[原创] 《橡胶衬里防腐》连载～～全部结束

9 橡胶衬里最新发展

国内外橡胶衬里的研究与发展始终离不开三大课题：一是改善衬里的防腐性能；二是提高衬里与基层的黏合强度；三是简化施工工艺。近年来，围绕这三大课题，衬里行业做了大量探讨性工作，其中有些研究成果还步入了工程实用阶段。

9.1 改善衬里防腐性能

橡胶衬里可以耐受多种酸、碱、盐和有机的侵蚀，但其耐浓氧化性酸（如98%硫酸和20%以上的硝酸）的性能较差，耐溶剂（如芳烃、酯类、含氯有机溶剂）也很不理想。提高橡胶衬里耐浓氧化性酸和耐溶剂性能的最佳途径就是选择新型高聚物，如氟橡胶、氟塑料、高密度聚乙烯、聚丙烯等。

9.1.1 氟橡胶

氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上连有氟原子的一种合成高分子弹性体，这种橡胶有极好的耐高温、耐油和耐化学腐蚀性能。可在200℃~250℃条件下长期使用，短期使用温度可达300℃。目竹市售的氟橡胶主要有四大类：FR-26型（偏氟乙烯和六氟乙烯的乳液共聚物）、FR-246型（偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟乙烯的三元共聚物）、FR-23型（偏氟乙烯、三氟氯乙烯共聚物）和四丙氟橡胶（四氟乙烯和丙烯共聚物）。

其中，FR-23型和四丙氟橡胶耐腐蚀性能最好，可耐浓强酸（硫酸、硝酸、盐酸）、高浓度过氧化氢和其他强氧化剂，耐油（如煤油、汽油、机械油等）。FR-23型与通用橡胶的耐浓强酸腐蚀性能比较见表9.1.1-1，四丙氟橡胶耐腐蚀性能见表9.1.1-2。

氟橡胶价格较高，加工困难，目前主要用做生产防腐涂料，在橡胶衬里领域还没有得到广泛应用。

表9.1.1-1 FR-23型氟橡胶与通用橡胶的耐蚀性比较

性能    工况条件（室温）    FR-23氟橡胶    丁腈橡胶    氯丁橡胶    氯磺化聚乙烯橡胶    丁基橡胶    乙丙橡胶

拉伸强度保留率    发烟硝酸浸泡2h    100%    开裂    开裂    开裂    开裂    开裂

体积变化率        0.5    炭化    炭化    炭化    炭化    炭化

拉伸强度保留率    发烟硫酸浸泡2h    100%    开裂    开裂    开裂    开裂    开裂

体积变化率    发烟硫酸浸泡24h    -0.2    炭化    炭化    炭化    炭化    炭化

表9.1.1-2 四丙氟橡胶耐腐蚀性能

介质名称    浸泡条件    浸泡后变化

        硬度    体积（%）

发烟硫酸    室温*180d    +4    7.4

发烟硝酸    室温*180d    -8    15

60%硝酸    70℃*3d    -3    10

37%盐酸    70℃*3d    -2    7

50%氢氟酸    室温*30d    -1    1.7

50%氢氧化钠    室温*180d    0    0.5

30%过氧化氢    100℃*7d    0    -1.1

46%铬酸+25%硫酸    室温*7d    -1    2.6

1号ASTM标准油    175℃*3d    -4    41

3号ASTM标准油    175℃*3d    -8    15

9.1.2 橡胶塑料的共混与复合

很多塑料的耐化学腐蚀性能是非常优秀的，如聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等，它们不仅能耐受多种强酸（浓硫酸、浓盐酸）、强碱（氢氧化钠、氢氧化钾）的侵蚀，还可以耐芳烃、氯代烃、酯类、汽油等能够使橡胶迅速膨胀的溶剂，这些塑料若能与橡胶共混或复合，便可生产出多种新型衬里材料。

①橡胶与塑料共混。

橡胶与塑料能在高温炼胶机上共混，并经动态硫化（在高温炼胶机上完成硫化）、静态硫化（加温硫化）或不硫化制成多种热塑性弹性体。很多热塑性弹性体都有良好的物理力学、耐化学腐蚀、耐老化、耐天候和耐臭氧性能。当前国内外广泛应用的热塑性弹性体主采用三元乙丙橡胶(EPDM)、天然橡胶(NR)与聚丙烯(PP)共混制成的EPDM/PP、NR/PP热塑性弹性共混物和两种橡胶与聚乙烯共混制成的EPDM/PE、NR/PE热塑性弹性共混物。此外，丁腈橡胶(NBR)与聚氯乙烯共混制成的NBR/PVC橡塑合金也在市场中占有一定份额。

在防腐和防水领域中，最重要的热塑弹性体当属EPDM/PP、EPDM/PE共混聚合物，其中EPDM/PP对有机酸、无机酸、碱、盐类均有良好的抗耐性，在很多溶剂中也非常稳定。EPDM/PP在98%硫酸、61%硝酸、36%盐酸等浓酸中长期浸泡10天后的质量变化率很小，在稀酸中更加稳定；在40%的NaOH中浸泡10天质量增长率仅为0.1%。EPDM/PP还有很好的耐溶剂和耐油性能。EPDM/PP热塑性弹性体可制成各种厚度板材和卷材，这些板材（卷材）能够通过焊接和胶接做出性能优异的防腐衬里和防水卷材。目前国内EPDM/PP热塑性弹性基本都来自于美国和日本，如美国孟山都、美国埃克森、日本三菱、日本住友、日本三井等公司。

②橡胶与塑料的复合。高密度聚乙烯、聚丙烯薄板可与橡胶一起硫化制成橡塑复合板材，其橡胶面能用普通黏合剂与基体粘接，塑料面可焊接，这种衬里不仅可以耐强酸、耐溶剂，可用黏合剂贴衬，还有很好的耐磨和抗划伤能力。

9.2 提高预硫化橡胶衬里与基体的黏合强度

预硫化橡胶衬里施工简单、储运方便、耐介质范围广、使用寿命长，特别适用于大型设备衬胶。这种衬里多以乙丙、丁基等性橡胶制成，提高乙丙、丁基材料与基体黏合强度成为预硫化衬胶技术发展的关键。提高惰性橡胶与基体黏合强有效的方法就是制造复合衬里。

（1）预硫化复合衬里。将乙丙和丁基等饱和型橡胶（防腐层）与氯丁、顺丁、丁苯（黏合层）等易黏合橡胶制成复合胶板，再用胶黏剂将复合板贴衬在设备上就形成预硫化复合橡胶衬里。复合衬里与基体的黏合强度比单层衬里有明显提高。

（2）自然硫化/预硫化复合衬里。先将自然硫化衬里贴在设备上，再衬预硫化衬里。复合衬里既有预硫化衬里与基体黏合强度高（高于任何类型预硫化衬里）的特点，又有预硫化衬里投产速度快的优点。

9.3 简化衬里施工工艺

（1）液体橡胶的开发与应用

液体橡胶分溶液橡胶、乳液橡胶和无溶剂液态橡胶三大类，可用刮、涂、喷、刷、浇铸、浸渍等方法制作弹性防腐保护层。液体橡胶施工简便，操作技术易掌握。

①溶液橡胶。将防腐性能优异的橡胶（如氯丁、氯磺化聚乙烯、氟橡胶等）在溶剂中溶解，用刷涂或喷涂做防腐涂层。优点是施工方便，对异形件尤为适用；缺点是涂层不易做厚，有一定毒性。

②乳液橡胶。适用于水泥、木材等吸水性基体的防护。常见的胶乳有天然胶乳、丁吡胶乳、聚氨酯胶乳、丁腈和氯丁胶乳。其中氯丁胶乳的耐蚀和耐老化性能最好。

③无溶剂液态橡胶。液体聚硫橡胶和液体氯丁橡胶是防腐性能较好的两个品种，它们既可单用（加适量补强填充剂、硫化促进剂等使其在室温条件下固化），也可与环氧、酚醛等树脂并用制作衬里。

（2）热喷涂工艺的开发与应用

用特制喷枪将热塑性材料喷涂在设备上，也能制成性能良好的防腐衬里。用于热喷涂的材料是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等塑料和丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、丁二烯-异戊二烯嵌段共聚物(SIS)、乙烯-辛烯嵌段共聚物(POE)等热塑性弹性体。

10 国内外最全橡胶材料耐温耐腐蚀性能数据表

略

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