1、西安理工大学材料学院材料化学专业 1材料化学涂装工艺班级：材料化学 081姓名：-学号：-指导教师：-时间：二一一年七月八日 19:09:56西安理工大学材料学院材料化学专业 1目录表面工程课程设计任务书 .11 概况 .21.1 设计任务书及目标 .21.2 设计任务书： .21.3 设计单位概况： .21.4 设计原则 .41.5 设计范围 .41.6 设计技术标准和规范 .42 设计基础资料、规模和质量标准 .52.1 管道材料 .52.2 涂料成分 .52.3 设计产量 .123 涂料成分及配方设计 .133.1 涂料成分选择 .133.2 涂料配方 .133.3 选择涂料的优越性 .
2、134 涂刷工艺设计 .144.1 工艺方案设计总体设计 .144.2 工艺方案部分设计 .14西安理工大学材料学院材料化学专业 24.3 总体涂刷装置图 .154.4 涂刷工艺 .154.5 所选涂刷工艺的优缺点 .165 涂刷施工车间设计 .175.1 涂刷车间设计平面设计 .175.2 具体设计方案 .185.3 设计平面图 .195.4 车间设计的优缺点 .196 技术经济分析 .206.1 成本分析 .206.2 出售价格 .216.3 利润率 .21参考文献 .21西安理工大学材料学院材料化学专业 1表面工程课程设计任务书1 设计题目：输水管道内涂防腐材料2 设计背景：人们对输水管
3、道的防腐性要求增加，除防止水对输水管道的腐蚀、延长输水管道的使用寿命外，也防止腐蚀产物进入饮水中污染水质。例如，陕西延安地区、沈阳苏家屯地区地下水质为酸性，由于水质对输水铁管道的腐蚀，每天早晨打开水龙头，出水为带铁锈的红水，是人们无法生活饮用。我国香港地区以及中东好多国家，生活水中的漂白粉和盐含量较大，使输水管的腐蚀也比较严重，影响生活饮用水的质量，为此，要求输水管道内具有防止腐蚀的功能。3 设计技术要求：1）在输水管道采用防腐管道，防腐材料不降解，不产生二次污染，不影响生活饮用水质量；2）使用的输水管道为铸铁管，铸铁成本低，可承受较大的输水压力，输水管道的直径为 88mm 、108mm 、
4、159mm、300mm，内涂的防腐涂层厚在 0.1-0.3mm，表面光滑，表面粗糙度得到 Ra0.6-0.8；3）涂层无孔隙，耐 Cl- H+等腐蚀，年腐蚀率在 3%NaCl 溶液中小于 0.001mm/a，涂层材料在-15-60不开裂，粘结强度3 Mpa 。4 课程设计的基本要求：认真查阅相关的技术标准，领会设计内容及要求，先要勾画出管道选用材料、配方及施工，每一个设计计算西安理工大学材料学院材料化学专业 2和选用材料要给出计算公式的出处。1 概况1.1 设计任务书及目标1.2 设计任务书：由于人们对输水管道的防腐性要求增加，既要防止水对输水管道的腐蚀、延长输水管道的使用寿命，也要防止腐蚀产
5、物进入饮水中污染水质，所以要求在输水管道采用防腐管道，防腐材料不降解，不产生二次污染，不影响生活饮用水质量。1） 设计目标：设计出的防腐涂层不降解，不产生二次污染，不影响生活饮用水质量，涂刷工艺简单易行，并考虑到应有客观的经济效益。1.3 设计单位概况：西安理工大学属中央和陕西省共建、以陕西省管理为主的高校。学校建校于 1949 年 5 月 1 日，前身是北京机械学院和陕西工业大学于 1972 年合并组建的陕西机械学院，1994 年 1 月经批准更名为西安理工大学 。 学校现有金花、曲江、莲湖 3 个校区和大学科技园，占地总面积 135 万平方米，建筑面积 73 万平方米。西安理工大学材料学院
6、材料化学专业 3学校现设材料科学与工程学院、机械与精密仪器工程学院、印刷包装工程学院、自动化与信息工程学院、计算机科学与工程学院、水利水电学院、经济与管理学院、艺术与设计学院、理学院、人文与外国语学院、土木建筑工程学院、研究生学院、高等技术学院、继续教育学院、国防生教育学院等 15 个学院和体育教学部、思想政治理论课教学科研部。设有 23 个实验教学中心，其中有 1 个国家级实验教学示范中心，5 个陕西省高等学校实验教学示范中心；有 1个国家技术推广中心、1 个国家地方联合工程研究中心、1 个省部共建国家重点实验室培育基地，2 个教育部重点实验室，7 个陕西省重点实验室、7 个陕西省工程研究中
7、心。学校是我国首批获得博士、硕士、学士学位授予权的高校之一。现有 10 个博士学位授权一级学科，44 个博士学位授权二级学科，22 个硕士学位授权一级学科，97 个硕士学位授权二级学科，学位授权点覆盖全部本科专业。建有水利工程、电气工程、机械工程、土木工程、电子科学与技术、材料科学与工程、管理科学与工程等 7个博士后科研流动站。水文学及水资源等 5 个学科为全国高等学校重点学科，机械制造及其自动化等 21 个学科为陕西省重点学科。学校现已发展成为以工为主、多学科协调发展、具有较强办学实力和特色鲜明的教学研究型大学。材料科学与工程学院是我校创建最早的院系之一。学院现设有材料科学与工程系、材料成型
8、与控制工程系、材料物理与化学系三个教学系和一个以本科实验教学为建设目标的材料实验中心。具有西安理工大学材料学院材料化学专业 4材料科学与工程一级学科博士学位授予权。1.4 设计原则采用先进技术、成熟工艺、合理投资、方便管理、运行可靠；防腐材料便于采购，原料来源广；施工工艺先进，加工方便。1.5 设计范围包括材料的选用，涂料配方的设计，涂料施工工艺，涂料涂刷后的保养，操作安全规程。1.6 设计技术标准和规范建设给排水设计规范GB50015-2003工业建筑防腐设计规范GB50046-96工业企业设计标准TJ36-79建筑设计防火规范GB116-2001西安理工大学材料学院材料化学专业 52 设计
9、基础资料、规模和质量标准2.1 管道材料选用 300mm（内径） ，长 6 米的铸铁管，含碳量在 2%以上的铁碳合金。工业用铸铁一般含碳量为 2%4%。碳在铸铁中多以石 墨 形态存在，有时也以渗 碳 体 形态存在。2.2 涂料成分1） 环氧树脂涂料环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。根据分子结构，环氧树脂大体上
10、可分为五大类： 缩水甘油醚类环氧树脂 双酚 A 型环氧树脂双酚 A（即二酚基丙烷）型环氧树脂即二酚基丙烷缩水甘油醚，或叫做双酚 A 二缩水甘油醚。在世界范围内它的产量占环氧树脂总量的 70%以上，它的应用已遍及国民经济的整个领域，因此被称为西安理工大学材料学院材料化学专业 6通用型环氧树脂。双酚 A 二缩水甘油醚的化学结构式如下：该环氧树脂最典型的性能如下：a. 固化物有很高的强度和粘接强度；b. 固化收缩率低，是热固性树脂中收缩率最小的一种；c. 稳定性好，未加入固化剂时可放置 1 年以上不变质；d. 固化物有较高的耐腐蚀性；e. 机械强度高，可作结构材料用；f. 电绝缘性能优良，普遍性能超
11、过聚酯树脂；g. 树脂的工艺性好，固化时基本上不产生小分子挥发物，可低压成型。但它有以下缺点：一是耐候性差，在紫外线照射下会降解，不能在户外长期使用；二是韧性不高，冲击强度低；三是耐湿热性差。 双酚 F 型环氧树脂西安理工大学材料学院材料化学专业 7双酚 F 型环氧树脂（ DGEBF）又叫双酚 F 二缩水甘油醚，由双酚 F 与 ECH 反应制得，相当于是在结构上 n=0 的线型酚醛树脂。化学结构与双酚 A 型环氧树脂（DGEBA）十分相似。双酚 F 二缩水甘油醚的化学结构式如下：其特点是黏度非常低。低分子量的 DGEBA 树脂的黏度约13Pa s，而 DGEBF 树脂的黏度仅为 3Pas。DGEBA 树脂在冬季常常发生结晶而成为一种操作故障，但是采用 DGEBF 树脂则不会有这样的麻烦。DGEBF 树脂的固化反应活性几乎可以与 DGEBA 树脂相媲美，固化物的性能除热变形温度（HDT）值稍低之外，其他性能都略高于 DGEBA 树脂。由于 DGEBF 树脂具有这样优异的性能，在当今，将这种树脂配合物用在自然条件下的土木和建筑方面，有急速增加的倾向。 双酚 S 型环氧树脂双酚 S 型环氧树脂（ DGEBS）又叫双酚 S 二缩水甘油醚，是由双酚 S 与 ECH 反应制得的。其化学结构与 DGEBA 树脂也十分相似。双酚 S 二缩水甘油醚的化学结构式如下：
