一种新型耐高温防腐涂料用树脂.ppt

1、-1-,一种新型耐高温防腐涂料用树脂 聚芳醚酮树脂 金发科技股份有限公司 首席科学家 吴忠文教授,-2-,一、聚芳醚酮涂料的国际发展历程及新进展 （一）发展历程 （二）新进展 二、聚芳醚酮涂料的国内发展历程及新进展 （一）发展历程 （二）新进展,-3-,一、聚芳醚酮涂料的国际发展历程及新进展 （一）发展历程 聚芳醚酮树脂是特种工程塑料的一个品种。第一代产品是由英国ICI公司于上世纪80年代初商品化的。当初是作为耐高温工程塑料用。,-4-,在应用过程中发现它除了具有耐高温、高强度、抗蠕变、耐辐照、电性能优异等特性外还兼具耐化学药品性好，与多种金属材料及水泥、石材等无机材料都有很强的附着力的特性,

2、-5-,表1 PEEK树脂的耐化学药品特性,-6-,-7-,注：A无影响、B少许龟裂、C溶解,-8-,PEEK作为防腐涂层最初的应用主要是代替传统的搪瓷设备涂层。与传统的搪瓷设备相比其优越性主要体现在下述几个方面:,-9-,1、PEEK涂层设备的制造工艺比搪玻璃设备可大幅节能 众所周知搪玻璃设备生产的烧结工艺需要在800900 高温下进行，而且不能一次完成需多次喷涂烧结，能耗很大。而PEEK采用静电喷涂烧结时只要400 左右。虽然温度只降低一半，而能耗则会有数量级的节省。,-10-,2 、PEEK涂层设备可酸、碱交替使用 化工生产过程中经常会遇到制备的整个过程是酸、碱交替使用的工艺（特别在制药

3、生产中），而搪玻璃设备则只能耐强酸、但不能耐NaOH类强碱，则整个生产过程至少要有两套设备交替使用，而PEEK涂层设备则可一套设备酸碱交替使用。,-11-,3 、PEEK涂层设备可大幅度延长使用寿命 搪玻璃设备由于涂层是脆性，安装、检修和使用过程中稍有不慎就会有局部被损坏的危险，而一旦破损哪怕面积很小也会立即失去防腐作用而很快报废。PEEK涂层则相反，由于树脂韧性超群，即使安装、检修和使用过程中受到任何异物冲击，甚至造成胎体变形也不会发生涂层损伤。这就可大大延长设备使用寿命。 所以在日本和欧美等国家已广为采用。,-12-,（二）新进展 1、 材料方面的新进展 在第一代PEEK的基础上相继又开发

4、出耐热等级更高的第二代、第三代新产品它们分别为：,-13-,（1）PEEK Tm=343 （2） PEEK-HT Tm=373 （3） PEEK-ST Tm=390,-14-,2 、涂敷技术方面的新进展 （1）前期由于PEEK没有相溶的溶剂可选，所以只能采用一般静电粉末喷涂工艺，或沸腾床工艺,-15-,（2）由于PEEK韧性强前期只能采用几百目的一般粉料，目前Victrex的产品目录中已有40m的超细粉可供应；,-16-,（3）近两年Victrex公司于美国的喷涂设备生产公司合作推出了适合PEEK特性的火焰喷涂设备,-17-,火焰喷涂施工的现场照片,-18-,3 、应用领域的新进展 （1）在不

5、粘炊具领域的应用,-19-,（2）在体育器械中的应用,-20-,（3）日本的化学工业日报09年6月16日曾报导台湾的制鞋模具厂作鞋模的涂层。该厂过去是用PTFE作涂层，平均只有12天就需涂敷一次。改用PEEK涂层后，实现了最长使用寿命1.5个月（约5000次循环）延长30倍。,-21-,其它涂件的实例,-22-,二、 这类涂层材料国内发展历程及新进展 （一）国内发展历程,-23-,1 、第一次创业 由于80年代问世当初，西方将其列为战略物资向我国等社会主义阵营严格封锁，禁运，而我国要发展本国国防军工也急需这种新材料，要打破封锁只有独立自主研发一条路可走。,-24-,所以国家从“八五”计划开始就

6、在 国家重点科技攻关计划 国家“863”高技术计划 中列项进行支持，经过专家论证吉林大学成为此项目的唯一承担单位,-25-,并于“八五”完成了实验室研究； “九五”完成30吨/年中试，满足了我国相关国防军工的急需； “十五”被列为首批产业化示范工程，在长春建成了500吨/年规模的生产装置、,-26-,这使我国成为继Victrex公司之后，第二个能用本国专利技术生产这种高性能高分子材料的国家。 遗憾的是建成后不久投资者为尽快回收投资，竟已向外国公司出让80%股权换回3.0亿元转让费的所谓合资方式，使这项知识产权得而复失。,-27-,2 、二次创业 课题组中部分少有爱国之心的同志在反对不成的条件下

7、退出了这次丧失自主知识产权的所谓合资，进行本领域的二次创业。,-28-,（二）材料合成方面的新进展 在积累了三十多年实践经验的基础上走出了一条具有原始创新意义的技术路线。概况起来有下述两方面：,-29-,1 、走出了一条全新的溶剂路线 国际上聚芳醚酮树脂的合成，从开始至今都采用唯一的高温溶剂二苯砜作溶剂。这条技术路线的不足之处是：,-30-,（1）聚合温度高达310 ，生产过程能耗很大 （2）由于溶剂不溶于水，精制过程要先用溶剂（乙醇等）精制810次除去二苯砜，再用水精制810次除去副产物盐，生产效率低。 （3）由于生产中采用大量易燃易爆乙醇，建筑和设备都必须防爆标准，建设投资大。,-31-,

8、新工艺采用了水溶性的环丁砜作溶剂，从而克服了传统技术的不足，取得下述有利效果。 （1）聚合温度由原有的310 降至260 ，且使聚合周期缩短1/3，取得了显著的节能效果,-32-,（2）由于新溶剂环丁砜溶于水，省去了原来的必须先乙醇精制的两道工序，只用水一次精制，使工效提高一倍； （3）省去了溶剂精制所需乙醇的原料消耗 （4）可使厂房与设备都降低防爆等级，节省大幅度建设投资。,-33-,这种改变溶剂的技术除会收到上述可提高生产效率、降低建设投资和生产成本的效果外，在所得到产品性能方面也有一项重要改善。这就是可使PEEK的熔体粘度有大幅度降低。,-34-,表2 Victrex PEEK与国产S-

9、PEEK在熔体粘度上的比较,-35-,-36-,2 、走出了一条全新的单体原料路线 （1）第一代产品 PEEK结构 熔点Tm=343 Victrex和我们所用单体均为： 4，4-二氟二苯酮 对苯二酚,-37-,（2）第二代产品 Victrex称PEEK-HT结构 熔点Tm=373 所用单体原料为： 4，4-二氟二苯酮 4，4-二羟基二苯酮,-38-,我国的产品称PEEKK 结构为 熔点Tm=367 所用单体原料为： 4，4-二氟三苯二酮 对苯二酚,-39-,（3）第三代产品 Victrex称PEEK-ST结为： 所用单体不详 熔点Tm=390,-40-,我们的产品称PEDEKK 结构为： 所用

10、单体为： 4，4-二氟二苯酮 联苯二酚 熔点Tm=407,-41-,两种单体路线的原料成本分析 （1）以第二代产品为例作对比 计价标准，以目前国内市场的实际售价为基数：,-42-,两代产品所用单体： 4，4-二氟二苯酮 15万元/吨 4，4-二羟基二苯酮 25万元/吨 4，4-二氟三苯二酮 10万元/吨 对苯二酚 10万元/吨,-43-,第一代产品 双方都用相同单体即 4，4-二氟二苯酮 吨耗0.792 对苯二酚 吨耗0.382 按收率95%计 则单体原料吨成本为16.5万元,-44-,第二代产品 Victrex技术所用单体 4，4-二氟二苯酮 吨耗0.579 4，4-二羟基二苯酮 吨耗0.5

11、43 按收率95%计， 则单体原料吨成本为22.3万元,-45-,中国技术所用单体 4，4-二氟三苯二酮 吨耗0.821 对苯二酚 吨耗0.281 按收率95%计 则单体原料吨成本为：11.6万元,-46-,（三）PEEK树脂作防腐涂料在国内应用的现状 1、前期吉林大学在实验室方面开展了一些基础研究,-47-,（1）采用热胎静电喷涂方式成功证明了树脂与各种金属材料如钢材、铝、铜、某些无机材料如水泥、石材等都有很好的附着力,-48-,（2）利用与当时搪瓷涂料层的标准相对比各项防腐指标均达到或超搪玻璃产品,-49-,（3）与相关的搪瓷设备生产厂和其用户合作喷涂过相关零配件，作过现场应用实验，也都得

12、到好评。,-50-,遗憾的是迟迟没有生产厂家接受这项技术投入产品生产，原因： a、利用现有的设备无法满足需要 b、建设所需的设备投资较大 c、学校后期也放弃了深入研发,-51-,2、最近的可喜进展 太仑磁力泵厂，从90年代开始就用吉林大学中试的PEEK树脂，代替钛材试制泵的零部件，并取得了很大的成功。正是在这种使用过程中体验到PEEK的优异防腐特性。,-52-,从去年起与吉林大学合作开始开展PEEK树脂作化工防腐涂料的产业化工作，并在小件产品方面取得了可喜的成功，此次参会得到他们试制的部分样品。,-53-,经他们的初步评价，从施工中树脂的流动性来讲，金发公司目前开发的S-PEEK，比吉林大学原来的Co-PEEK更适