本帖最后由 欧阳 于 2011-3-23 14:25 编辑
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一、综述
1、腐蚀而造成的损失占国民经济总产值的3%左右;
2、金属阴极保护较为成熟,在非金属防护材料方面还是较落后;
3、复合材料或纤维增强塑料(FRP)在防腐蚀中使用比例大在增大;
4、FRP在防腐蚀应用:纸浆与造纸、冶炼、氯碱工业、化肥工业、污水 水处理,电力系统及环保市政等各方面;
5、FRP优点:综合性能和经济性;
6、FRP材料耐腐蚀应用中的两个关键问题是:①产品基材的选择;②防腐蚀处理方法。
二、腐蚀形态分析
FRP产品的腐蚀形态,主要是2种形式,即物理腐蚀和化学腐蚀:
1、物理腐蚀(介质在FRP中的扩散渗透机理)
①根据扩散机理分为:介质分子在聚合物大分子链间的扩散,即分子水平上的扩散和介质在聚合物内的微孔、裂缝或其它空隙的所谓毛细扩散;
②是否易发生物理腐蚀,用溶胀或溶解来解释;
③影响FRP渗透的主要因素是玻璃纤维、树脂基体及界面。
2、化学腐蚀
该腐蚀形态是指高聚合物分子的降解,发生了化学键的断裂。主要分为水解和氧化。
三、国内热固性树脂材料防腐蚀现状
国内耐腐蚀热固性树脂主要是四种材料:不饱和聚酯树脂(UPR),用量最大,品种最多;环氧树脂;呋喃树脂;酚醛树脂。
1、环氧树脂
①优点:优良的粘接强度和物理力学性能,较好的耐碱性;
②缺点:一般采用胺类固化剂进行常温固化环氧树脂在酸性介质下的耐腐蚀性较差,粘度较大、施工麻烦,固化剂品种的毒性及受环境影响较大。
2、酚醛树脂
①优点:具有耐酸好、耐有机溶剂和耐较高温度的特点;
②缺点:施工工艺差和抗渗性差,一般仅适用于加压、加热的模压工艺。
3、呋喃树脂
①优点:应用于环氧树脂或高度耐腐蚀UPR不能解决的场合,如耐高温下的碱腐蚀及溶剂性好;高温下代替稀有金属材料如蒙乃尔,特别对有机溶剂及废物处理等。
②缺点:固化要求高、需要后固化处理等,脆性大、粘接性差及施工工艺性差等。
4、不饱和树脂(UPR)
国内常用的不饱和树脂(UPR)有:双酚A型、二甲苯树脂、氯化树脂和乙烯基树脂:
①双酚A型树脂:牌号有有197、3301,323等,具有良好的耐酸、一定的耐碱性和较好的综合机械性能和耐温性,和断裂延伸低、脆性(80年代后逐渐被乙烯基树脂所取代);
②芳烃树脂:具有特出的耐硫酸、硝酸特性,优良的耐酸性、碱性,同时价格低廉;耐温性不高(使用温度小于70度),可代替环氧树脂。
③氯化树脂():防腐蚀性能良好(尤其是耐湿氯气和强氧化性介质)、同时又具有良好的阻燃性,防腐蚀机理为反应生成“氯奶油”的屏障保护作用
④乙烯基树脂(Vinyl ester resin,简称VE):是由甲基丙烯酸与环氧树脂反应而成,优良耐热、机械及化学性能及UPR树脂的优良工艺性:双酚A环氧型、酚醛环氧型、阻燃型、零收缩型等产品。
四、乙烯基产品
1、常规型乙烯树脂
主要有XXX等品种。
①XXX乙烯基特点:高拉断裂延伸率、气干性好、耐腐蚀性更好的特点;
②XXX的制品具有较高的层结结合力和与玻璃纤维的良好的浸润性;
③XXXX的树脂耐碱性突出,试验与客户反馈表明耐碱性优于国外进口产品;
④适合无后固化条件的厂家、大型制品的制作或现场制作等情况。
XXXXX乙烯基与国内外常用的乙烯基的性能比较
国外一著名产品
XXXX乙烯基
国内其它乙烯基
指标
实值
HDT ℃
99-104
99
102
105
抗张强度Mpa
76-83
81
82
40.0
抗张模量Gpa
3.4
3.3
3.28
3.5
断裂伸长率%
5-6
4.7
4.8
2
弯曲强度Mpa
110-124
116
115
72
弯曲模量Gpa
3.1
3.6
3.7
3.2
冲击强度KJ/m2
5-8
7.6
8.2
6.0
*国外VE的标值测试方法是按ASTM标准,我们实测是按GB方法进行,下同。
2、耐高温型乙烯基(XXXX酚醛环氧乙烯基树脂)
国外一著名产品
XXXX乙烯基
国内其它乙烯基
指标
实值
HDT ℃
149-154
137
150
120
抗张强度Mpa
85
59
70
缺
抗张模量Gpa
3.6
3.6
3.5
缺
断裂伸长率%
3-4
2.0
2.2
2-3
弯曲强度Mpa
131
116
122
缺
弯曲模量Gpa
3.8
3.9
4.1
缺
冲击强度KJ/m2
2-4
7.6
7.0
4.8
①特高的HDT,并具有良好的力学性能;
②良好的耐溶剂性及耐强氧化性介质;
③目前在国内外个脱硫工程、高温烟囱、电厂项目等中得到大量应用;
3、化学阻燃乙烯基树脂(XXXX树脂)
①化学反应性阻燃乙烯基树脂;
②良好的耐腐蚀性的同时,更具有好的阻燃性;
③纯树脂的浇铸体的氧指数(OI)达39.0,烟灭度符合GB标准;
④具有操作方便,以及经济性的特点。
4、零收缩乙烯基树脂(XXXXX)
①树脂具有低收缩,高韧性和良好粘接性的特殊性能特点;
②树脂浇铸体的线收缩率为0.015%;
③经80℃2小时后固化处理后为0.160%;
④市场上的树脂经后固化处理后的线收缩率为2-3%;
⑤适合制作玻璃钢模具、浇铸件、密封料和有精确尺寸要求的玻璃钢制品;
⑥适合制作耐腐蚀大理石板材,树脂混凝土,树脂砂浆和胶泥
⑦与XXXX柔性底涂配合,整体地坪制作时可省略玻璃钢隔离层;
⑧适合用作碳钢等金属基体的内衬
⑨适合耐冲击FRP制品,适合制作纤维增强头盔等制品。
项 目
数 值
测试方法
拉伸强度 MPa
75
GB2568-95
拉伸模量 MPa×103
3.12
GB2568-95
延伸率 %
3.8
GB2568-95
弯曲强度 MPa
110
GB2570-95
弯曲模量 MPa×103
3.45
GB2570-95
冲击强度(无缺口)KJ/M2
20.2
GB2571-95
Barcol硬度
35
GB3854-83
热变形温度 ℃
95±2
GB1634-89
五、乙烯基产品使用注意点
1、固化剂选择
①一般选择甲乙酮(MEK)+钴液或过氧化苯甲酰(BPO)+DMA体系;
②可选择过氧化环已苯体系达到较低放热峰要求;
③有次氯酸盐存在情况下,不宜用MEK体系;
④在混凝土施工中,宜选用BPO体系。
2、后固化处理
①为了获得较好的化学耐腐蚀性能,需要产品的后固化处理;
②处理条件:70℃16-20小时,或者80℃以上8-15小时。
3、增强纤维的选择
①在含氟介质时,宜选用绦纶布;
②含碱介质或次氯酸盐时,选用丙纶布或尼龙布或碳纤维。