高性能防腐蝕乙烯基酯樹脂玻璃鱗片涂料的性能和應用

高性能防腐蝕乙烯基酯樹脂玻璃鱗片涂料的性能和應用

摘要：簡要介紹了乙烯基樹脂玻璃鱗片涂料的特性，并簡要介紹了其在典型工業中的應用。
 

關鍵詞：聚乙烯樹脂防腐鱗片漆

1、序言

能夠在惡劣的腐蝕條件下長期使用的涂層叫做重質防銹漆。

在化工、大氣、海洋等環境中是重防腐涂層，通?？梢允褂?0-15年；在酸，堿，鹽和溶劑介質中，在特定的環境中，通?？梢栽谔囟ǖ沫h境中工作5年。

重型防腐涂層在現代工業中的廣泛應用，例如：海上設施，海岸和海灣，以及海上鉆井平臺，橋梁，船舶，集裝箱，火車和汽車等。

主要的能源行業-管道，油罐，電力設備，電力脫硫裝置等；大型工礦企業——化工，鋼鐵，石油化工管道，儲罐，設備，大型礦山的熔煉設備。
 

目前，國內每年對工業涂料的需求量約為170,000噸，主要以鱗片涂料、導電涂料、重防腐涂料、粉末涂料、富鋅涂料、氟涂料等五種涂料產品為主要發展方向。

同時，從材料技術的開發和應用、工藝特點等方面，著重闡述了該涂料的特點和用途。
 

2、乙烯基酯樹脂玻璃鱗片涂料的研究概況

2.1當前，用于重質抗腐蝕涂層的樹脂基底材料有：

a)環氧樹脂：環氧樹脂是目前使用最廣泛的一種重質防腐蝕涂層的樹脂，但其缺點主要有兩個：一是耐候性能差，易粉化，難以制成用于化學空氣的重防腐涂料；二是高溫下的環氧樹脂；

b)聚氨酯：但是，因為聚氨酯涂層中含有少量的自由異氰酸酯（- nCO)，會與空氣中的濕度和濕度發生反應，從而對人類的健康產生不利的影響，因此，在貯存、施工、環保等方面仍需改進；

c)一種含有氯氣的乙烯涂層，這種涂層的種類很多，在性質和用途方面具有下列主要特征：

1)大部分是單組分易揮發的熱塑性樹脂，在混合溶劑中溶于溶液中，通常很難形成高固體分厚膜涂層。
 

2)但是，由于涂層厚度小、耐滲透性能低，所以很少應用于設備內的化學介質的防腐蝕，主要應用于化工、大氣的防腐蝕，以及在水中、海洋中的應用。
 

3)耐高溫、抗溶劑性能差

因此，在某些耐高溫強腐蝕介質的重質防腐涂層中，乙烯基酯樹脂鱗片涂層的使用價值得到了充分的發揮。
 

乙烯基鱗片漆以乙烯基酯樹脂為主成膜，輔以鱗片、耐腐蝕填料、顏料、專用助劑、引發劑、助劑等，以環氧樹脂為母材，兩端均含乙烯基活點，既保持了環氧樹脂涂層的優異機械性能、電氣性能、粘附性，而且固化速度快，施工性能好。

它可以很好地解決環氧樹脂涂層在低溫下施工困難的問題，并具有較好的耐溫、耐化學腐蝕等特點。
 

乙烯基酯樹脂是二十世紀六十年代后期出現的一種新型防腐樹脂，它因其優異的耐腐蝕性和施工技術而在80年代開始被廣泛應用于石油、化工、造紙、冶金、醫藥、食品、交通、環保、建筑等領域。

在防腐方面，常用的乙烯基酯樹脂用于醋酸乙烯樹脂玻璃鱗片涂層，其用途為：

a)一種 BPA型環氧乙烷樹脂

可提供良好的綜合耐酸堿等化學介質；可用于次氯酸鈉、腐蝕劑/氯水等強堿性氧化物；在強堿性環境下，例如石灰石漿的罐子和管線。

雙酚 A型環氧乙烯酯樹脂在適宜的化學介質環境下，能夠在105攝氏度的高溫下安全、有效地抵抗，在干、熱、輕度化學介質、或水性介質中的耐受性略高。

雙酚 A環氧乙烯基酯樹脂用于有機酸，溶劑，強氧化性酸，以及105℃以上的化學環境，以該乙烯基樹脂為原料的乙烯基樹脂鱗片漆被稱作中溫乙烯基鱗片漆（VGF-2）

b)酚醛環氧乙烯酯（polylene）樹脂

該產品具有優異的抗氧化性酸，有機酸，溶劑和酸/漂白溶液，例如二氧化氯，在高溫酸性環境下，具有更好的性能，例如 FGD排放氣體系統；根據這些樹脂的特性，選擇合適的內襯可以抵御205攝氏度的極端高溫，有些情況下還可以承受更高的高溫。

但酚醛環氧乙烯酯樹脂在酸性和氧化酸性環境下的性能較好。

只限于耐強堿性溶液，特別是在高溫條件下。

采用上述的聚苯胺 A環氧乙烯基酯樹脂，在這種高溫腐蝕性的環境中，采用這種乙烯基樹脂制成的乙烯基樹脂鱗片漆，被稱作VEGF-1。

具體而言，上述兩種鱗片涂層的用途及抗腐蝕環境如表2.1所示：

乙烯基鱗片漆的鱗片種類很多，包括：云母氧化鐵鱗片、石墨鱗片、鋅鱗片、不銹鋼鱗片等。

鱗片還可與樹脂等構成鱗片涂層。

鋅板與金屬基材具有良好的附著力及抗銹蝕性能；不銹鋼鱗片耐堿、耐磨性能優于玻璃鱗片；云母化鐵鱗片的價格低廉，可以降低生產成本等。

但是，從整體的、整體性的角度（例如：產品的質量均勻性、樹脂的附著力、供應的穩定性、經濟性等），到現在為止，玻璃鱗片的應用仍然比較廣泛。

根據片材大小，玻璃鱗片可分為大、中、小三種。

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，直徑在0.3毫米以下的是小尺寸

2.2乙烯基樹脂玻璃鱗片涂層（VEGF）是一種鱗片涂層，通過添加高質量的玻璃鱗片，經化學處理后，其厚度只有3~8微米，1咖涂膜內可以有數百個平行的玻璃鱗片，彼此交錯，構成一種特殊的屏蔽性，極大地提高了樹脂的抗滲性和耐腐蝕性。
 

因此，乙烯基樹脂鱗片涂層的特性如下：1、滲透系數極低；2》粘合強度高，附著力高，抗沖擊強度高；3》由于降低了涂料和鋼材之間的線膨脹系數的差異，所以具有優良的抗溫差（熱沖擊）性能；4》一次即可獲得更厚的涂料，便于施工；5》與一般的環氧樹脂基鱗片膠泥相比，其耐腐蝕、耐高溫等性能均較好。
 

乙烯基樹脂玻璃鱗片涂料的抗滲性能取決于鱗片粒徑的大小，玻璃鱗片的長寬比越大，其抗滲性能越好。

根據粘稠程度，可以分為玻璃鱗片和玻璃鱗片膠泥，可以噴涂，刷涂，滾涂，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，具體討論如下：

a)一種涂有乙烯基樹脂的薄涂布

一般適用于0.5~1.75 mm的最適合噴涂、滾涂、刷涂等一次或兩次，在使用噴涂工藝時，這種材料既快捷又經濟，適用于薄涂覆型基質樹脂和填充劑的選擇，根據不同的應用服務裝置的需要，選擇這種填充劑的優點是能夠抵抗某些意想不到的腐蝕、低滲透性、耐高溫、優異的耐磨和腐蝕性。

b)厚涂覆的乙烯基樹脂玻璃鱗片漆一般用于1.75毫米至3.75毫米的厚度，一般使用一次或兩次以上的刮刀。

重防腐體系的施工需要低滲透性、抗突發性腐蝕、經常，經受一定的磨損和侵蝕。

系統所選用的材料，包括基質樹脂，填充材料，以及厚涂層內襯，以滿足不同的應用服務設施需求。

厚膜刮片的應用體系包含了玻璃鱗片強化、填充高填料、以及經常使用的纖維增強材料，以改善機械、耐熱、抗滲透性、抗腐蝕性。

盡管用刀片制造厚膜式的成本要高于噴膜式，但是在很多苛刻的化學條件下，它可以更好地滿足使用的需要。
 

3、玻璃鱗片乙烯基樹脂的應用

由于以上所提到的各種優勢，乙烯基樹脂玻璃鱗片漆被廣泛地應用于各個領域，如： a）煙氣排放設備（FGD)；b)廢水處理設備、混凝土池和水池；c)在化工行業中的儲罐、儲罐；d)石化管線的襯里； e）海洋結構。

其中， FGD和海洋工程中的防腐是其主要應用領域，而在表3.1中，明確說明了乙烯基樹脂玻璃鱗片涂層在某些化學介質中的抗腐蝕性。
 

3.1在煙氣脫硫設備中的應用

這是目前最成功的乙烯基玻璃鱗片涂層的應用領域，部分材料在 FGD中的防腐應用見表3.2。

大型鋼制濕法煙氣脫硫設備，由于腐蝕性強、高溫、磨擦等環境因素，如果不進行防腐處理，一年之內就會變質，甚至連不銹鋼都無法滿足使用的要求。

經過20年的生產實踐，已證實，在各類防腐材料中，以乙烯基酯玻璃鱗片作為最佳的防腐材料，可廣泛應用于發電廠鋼鐵、有色金屬、化工、垃圾焚燒等行業的煙氣脫硫設備（FGD)，其主要作用是：

3.1.1煙囪，洗滌塔總成，出口連接管道

大部分 FGD組件的工作溫度較低（95攝氏度以下）, PH值很低，通常處于正壓狀態，因為轉速較高，排氣壓力較小。

在這種低溫、高酸度環境中，玻璃鱗片及其它種類的鱗片填充物具有更好的耐滲性和更長的使用壽命。

這種鱗狀填料的結構為腐蝕介質的滲入基板提供了一條很長的通道。

很多填充劑都是經過表面處理的，可以形成一種很好的粘附性樹脂和基板填料的結合，使其能夠滲入到襯里層中。

覆蓋著鱗片的填充物創建了一種能抵抗強酸蒸汽的交叉截面，即使是在正壓力和傳統流程中。
 

3.1.2洗滌器入口連接管和旁通管

這些組件的工作環境是未經清洗，酸性，含有微粒，在高溫條件下持續反應的氣體。

在很多 GD系統中，這些部分的工作溫度為135-190攝氏度。

由于這些位置的氣體沒有經過清洗，所以是高酸性的，而且還可能有飛灰和顆粒。

在這些位置，一般選用經過表面處理的玻璃鱗片，或用氧化鋁。

合理的設計乙烯基酯襯里是以合適的樹脂和填料為基礎，能夠承受210攝氏度的極端高溫，并伴隨著化學腐蝕、磨損腐蝕、聯合形成的不清洗的酸性氣體。
 

3.1.3沉淀池及袋式過濾器

這兩部分的工作環境與洗滌器的入口及旁路管路十分類似。
 

3.2石油儲罐與海洋工程

在石油儲罐中，各種原油中都有大量的以海水為主要成分的介質，利用乙烯基樹脂玻璃鱗片涂層能有效地避免因海水的分離而造成的腐蝕。

此外，潮水區內的海洋建筑物經常處在干濕交替的環境中，因此其侵蝕十分嚴重；另外，海水和鹽霧的侵蝕也很嚴重，所以在海上石油天然氣平臺、碼頭和船內外都要使用乙烯基樹脂玻璃鱗片涂層，在這種情況下，玻璃鱗片涂層的厚度大約為1毫米。

這主要是由于乙烯基樹脂玻璃鱗片涂料的抗滲性，在表3.3中列舉了一些材料的抗滲透性能，而乙烯基樹脂玻璃鱗片涂料（VEGF）在低溫下的耐冷性能更好，這一點在石油工程和海洋工程領域尤為重要。
 

3.3下水道設備

乙烯基樹脂玻璃鱗片漆在污水處理設施、污水處理設施、游泳池、海水養殖等方面具有很好的防腐性能，特別是對大型或大面積混凝土基污（廢）水池的防腐處理，它的防腐蝕性能和工藝性能都能得到很好的應用，而在我國，一般都是采用整體玻璃鋼結構，但由于 FP的收縮性等固有缺陷，很容易出現脫層等問題。

以上提到的防滲性在這些特定的應用中也起到了很大的作用，不管是混凝土地基還是鋼結構地基，它的良好的抗滲性可以確保地基在化學介質和水中的侵蝕和破壞。
 

3.4各種化學設備

化工產品的儲存、各類貯槽容器、化學反應、混合、分離等工藝的塔器、管道等設備都能很好地使用乙烯基樹脂玻璃鱗片涂層，達到內襯的防腐蝕。

特別是在氯堿行業，我國從80年代末開始使用乙烯基樹脂玻璃鱗片漆，具有很好的抗腐蝕性，主要有碳化塔、鹽酸提濃罐、中和槽、集合槽、過濾器、砂濾池等。
 

3.5其他用途

由于乙烯基樹脂玻璃鱗片漆具有多種特殊的用途，因此，在市政工程、船舶工程等領域有著廣泛的應用，如市政工程、船舶工程等，并結合 FRP整體結構，增強 FRP的防滲性和耐磨性能，在運輸某些復雜的化學介質（如鹽酸）或含有塵埃的介質中。