玻璃鳞片涂料的应用

玻璃鳞片涂料的应用

发布时间：2007年9月10日 14时45分

1. 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. 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 (%)

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

3. 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)

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. 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. 玻璃鳞片涂料的质量标准