玻璃鳞片重防腐涂料的开发研究

玻璃鳞片重防腐涂料的开发研究

玻璃姜片重防腐涂料本项目研究的涂料具有一般普通涂料的不具有特殊性能。在市场上使用的普通反腐涂料通常低于100，保护时间通常为12年，原则上不耐寒、耐碱，在严格的腐败现象下，无耐腐败现象的缺点，也不能起到防洪的作用。玻璃鳞片上的重腐败涂料可以在恶劣的腐败环境中使用。适用温度可达180c，耐大部分酸、碱、盐、氯等侵蚀手段。对保护对象有长期的保护效果，通常涂药8年以上。在国际国内,玻璃鳞片重防腐涂料己广泛用于海洋工程开发设备,海上石油钻井平台,油田及炼油厂输送管道,跨海大桥河闸,舰船甲板。目前在国内主要用于火电厂烟道脱硫防腐及氮肥厂、酸、碱厂等防腐。玻璃鳞片重防腐涂料,是以耐蚀树脂为主要成膜物质,薄片状的玻璃鳞片为骨料和助剂组成的厚浆型涂料。所选用的玻璃鳞片很薄,能在涂层中重叠、平铺、定向排列,成膜后使涂层结构,恰似鱼鳞一样,层层覆盖,又如层层盔甲,形成致密防护层。本涂料具备了耐酸性、抗渗水、水蒸汽和腐蚀离子性、耐热、耐冷热交换等几项重要性能。在户外,若将涂膜厚度控制在一定范围内,则一次涂刮可维持10年、甚至15年以上而不需要定期维修。1引发剂、底漆的制备玻璃鳞片重防涂料是底漆、胶泥、面漆组成一套完整的涂料,在使用时加入一定量的有机过氧化物为引发剂,用钴盐胺类化合物为促进剂,涂刮后使其固化。底漆直接使用树脂加少量助剂调配而成,工艺简单。本项目不再对底漆进行研究,实验主要是对胶泥、面漆进行开发研究确定玻璃鳞片重防腐涂料的胶泥、面漆生产工艺路线、并在国内现有产品的质量基础上改进产品机械性能,增强产品的防腐性。2乙烯基酯树脂重防腐涂料关键在施工后,在恶劣环境中不易受腐蚀,这对于设计配方、选择树脂鳞片及助剂的种类是非常重要的,采用的树脂必须具有耐腐蚀、耐温。国内外用于制作玻璃鳞片涂料的树脂主要有表1中的4类。从表中可以看出,前3种树脂在使用温度都在100℃以内,不能满足烟道脱硫要求,乙烯基酯树脂耐酸、耐碱,在非常恶劣的环境下对机械设备进行防腐,使用温度液相可达140℃、气相可达180℃。乙烯基酯树脂是由环氧树脂与甲基丙烯酸通过开环加成反应而制得。它保留了环氧树脂的基本链段,又有不饱和聚酯树脂的良好工艺性能,它在适宜条件下固化后,表现出某些特殊的优良性能。从双酚A型乙烯基酯树脂的结构中可以看出:在以上双酚A型乙烯基酯树脂的分子中,基团结构稳定,提供刚性、热稳定性;酯基(-C-O-)不易受碱、水的侵蚀;醚键(-O-)化学稳定性好;R(常为-CH3)基团对酯基有屏蔽保护作用,使其不易水解;羟基(-OH-)的存在增强了树脂的浸润性和粘接力;乙烯基酯树脂的活性交联点(双键)位于分子端部,易于交联反应,因而乙烯基酯树脂的固化度比不饱和聚酯树脂的固化度高,这就进一步提高了树脂的耐蚀性。2.2纵横比对涂层抗渗透率的影响研制出适合填料用的鳞片是开发玻璃鳞片重防涂料的关键。玻璃鳞片的片径鳞片的片径对涂料的性能有多方面的影响。一是片径大、纵横比(片径/厚度)就大,鳞片混入涂料后带入的空气也多,气泡率增高,直接影响涂层的抗渗透性。而片径过小、纵横比就小,不利于鳞片在涂层中的平行排列,无序排列的比率增加,气孔率也增加,这两种情况都会影响涂层的抗渗透性。通过多次配方的涂刮实验,玻璃鳞片的厚度需要达到2μm～5μm(20目～40目)范围,面漆选用80～100目才能保证在涂层中有数十层的排列。2.3利用玻璃晶片填充剂玻璃鳞片一次涂覆,其干膜要有150μm～300μm厚度。如果做成鳞片胶泥、则涂层厚度更大。在配方设计中应考虑加入消泡剂和触变剂,以避免产生气泡和涂刷时垂直面的流挂,消泡剂通常可用硅油,触变剂视树脂种类不同可选用膨润土、白炭黑和氢化蓖麻油等。若单独使用玻璃鳞片作填充剂,其施工性能不佳,若采用石墨和云母粉代替部分玻璃鳞片,能改善涂料的施工性能。实验进行了下列助剂选择。实验选择出的触变剂ARS型和PAG流变剂配合使用,效果较好,两种助剂的加入,不但控制胶泥在涂刮后不产生气泡,而且可以控制流挂的同时保持很好的流平性,PAG流变剂可以形成很稳定的三维网状相互交叉的微纤维结构,当涂料进行搅拌时,PAG微纤维沿应力方向拉伸,因此,纤维网状结构渐渐被破坏,导致粘度的降低,有利于施工流平,使涂料得以正确应用。当涂料静止时,微纤维结构重新进行自由移动,并重新恢复网状结构,粘度升高。这种作用对在涂料的抗沉淀和流平性之间建立一个好的平衡具有重要的作用,同时避免了在湿的涂层中发生流挂现象。3实验的组成3.1叶片的加入量玻璃鳞片的加入量对涂料屏蔽性影响较大,掺量在10%以下时,鳞片含量少,不能形成多层屏蔽以阻隔腐蚀介质的渗入,掺量过多时,树脂液不能充分浸润鳞片表面,为腐蚀介质的渗入提供通道,还会使涂料的粘度高,流平性不好,进而造成漆膜弊病。以鳞片的加入量为横座标,分别以吸水率和抗剪强度为纵座标绘出图1、图2。从图1、图2可以看出鳞片的加入量增加,吸水率上升;抗剪强度增大,但当鳞片加入量大于25%,抗剪强度缓慢下降,通过实验数据表明,玻璃鳞片的加入量为20%～25%效果最好。经过多次实验,得出乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥的配方和面漆的基本配方。3.2乙烯基酯树脂凝胶的基本制备和实验操作3.2.1橡胶污泥的基本组成3.2.2实验操作先将树脂加入配漆罐内,投入鳞片、填料、助剂、溶剂,经高速搅拌约3～5h,观察细腻、均匀即可出料。3.2.3产品评价结果3.3适用的涂层剂和实验方法3.3.1由粘土制成的界面3.3.2实验操作在配漆缸里加入树脂、鳞片、填料、助剂经充分搅均倒入砂磨机内进行砂磨,当细度达到要求后,再经配漆缸内高速搅拌分散。3.3.3面漆产品评价结果5胶泥防腐涂层乙烯基酯树脂玻璃鳞片重防涂料由底漆、胶泥、面漆组成,面漆兼具有弹性体之高韧性和乙烯基酯树脂之韧性,使用后在腐蚀介质与胶泥之间形成一道隔膜,能起到胶泥的弥补作用。胶泥是最重要的防腐层,鳞片在树脂中重叠平行排列,构成了对腐蚀介质的层层阻挡,屏障了腐蚀介质渗入到设备基体。底漆主要提供强面牢固的双面接触,其表面能提供足够的平饱和双健,致使涂料层能与胶泥组成一个完美的内衬设计,固化后产生坚固耐蚀的界面防止腐蚀介质入侵(图3)。本实验研制的产品耐化性实验见表7。6材料的选用结果主要考透湿系数、拉伸粘接强度、空隙率是玻璃鳞片重防涂料最重要的指标,拉伸粘接强度差,说明胶泥中存在的气孔多,受力强度差,导致透湿系数大,腐蚀介质容易穿过涂层,到一定的