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高性能防腐蚀乙烯基酯树脂玻璃鳞片涂料的性能和应用

摘要:简要介绍了乙烯基树脂玻璃鳞片涂料的特性,并简要介绍了其在典型工业中的应用。
 

关键词:聚乙烯树脂防腐鳞片漆

1、序言

能够在恶劣的腐蚀条件下长期使用的涂层叫做重质防锈漆。

在化工、大气、海洋等环境中是重防腐涂层,通常可以使用10-15年;在酸,碱,盐和溶剂介质中,在特定的环境中,通常可以在特定的环境中工作5年。

高性能防腐蚀乙烯基酯树脂玻璃鳞片涂料的性能和应用

重型防腐涂层在现代工业中的广泛应用,例如:海上设施,海岸和海湾,以及海上钻井平台,桥梁,船舶,集装箱,火车和汽车等。

主要的能源行业-管道,油罐,电力设备,电力脱硫装置等;大型工矿企业——化工,钢铁,石油化工管道,储罐,设备,大型矿山的熔炼设备。

 

目前,国内每年对工业涂料的需求量约为170,000吨,主要以鳞片涂料、导电涂料、重防腐涂料、粉末涂料、富锌涂料、氟涂料等五种涂料产品为主要发展方向。

同时,从材料技术的开发和应用、工艺特点等方面,着重阐述了该涂料的特点和用途。

 

2、乙烯基酯树脂玻璃鳞片涂料的研究概况

2.1当前,用于重质抗腐蚀涂层的树脂基底材料有:

a)环氧树脂:环氧树脂是目前使用最广泛的一种重质防腐蚀涂层的树脂,但其缺点主要有两个:一是耐候性能差,易粉化,难以制成用于化学空气的重防腐涂料;二是高温下的环氧树脂;

b)聚氨酯:但是,因为聚氨酯涂层中含有少量的自由异氰酸酯(- nCO),会与空气中的湿度和湿度发生反应,从而对人类的健康产生不利的影响,因此,在贮存、施工、环保等方面仍需改进;

c)一种含有氯气的乙烯涂层,这种涂层的种类很多,在性质和用途方面具有下列主要特征:

1)大部分是单组分易挥发的热塑性树脂,在混合溶剂中溶于溶液中,通常很难形成高固体分厚膜涂层。
 

2)但是,由于涂层厚度小、耐渗透性能低,所以很少应用于设备内的化学介质的防腐蚀,主要应用于化工、大气的防腐蚀,以及在水中、海洋中的应用。
 

3)耐高温、抗溶剂性能差

因此,在某些耐高温强腐蚀介质的重质防腐涂层中,乙烯基酯树脂鳞片涂层的使用价值得到了充分的发挥。
 

乙烯基鳞片漆以乙烯基酯树脂为主成膜,辅以鳞片、耐腐蚀填料、颜料、专用助剂、引发剂、助剂等,以环氧树脂为母材,两端均含乙烯基活点,既保持了环氧树脂涂层的优异机械性能、电气性能、粘附性,而且固化速度快,施工性能好。

它可以很好地解决环氧树脂涂层在低温下施工困难的问题,并具有较好的耐温、耐化学腐蚀等特点。

 

乙烯基酯树脂是二十世纪六十年代后期出现的一种新型防腐树脂,它因其优异的耐腐蚀性和施工技术而在80年代开始被广泛应用于石油、化工、造纸、冶金、医药、食品、交通、环保、建筑等领域。

在防腐方面,常用的乙烯基酯树脂用于醋酸乙烯树脂玻璃鳞片涂层,其用途为:

a)一种 BPA型环氧乙烷树脂

可提供良好的综合耐酸碱等化学介质;可用于次氯酸钠、腐蚀剂/氯水等强碱性氧化物;在强碱性环境下,例如石灰石浆的罐子和管线。

双酚 A型环氧乙烯酯树脂在适宜的化学介质环境下,能够在105摄氏度的高温下安全、有效地抵抗,在干、热、轻度化学介质、或水性介质中的耐受性略高。

双酚 A环氧乙烯基酯树脂用于有机酸,溶剂,强氧化性酸,以及105℃以上的化学环境,以该乙烯基树脂为原料的乙烯基树脂鳞片漆被称作中温乙烯基鳞片漆(VGF-2)

b)酚醛环氧乙烯酯(polylene)树脂

该产品具有优异的抗氧化性酸,有机酸,溶剂和酸/漂白溶液,例如二氧化氯,在高温酸性环境下,具有更好的性能,例如 FGD排放气体系统;根据这些树脂的特性,选择合适的内衬可以抵御205摄氏度的极端高温,有些情况下还可以承受更高的高温。

但酚醛环氧乙烯酯树脂在酸性和氧化酸性环境下的性能较好。

只限于耐强碱性溶液,特别是在高温条件下。

采用上述的聚苯胺 A环氧乙烯基酯树脂,在这种高温腐蚀性的环境中,采用这种乙烯基树脂制成的乙烯基树脂鳞片漆,被称作VEGF-1。

具体而言,上述两种鳞片涂层的用途及抗腐蚀环境如表2.1所示:

乙烯基鳞片漆的鳞片种类很多,包括:云母氧化铁鳞片、石墨鳞片、锌鳞片、不锈钢鳞片等。

鳞片还可与树脂等构成鳞片涂层。

锌板与金属基材具有良好的附着力及抗锈蚀性能;不锈钢鳞片耐碱、耐磨性能优于玻璃鳞片;云母化铁鳞片的价格低廉,可以降低生产成本等。

但是,从整体的、整体性的角度(例如:产品的质量均匀性、树脂的附着力、供应的稳定性、经济性等),到现在为止,玻璃鳞片的应用仍然比较广泛。

根据片材大小,玻璃鳞片可分为大、中、小三种。

尺寸在1.6毫米以上的是大尺寸,尺寸在0.95毫米左右的是中等尺寸,直径在0.3毫米以下的是小尺寸

2.2乙烯基树脂玻璃鳞片涂层(VEGF)是一种鳞片涂层,通过添加高质量的玻璃鳞片,经化学处理后,其厚度只有3~8微米,1咖涂膜内可以有数百个平行的玻璃鳞片,彼此交错,构成一种特殊的屏蔽性,极大地提高了树脂的抗渗性和耐腐蚀性。
 

因此,乙烯基树脂鳞片涂层的特性如下:1、渗透系数极低;2》粘合强度高,附着力高,抗冲击强度高;3》由于降低了涂料和钢材之间的线膨胀系数的差异,所以具有优良的抗温差(热冲击)性能;4》一次即可获得更厚的涂料,便于施工;5》与一般的环氧树脂基鳞片胶泥相比,其耐腐蚀、耐高温等性能均较好。
 

乙烯基树脂玻璃鳞片涂料的抗渗性能取决于鳞片粒径的大小,玻璃鳞片的长宽比越大,其抗渗性能越好。

根据粘稠程度,可以分为玻璃鳞片和玻璃鳞片胶泥,可以喷涂,刷涂,滚涂,涂覆,涂敷,涂涂,涂涂的叫做涂敷或涂涂的,叫做涂涂或涂涂,但也叫涂漆,具体讨论如下:

a)一种涂有乙烯基树脂的薄涂布

一般适用于0.5~1.75 mm的最适合喷涂、滚涂、刷涂等一次或两次,在使用喷涂工艺时,这种材料既快捷又经济,适用于薄涂覆型基质树脂和填充剂的选择,根据不同的应用服务装置的需要,选择这种填充剂的优点是能够抵抗某些意想不到的腐蚀、低渗透性、耐高温、优异的耐磨和腐蚀性。

b)厚涂覆的乙烯基树脂玻璃鳞片漆一般用于1.75毫米至3.75毫米的厚度,一般使用一次或两次以上的刮刀。

重防腐体系的施工需要低渗透性、抗突发性腐蚀、经常,经受一定的磨损和侵蚀。

系统所选用的材料,包括基质树脂,填充材料,以及厚涂层内衬,以满足不同的应用服务设施需求。

厚膜刮片的应用体系包含了玻璃鳞片强化、填充高填料、以及经常使用的纤维增强材料,以改善机械、耐热、抗渗透性、抗腐蚀性。

尽管用刀片制造厚膜式的成本要高于喷膜式,但是在很多苛刻的化学条件下,它可以更好地满足使用的需要。

 

3、玻璃鳞片乙烯基树脂的应用

由于以上所提到的各种优势,乙烯基树脂玻璃鳞片漆被广泛地应用于各个领域,如: a)烟气排放设备(FGD);b)废水处理设备、混凝土池和水池;c)在化工行业中的储罐、储罐;d)石化管线的衬里; e)海洋结构。

其中, FGD和海洋工程中的防腐是其主要应用领域,而在表3.1中,明确说明了乙烯基树脂玻璃鳞片涂层在某些化学介质中的抗腐蚀性。

 

3.1在烟气脱硫设备中的应用

这是目前最成功的乙烯基玻璃鳞片涂层的应用领域,部分材料在 FGD中的防腐应用见表3.2。

大型钢制湿法烟气脱硫设备,由于腐蚀性强、高温、磨擦等环境因素,如果不进行防腐处理,一年之内就会变质,甚至连不锈钢都无法满足使用的要求。

经过20年的生产实践,已证实,在各类防腐材料中,以乙烯基酯玻璃鳞片作为最佳的防腐材料,可广泛应用于发电厂钢铁、有色金属、化工、垃圾焚烧等行业的烟气脱硫设备(FGD),其主要作用是:

3.1.1烟囱,洗涤塔总成,出口连接管道

大部分 FGD组件的工作温度较低(95摄氏度以下), PH值很低,通常处于正压状态,因为转速较高,排气压力较小。

在这种低温、高酸度环境中,玻璃鳞片及其它种类的鳞片填充物具有更好的耐渗性和更长的使用寿命。

这种鳞状填料的结构为腐蚀介质的渗入基板提供了一条很长的通道。

很多填充剂都是经过表面处理的,可以形成一种很好的粘附性树脂和基板填料的结合,使其能够渗入到衬里层中。

覆盖着鳞片的填充物创建了一种能抵抗强酸蒸汽的交叉截面,即使是在正压力和传统流程中。

 

3.1.2洗涤器入口连接管和旁通管

这些组件的工作环境是未经清洗,酸性,含有微粒,在高温条件下持续反应的气体。

在很多 GD系统中,这些部分的工作温度为135-190摄氏度。

由于这些位置的气体没有经过清洗,所以是高酸性的,而且还可能有飞灰和颗粒。

在这些位置,一般选用经过表面处理的玻璃鳞片,或用氧化铝。

合理的设计乙烯基酯衬里是以合适的树脂和填料为基础,能够承受210摄氏度的极端高温,并伴随着化学腐蚀、磨损腐蚀、联合形成的不清洗的酸性气体。

 

3.1.3沉淀池及袋式过滤器

这两部分的工作环境与洗涤器的入口及旁路管路十分类似。
 

3.2石油储罐与海洋工程

在石油储罐中,各种原油中都有大量的以海水为主要成分的介质,利用乙烯基树脂玻璃鳞片涂层能有效地避免因海水的分离而造成的腐蚀。

此外,潮水区内的海洋建筑物经常处在干湿交替的环境中,因此其侵蚀十分严重;另外,海水和盐雾的侵蚀也很严重,所以在海上石油天然气平台、码头和船内外都要使用乙烯基树脂玻璃鳞片涂层,在这种情况下,玻璃鳞片涂层的厚度大约为1毫米。

这主要是由于乙烯基树脂玻璃鳞片涂料的抗渗性,在表3.3中列举了一些材料的抗渗透性能,而乙烯基树脂玻璃鳞片涂料(VEGF)在低温下的耐冷性能更好,这一点在石油工程和海洋工程领域尤为重要。

 

3.3下水道设备

乙烯基树脂玻璃鳞片漆在污水处理设施、污水处理设施、游泳池、海水养殖等方面具有很好的防腐性能,特别是对大型或大面积混凝土基污(废)水池的防腐处理,它的防腐蚀性能和工艺性能都能得到很好的应用,而在我国,一般都是采用整体玻璃钢结构,但由于 FP的收缩性等固有缺陷,很容易出现脱层等问题。

以上提到的防渗性在这些特定的应用中也起到了很大的作用,不管是混凝土地基还是钢结构地基,它的良好的抗渗性可以确保地基在化学介质和水中的侵蚀和破坏。

 

3.4各种化学设备

化工产品的储存、各类贮槽容器、化学反应、混合、分离等工艺的塔器、管道等设备都能很好地使用乙烯基树脂玻璃鳞片涂层,达到内衬的防腐蚀。

特别是在氯碱行业,我国从80年代末开始使用乙烯基树脂玻璃鳞片漆,具有很好的抗腐蚀性,主要有碳化塔、盐酸提浓罐、中和槽、集合槽、过滤器、砂滤池等。

 

3.5其他用途

由于乙烯基树脂玻璃鳞片漆具有多种特殊的用途,因此,在市政工程、船舶工程等领域有着广泛的应用,如市政工程、船舶工程等,并结合 FRP整体结构,增强 FRP的防渗性和耐磨性能,在运输某些复杂的化学介质(如盐酸)或含有尘埃的介质中。
 

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