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树脂玻璃鳞片涂料优越性能体现在6大点

2021-08-18 来源:丹东机械信息网

树脂玻璃鳞片涂料优越性能体现在6大点

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增强树脂内衬是以合成树脂(其中以乙烯基脂树脂为代表)为主要成膜物质,添加增强材料(常见的有玻璃鳞片、玻璃纤维、镍合金不锈钢鳞片)合成的涂料在一定条件下形成的固化层,又称涂层。增强树脂中常用的玻璃鳞片树脂是由乙烯基脂树脂和玻璃鳞片组成,玻璃鳞片是其重要组成部分。玻璃鳞片的原料必须用C玻璃(Chemical Glass,又叫化学玻璃),其特点是耐酸性和耐水性好。

使用C玻璃时用特有的工艺(由1000℃以上的熔融玻璃,经吹泡、冷却、破碎、碾磨及筛选等制备工艺)将其制成片状填充物,在制作鳞片的过程中要注意鳞片的大小和厚度,以及鳞片有没有经过处理、C玻璃原料成分等均会影响到玻璃鳞片的性能。通常玻璃鳞片的片径选用0.2~3.2mm,玻璃鳞片的片径大小会影响涂层的抗渗透性,渗透系数小的一般是大片径(例如3.2mm),对于有特殊防渗要求的用泥刀涂抹施工的厚型涂层可以采用3.2mm片径的玻璃鳞片,而采用机械施工的为便于喷涂通常选用0.5mm片径以下的玻璃鳞片。

在湿法脱硫系统采用的玻璃鳞片,一般用较细的0.4mm片径的玻璃鳞片来喷涂较薄的涂层(比如涂层厚度为1.2mm的)。有资料表明,玻璃鳞片需用硅烷偶联剂进行处理,处理过后的玻璃鳞片与树脂黏结力增强,涂层的抗渗透性能增强而吸水性降低,有效地提高了玻璃鳞片树脂的防腐性能。

玻璃鳞片树脂涂层抗腐蚀、耐磨的机理,就是玻璃鳞片在涂层中采用和基材表面平行方向的重叠排列(玻璃鳞片厚度2~5μm,当涂层厚度达到1mm时玻璃鳞片排列有100层),这种特有的重叠结构使腐蚀介质渗透和扩散的路径变得弯弯曲曲而不是直线渗透,延长了介质渗透到基体的时间并加大了渗透阻力,此外玻璃鳞片与树脂黏结力很强,有效阻止了腐蚀性离子、水、氧分子的渗透,从而起到更好的防腐、耐磨作用。

再者,玻璃鳞片和树脂的结合减少了树脂固化的残留应力及收缩率,使金属基体与涂层之间热膨胀上的差异缩小了,能防止涂层在温度急剧、频繁的变化时产生的开裂和脱落,加强了涂层的黏结力,使涂层的硬度、强度增强,涂层的耐磨性提高。试验表明,经过表面活性剂或者磷酸处理的玻璃鳞片相互之间的重叠减少了,在树脂中的漂浮性明显提高,这对玻璃鳞片与基体之间的平行排列有利,抗腐蚀介质渗透性能更加强大。这是玻璃鳞片树脂涂料优越的地方。

火电厂脱硫系统长期处于恶劣的腐蚀环境,防腐的作用是隔绝腐蚀介质与基体的接触,涂料是成本较低的常用防腐方法。

在高倍放大镜下,常规的涂料固化后所形成的涂层或多或少都存在孔隙,有的是结构性孔隙,有的是涂料成膜过程中因溶剂挥发形成的孔隙,而介质如水、酸、碱其分子直径均小于涂层孔隙,这些介质很容易透过涂层腐蚀基体,尤其是液相介质和温度较高的环境,腐蚀性介质向基体渗透和扩散更严重。因涂膜不宜过厚(过厚容易开裂不利防腐),个别介质甚至直线穿过涂层孔隙。

故此,在涂料中加入玻璃鳞片将使涂料防腐性能发生根本性变化,涂料不只可以涂装很厚而不会开裂,而且防腐性能大大提高,究其原因,主要是加入玻璃鳞片把涂层分割成许多小的空间大大降低了涂层膨胀系数和收缩应力,使涂层不易开裂且难以渗透,中国机械网okmao.com而且玻璃鳞片多层平行地与基体排列,使腐蚀介质渗透和扩散的路径变得弯曲避免直线渗透,变相延长了介质渗透到基体的时间从而起到更好的防腐作用。

而组成玻璃鳞片树脂的另一种成分是乙烯基脂树脂,乙烯基脂树脂是上世纪六十年代后期发展起来的一类新型高度耐蚀的聚酯树脂,经过几十来年的推广应用,已成为国内外新一代耐蚀不饱和聚酯树脂的代表,具有优良的耐蚀性能,再者其浸润性、黏结性、机械强度、耐热性、热刚性、加工工艺都相当突出;

而玻璃鳞片具有良好的耐磨性、耐酸性、耐水性、耐温性、机械性能好,两者的结合和物化特性互补,给乙烯基脂树脂玻璃鳞片涂料(简称玻璃鳞片树脂)增添了新的功能,其优越性能体现在:

(1)极优良的抗介质渗透性。涂层的抗渗透性与涂层厚度成正比,而且玻璃鳞片含量越高抗介质渗透性越高。这个道理不难理解,但玻璃鳞片兑树脂这个含量比例不是可以无限制增加,试验表明,当玻璃鳞片质量分数含量达到31%后继续增加玻璃鳞片含量,水蒸气渗透率变化不明显。从试验结果来看,玻璃鳞片树脂抗渗透性还与玻璃鳞片大小和含量、涂层厚度以及鳞片是否经过处理从而形成有序排列有关。据查证,其抗水蒸气渗透性能优于橡胶和纤维增强塑料。

(2)优良的耐化学腐蚀性。乙烯基脂树脂和玻璃鳞片各自优良的耐酸、碱腐蚀性和相互结合形成的抗渗透性,使乙烯基脂树脂鳞片成为火力发电厂脱硫系统中防腐蚀应用最广泛、最成功的衬里材料。就其耐化学腐蚀性而言优于耐蚀合金而成本低廉。尤其是酚醛环氧树脂的耐化学性和耐温性在常用的两种乙烯基脂树脂中显得更为优秀。

(3)有优良的耐磨损性。有资料表明,在无腐蚀条件下的双酚A型乙烯基脂玻璃鳞片衬里的耐磨性优于天然橡胶和丁基橡胶,不过比氯丁橡胶略差些,但在经过腐蚀介质的浸泡后,上述橡胶的耐磨性能急剧下降,而玻璃鳞片涂层的耐磨性却几乎保持不变,在磨损严重的脱硫系统中这点性能尤其重要。

(4)耐温性。乙烯基脂树脂玻璃鳞片涂料因分子结构中含有两个以上的乙烯基端基而具有高度的交联密度,又因为链中以酚醛结构为主,有着良好的耐热性、耐酸、耐溶剂,是腐蚀环境的最佳选择,常态下脱硫系统进口烟气温度为120~1300C,出口排入烟囱烟温82~930C,而乙烯基脂树脂玻璃鳞片涂料能耐温150~1600C,并能短时间经受空预器停运事故温度3100C,表现出良好的耐温性和耐温度聚变性好。

(5)机械性能。在脱硫装置防腐应用最多的是双酚A型和酚醛环氧乙烯基脂树脂,最适合用作玻璃鳞片涂料和玻璃钢,因为在它分子结构的末端含有酯基和双键,有最小的酯基密度,并且酯基旁又有甲基提供基团的空间障碍保护,因而具有良好的韧性、极优良的耐酸、耐碱性,其延伸率可高达6%,抗拉强度有20~40N/mm2,抗弯强度为30~60 N/mm2,弹性模数为5000~8000 N/mm2,抗压强度为50~80 N/mm2,巴克尔硬度为34~45 N/mm2,对钢材的黏结力有2~7 N/mm2,硬化时收缩率小,热膨胀系数小,具有典型的机械性能。

(6)良好的施工工艺性。可采用喷涂、滚涂、刷图和抹涂等工艺,不但施工方便,而且修补容易。在脱硫装置的防腐应用中尝试着进行过乙烯基脂树脂鳞片涂膜与玻璃钢的复合结构,取得成功。这样既能发挥玻璃鳞片涂膜的抗渗性能、耐磨性和线膨胀以及施工工艺性好的优点,又能吸收玻璃钢在力学性能和抗变形性能的优势,将两者复合起来的结构可改进单独涂膜结构存在的缺点,据查证这种复合结构的衬里可用于脱硫设备的拐角、喷嘴、梁柱、烟道内过流件、混泥土浆池表面和其他有特殊耐磨、耐温度要求的部位。

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