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[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)

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(2)热固性树脂石墨胶粘剂

石墨酚醛胶粘剂以酚醛树脂为粘结剂,石墨粉为填料,苯甲醇为稳定剂,对甲苯磺酰氯或苯磺酰氯为固化剂组成。

常见配方I:酚醛树脂(苯酚甲醛摩尔比为1/1.16)/苯甲醇/对甲苯磺酰氯/石墨粉=90/10/10/130;常见配方II:酚醛树脂(落球粘度10~20分)/石墨粉(120目)/苯磺酰氯(92%~95%纯度)=1.5/1.0/0.12。

石墨呋喃胶粘剂具有良好的化学稳定性,以呋喃树脂为粘结剂,石墨粉料作填料。常见配方:呋喃树脂/硫酸乙酯(98%硫酸/无水乙醇=2/1)/石墨粉(160目)=100/6~7/65~70。

此外可以通过一些改性剂对酚醛树脂或呋喃树脂进行改性,再和石墨粉混合制得改性热固性树脂石墨胶粘剂。

石墨水玻璃胶粘剂的耐温更高,但不耐水、稀酸和碱,且胶粘剂的粘结能力有限。常见的配比:水玻璃(模数2.75)/氟硅酸钠(密度1.4g/cm3,纯度95%以上)/石墨粉(140目~160目)=60~80/5~6/95~100。

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欧阳13918593706,13386252202
2022年12月25日 AM9:00
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(3)热塑性材料内衬外缠玻璃钢的复合树脂重防腐

定义:以热塑性高分子材料作为内衬防腐层,纤维增强热固性树脂为结构增强层提供必要的强度和刚度的一种复合树脂重防腐形式。

优点:兼具衬塑的耐腐蚀性能和耐热性能和纤维增强玻璃钢的刚性和强度。

难点或缺点:①内衬层热塑性材料的焊缝处理;②热塑性内衬和增强层玻璃钢的界面层处理和制作;③顶盖、接管、法兰等的处理。

热塑性材料内衬外缠玻璃钢的复合树脂重防腐是一种特殊的整体材料防腐的形式。

FRP/PVC和FRP/PP的复合储罐和复合管道是以硬质PVC、优质PP管为内衬,界面经过化学处理(采用双酚A型乙烯基酯树脂或帝斯曼Palatal A410-901或欧扬化工树脂OYCHEM 297手糊一层短切毡),并涂布有PVC和FRP两亲成份的胶粘剂过渡层,外用高强玻璃纤维和树脂螺旋或环向机械缠绕玻璃钢增强。该类复合储罐和管道以耐腐蚀性能优异、表面光滑的PVC、PP为内衬层,以合理设置的纤维增强不饱和聚酯树脂为结构层,经适当工艺制造出来的整体防腐材料和设备,它综合了PVC、PP的耐腐蚀性和FRP的强度高、耐温性好的特点,相较于普通的FRP储罐和管道而言,它的耐碱性、耐溶剂性更好,且耐温骤变、耐压、可设计、抗冲击、流体阻力小,该类设备发挥了PVC、PP的耐腐蚀性和FRP的比强度高、耐温性好的特点,从而扩大了单一的PVC、PP材料的应用范围,广泛用于食品、制药、油田、机械、化工、冶金、轻工、电力、矿山等行业不失为解决腐蚀性介质输送的优质管道,可以代替不锈钢管,并能代替进口。

类似的复合管道和储罐还有PE/FRP聚乙烯/玻璃钢复合管道(尤其以超高分子量的聚乙烯/玻璃钢居多)。

PVC/FRP复合塔器,尤其是干燥塔、泡罩塔、酸雾分离器等,多用于酸、氯气等环境的氯碱行业。随着现代化学工业迅速发展,部分塔器PVC内衬可用乙烯基酯树脂代替。目前生产的氯气洗涤塔及氯气事故处理塔,内衬防腐层都选用酚醛环氧型乙烯基酯树脂,这样内衬层与结构层到外保护层使用同类材料,避免了由于不同类材料热膨胀系数不同而造成界面剥离现象,并且酚醛环氧型乙烯基酯树脂玻璃钢比PVC耐热性能好。

PVC/FRP泡罩塔整体采用PVC/FRP复合材料制造,耐腐蚀性优异,强度高。除雾器采用PVC/FRP复合材料制造,耐腐蚀优良。硬PVC具有良好的耐湿氯气性能,且抗渗性强于FRP材质,经FRP外增强后,机械性能好,抗冲击强度大。

PVDF-FRP钢铁设备采用PVDF做衬里,外面采用微机控制纤维缠绕工艺制作FRP增强层,是耐高温强腐蚀介质腐蚀的理想产品。PVDF-FRP钢铁设备兼具PVDF 的主要特点:拥有优异的耐腐蚀性,良好的机械性能、良好的耐磨性和低摩擦系数,耐温最高可达150℃,可在100℃下长期使用,良好的耐老化、高抗紫外线性,良好的电绝缘性和热稳定性。PVDF衬里的厚度:2~6mm。

PVDF-FRP钢铁设备应用领域:因其优异的物理化学性能,PVDF在化工、石化、制药、造纸、食品和核工业已被广泛用来制做管件、阀门、齿轮、轴承、泵的组成部分。FRP/PVDF储罐、非标设备可用于浓硝酸、浓硫酸、氢氟酸等强腐蚀性酸的领域。

以上
欧阳13918593706,13386252202
2022年12月26日 AM9:00
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(4)胶泥/玻璃钢复合树脂重防腐

胶泥和玻璃钢复合的树脂重防腐主要出现在现场防腐工程领域。胶泥多为玻璃鳞片胶泥,实践中多以环氧树脂玻璃钢/环氧树脂玻璃鳞片胶泥和不饱和乙烯基酯树脂玻璃钢/乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥两种居多。

定义:针对混凝土基材、碳钢基材的FRP衬里,在介质接触面,辅以玻璃鳞片胶泥增加抗渗、耐磨、耐蚀功能的复合树脂重防腐形式。

原理:结合了玻璃鳞片胶泥的抗渗效果佳和玻璃钢整体强度耐冲优异两者的特点。

优点:相比全部采用玻璃钢衬里,该复合方法的相同厚度衬里层可以起到更好的抗渗透性能,同时较之玻璃钢衬里提高了其耐磨性能,降低了衬里层整体的线性膨胀系数,最终的耐蚀性更佳;相比全部采用玻璃鳞片胶泥衬里而言,该复合方法的整体强度,尤其是耐冲击强度更好,耐蚀衬里层的整体性也更佳。此外如果玻璃钢层的平整度不佳,采用这方案,可以无需腻子找平上面涂,直接采用玻璃鳞片胶泥,既可以做面涂,又可以兼作腻子找平,更省时省力。

缺点:①施工时原材料的准备繁琐,现场工人容易弄错;②如果是现场添加玻璃鳞片,再进行搅拌混合作业,其实际起到的抗渗透作用并不理想,使用成品玻璃鳞片胶泥成本又会增加;③VER间歇式施工,玻璃钢衬里层固化后,玻璃鳞片胶泥层制作得太薄的话,会影响表面固化程度,添加液蜡只能部分解决,由于玻璃鳞片的错综排列,阻碍了液蜡的析出,会一定程度上影响到最终胶泥层和玻璃钢层的层间结合力。

和胶泥与玻璃钢可以复合使用一样,聚合物砂浆防腐和玻璃钢防腐也可一起复合使用,聚合物砂浆防腐和胶泥防腐也可以复合一起使用。原理和方法类似前者,这里就不累述。

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欧阳13918593706,13386252202
2022年12月27日 AM9:00
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(5)涂装/玻璃钢复合树脂重防腐

涂装和玻璃钢复合的树脂重防腐主要出现在以下场合:①户外耐候性要求较高的整体玻璃钢管罐塔器等;②耐有机溶剂或其它易对玻璃钢产生溶胀的溶剂的池槽管罐衬里。其中前者居多。

定义:以涂料对整体玻璃钢设备进行外部涂装,起到耐候、美观、区别划分等功能,或在玻璃钢衬里或玻璃钢耐蚀内表面层涂刷特种涂料,有助于玻璃钢耐蚀层抗有机溶剂等的渗透、溶胀等腐蚀的复合树脂重防腐形式。

优点:①相比全部采用玻璃钢防腐,该复合方法的耐候性、美观性、或耐蚀层的耐溶剂溶胀等功能更佳;②相比全部采用涂装防腐而言,提供了更好的强度(乃至作为整体材料或构件使用)、长期耐腐蚀性能、耐温、耐冲击性能等。

缺点:①施工时原材料的准备繁琐,现场工人容易弄错;②耐蚀层再去做涂料涂装,不但需要等玻璃钢固化较为完全,而且必要时还要进行二次基材(复合材料基材)处理,才可以涂装,作业较为麻烦;③部分涂料和玻璃钢的附着力不佳;④增加成本;⑤添加了液蜡的耐蚀面层,如需再涂装,还需要抛掉表面液蜡,作业麻烦。

原理:结合了玻璃钢高强、耐蚀等优势与涂装耐候、美观、耐溶剂等特种功能。

常见选择的涂料种类:①耐候性要求的:氟碳涂料、聚氨酯涂料、聚酰亚胺涂料、丙烯酸聚酯涂料等;②美观装饰要求:丙烯酸涂料、聚氨酯涂料等;③耐有机溶剂溶胀等特种功能涂料:聚氯乙烯萤丹涂料(不可耐含苯环类的溶剂)、无机富锌涂料、聚硅氧烷涂料、杂化涂料、共聚物涂料等。

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欧阳13918593706,13386252202
2022年12月28日 AM9:00
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(6)电化学防腐/玻璃钢复合树脂重防腐

电化学防腐和玻璃钢复合的树脂重防腐主要出现在以下场合:①要求导静电的玻璃钢设备、玻璃钢地坪、玻璃钢衬里场合;②要求导静电的厚涂层、胶泥、地坪的防腐场合。

定义:以金属、炭黑或其它导电填料、纤维等对树脂重防腐形式辅以特殊电化学功能的复合树脂重防腐形式。

优点:①重防腐、导静电一体化解决。与树脂重防腐的绝缘防腐功能相比,该复合防腐方法既解决了树脂重防腐问题,又可达到所需要求的电化学功能,如防静电、导电、阳极牺牲等功能;②导电填料和纤维的引入,降低了树脂重防腐材料体系的线性膨胀系数,使之更加接近无机材料和金属材料,一定程度上降低了防腐层受温度骤变、应力变化导致的脱落失效的概率。

缺点:①作业时原材料的准备繁琐,现场工人容易弄错;②部分电性能填料会与树脂发生团聚,后续施工作业时不便,如炭黑、导电云母粉、金属鳞片等;③部分电性能填料对某些树脂产生阻聚作用,作业时固化配方的把握需要更专业,如不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂的树脂重防腐中,添加了导电云母粉、碳化硅、三氧化二锑等填料后,再采用蓝白水体系固化时,会大大延长凝胶时间,加少了蓝白水,甚至不凝胶,此时需要采用补加蓝白水和助促进剂,或者改变蓝白水体系为其它常温固化体系的办法解决,具体解决方案见本书应用篇章部分关于“乙烯基酯树脂成型指导”的详细介绍。

原理:结合了玻璃钢高强、耐蚀等优势与电化学的特种功能。

选择电化学材料时,要求具有防静电、导电功能,一般选择导电纤维、导电云母粉、导电金属粉、炭黑、石墨、金属条(常用铜条)、金属鳞片、无机导电粉料/鳞片等。

电化学防腐和玻璃钢复合的树脂重防腐主要体现在防静电地坪、不发火地坪、导静电油罐涂料等。

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欧阳13918593706,13386252202
2022年12月29日 AM8:10
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(7)金属/玻璃钢复合树脂重防腐(双壁罐)

典型的金属材料和玻璃钢材料复合树脂重防腐的例子就是内壁钢质,外部缠绕玻璃钢的双壁罐。

以上
欧阳13918593706,13386252202
2022年12月30日 AM8:10
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(8)金属热喷/树脂封孔复合树脂重防腐

定义:利用高温热源喷涂技术,在材料表面制备一层防护的强化层,并以树脂或胶泥对其强化层孔隙封闭的防腐方法。

特点:①能热喷涂的材料很多,市场上以热喷金属为主(选择比基体金属电极电位更负的金属材料热喷,对碳钢基材金属进行大面积均匀的牺牲阳极保护);②施工方便,不受尺寸限制;③热喷金属厚度可控;④适应性强,方便。

缺点:①物理结合强度不高,耐冲击和载荷能力不足;②耐腐蚀能力受到孔隙的封闭程度以及封闭材料的性能影响,一般很难达到整体防腐蚀材料那样的耐蚀性能;③劳动强度大,易飞溅,不环保,成本高;④对小制件,涂层收率低。

用于腐蚀防护与控制的热喷涂涂层,之前对基体表面进行预处理达到净化、粗化和活化的目的,再喷涂一层耐蚀性好,粘结性强的打底涂层,然后再喷涂金属工作涂层,最后进行金属涂层封孔或涂装等后续处理,以达到完全消除气孔影响的目的。

对封孔剂要求:①粘度低,渗透好;②不与涂层发生不良反应;③容易固化,与涂层粒子粘结好;④安全无毒,使用方便。

常温或不高的环境温度下(<200℃),封孔剂多为有机涂料,如环氧清漆、酚醛清漆、聚氨酯清漆、厌氧胶、微晶石蜡、有机硅清漆等;高温下常用无机封孔剂,如水玻璃、水解硅酸乙酯等。

最常用的封孔剂还是环氧树脂。目前乙烯基酯树脂在封孔时也有应用。市场上甚至还出现了“环氧树脂清漆+环氧云铁中间漆+乙烯基酯树脂”的方案,尽管该方案存在一定不合理性,但在实际工程中的确有人这么用。

聚四氟乙烯树脂乳液封孔剂也是一种较常用的方案,成本及粘结性能都存在一定难点。

目前市场上常用的封孔剂,在遇到一些特殊介质时常常效果不佳,这是树脂重防腐和金属热喷交叉应用非常有潜力的一个领域。笔者曾和某单位合作,一起做过“乙烯基酯树脂清漆+乙烯基酯树脂玻璃鳞片涂料”的封孔剂实验,效果非常好。

热固性树脂的固化程度往往和温度、厚度有关,封孔一般采用的树脂量都很少,固化过程很难达到较高程度,因此在封孔后,尽量进行中高温后处理,以保证封孔剂的固化程度,达到所需要的耐蚀效果。

这属于跨领域的交叉应用,市场上寻求有效封孔剂的朋友很多,但做热固性树脂及有机涂料者对热喷金属涂层并不熟知,的确需要双方在一起联合实验,寻求效果更好的封孔剂。交联型100%固含量的鳞片胶泥涂料是笔者和一些单位联合实验开发的一种新型封孔材料,还需后续应用效果和案例来检验。

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欧阳13918593706,13386252202
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(9)水玻璃及搪瓷/胶泥/玻璃钢复合树脂重防腐

水玻璃、搪瓷及搪玻璃都是单独使用的,与树脂重防腐复合使用仅限于采用树脂重防腐形式对它们进行修补。

无机整体防腐材料,如搪瓷、搪玻璃、水玻璃等,它们脆性大,耐冲击性差,在安装、运输、检修中易被损坏,或者使用中由于应力和热量不均应力释放,使其剥落。对于搪瓷设备,即便局部损坏,也会失去使用价值。所以若能及时修复,避免搪瓷设备更换则可降低生产成本,值得研究和探讨。搪瓷等的修复难度大,影响因素多,应根据腐蚀介质、介质温度、压力等选择修补材料和方法。修复搪瓷的方法有金属材料填塞式修复法、金属材料紧固隔离式修复法、无机胶泥材料封闭式修复法、有机胶泥材料封闭式修复法等。目前市场上采用较多的还是特种胶泥类复合材料,如美国美嘉华-福世蓝高分子复合材料修补剂就是这一类,据他们公司资料称这类复合树脂重防腐修补剂可用于:①搪瓷罐脱瓷修复保护;②衬胶罐腐蚀修复保护;③换热器管板腐蚀修复保护;④管道砂眼渗漏修复保护;⑤减速机结合面渗漏治理;⑥化工泵腐蚀修复保护;⑦设备壳体裂纹渗漏治理;⑧变压器渗漏油治理等。

修补这类设备,需要考虑如下因素:①考虑搪瓷釜的夹套蒸气压的作用,修补胶泥需要耐高温;②修补材料的耐腐蚀性能,需要有针对性;③和无机整体材料的粘结强度需要保障;④修补材料的线性膨胀系数和无机整体材料需要接近;⑤针对液相腐蚀和高温气相腐蚀,需要有针对性;⑥施工质量有保证,具体为:首先,修补处表面一定要处理好,如胶泥封闭式修补,涂抹胶泥的接触面要粗糙,洁净,不能有锈斑、物料、灰尘、油污等,空气湿度最好要在小于80%下进行;有的要进行表面活化处理,胶泥配制时各组份都不能漏掉,并且秤量准确;操作环境周围最好保持干净、整洁。胶泥有适用期,要在适用期内用完。要求热处理的,要控制好温度梯度和时间;对金属材料填塞式修补,表面处理好后,再注意材料的填塞要稳固,尾部要铆平;物料磨损严重的,要选取耐磨的修补材料,小然这些因素都会直接影响修补质量。

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(10)衬胶树脂重防腐复合树脂重防腐

定义:玻璃钢设备,内衬橡胶的复合设备,多为管道、阀门等。

优点:解决玻璃钢设备整体侧重刚性,内壁耐冲击、耐冲刷、耐磨蚀不足的缺点;解决了衬胶防腐力学强度不足的缺点。相比碳钢衬胶设备而言,无需再在碳钢设备的外表面做防腐处理,埋地更为合适。

橡胶衬里玻璃钢管是典型的例子,以下对该种复合使用的管道的橡胶的选用、配方、硫化、与玻璃钢的胶接以及成型工艺等内容进行了简要介绍。

橡胶衬里的特点用热塑性塑料做内衬层, 一般采用两种办法,即直接用塑料管或用塑料片粘接。前一种办法带来的问题是使管壁厚度增加,单位长度重量和成本提高;后一种办法则必须解决好片间胶接问题,否则任何疏漏都可能引起管壁渗漏。而且,结构层的固化温度和产品的工作温度也受塑料热变形温度的限制。虽然PTFE (聚四氟乙烯) 可以解决耐高温问题,但由于价格高,还不能大量应用。用富树脂层做内衬的主要问题是,对材料性能和工艺都必须有严格要求。常用的热固性树脂较脆,在长期工作条件下,由于内压作用,会产生许多微裂纹,使其丧失防渗和防腐功能。在这种情况下,必须考虑选用延伸率较高的树脂做富树脂层。但从目前可用的树脂材料看,延伸率较高时,耐热和耐腐性能下降;而耐热和耐腐性能较好时,延伸率却不理想。除此之外,在制作工艺上,还存在解决消泡和避免固化应力开裂问题。

另外,常用热固性树脂的长期使用温度都在120℃以下,若选用较理想的耐高温树脂,成本将明显增加。橡胶内衬,只要材料选用得当,配方合理,能够较好地解决上述两种材料存在的一些缺点。它的优点主要有下述几个方面。

橡胶内衬玻璃钢管的成型工艺大致为:芯模—涂脱模剂—包胶片—涂胶粘剂(预压)—缠绕FRP—硫化(固化)—脱模。

橡胶内衬玻璃管的玻璃钢管选材方案基于两种常用的玻璃钢材料:不饱和聚酯玻璃钢管、环氧树脂玻璃钢管。

橡胶选用原则:①价格应较低,这样与玻璃钢复合后不会明显提高管材的原材料成本;②硫化温度和时间应与玻璃钢的最高固化温度和时间一致;③各组份对树脂固化无影响;④长期使用温度为低温或常温,能输送一般腐蚀性介质。

在一般条件下使用。橡胶的硫化温度和时间与不饱和聚酯树脂的固化温度和时间相当,因此协调是不成问题的。硫化压力利用玻璃钢层的缠绕压力即可保证, 因橡胶形态只是一层平整的薄片,芯模为光洁度很高的钢材,不需很大压力即

可达到致密的成型要求。因硫磺和碳黑对不饱和聚酯树脂有阻聚作用,因此在配方中不能加这两种材料。

橡胶不能与玻璃钢直接粘接,必须用胶粘剂。胶粘剂以橡胶-树脂复合型最

为理想,这样既可以利用它们的双向粘接能力,也能使其在管壁的两层间起过渡作用。实践证明:氯丁胶胶粘剂对橡胶和玻璃钢的界面层粘接效果明显高于其它类型胶粘剂,而且在剥离过程中都是混合破坏,粘接好的部位橡胶被拉坏。氯丁橡胶属强极性高分子材料,粘接力和内聚强度都很高,它有较好的耐油、耐水、耐化学药品能力和优良的耐光、耐大气老化和阻燃能力,用于玻璃钢管的层间粘接是有利的。

对有些橡胶内衬材料,如乙丙橡胶,它们的粘接能力较差,因分子中不含极性基团,靠直接贴合很难粘接,即使采用胶粘剂也不易粘合。根据这种情况,们将一定量的环氧树脂加入到配方中混炼,使其能够参与玻璃钢的固化反应,从而大大提高了粘接强度。而用胶粘剂者无法与之相比,加环氧(改性)的乙丙橡胶即使不加胶粘剂,其剥离强度已足够大。

更多复合树脂重防腐施工、应用介绍请参见《第陆卷 树脂重防腐》之《第18章 复合树脂重防腐》的详细阐述。

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第14章  玻璃钢衬里防腐

1 玻璃钢衬里定义、特点、表现形式

玻璃钢衬里防腐是以热固性树脂为基体树脂,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内衬的树脂重防腐形式。这种树脂重防腐的形式整体强度高、韧性好、抗渗耐蚀效果好、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。

玻璃钢衬里利用了玻璃钢的化学稳定性和一定的物理机械性能来达到防止设备受到腐蚀的目的。施工成型原理是利用树脂作为纤维增强材料的粘合剂,固化后将整个内衬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,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性的可能,在纤维和树脂的界面层,一旦腐蚀开始,则沿着纤维的界面层直接渗透到基材。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,它受热应力变化、使用环境温度骤变、固化收缩应力作用,也容易导致衬里层的开裂,整体脱壳等缺陷。

玻璃钢衬里树脂重防腐施工简单、成本较低、修复方便,衬里层材质及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,玻璃钢衬里树脂重防腐在防腐工程中有着广泛的应用,也是笔者接触非常多的下游领域: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其它衬里层破坏后的二次玻璃钢衬里修复;⑤塑料或其它设备的外防腐增强一体化解决;⑥土建构筑物的外防护。

常见以树脂种类进行分类,玻璃钢衬里树脂重防腐的表现形式主要有:环氧树脂玻璃钢衬里、不饱和聚酯树脂玻璃钢衬里、乙烯基酯树脂玻璃钢衬里、呋喃树脂玻璃钢衬里、酚醛树脂玻璃钢衬里、环氧煤沥青玻璃钢衬里。其中环氧、不饱和、乙烯基酯树脂玻璃钢衬里在实际中采用最多。

根据基材不同也可表现为:混凝土(水泥基材)玻璃钢衬里、碳钢玻璃钢衬里、塑料玻璃钢衬里等。还有其它基材,但实践中以这三种基材居多。

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2 玻璃钢衬里之“树脂”

树脂在玻璃钢衬里中起到主要的抗渗耐蚀作用,同时还起到粘结基材、粘结增强材料、传递载荷等作用,是最终玻璃钢衬里防腐是否有效的关键原料。玻璃钢衬里常用的树脂有:环氧树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂、呋喃树脂。应按照各自树脂的防腐蚀性能、耐温的不同,对应介质环境选择不同的树脂。

表2是一份常见种类介质的不同树脂的耐蚀性比较。各种树脂的耐腐蚀性能数据请参见《第陆卷 树脂重防腐》之《第2章 现场施工用热固性树脂之基础理论知识》的介绍,读者也可参照相关耐腐蚀材料手册进行选材,必要时做现场挂片试验,本章将会在“8.2 乙烯基酯树脂玻璃钢耐腐蚀性能评价”节对“耐腐蚀判断和评价”进行详细介绍。

由于在《第陆卷 树脂重防腐》之《第2章 现场施工用热固性树脂之基础理论知识》会有各种防腐蚀热固性树脂、防腐蚀热塑性树脂的详细介绍,因此本节不会过多篇幅介绍细节,仅仅罗列一下玻璃钢衬里防腐常用的树脂品种。

2 常见玻璃钢衬里树脂的耐蚀性能比较
介质
间苯型UPR
双酚AUPR
氯桥酸型UPR
双酚AVER
酚醛型VER
双酚AEPR
酚醛树脂PHR
呋喃树脂FRR
无机酸
盐酸37%
B
B
B
A
A
C
B
B
磷酸85%
B
A
A
A
A
B
A
A
硫酸70%
D
B
A
A
A
B
A
A
有机酸
冰醋酸
D
D
B
B
B
D
A
B
油酸
B
A
A
A
A
B
A
A
无机碱
NaOH10%
D
D
D
A
A-B
A
D
B
KOH45%
D
D
D
B
C
A
D
C
有机碱
氨水30%
C
B
B
A
A
A
B
B
苯胺
D
D
D
B
C
D
D
D
丙酮
D
D
D
C
B
C
B
B
乙醇
C
C
B
B
A-B
B
A-B
B
D
D
C
B-C
B
C
A-B
B-C
甲苯
D
D
C
B-C
B
C
A-B
B-C
二甲苯
D
D
C
B-C
B
C
A-B
B-C
四氯乙烯
D
D
D
D
B-C
C
A
B
三氯乙烯
D
D
D
D
B-C
C
A
B
三氯甲烷
D
D
D
D
B-C
C
A
B
二氯甲烷
D
D
D
D
B-C
C
A
B
HClO10%
C
B
B
A
A
C
D
D
ClO2(湿)
D
D
A
A
A
D
D
D
铬酸
D
D
B
A-B
A
D
D
D
硝酸
D
D
B
A
A
D
D
D
氯气(湿)
D
B
B
A-B
A
D
B
D
王水
D
C
B
A-B
A
D
D
D
备注:A-耐蚀优;B-耐蚀良;C-耐蚀可;D-耐蚀劣
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(1)不饱和聚酯树脂(UPR)

防腐领域采用较多的是间苯型UPR、双酚A型UPR和二甲苯型UPR,现在氯桥酸型UPR和耐蚀对苯型UPR的也多起来了。这里仅简要的介绍,更加详细的这些树脂信息,请参见沈开猷老师编著的《不饱和聚酯树脂及其应用》(第三版)一书。

间苯型UPR,由间苯二甲酸(/酸酐)和二元醇及不饱和二元酸缩聚而成,具有较好的耐酸性、耐温性和良好的机械性能,属于中等耐蚀UPR树脂。市场上较多的是199#。但间苯UPR树脂在耐蚀玻璃钢衬里领域的位置很尴尬,性价比很多时候并不高,因此实际用作耐蚀玻璃钢衬里场合的并不多。

双酚A型UPR,它由D33醇取代二元醇而制得的一种UPR,耐蚀性较之间苯、邻苯UPR更好,且具有一定的韧性,机械性能也更好。耐酸耐氧化性介质的能力更强,耐碱尽管不乙烯基酯树脂,但较之二甲苯型UPR、间苯UPR而言,要好得多。市场上较多的是197#,3301#,3201#这些牌号。双酚A型UPR最终的耐蚀性能与D33醇的取代比例有很大关系,D33醇的成本较一般的二元醇要高很多,取代的比例大了,耐蚀性就更好,反之亦然,这也就是目前市场上双酚A型197树脂的价位相差很大的原因。高价的197不敢说D33醇一定高,但廉价的197一定是D33醇含量极低(这个市场上不可能有人会做亏本的生意的),其最终的耐蚀性能其实就和一般的间苯树脂差不多,所以要想得到较好的耐蚀性能,就必须慎重选择197树脂的供应商。耐蚀性能好的197树脂,是具有非常好的耐腐蚀性能,在很多地方完全可以取代乙烯基酯树脂使用,性价比相对于乙烯基酯树脂而言,那是要高很多,这也是目前市场上使用这类树脂量较大的一个原因。

双酚A富马酸型不饱和聚酯树脂,如典型牌号Atlac® 382,这类树脂介于乙烯基酯树脂和双酚A型UPR之间,其耐蚀性能和机械耐热性能和目前市场通常采用富马酸、己二酸改性的乙烯基酯树脂(市面上有不少这类牌号)差不多。性价比也很高,因此市场上使用者也很多。

二甲苯型UPR树脂,典型牌号X41,具有一定的耐蚀性能,但树脂的韧性和力学强度都较之197有较大的不足,更不用说和乙烯基酯树脂相比了。这种树脂生产过程中,废水特别多,且最终树脂的颜色也非常差,按照现行国家的环保政策,这类树脂是不能生产的,二甲苯不饱和树脂在上海是不可能通过环保验收的,想必定是外地环保管得不严格的地方的厂家所代工。整个市场上仅有一两个厂家在供这种树脂,并不是其它厂家做不出来,而是该树脂的性能以及综合性价比都不高,完全可以使用价格相当,耐蚀性能更好,力学性能更好的其它树脂取代它。

氯桥酸型UPR,典型牌号Hetron® 197,它是采用氯桥酸部分取代二元酸和二元醇去缩聚而成的UPR,耐高温、阻燃,突出的耐蚀就是耐湿氯气及次氯酸介质。这种树脂,之前采用较多,但随着乙烯基酯树脂介入市场,尤其是酚醛型乙烯基酯树脂的应用,氯桥酸型UPR的耐蚀优势就不明显了,并且该树脂的力学性能和韧性较差,除湿氯气介质外的耐蚀广谱性,和乙烯基酯树脂相比,显得不足,性价比不足,因此这类树脂现在是玻璃钢衬里树脂重防腐领域,采用的已经越来越少了。

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(2)乙烯基酯树脂(VER)

乙烯基酯树脂,分富马酸己二酸型、丙烯酸型、TDI改性前面两种类型、标准双酚A环氧型、酚醛环氧型、溴化阻燃型、高交联密度型等多种类型,相较于前面几种UPR树脂,乙烯基酯树脂的耐酸、耐碱、耐氧化性介质及有机溶剂性能都好一大截,分子式结构设计不一样,其耐温耐蚀也不一样,具体详细介绍可参考笔者主编的《乙烯基酯树脂及其应用》(化工出版社)一书。

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(3)环氧树脂(EPR)

环氧树脂,采用最多的现场玻璃钢衬里的是双酚A型液态环氧树脂,E-44和E-51是采用最多的了。环氧树脂玻璃钢衬里最大的优势是与基材的粘结性能好,收缩小,不易脱壳。固化后的环氧树脂玻璃钢衬里耐弱酸、弱碱和部分溶剂,但常温固化耐热不足,和乙烯基酯树脂和呋喃树脂玻璃钢衬里相比要差。

环氧树脂催化型的固化剂(如咪唑、叔胺、酸酐等)不便于现场常温玻璃钢衬里施工,多采用交联型的乙二胺、酚醛胺T31(毒性更低)。芳香族胺590#固化剂固化速度太慢,采用不多,聚酰胺固化剂是一个不错的选择。

E-44和E-51中,无机氯和有机氯杂质含量过高,会影响到最终环氧树脂玻璃钢衬里的电性能。关于环氧树脂玻璃钢衬里施工时加入的稀释剂,本章篇幅所限,不作详细介绍,请参见《第陆卷 树脂重防腐》之《第2章 现场施工用热固性树脂之基础理论知识》的介绍。

酚醛型环氧树脂F-44和F-51在实际现场FRP衬里工程中,采用极少,主要还是因为它的施工操作性实在太差。这类环氧在涂料涂装防腐中应用比树脂重防腐中多。本章篇幅所限,不作详细介绍。

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(4)酚醛树脂(PHR)

酚醛树脂,热固性的,采用酸性固化剂进行固化,固化后的玻璃钢耐温,耐酸性优良(尤其是冰醋酸),不耐碱,也不耐氧化性介质,耐乙醇、甲苯、氯苯、二氯乙烷等有机溶剂。热固性酚醛树脂在常温玻璃钢成型时,采用酸性固化剂,固化过程中,会有小分子逸出,导致最终衬里层的致密性不足,抗渗性变差。本章篇幅所限,不作更多酚醛树脂的介绍,请参见《第陆卷 树脂重防腐》之《第2章 现场施工用热固性树脂之基础理论知识》的介绍。

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