請(qǐng)重視玻璃鱗片涂料防腐地位
一、玻璃鱗片涂料的發(fā)展
玻璃鱗片涂料是以有機(jī)樹(shù)脂為主要成膜物質(zhì),以具有良好耐化學(xué)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(jiǎn)便、易于修補(bǔ)等諸多優(yōu)點(diǎn),在化工、鋼結(jié)構(gòu)建筑等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,特別是在各種海洋工程設(shè)備、海上石油天然氣平臺(tái)、港灣碼頭及船舶防腐蝕工程上的應(yīng)用更為廣泛。玻璃鱗片最早是由美國(guó)歐文斯-康寧(Owens-Coming)玻璃纖維公司在1953~1955年研制并生產(chǎn)的。1956年開(kāi)始試用玻璃鱗片配制玻璃鱗片環(huán)氧涂料,用于重防腐蝕工程;1957年用于混凝土基體設(shè)備的防腐蝕,同時(shí)開(kāi)始了玻璃鱗片填充熱塑性管道襯里技術(shù)的研究。
同期,日本開(kāi)始研究一種性能優(yōu)于一般不飽和聚酯樹(shù)脂的環(huán)氧乙烯酯樹(shù)脂(VE)。1967年,F(xiàn)UJI樹(shù)脂公司采用日本板硝子公司獨(dú)創(chuàng)的玻璃鱗片,開(kāi)發(fā)出玻璃鱗片VE涂料,成功用于煙氣脫硫裝置,開(kāi)始實(shí)用化并出口海外。
20世紀(jì)80年代初,我國(guó)貴溪冶煉廠的煙氣脫硫裝置就是由該公司提供的玻璃鱗片VE襯里。其后應(yīng)用領(lǐng)域從最初的大型火電廠的脫硫設(shè)備拓展到石油化工、海洋領(lǐng)域,繼而延伸到交通、能源和工業(yè)水處理等行業(yè)。
20世紀(jì)80年代初,我國(guó)開(kāi)始引進(jìn)并重視玻璃鱗片涂料,開(kāi)展了相應(yīng)的研發(fā)工作。今年來(lái)隨著國(guó)內(nèi)一些重要工程對(duì)玻璃鱗片涂料的成功使用,引起了人們對(duì)玻璃鱗片涂料的重視,許多生產(chǎn)和研究單位相繼對(duì)其進(jìn)行了研究和開(kāi)發(fā)。
二、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(yōu)良性能的成膜樹(shù)脂。玻璃鱗片涂料常用的成膜樹(shù)脂包括氯化橡膠、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂和乙烯酯樹(shù)脂等。其中玻璃鱗片環(huán)氧涂料的應(yīng)用最為廣泛。環(huán)氧樹(shù)脂具有很強(qiáng)的黏合力,對(duì)于大部分底材的附著力良好;具有良好的物理力學(xué)性能及優(yōu)異的耐化學(xué)品性。其與玻璃鱗片顏料配用,制成的玻璃鱗片環(huán)氧涂料很適宜作為目前常用的云鐵環(huán)氧中間漆的替代品,通過(guò)英國(guó)的橋梁涂裝的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)(如ForthRailBridge、TayRail等),不采用富鋅底漆,而單純依靠玻璃鱗片環(huán)氧涂料的防腐蝕性,也獲得了預(yù)期的效果。
玻璃鱗片聚酯涂料具有良好的耐化學(xué)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(jī)甲板、破冰船船殼等處應(yīng)用廣泛。玻璃鱗片乙烯酯涂料,由于其杰出的耐化學(xué)品性和耐溶劑性,用于貯罐內(nèi)壁時(shí),其耐化學(xué)品性較聚酯類涂料更高,耐堿性堪稱超強(qiáng)。
三、玻璃鱗片涂料防腐機(jī)理
玻璃鱗片的厚度一般為2~5μm,一般溶劑型玻璃鱗片環(huán)氧涂料的干膜厚度達(dá)200~400μm,且能保證涂層中有數(shù)十層至上百層的鱗片排列,涂層內(nèi)形成復(fù)雜曲折的防滲透擴(kuò)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(shù)脂的幾分之一到幾十分之一,在涂料固化過(guò)程中,可以降低涂層的收縮應(yīng)力,提高涂層的附著力,同時(shí)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(jī)理與鋁粉和云鐵在涂層中起到的作用類似,通過(guò)改變腐蝕介質(zhì)(如空氣、水、酸堿等)的擴(kuò)散滲透路線,使其難以滲透到基材來(lái)達(dá)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(gòu)成的魚(yú)鱗效應(yīng),可將腐蝕介質(zhì)的滲透距離延長(zhǎng)數(shù)倍甚至數(shù)十倍。一般玻璃鱗片片徑縱橫越大,涂層的抗?jié)B透性能越強(qiáng),但是涂層的表觀相對(duì)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(shí),會(huì)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(lián)劑對(duì)玻璃鱗片顏料進(jìn)行處理,可以提高其強(qiáng)度和與成膜樹(shù)脂的結(jié)合力。對(duì)于涂層而言,可以提高其耐磨性和抗?jié)B透性。
四、玻璃鱗片涂料的性能
1.耐化學(xué)藥品性
常用的環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)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(jī)械性能
大量玻璃鱗片填充在樹(shù)脂基玻璃鱗片涂料的涂層中,提高了機(jī)械強(qiáng)度、表面硬度、耐磨性和附著力;同時(shí)降低了涂層的熱膨脹系數(shù)和固化收縮率,并增加 了對(duì)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(shù)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(shù)脂的老化4.介電性能
合成樹(shù)脂是絕緣體,但在潮濕環(huán)境下介電性會(huì)變壞,以致不能用在高絕緣場(chǎng)合。玻璃鱗片是絕緣體,它同樣有優(yōu)良的抗水汽滲透性,測(cè)定表明,用玻璃鱗 片填充的樹(shù)脂試樣比未填充的有小10倍水汽滲透率,因此它在潮濕環(huán)境下工作具有優(yōu)良的絕緣性。五、我國(guó)玻璃鱗片涂料存在的主要問(wèn)題
我國(guó)現(xiàn)有生產(chǎn)玻璃鱗片涂料的廠家不在少數(shù),主要的大型生產(chǎn)商多為外資或合資企業(yè)。我國(guó)玻璃鱗片涂料存在的主要問(wèn)題包括:第一,國(guó)產(chǎn)玻璃鱗片表面處理乏力。
玻璃鱗片顏料已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,但較進(jìn)口產(chǎn)品而言,由于表面偶聯(lián)化處理技術(shù)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?jié)B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(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法。
盡管玻璃鱗片涂料進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)已有相當(dāng)?shù)臍v史,但缺乏相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法,造成不少?gòu)S家以次充好,以其它價(jià)格低廉的防銹顏料代替玻璃鱗片,嚴(yán)重?cái)_亂了市場(chǎng)秩序。對(duì)于玻璃鱗片涂料而言,相關(guān)產(chǎn)品的物理化學(xué)性能,如附著力等,在一些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),如【標(biāo)準(zhǔn)】公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件 JT/T722-2008中也有相關(guān)的規(guī)定。但關(guān)于玻璃鱗片顏料的定量分析,即使是在國(guó)際上,也缺乏放之四海皆準(zhǔn)的方法。
第三,推廣合適的施工工具和噴涂機(jī)械
大量輸油、輸氣管道和化工貯罐需進(jìn)行長(zhǎng)效防護(hù)、防腐蝕,如一個(gè)未經(jīng)防腐蝕處理的三 萬(wàn)立方米貯油罐,一般只有十年的使用壽命,若使用環(huán)氧樹(shù)脂玻璃鱗片涂料保護(hù),至少可延長(zhǎng)壽命10~20年,其經(jīng)濟(jì)效益和現(xiàn)實(shí)意義十分明顯。大型化肥廠的碳化塔使用環(huán)氧樹(shù)脂玻璃鱗片涂料作襯里已取得實(shí)踐經(jīng)驗(yàn);用于揚(yáng)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(yīng)用,并取得了良好的技術(shù)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益。