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        【行業知識】玻璃鱗片涂料防腐

        更新日期:2021年1月11日 大字 小字
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        玻璃鱗片涂料的發展
        玻璃鱗片涂料是以有機樹脂為主要成膜物質,以具有良好耐化學性的玻璃鱗片為主要防銹顏料制成的一種涂料。玻璃鱗片涂料作為一種重防腐涂料,具有耐腐蝕性好、耐磨損、施工簡便、易于修補等諸多優點,在化工、鋼結構建筑等領域應用廣泛,特別是在各種海洋工程設備、海上石油天然氣平臺、港灣碼頭及船舶防腐蝕工程上的應用更為廣泛。
        玻璃鱗片為玻璃制成的鱗片狀,厚度一般為2~5μm,最早是由美國歐文斯-康寧(Owens-Coming)玻璃纖維公司在1953~1955年研制并生產的。1956年開始試用玻璃鱗片配制玻璃鱗片環氧涂料,用于重防腐蝕工程;1957年用于混凝土基體設備的防腐蝕,同時開始了玻璃鱗片填充熱塑性管道襯里技術的研究。
        同期,日本開始研應用領域從最初的大型火電廠的脫硫設備拓展到石油化工、海洋領域,繼而延伸到交通、能源和工業水處理等行業。
        20世紀80年代初,我國開始引進并重視玻璃鱗片涂料,開展了相應的研發工作。今年來隨著國內一些重要工程對玻璃鱗片涂料的成功使用,引起了人們對玻璃鱗片涂料的重視,許多生產和研究單位相繼對其進行了研究和開發。
        玻璃鱗片涂料的組成 
        玻璃鱗片涂料的組成主要包括玻璃鱗片為主的防銹顏料和具有優良性能的成膜樹脂。玻璃鱗片涂料常用的成膜樹脂包括氯化橡膠、環氧樹脂、酚醛環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂和乙烯酯樹脂等。
        其中玻璃鱗片環氧涂料的應用最為廣泛。環氧樹脂具有很強的黏合力,對于大部分底材的附著力良好;具有良好的物理力學性能及優異的耐化學品性。其與玻璃鱗片顏料配用,制成的玻璃鱗片環氧涂料很適宜作為目前常用的云鐵環氧中間漆的替代品,通過英國的橋梁涂裝的實踐經驗(如ForthRailBridge、TayRail等),不采用富鋅底漆,而單純依靠玻璃鱗片環氧涂料的防腐蝕性,也獲得了預期的效果。
        玻璃鱗片聚酯涂料具有良好的耐化學品性、耐陰極剝離性及高度耐磨性,在船舶涂裝,特別是甲板通道、直升機甲板、破冰船船殼等處應用廣泛。玻璃鱗片乙烯酯涂料,由于其杰出的耐化學品性和耐溶劑性,用于貯罐內壁時,其耐化學品性較聚酯類涂料更高,耐堿性堪稱超強。
        玻璃鱗片涂料防腐機理
        玻璃鱗片的厚度一般為2~5μm,一般溶劑型玻璃鱗片環氧涂料的干膜厚度達200~400μm,且能保證涂層中有數十層至上百層的鱗片排列,涂層內形成復雜曲折的防滲透擴散路徑。
        玻璃鱗片將涂層分割為許多微小空間,使涂層中的微裂紋、微氣泡被分割,且玻璃鱗片的收縮率是樹脂的幾分之一到幾十分之一,在涂料固化過程中,可以降低涂層的收縮應力,提高涂層的附著力,同時也抑制了涂層龜裂、剝落等缺陷,使得單道噴涂可以獲得更厚的涂層。
        玻璃鱗片防腐涂料的防腐機理與鋁粉和云鐵在涂層中起到的作用類似,通過改變腐蝕介質(如空氣、水、酸堿等)的擴散滲透路線,使其難以滲透到基材來達到防腐蝕效果。
        使用玻璃鱗片防銹顏料,由多層與基材近似平行排列的玻璃鱗片顏料構成的魚鱗效應,可將腐蝕介質的滲透距離延長數倍甚至數十倍。一般玻璃鱗片片徑縱橫越大,涂層的抗滲透性能越強,但是涂層的表觀相對差些。
        一般采用片徑大小不一的玻璃鱗片混合使用,以期獲得較大片徑玻璃鱗片與底材呈平行排列,較小片徑的玻璃鱗片以不同角度穿插于空隙中的效果。
        作為面漆使用時,會使用較多片徑較小的玻璃鱗片顏料,以獲得較為平整的涂層。
        使用硅烷偶聯劑對玻璃鱗片顏料進行處理,可以提高其強度和與成膜樹脂的結合力。對于涂層而言,可以提高其耐磨性和抗滲透性。
        璃鱗片涂料的性能
        1.耐化學藥品性
        常用的環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂基鱗片涂料有較好耐酸、堿、石油溶劑、各類鹽和水的侵蝕。
        2.物理機械性能
        大量玻璃鱗片填充在樹脂基玻璃鱗片涂料的涂層中,提高了機械強度、表面硬度、耐磨性和附著力;同時降低了涂層的熱膨脹系數和固化收縮率,并增加 了對熱沖擊的抵抗能力和耐熱性。
        3.耐候性
        玻璃鱗片的折光率與樹脂相差較大,其表面微曲,它平行排列于涂層中可反射大量紫外線,從而降低樹脂的老化。
        4.介電性能
        合成樹脂是絕緣體,但在潮濕環境下介電性會變壞,以致不能用在高絕緣場合。玻璃鱗片是絕緣體,它同樣有優良的抗水汽滲透性,測定表明,用玻璃鱗 片填充的樹脂試樣比未填充的有小10倍水汽滲透率,因此它在潮濕環境下工作具有優良的絕緣性。
        我國玻璃鱗片涂料存在的主要問題
        我國現有生產玻璃鱗片涂料的廠家不在少數,主要的大型生產商多為外資或合資企業。我國玻璃鱗片涂料存在的主要問題包括:
        第一,國產玻璃鱗片表面處理乏力。
        玻璃鱗片顏料已經實現國產化,但較進口產品而言,由于表面偶聯化處理技術和工藝的研究尚處于落后階段,盡管制成品成本較低,但是使用在涂料中,其施工性、抗滲性、防沉性、顏料排列定向性方面仍有一定的差距;
        第二,玻璃鱗片涂料缺乏相應的產品標準及測試方法。
        盡管玻璃鱗片涂料進入我國市場已有相當的歷史,但缺乏相應的產品標準及測試方法,造成不少廠家以次充好,以其它價格低廉的防銹顏料代替玻璃鱗片,嚴重擾亂了市場秩序。
        對于玻璃鱗片涂料而言,相關產品的物理化學性能,如附著力等,在一些行業標準,如【標準】公路橋梁鋼結構防腐涂裝技術條件 JT/T722-2008中也有相關的規定。但關于玻璃鱗片顏料的定量分析,即使是在國際上,也缺乏放之四海皆準的方法。
        第三,推廣合適的施工工具和噴涂機械
        大量輸油、輸氣管道和化工貯罐需進行長效防護、防腐蝕,如一個未經防腐蝕處理的三 萬立方米貯油罐,一般只有十年的使用壽命,若使用環氧樹脂玻璃鱗片涂料保護,至少可延長壽命10~20年,其經濟效益和現實意義十分明顯。
        大型化肥廠的碳化塔使用環氧樹脂玻璃鱗片涂料作襯里已取得實踐經驗;用于揚子乙烯工程中的冷卻塔、吸收塔、氧化塔及各種貯槽效果良好;
        鐵路煤車、鋼廠酸洗槽、高層建筑物鋼制框架、碼頭鋼樁等工程中均得到了推廣應用,并取得了良好的技術效應和經濟效益。
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