玻璃鳞片树脂防腐衬里及其应用

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frp小子

  一 玻璃鳞片
　　玻璃鳞片是一种极薄的玻璃碎片。它是由1000℃以上的熔融玻璃，经吹泡、冷却、破碎、碾磨及筛选等制备工艺步骤所制得。以这种玻璃鳞片作为填料的防腐涂层，具有很高的粘结力和优良的耐腐持久性。
　　玻璃鳞片，由于是熔融玻璃处在拉伸力的状态下，进行急速冷却而制得。因此，其玻璃鳞片的内部结构与玻璃纤维的十分相似，并非完全是一种稳定的结构，而是一种亚稳定的结构。玻璃鳞片的性能，与逐渐冷却的平板玻璃有所不同，它的强度要比普通玻璃板的大得多。
　　若采用玻璃鳞片制成涂层的填料，作为防腐蚀保护层使用，它亦将比采用云母、硅酸钙及硅酸铝等填充材料的，具有更加优越的性能。
　　早在五十年代中期，欧文思·康宁玻璃纤维公司，就成功地开发出一种含有玻璃鳞片的树脂衬里材料，其玻璃鳞片的厚度为2μm～3μm，宽度为50μm～3mm。美国“玻盾”有限公司，也曾利用醇酸树脂作为基料，用玻璃鳞片作为填料，制得了玻璃鳞片涂层。经过液体和蒸气的渗透试验，结果证明，在 3mm厚的这种涂层上，其渗透量，比采用其他填料所制得同样厚度涂层的，要少得多。
　　七十年代，日本玻璃鳞片及其涂料的应用技术得到了较快的发展，尤其在开发成功刷涂、辊涂及喷涂等项施工技术以后，玻璃鳞片涂料技术迅速被推广应用至贮油罐，海上建筑，以及混凝土建筑的防盐蚀等各类防腐工程项目。
　　在国外，经过实验室的测试，以及二十多年的现场实际应用，证明玻璃鳞片的防腐蚀效果远远超过其他材料，比一般常用的玻璃钢材料，也显得更为优越。近几年来，鳞片树脂涂料之所以能被业界积极的研制和开发，有关人士认为，这主要是由于鳞片树脂，在所组成材料的结构上，具有独特的抗渗透性能。在设备本体与腐蚀介质之间，用一层坚实玻璃鳞片树脂衬里，使之不容易被介质所渗透，来实现所期望的防腐目的。
　　经过大量的研究工作，研究者们发现在防腐涂层树脂中混入鳞片填料，不但可以提高其机械强度，降低它的线膨胀系数及固化收缩率，而且还十分容易形成厚浆型的涂料。鳞片填料的加入，还可大大地抑制腐蚀介质的侵入，例如，水和离子类的腐蚀介质，通常它们将通过扩散进入涂层，最后直至渗透到基体材料。
　　因此，掺有玻璃鳞片衬里的重要特征，是可以耐水及其离子的渗透作用。其抑制气体和水蒸汽的渗透性，还取决于玻璃鳞片填料的特性，包括鳞片的尺寸、形状、填充比，鳞片与树脂的粘结力、排列方向，以及涂层的厚度等。 鳞片填料，除玻璃鳞片(GF)外，还有云母片、云母氧化铁( MIO)、石墨、铝片及不锈钢片等。
　　 目前，国外玻璃鳞片防腐层及其应用技术的发展速度很快，已经从化工、石油、海洋工程等应用领域，拓展到运输业、能源及水处理等各个领域。玻璃鳞片树脂衬里，作为一种新型的防腐蚀厚涂料材料不但作为船身壳体，化学品贮罐，化工厂的塔器、槽和泵，以及油罐车等优良的防腐衬里材料，而且也已成功地应用于钢材或混凝土结构表面的防腐保护层等的用途。
　　玻璃鳞片的生产，在我国国内尚处在研制开发的初始阶段，虽然已在某些引进的耐腐设备上获得了成功的应用，但仍未在较大范围内得到推广应用。
　　有关人士认为，其主要原因，一是国内广大用户对玻璃鳞片防腐涂层的优越性能的认识，还不十分普遍；二是目前国内玻璃鳞片的产品质量不理想，生产成本比较高。
　　经过在显微镜下观察的结果表明，国内生产的玻璃鳞片与日本生产的玻璃鳞片，在结构形式上是相似的，但在分散度方面，不如日本生产的均匀。因而，我国在玻璃鳞片的质量及生产成本方面，均有待于进一步的研究及开发。
二 玻璃鳞片树脂基体
　　可以采用各种规格的热固性树脂，例如环氧树脂、聚酯树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂及呋喃树脂等，作为玻璃鳞片涂层的基体粘结剂。
　　如上所述，玻璃鳞片防腐涂层应具有良好的耐腐蚀性及抗渗透性能，因此鳞片树脂材料的选用原则应该主要考虑选用的鳞片树脂基体粘结剂，是否具有抗介质腐蚀和抗渗透的能力，以及它与填料及基层面材的粘结能力等因素。
　　选用鳞片树脂基体粘结剂的性能如何，也将直接影响到鳞片树脂防腐涂层的整体性能。
　　双酚A型聚酯树脂及乙烯基酯树脂等品种，是目前国内外经常采用的主要鳞片粘结剂品种，因为这些型号的不饱和聚酯树脂，均系属于耐腐蚀型的聚酯树脂，具有良好的耐酸碱性能，并且具有良好的粘结性能等。
　　现对常用的鳞片用树脂粘结剂浇铸体的耐化学性能，介绍如下∶乙烯基酯树脂的浇铸体，在25％盐酸(100℃)、10％盐酸(100℃)、5％苛性钠(100℃)、5％氨水(70℃)、甲苯、粗汽油、甲醇、汽油、煤油饱和食盐水(75℃)、水(75℃)等介质中，其耐化学性能均为优良。
　　双酚A型聚酯树脂的浇铸体，在25％盐酸(100℃)、10％盐酸(100℃)、5％苛性钠(100℃)、5％氨水(70℃)、粗汽油、汽油、煤油、饱和食盐水(75℃)、水(75℃)等介质中，其耐化学性能均为优良，而在甲苯、甲醇等介质中，其耐化学性能均为尚可。 环氧树脂的浇铸体，在5％苛性钠(100℃)、5％氨水(70℃)、粗汽油、汽油、煤油等介质中，其耐化学性能优良，而在10％盐酸(100℃)、甲苯、甲醇、饱和食盐水(75℃)、水(75℃)等介质中，其耐化学性能均为良好，在25％盐酸(100℃)介质中，其耐化学性能尚可。
　　邻苯型不饱和聚酯的树脂浇铸体，在25％盐酸(100℃)、汽油、煤油等介质中，其耐化学性能为优良而在10％盐酸(100℃)、粗汽油、甲醇、饱和食盐水(75℃)、水(75℃)等介质中，其耐化学性能为良好，在甲苯介质中，其耐化学性能尚可，在5％苛性钠(100℃)、5％氨水(70℃)介质中，其耐化学性能则比较差。
　　三　乙烯基酯树脂－玻璃鳞片衬里化工应用实例
　　通常，在化工厂烟道气脱硫工段，其设备腐蚀情况是相当严重的，对此往往要选用合适的防腐材料并采取有效的防腐蚀措施，经过对各种防腐材料的试验结果，目前化工设备业界普遍认为，乙烯基酯树脂-玻璃鳞片防腐衬里是一种最有效的防腐衬里材料。
　　根据有关报道，目前日本所有的烟道气脱硫厂，几乎都已采用乙烯基酯树脂－玻璃鳞片衬里。有的工厂已成功地运行了二十多年的时间，但使用效果仍为良好。
　　乙烯基酯树脂－玻璃鳞片衬里的防腐技术还可应用于化工生产企业的其他各个方面。例如，在日本对于油罐底衬，目前已大多使用乙烯基酯树脂 -玻璃鳞片衬里的防腐技术。通常在进行这类油罐底衬施工时，均采用滚涂，或喷涂乙烯基酯树脂－玻璃鳞片衬里的方法。据统计，目前日本原有的，或新建的油罐底衬的施工总数，估计已超过300套以上。
　　另外，乙烯基酯树脂- 玻璃鳞片衬里防腐技术，也可应用于化学品油船贮槽的内壁表面。据有关资料报道，目前日本化学品油船贮槽采用该项防腐技术时，在贮槽的内壁表面，也已均采用了这种乙烯基酯树脂-玻璃鳞片衬里，这些油船贮槽的安全服务期限已经超过了5年以上的时间。
　　在海上建筑防腐蚀方面，乙烯基酯树脂- 玻璃鳞片衬里的防腐技术，也已得到了成功的应用。由于潮涨潮落，位于潮水区的一些海上建筑，往往总是处于干湿交替的使用环境下，故海上建筑的腐蚀现象相当严重。为此日本建筑部的市政工程研究院与Kozai Club学会，共同从离岸试验着手，进行了一项名为“改善海上建筑耐久性技术”的联合研究计划。
　　该联合小组曾对一些海上建筑进行了勘测证实，乙烯基酯树脂- 玻璃鳞片衬里，在使用9年半时间之后，尚未出现过异常的情况，证明这种乙烯基酯树脂-玻璃鳞片衬里防腐技术，对于位于潮水区的海上建筑，其防腐效果是十分理想的。
四 玻璃鳞片树脂防腐衬里的其它应用
　　目前乙烯基酯树脂-玻璃鳞片衬里，在海水输送管、钢槽、钢桩、钢槽衬里、钢桩衬里，以及混凝土桥等方面，也均已获得了成功的应用，经过实际使用证明，其效果都比较良好。
　　例如，对于安装管道的内壁表面的涂装，现大多采用金属块的方法。即在两块金属块之间，夹有乙烯基酯树脂－玻璃鳞片衬里涂复材料，在压缩空气的推动下延着管道移动，在金属块与管道内壁之间的空隙，是用来在管内壁表面涂复衬里膜的。这种方法要求涂料的适用期，约为 3h～10h。
　　乙烯基酯树脂- 玻璃鳞片衬里，在混凝土建筑领域方面的应用，目前已成功地应用于医药及食品厂的车间地面、墙面、天花板，以及排水沟等。另外，它还可以应用于水泥池或桥梁等各种用途。
　　由此可见，与其他的衬里材料相比，乙烯基酯树脂 -玻璃鳞片衬里有着许多突出的优点。在日本，已将乙烯基酯树脂-玻璃鳞片衬里规定为用于国家指定的 TBL 的石油贮槽和JR铁路、桥梁的部分涂复材料。
　　经过长时期( 5年～10年)的防腐考察证实：乙烯基酯树脂- 玻璃鳞片衬里的优越性，还表现在它所需的再涂率或修补率都很低，并且可以节省能源，因此它在防腐蚀方面的应用，将越来越为广泛。

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