玻璃鳞片涂料的概述及应用介绍

玻璃鳞片涂料的概述及应用介绍玻璃鳞片涂料的概述及应用介绍 王晓东 侯锐钢 华东理工大学华昌聚合物有限公司 上海 200237 摘要 摘要 简要介绍了玻璃鳞片涂料的发展历史 品种规格和质量标准 着重介绍了在日 本的一些应用实例 施工注意事项及国内现状 关键词 玻璃鳞片 涂料 耐蚀性 应用 中图分类号 TQ630 49 文献标识码 A 文章编号 1002 7432 2005 01 0047 03 1 1 前言前言 玻璃鳞片涂料 树脂衬里技术 首先是由美国开发出来的 20 世纪 50 年代中期 Owens Corning 玻璃纤维公司推出了一种含有玻璃鳞片的树脂衬里材料 3 据报道 这是一种适 用于船壳以及化学品储罐 化工厂塔器和槽体的优良衬里材料 这种材料能耐环境介质的 渗透 有助于延长衬里寿命 同期 日本开始研究一种性能优于一般不饱和聚酯树脂 UP 的环氧乙烯基酯树脂 VE 1967 年 FUJI 树脂公司开发成功 VE 玻璃鳞片涂料 使用了日本板硝子公司独创的玻璃鳞 片 以高粘度施工的衬里形式成功应用于烟气脱硫装置 开始了实用化 该技术还出口海 外 20 世纪 80 年代初 我国贵溪冶炼厂的烟气脱硫装置就是由该公司提供的 VE 玻璃鳞片 衬里 1 1972 年日本三菱树脂公司 日本高分子化学公司引入 Ceilcote 公司技术 东洋 橡胶工业公司输入了 Heill 公司技术 开始了大规模的研发和应用 一方面 由于玻璃鳞 片涂料 衬里 是以毫米为单位的高厚膜涂层 非常适合苛刻的腐蚀环境 如海洋盐蚀区域 各类化学储罐 海上建筑 海岸混凝土建筑等 另一方面 日本四面环海 特殊的地理环 境迫使其对长期而有效玻璃鳞片涂料倍加重视 对于树脂衬里薄膜技术的评价 日本目前 处于领先地位 2 日本于 1974 年由树脂衬里工业协会成立了 薄片衬里技术研究会 通过渗透扩散理论进行了合理的解释 积极开展树脂鳞片衬里技术和薄片衬里工艺的研究 开发 并扩大了玻璃鳞片涂料的应用范围 2 2 玻璃鳞片涂料概述玻璃鳞片涂料概述 玻璃鳞片涂料是在热固性树脂里填充以特殊处理的鳞片状玻璃 含碱玻璃 C 玻璃 同增强用的无碱纤维 无碱玻璃 E 玻璃 相比 成份比率完全不同 其组成如表 1 所示 这些组成的不同 影响了玻璃的各种特性 特别是耐酸性有很大的差异 其特性如表 2 所 示 表 1 玻璃鳞片的玻璃组成 玻璃种类 SiO2 Al2O3Fe2O3CaOMgO B2O3 Na2CO3 K2OBaO C 玻璃 64 6 4 213 4 3 3 4 39 30 9 E 玻璃 54 2 14 621 1 0 3 9 00 50 3 由于玻璃鳞片在涂层中是重叠排列的 因此对涂膜的抗渗透性起了很大作用 涂装方 法可采用刷涂 高压无气喷涂或辊筒涂装 表 2 玻璃的耐蚀性 玻璃种 类 冰醋酸 10 HCl10 H2SO4 10 HNO328 NH4OHH2O C 玻璃 0 424 082 434 351 250 95 E 玻璃 0 7843 8842 7440 20 660 64 注 测试数据为 9 5um 厚涂膜在 96 的各种介质中浸泡 24h 后的失重百 分比 玻璃鳞片涂料的特性 2 4 1 对化学介质 气体 蒸气的渗透性远比玻璃钢衬里小 难以引起水蒸气扩散现象 这是由于层层重叠排列的玻璃鳞片 使介质渗透距离长的缘故 2 固化时收缩低 由于分散 粘接面残余应力小 3 热膨胀系数小 粘接热应力相应也小 耐热温度高 耐热冲击性能好 4 力学强度虽不如玻璃钢衬里 但耐磨性 耐刮擦性能出色 对机械损伤也只限于局 部 5 玻璃鳞片涂料施工工艺性能也很好 玻璃鳞片涂料若仅是玻璃鳞片和树脂的物理混合 是不能充分发挥其性能的 这里还 涉及玻璃鳞片的截面问题 玻璃鳞片混合量及混合方法 树脂的选择 基体的前处理 底 漆的选择 施工方法等一系列的参数是决定玻璃鳞片涂料的技术关键 关于玻璃鳞片涂料 品种及特性见表 3 其物理性能见表 4 表 3 玻璃鳞片涂料的品种及特性 型号耐热性 树脂种类 日本 FUJI 中国华昌 适用范围 液相气相 间苯型 UP 3 耐酸 8090 双酚型 UP 4 耐酸 耐碱 8090 二甲苯型 UP FX 耐酸 耐碱 盐雾 8090 环氧树脂 106FE 耐水 耐弱酸 耐 碱 耐盐 7880 5RFV 5 耐酸 耐碱 90100 6HFV 1 耐酸 耐热 耐溶 剂 120150 6RFV 2 耐强酸 耐碱 难 燃性 110130 乙烯基酯 树脂 7HMW 2 耐酸 耐碱 耐热 110140 3 3 玻璃鳞片涂料在日本的应用实例玻璃鳞片涂料在日本的应用实例 由于玻璃鳞片涂料具有耐蚀 抗渗透性好 涂膜收缩率低 热膨胀系数小 固化残余 应力少 耐磨损 施工简便 易于修补 因而玻璃鳞片涂料在化工 冶金 化纤 电镀 建筑等行业均有大量应用 特别是在各种海洋工程设备 海上石油天然气平台 港湾码头 及船舶应用更为广泛 现举几个应用实例 5 7 表 4 玻璃鳞片涂料的物理性能 以 6R 为例 物理性能测定方法指标 拉伸强度 Mpa 40 断裂延伸率 0 4 弯曲强度 Mpa 80 弯曲弹性模量 Mpa 8 粘结强度 Mpa 13 弯曲性 拉伸剪断4 裂缝 耐冲击性 kg cm 4 5mm 铁板 450mm 跨度 0 5 40 裂缝 锥度磨损减量 mg 40 热膨胀系数 1 1 CS 17 1000g 1000 周期 2 10 5 固化收缩力 Mpa 0 2 蒸汽透过率 g in2 h mmHg 涂膜收缩法 ASTM E 96 66 0 01 1 北陆汽车公路混凝土桥盐雾腐蚀对策 沿海一侧每到冬季 由于飞来的盐份 不 管钢结构还是混凝土构筑物 成为日本破坏最显著的地方 北陆汽车公路混凝土桥 1972 年开始使用 后来遭盐雾侵蚀发生破坏 1987 年开始修补 修补中使用了环氧玻璃鳞片涂 料和乙烯基酯玻璃鳞片涂料 涂膜厚 1000um 同年完成的从新泻县上越市至富山朝日镇 59 3km 的高速公路混凝土桥 为了对付盐雾 使用了乙烯基酯玻璃鳞片涂料涂装 在玻璃 鳞片涂料上又涂聚氨酯树脂涂料和氟树脂涂料 2 冲绳地区的钢桥防锈蚀调查 冲绳综合事物局在日本钢桥专业协会的协助下 进 行了防锈蚀性和防风砂磨蚀性的涂装系列试验 2 年后测定 玻璃鳞片涂料性能最好 环 氧树脂涂料次之 氯化橡胶涂料和邻苯型不饱和树脂涂料效果较差 3 机场联络桥的钢结构防锈蚀方案 关西国际机场联络桥的钢结构 提出了使用玻 璃鳞片涂料的方案 铁道纵桁上面 使用后更换涂料困难 为了永久性的防锈蚀需要 采 用了玻璃鳞片涂料和聚氨酯涂料 涂膜厚度为 1090um 的方案 其中使用的玻璃鳞片涂料的 树脂是 VE 和环氧树脂 下部防锈蚀 提出了飞溅区涂装乙烯基酯树脂玻璃鳞片涂料和聚氨 酯涂料 1000um 潮水涨落区域涂装玻璃鳞片涂料 1090um 4 港湾钢构物防锈蚀方案 日本沿岸开发技术研究中心 1986 年发表了钢结构防锈蚀 指南 其中海上大气部 海水飞溅部 潮水涨落部及海水中部位推荐乙烯基酯树脂 环氧 煤焦油树脂和玻璃鳞片涂料 5 石油贮槽底板防锈蚀 日本冲绳石油基地 金武湾 石油贮槽高 22m 直径 80m 浮 屋顶式贮藏量为 10 万 m3 还建造了 210 万 m3 及 510 万 m3 的石油贮槽 其底板采用玻璃 鳞片涂料防锈蚀 使用日本高分子化学公司生产的玻璃鳞片涂料 5 年内施工面积达 1 5 106m2 4 4 玻璃鳞片涂料施工简介玻璃鳞片涂料施工简介 玻璃鳞片涂料施工简单 可用刷涂 滚筒涂和高压无气喷涂 涂装前必须进行表面处 理 除油后用喷砂 喷丸进行去锈及粗化处理 通常用 4 号砂或 20 40 目的石英砂 以 5 7kg cm2 压缩空气带动砂粒 砂粒以 50 70m s 速度从喷嘴中喷出 表面达 SIS Sa2 5 规 格 清除喷砂后的灰尘 在 8h 小时内进行涂装 涂装一般在干燥天气进行 温度 5 以上 相对湿度 85 以下 用同一种树脂或玻璃鳞片 粒度较小的 作底漆 厚度为 50 微米 在底 漆指触干燥后就涂玻璃鳞片涂料 在涂装时需要留意以下几点 a 涂料的充分搅拌 b 涂料基料同固化剂的混合 c 粘度调整 d 活性适用期 e 涂 装机具 机械 的清洗与保养 f 玻璃鳞片尺寸 关于以上诸点 通常按涂料厂规定进行 逐层施工 直至涂到设计厚度 表面用细料 或纯树脂罩光一道 完成涂装后 在 20 养护 48h 以上 进行目测是否存在明显凹凸 脱 层 气泡 开裂 异物夹人及不固化缺陷 再用放电式脉冲电火花针孔仪检查针眼 孔隙 用电磁测厚仪测定厚度 钢结构 用巴柯尔硬度计检测硬度 对针眼等缺陷处 要认真修 补 首先将缺陷及周围处加工成钵状 铲去原涂层 打毛粗化处理 涂底涂层后再涂玻璃 鳞片涂料 5 5 玻璃鳞片涂料的质量标准玻璃鳞片涂料的质量标准 玻璃鳞片涂料用于贮槽内部的耐蚀例子较多 作为外部防锈蚀目的的例证还较少 主 要是取决于树脂的耐候性 同时 作为外部防锈蚀的涂料还有 2 个问题没有解决 a 玻璃鳞片涂料还没有适当质量标准 b 目前与富锌底漆和玻璃鳞片面漆配套也没有 标准 现介绍日本玻璃鳞片涂料标准的部分内容 见表 5 表 5 玻璃鳞片涂料的质量标准 项目质量标准 在容器中的状态主剂 固化剂加入混合时没有结块 质地均匀 混合性能均匀混合 涂膜的外观与样板相比差异不大 厚涂性垂直面 500um 厚涂装无流挂 无裂纹 无剥落 适用期20 时使用 2h 以上 耐冲击性 500g 重钢球从 500mm 高落下冲击涂膜 无裂纹 无剥 落 干燥时间16h 以内 玻璃鳞片含量20 以上 注 1 适用范围 本标准是玻璃鳞片涂料的标准 包括不饱和聚酯玻璃 鳞片涂料 环氧玻璃鳞片涂料 乙烯基酯树脂玻璃鳞片涂料 2 玻璃鳞 片涂料的质量必须符合上述标准 6 6 结语结语 上世纪 80 年代中期 我国从引进的许多日本设备中开始了解和接触玻璃鳞片涂料 并 且开发出与日本相应的各种玻璃鳞片涂料 胶泥 部分取代日本的产品进行维修 取得了 良好的效果和工程经验 华东理工大学华昌公司及兰州化工机械研究院还分别制订了二甲 苯型不饱和聚酯树脂 注 含玻璃鳞片涂料 防腐蚀工程技术规程 CECS 73 1995 玻璃鳞 片衬里施工技术条件 HG T 2640 1994 中碱玻璃鳞片 化工部行业标准 HG T2641 1994 在玻璃鳞片的生产和研究领域 国产玻璃鳞片的质量及表面处理能力已达到国际先进水平 相信今后 随着玻璃鳞片涂料质量的完善和应用推广的深入 其卓越的防锈蚀性能 抗渗 透性能和耐蚀性能必将得到进一步发挥 参考文献 参考文献 1 陆士平 胡剑斌 王晓东 耐蚀鳞片胶泥在脱硫烟道