锌最终在粉末中的含量为40%左右。

工件的底粉及面粉分别采用喷涂模块进行喷涂，涂层固化温度仅需200℃。

工件的自动上下件步骤包括波形板的自动上件、波形板的自动下件、立柱的自动上件、立柱的自动下件四个模块。

波形板的自动上件，波形板由辊道传送到上件工序，电磁铁牵引至竖板工位，波形板竖起，挂具定位并由机械手将挂具挂于工艺孔上，完成波形板的自动上件；

波形板的自动下件将上述过程逆反。

立柱的自动上件，立柱由传送辊道输送至找孔工序，孔位置固定后，由机械手抓送至六角转盘并直立，转盘转动使立柱到达挂具正下方，由机械手完成找孔挂件动作；立柱自动下件按波形板自动下件方案。自动上下件大幅度降低了工人劳动强度，同时节省了人工。

本实施例中采用设备同实施例1中的生产线，本实施例中不再赘述。

采用本发明的生产线及生产工艺制备公路钢护栏，所述公路钢护栏包括波形板和立柱，波形板包括波形板本体，波形板本体上设有环氧锌基涂层和聚酯涂层，底层为环氧锌基涂层，厚度为36~56um，面层为聚酯涂层，厚度为70~90um。立柱包括立柱本体，立柱本体上设有环氧锌基涂层和聚酯涂层，底层为环氧锌基涂层，厚度为46~66um，面层为聚酯涂层，厚度为60~80um，立柱的内壁和外壁涂层结构相同。

以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。