[公告] 每日更新20241114《玻璃钢衬里防腐》（实战全集之第陆卷第14章）

UPR&VER玻璃钢衬里施工简单、成本较低、修复方便，厚度可随介质条件合理调整，衬里设备的刚度则由碳钢或混凝土壳体等材料来承载，并可承受一定的外力冲击和振动，因此，玻璃钢衬里在防腐工程中有着广泛的应用，主要应用于以下领域：

①石油、化工、环保、硫酸、冶炼等领域的容器、槽、池、反应器、塔器等设备的内部防护或外部防护；

②大型地下储槽或地坪类衬里防护；

③砖板衬里防腐的隔离层；

④其他衬里层破坏后的二次玻璃钢衬里修复；

⑤塑料或其他设备的外防腐增强一体化解决；

⑥土建构筑物的外防护。

根据基材不同也可分为混凝土（水泥基材）基材玻璃钢衬里、碳钢基材玻璃钢衬里、塑料基材玻璃钢衬里等。

8.6 现场玻璃钢衬里施工之乙烯基酯树脂成型指导

FRP衬里多见耐腐蚀型UPR、VER以及环氧树脂在金属基材、混凝土基材上的FRP衬里。本节主要为现场防腐蚀施工的客户和朋友们写的。如果增强材料不是连续的话，而是典型的片材料增强材料的话，那就是玻璃鳞片胶泥衬里，这将在《第陆卷 树脂重防腐》之《第13章 商品级玻璃鳞片胶泥(涂料)防腐》中详细介绍。

玻璃钢(FRP)衬里防腐是以UPR或VER为基体树脂，以连续状材料（多为玻璃纤维）为增强材料的混凝土或碳钢FRP衬里的树脂重防腐形式。这种重防腐形式整体强度高、韧性好、抗渗效果好、耐腐蚀优异、施工便捷，但在间歇式施工时，有些需要做二次粘结处理，并且一次性积层厚度有限制，在形状不规则地方施工容易出现空洞。

玻璃钢衬里施工成型原理是利用UPR&VER作为纤维增强材料的粘合剂，固化后将整个衬里层连成一个牢固的整体，覆盖被保护设备的表面。与涂料涂装相比，衬里防腐更厚，并且有了纤维增强层，抗渗性更好，物理机械性能也更好。但是玻璃钢衬里还是存在渗透的可能，在纤维和树脂的界面层，一旦腐蚀开始，则沿着纤维腐蚀直到基材。此外玻璃钢衬里尽管有一定的韧性和耐冲击性能，但毕竟还是一个刚性材料，它受环境温度骤变、固化收缩应力、外加应力和载荷作用，也容易开裂，甚至整体脱壳。

8.5.2.2 最外层的制作

FRP外表面制作有很多种方法，为了防止氧阻聚，可以在玻璃钢设备的表面富树脂层中加液蜡，也可以在表面富树脂层制作完后在其上面喷涂、刷涂、滚涂一层苯乙烯石蜡液。蜡会在玻璃钢设备表面形成一层薄膜，有效隔绝氧气，防止氧阻聚，提高面涂或表面富树脂层的固化程度。然而，应该注意，任何需要二次积层的地方（如有些地方需要二次安装人孔或喷嘴等）的富树脂层或面涂都不可以加液蜡，因为蜡会降低二次积层的层间粘结性能，如果确实加蜡了，在二次积层之前，务必打磨清除掉表面蜡层再进行基材处理和积层。有些设备最外层需要制作一定的颜色，可能刷胶衣或涂料，这一层大大降低了光线透过率，提高了设备的耐候性能。

8.5.2 特殊部位的成型

8.5.2.1 厚尺寸部位的成型

乙烯基酯树脂固化时的放热可以更加优化控制。对厚层制品部分，改变促进剂、固化剂的比例可达到理想的凝胶时间和放热峰温度控制。主要的方法有几类：①选用低放热控制固化体系配方；②减少固化剂促进剂用量；③额外添加低放热助剂；④选用低放热类型树脂。

也可以制作一块测试积层板去观察树脂的放热是否太高，是否会导致厚层制品部分烧伤。稍加些环烷酸铜（不超过树脂量的0.04%），在不影响树脂凝胶时间的基础上，放热峰温度会有所降低，烧伤的可能性下降很多。加了铜盐的树脂胶料应在一天内用完，过夜可能会导致树脂凝胶时间发生漂移。

模具温度、拉挤速度、牵引力三个参数中，模具温度是由树脂系统的特性来确定的，是拉挤工艺中应当解决的首要因素；拉挤速度确定的依据是在给定的模内温度下的胶凝时间，保证制品在模具中部胶凝、固化。牵引力的制约因素较多，如与模具温度关系很大，并受到拉挤速度的控制；拉速的增加直接影响到剪切应力的第二个峰值，即脱离点处的剪切应力；脱模剂的影响也是不容忽视的因素。

对于较厚的制品，应选较低拉速或使用较长的模具，增加模具温度，其目的在于使产品能较好地固化，从而提高制品的性能。为了降低牵引力，使产品顺利脱模，采用良好的脱模剂是十分必要的，有时这在成型工艺中起到决定性的作用。

引用武汉九维公司邓海岸先生一句关于拉挤质量控制的经典总结：“模具工作面的粗糙度和平整度是第一位的，好的拉挤树脂是第二位的，好的低收缩剂是第三位的，好的脱模剂是第四位的，合格的固化剂别加错了是第五位的，哪一位不对劲就变成第一位了；进纱方式和模尾口后处理方式千万别小看”。

牵引力是保证制品顺利出模的关键，牵引力的大小由产品与模具之间的界面剪切应力来确定。在模具中剪切力是随拉速的变化而变化的。模具入口处的剪切应力与模具壁附近树脂的黏滞阻力相一致。通过升温，在模具预热区内，树脂黏度随温度升高而降低，剪切力也开始下降。初始峰值的变化由树脂黏性流体的性质决定。另外，填料含量和模具入口温度也对初始剪切力影响很大。由于树脂固化反应，它的黏度增加而产生第2个剪切应力峰。该值对应于树脂与模具壁面的脱离点，并与拉速关系很大，当牵引速度增加时，这个点的剪切力大大减小。最后，第III区也即模具出口处，出现连续的剪切应力，这是由于在固化区中与模具壁摩擦引起的，这个摩擦力较小。牵引力在工艺控制中很重要。成型中若想使制品表面光洁，要求产品在脱离点的剪切应力较小，并且尽早脱离模具。牵引力的变化反应了产品在模具中的反应状态，它与纤维含量、制品的几何形状与尺寸、脱模剂、温度、拉速等因素都有关。

想得到高性能的FRP拉挤制品，钢模温度设置是非常关键的。固化剂的选择及添加量、增强纤维种类及相对含量、树脂类型都会影响到最终模具温度的最佳设置。当使用一种新的拉挤体系时，最好是从一个模温相对低的设置开始，慢慢升高模温，边升高，边调整，得到最佳的模温设置参数。对于尺寸较厚的制品，有必要使用一个预加热器，在材料进入钢模之前对该部分进行加热，可有效地提高拉挤线速度，避免更多的内部裂纹等缺陷。

拉挤模具长度一般为0.6m～1.2m。在一定的温度条件下，树脂体系的胶凝时间对拉挤速度的确定是非常重要的。一般来说，选择拉挤速度要充分考虑使产品在模具中部胶凝固化，也即脱离点在中部并尽量靠前。如果拉挤速度过快、制品固化不良或者不能固化，直接影响到产品质量；如果拉挤速度过慢，型材在模具中停留时间过长，制品固化过度，将会出现强度降低，并且降低生产效率。拉挤工艺在启动时，速度应放慢，然后逐渐提高到正常拉挤速度。现代拉挤技术的发展方向之一就是高速化，如FRP芯材。

切割装置方面，一般采用标准的圆盘锯式人造金刚石锯片，可手动切割和自动切割。

辅助设备主要有：

①配料工具，为保证拉挤生产连续而稳定地进行，胶料的配制应当准确，尽量做到所配胶料的一致性。配料工具的选择和配制很重要，但有些生产厂家对此缺乏充分的认识，配料时很随意，使生产过程不稳定，制品质量波动很大；

②搅拌设备，搅拌机是拉挤生产线主要辅助设备之一，目前在很多小型的拉挤生产厂家在配制胶料中对搅拌的重要性认识不足，导致胶料分散不均，制品质量的稳定性很难保证；

③切毡机，拉挤生产中的玻璃纤维毡片要根据具体制品的需要裁剪成规定宽度的尺寸，通常采用切毡机和裁毡机来完成不同毡卷量、不同毡宽的切割需求，操作简便，切毡外表整齐，精确。

成型模具是拉挤成型技术的重要工具，成型模具横截面面积与产品横截面面积之比一般应大于或等于10，以保证模具有足够的强度和刚度，加热后热量分布均匀和稳定。成型模具的长度是根据成型过程中牵引速度和树脂凝胶固化速度决定，以保证制品拉出时达到脱模固化程度。一般采用钢镀铬，模腔表面要光洁，耐磨，以减少拉挤成型中的摩擦阻力和提高模具的使用寿命。

牵引机是拉挤成型工艺中的主机，它必须具备夹持与牵引两大功能，夹持力、牵引力、牵引速度均需可调。牵引机有履带式和液压式两大类。履带式牵引机的特点是运动平稳、速度变化量小、结构简单，适用于生产有对称面的型材、棒、管等。另一种是液压牵引机，体积紧凑、惯性小，能在很大的范围内实现无级调速，运动平稳，与电气、压缩空气相配合，可以实现多种自动化，非常合适用于UPR&VER玻璃钢制品的拉挤。

UPR&VER的拉挤成型工艺主要分为：送纱及送毡→浸胶→预成型→在模具内固化成型→牵引→切割。

送纱装置主要是放置生产所必须的玻璃纤维粗纱纱团纱架。结构一般很紧凑，这样可以减少占地面积。大小取决于纱团的数目，而纱团的数目又取决于制品的尺寸。一般要求稳固、换纱方便、导纱自如、无任何障碍，并能组合使用。有框式和梳式两种形式，可安装脚轮，便于移动。送毡装置主要是安放在用的各种毡材并能顺利准确地导出的材料架。在送进过程中，不必给毡材增加张力。毡材在通常情况下一般不浸胶，而是直接送入模具。

浸胶装置由树脂槽、导向辊、压辊、分纱栅板、挤胶辊等组成。槽内配以导纱压纱辊，树脂槽的前后要形成一定的角度，使粗纱在进出树脂槽时的弯曲角度不至于太大而增加张力。如果拉挤环氧树脂或酚醛树脂时，树脂槽一般还设有加热装置。

预成型装置是根据制品的要求使浸透了树脂的增强材料逐步除去多余的树脂，排除气泡，将产品所需的纱和毡合理地、准确地组合在一起，确保它们的相对位置并使其形状渐缩接近于成型模的进口形状。然后再进入模具，进行成型固化。预成型装置没有固定的模式，要根据产品的形状和要求及操作习惯来设计。

夏天的生产中胶料常会发生自聚，可以适当添加阻聚剂，以延长适用期。乙烯基酯树脂拉挤常用的阻聚剂有对苯二酚、叔丁基邻苯二酚等。

低收缩剂也称增韧剂，具有降低玻璃钢脆性和提高玻璃钢抗冲击性能的功能，常用的增韧剂有聚苯乙烯类、聚醋酸乙烯酯类、其他热塑性聚合物粉末等。

抗氧剂能抑制或减缓高分子材料自动氧化反应速度，主要有二芳基仲胺、对苯二胺、酮胺、醛胺、单酚、烷基化多酚及硫代双酚等。

紫外线吸收剂也称光稳定剂，是能够抑制或减弱光降解作用，提高聚合物和复合材料耐光性能的物质。由于大多数光稳定剂都吸收紫外光，所以习惯上把这类物质称为紫外线吸收剂，主要有水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、受阻胺类及有机镍络合物等；热稳定剂能防止和减少聚合物在加工和使用过程中受热而发生降解或交联，延长玻璃钢使用寿命。常用的有盐基类、脂肪酸皂类、有机锡化合物、复合型热稳定剂。

阻燃剂能阻止聚合物材料引燃或抑制火焰传插，最常用的和最重要的阻燃剂是磷、溴、氯、锑和铝的化合物。

⑥其他物料。除上述物料外，根据实际性能要求，UPR&VER拉挤时还可能会部分用到或全部用到以下物质。

稀释剂可以降低树脂黏度，改善树脂对增强材料、填料等的浸润性；控制固化时的反应热；延长树脂固化体系的适用期；填料用量增加，降低成本；OYCHEM^®乙烯基酯树脂拉挤稀释剂主要是苯乙烯、α-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等。酚醛树脂用稀释剂主要是酒精、丙酮等溶剂；环氧树脂用稀释剂有邻苯二甲酸二丁酯、含有环氧基团的低分子化合物等。

偶联剂可增加增强材料与树脂之间粘合强度，提高玻璃钢的性能，改善界面状态，有利于制品的耐老化、耐应力及电绝缘性能，常用的有硅烷偶联剂。

成膜助剂可料槽中起到润湿、分散、抑制泡沫作用，并且辅助脱模，有效改善拉挤制品，尤其可以改善快速拉挤制品的表面光滑度以及光泽性。典型的成膜助剂有2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯等。

需着色时多用颜料糊，赋予FRP拉挤制品的外观颜色。

⑤内脱模剂。脱模剂具有极低的表面自由能，能均匀浸湿模具表面，达到脱模效果。优良的脱模效果是保证拉挤成型工艺顺利进行的主要条件。早期的拉挤成型工艺是用外脱模剂，常用的有硅油等，但用量很大且制品表面质量不理想，现已采用内脱模剂。内脱模剂是将其直接加入到树脂中，在一定加工温度条件下，从树脂基体渗出扩散到固化制品表面，在模具和制品之间形成一层隔离膜，起到脱模作用。内脱模剂一般有磷酸酯、卵磷酸、硬脂酸盐类、三乙醇胺油等，其中以硬脂酸锌的脱模效果较好。在拉挤生产中，人们通常更愿意使用在常温下为液体状的内脱模剂。目前市售的内脱模剂多为伯胺、仲胺和有机磷酸酯与酯肪酸的共聚体的混合物。拉挤时须加入内脱模剂，一般添加量在树脂量的0.5%～1.5%。典型的商品有Molgard6、Ortholeum7162、INT-PS125、INT-PUL24。在模压领域使用的液体内脱模剂，典型使用的还有BYK-P9050、BYK-P9051、BYK-P9065等。