防腐玻璃鳞片涂料介绍

防腐玻璃鳞片涂料介绍.
一．玻璃鳞片的特性
以具有很好的耐化学性能玻璃鳞片作为主要防锈颜料的涂料，称之为玻璃鳞片涂料。

玻璃鳞片涂料由美国的Owens-Corning玻璃纤维公司在二十世纪50年代成功开发应用于混凝土底材和钢管的内衬等。

60年代美国很多公司开发了一系列玻璃鳞片涂料，包括环氧煤沥青涂料。

60年代末日本也引入了这项玻璃鳞片涂料技术。

欧洲市场上在1970年也开始应用玻璃鳞片涂料。

玻璃鳞片的厚度在2－5微米，这样能保证在涂料中有数十层的鳞片排列，形成涂层内复杂曲折的渗透扩散路径，其原理与铝粉与云铁在涂层中一样，使得腐蚀介质的扩散渗透路线变得相当曲折弯曲，很难渗透到基材。

玻璃鳞片片径纵横越大，涂层的抗渗透性能越强。

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用硅烷偶联剂对玻璃鳞片进行处理，可以提高其强度、耐冲击性能和耐蚀耐磨性，而且明显加强了玻璃鳞片与树脂之间的粘结力，这样也相应地有效增加了涂层的抗渗透性和耐水性。

一般的涂料在液相介质中和温度较高的地方，很难抵挡住腐蚀介质的扩散渗透，而玻璃鳞片把涂层分割成了许许多多的小空间，固化后收缩率小，大大降低了涂层的收缩应力，减少各接触面的残余应力，增加了附着力。

`加上良好的耐热耐寒性能，突出的耐磨性能和其它机械性能，配合优良性能的树脂，组成的玻璃鳞片涂料，有着优异的重防腐蚀性能。

二．玻璃鳞片涂料
玻璃鳞片涂料常见树脂有氯化橡胶、氯磺化聚乙烯、环氧树脂、环氧煤沥青、酚醛环氧树脂（NOVLAC）、不饱和聚酯树脂和乙烯酸树脂等。

1．环氧玻璃鳞片涂料
环氧玻璃鳞片涂料的一般性能同环氧树脂涂料一样。

溶剂型的体积固体份也在80％左右，一次喷涂可以达到干膜厚度200~400微米，固化温度10℃以上。

钢材要求喷砂处理到Sa 2 ?, 可以直接喷涂2×250微米。

如果要求达到最佳的防锈性能，可以在喷砂后的底材上先喷涂一道环氧富锌底漆，要求膜厚不超过25微米，为了达到这个效果，可以对环氧富锌底漆进行20－40％稀释。

无溶剂玻璃鳞片涂料的固体份含量为100％，可以一次喷涂干膜达500微米，能用于船舶的水线冰区。

为了达到最佳的防腐蚀耐磨性能，施工时不可加入稀释剂，可以用双组份热喷涂施工。

在环氧树脂加入煤焦沥青，可以降低涂料成本，并加强了防水性能，相比之纯环氧玻璃鳞片涂料，其使用温度从120℃下降到80℃，耐溶剂剂性能和耐酸碱性能也相应下降。

酚醛环氧玻璃鳞片涂料无溶剂型，其耐化学性能相当强，除了一般的溶剂外，还可以耐甲醇等强溶剂。

2．聚酯玻璃鳞片涂料
聚酯是有机酸和醇类的反应物。

用于玻璃鳞片涂料中的聚酯主要是由不饱和二盐基酸与二羟基醇的反应物。

溶于苯乙烯单体，加入催化剂和固化剂，苯乙烯开始交联，形成固体涂膜。

在生产过程中，Cobolt催化剂常加入聚酯中，加进固化剂MEK过氧化物时，聚酯就开始固化。

涂层表面如果接触空气中的氧气会阻止固化，因此，漆膜表面加石蜡可以有
效地阻止氧气，并可以防止苯乙烯在聚合反应时挥发。

在固化中会有实质的收缩伴以放热反应。

因此，加入玻璃鳞片可以吸收这种收缩力。

聚酯玻璃鳞片涂料固化迅速，固体份高达96－100％，对钢结构有长效的防腐蚀效果，特别是耐压。

特殊配方也可以用于混凝土表面。

耐溶剂、耐化学品，耐水耐磨蚀，可以用于储罐内衬层。

在石油平台钢结构上，可用于许多结构上面，尤其适合于直升机平台。

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双组份的聚酯玻璃鳞片涂料可以常温下施工，但是罐藏寿命极短，主要是加入了MEK过氧化物，20℃时只有40－45分钟，并有放热现象。

温度从25~40℃，可以加入缓凝抑制剂。

施工时使用双组份喷涂泵，也可以用常规的高压无气喷涂施工。

温度低于20℃，到10℃（这也是最低施工温度）时，MEK用量要增加。

施工时请遵循不同温度时所要加入的固化剂。

不含苯乙烯的聚酯涂料，用乙烯基甲苯代替了其中的苯乙烯，消除了气味，符合环保要求。

使用双组份喷漆泵时能在温度低到5℃时施工，但是使用常规的无气喷涂泵时，最低温度仍以10℃为佳。

聚酯玻璃鳞片涂料在23℃时，干膜厚度600－1500微米，只要2小时就可以搬运或在上面走动。

耐淡水和海水的性能突出。

高度的耐磨性能，适合于甲板通道、直升机甲板、破冰船船壳、钢结构或混凝土的潮汐飞溅区。

耐阴极保护涂层剥离。

良好的耐化学品性能，包括原油、滑油、盐水溶液和其它酸及溶剂。

它的耐碱性一般。

由于涂层厚度非常高，混凝土和钢材都要求进行喷砂处理，钢材要达到Sa 2?,粗糙度达Rz40-100微米。

3．乙烯酯玻璃鳞片涂料
乙烯酯预聚物由环氧树脂与含有乙烯基团的丙烯酸或甲基丙烯酸反应生成的。

通常使用双酚A和酚醛环氧。

双酚A乙烯酯包含有突出的耐化学品性能，而酚醛乙烯酯涂料有着突出的耐酸耐溶剂性能，又具有很好的耐热性。

聚合物溶解于苯乙烯单体中，加入催化剂和固化剂，苯乙烯开始与与树脂交联，形成固体成份。

漆面如果接触空气中的氧气会延缓甚至完全停止固化，因此，加入少量石蜡可以有效地阻止氧气，并可以防止苯乙烯在聚合反应时的挥发。

乙烯酯在固化时在本质上会收缩（小于聚酯），同时伴以放热反应。

加入玻璃鳞片可以吸收这种收缩。

乙烯酯通常是双组份涂料，可以常温下施工。

可以用双组份喷漆泵施工，常规的无气喷涂泵也能使用。

在23℃时，罐藏寿命只有40－45分钟，这是因为加入了MEK过氧化物，它使乙烯酯开始固化。

同时会有放热反应，这也加速了固化过程。

为了保持其罐藏寿命在40－45分钟，温度在30－40℃时可以在施工中加入缓凝剂。

低至15℃时（这是乙烯酯的最低施工温度），MEK用量要增加。

加入固化剂和抑制剂时，要遵循涂料商的建议。

为了保证最佳的附着力，对于混凝土和钢材要进行喷砂处理。

钢材喷砂至少达到Sa 2 ? (ISO 8501-1)，粗糙度Rz达到75－100μm。

在混凝土表面，要先涂一道乙烯酯清漆，以便主系统能获得最佳的附着力。

乙烯酯涂料不能涂于旧漆或镀锌钢材上面。

由于其杰出的耐化学性能和耐溶剂性能，用于储罐内壁时，乙烯酯涂料常被称作“问题的终结者”。

它可以有效地耐广泛的化学品，包括无铅汽油，可以用于硫烟洗涤装置，盐水、钻井泥浆和处理水等。

乙烯酯涂料比聚酯涂料的耐化学品性能更高，耐碱性超强，耐酸性稍强。

也具有很好高温性能。

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三．玻璃鳞片涂料的施工应用
玻璃鳞片涂料作为重防腐蚀涂料，主要应用于化工装置、海洋平台、储罐内壁、跨海大桥、港湾码头、电厂烟气脱硫等苛性腐蚀环境。

玻璃鳞片涂料的膜厚通常都很厚，达到500－1500μm。

有试验表明，如果漆膜厚度在500微米以下环氧玻璃鳞片涂料的防腐蚀性能与同等膜厚的环氧煤沥青涂料相当。

对应用玻璃钱鳞片涂料的钢结构表面，首先要对结构缺陷进行处理，不能有间断焊，焊缝气孔进行补焊磨平，自由边打磨到R＝2mm。

对于外向拐角要求弧度，要求R＝3mm，内面弧度R＝10mm。

钢材表面要求喷砂到ISO 8501-1:1988 Sa 2 以上，表面粗糙度至少要达到Rz：75m以上。

对于一般的玻璃鳞片涂料，可以用常规无气喷涂方法、刷涂和辊涂进行施工。

但是对于聚酯和乙烯酯玻璃鳞片涂料来说，施工时相对复杂一些，有一些特殊的注意事项。

玻璃鳞片树脂防腐衬里及其应用
一玻璃鳞片
玻璃鳞片是一种极薄的玻璃碎片。

它是由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步骤所制得。

以这种玻璃鳞片作为填料的防腐涂层，具有很高的粘结力和优良的耐腐持久性。

玻璃鳞片，由于是熔融玻璃处在拉伸力的状态下，进行急速冷却而制得。

因此，其玻璃鳞片的内部结构与玻璃纤维的十分相似，并非完全是一种稳定的结构，而是一种亚稳定的结构。

玻璃鳞片的性能，与逐渐冷却的平板玻璃有所不同，它的强度要比普通玻璃板的大得多。

若采用玻璃鳞片制成涂层的填料，作为防腐蚀保护层使用，它亦将比采用云母、硅酸钙及硅酸铝等填充材料的，具有更加优越的性能。

早在五十年代中期，欧文思·康宁玻璃纤维公司，就成功地开发出一种含有玻璃鳞片的树脂衬里材料，其玻璃鳞片的厚度为2μm～3μm，宽度为50μm～
3mm。

美国“玻盾”有限公司，也曾利用醇酸树脂作为基料，用玻璃鳞片作为填料，制得了玻璃鳞片涂层。

经过液体和蒸气的渗透试验，结果证明，在 3mm厚的这种涂层上，其渗透量，比采用其他填料所制得同样厚度涂层的，要少得多。

七十年代，日本玻璃鳞片及其涂料的应用技术得到了较快的发展，尤其在开发成功刷涂、辊涂及喷涂等项施工技术以后，玻璃鳞片涂料技术迅速被推广应用至贮油罐，海上建筑，以及混凝土建筑的防盐蚀等各类防腐工程项目。

在国外，经过实验室的测试，以及二十多年的现场实际应用，证明玻璃鳞片的防腐蚀效果远远超过其他材料，比一般常用的玻璃钢材料，也显得更为优越。

近几年来，鳞片树脂涂料之所以能被业界积极的研制和开发，有关人士认为，这主要是由于鳞片树脂，在所组成材料的结构上，具有独特的抗渗透性能。

在设备本体与腐蚀介质之间，用一层坚实玻璃鳞片树脂衬里，使之不容易被介质所渗透，
来实现所期望的防腐目的。

经过大量的研究工作，研究者们发现在防腐涂层树脂中混入鳞片填料，不但可以提高其机械强度，降低它的线膨胀系数及固化收缩率，而且还十分容易形成厚浆型的涂料。

鳞片填料的加入，还可大大地抑制腐蚀介质的侵入，例如，水和离子类的腐蚀介质，通常它们将通过扩散进入涂层，最后直至渗透到基体材料。

因此，掺有玻璃鳞片衬里的重要特征，是可以耐水及其离子的渗透作用。

其抑制气体和水蒸汽的渗透性，还取决于玻璃鳞片填料的特性，包括鳞片的尺寸、形状、填充比，鳞片与树脂的粘结力、排列方向，以及涂层的厚度等。

鳞片填料，除玻璃鳞片(GF)外，还有云母片、云母氧化铁( MIO)、石墨、铝片及不锈钢片等。

目前，国外玻璃鳞片防腐层及其应用技术的发展速度很快，已经从化工、石油、海洋工程等应用领域，拓展到运输业、能源及水处理等各个领域。

玻璃鳞片树脂衬里，作为一种新型的防腐蚀厚涂料材料不但作为船身壳体，化学品贮罐，化工厂的塔器、槽和泵，以及油罐车等优良的防腐衬里材料，而且也已成功地应用于钢材或混凝土结构表面的防腐保护层等的用途。

玻璃鳞片的生产，在我国国内尚处在研制开发的初始阶段，虽然已在某些引进的耐腐设备上获得了成功的应用，但仍未在较大范围内得到推广应用。

有关人士认为，其主要原因，一是国内广大用户对玻璃鳞片防腐涂层的优越性能的认识，还不十分普遍；二是目前国内玻璃鳞片的产品质量不理想，生产成本比较高。

经过在显微镜下观察的结果表明，国内生产的玻璃鳞片与日本生产的玻璃鳞片，在结构形式上是相似的，但在分散度方面，不如日本生产的均匀。

因而，我国在玻璃鳞片的质量及生产成本方面，均有待于进一步的研究及开发。

二玻璃鳞片树脂基体
可以采用各种规格的热固性树脂，例如环氧树脂、聚酯树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂及呋喃树脂等，作为玻璃鳞片涂层的基体粘结剂。

如上所述，玻璃鳞片防腐涂层应具有良好的耐腐蚀性及抗渗透性能，因此鳞片树脂材料的选用原则应该主要考虑选用的鳞片树脂基体粘结剂，是否具有抗介质腐蚀和抗渗透的能力，以及它与填料及基层面材的粘结能力等因素。

选用鳞片树脂基体粘结剂的性能如何，也将直接影响到鳞片树脂防腐涂层的整体性能。

双酚A型聚酯树脂及乙烯基酯树脂等品种，是目前国内外经常采用的主要鳞片粘结剂品种，因为这些型号的不饱和聚酯树脂，均系属于耐腐蚀型的聚酯树脂，具有良好的耐酸碱性能，并且具有良好的粘结性能等。

现对常用的鳞片用树脂粘结剂浇铸体的耐化学性能，介绍如下∶乙烯基酯树脂的浇铸体，在25％盐酸(100℃)、10％盐酸(100℃)、5％苛性钠(100℃)、5％
氨水(70℃)、甲苯、粗汽油、甲醇、汽油、煤油饱和食盐水(75℃)、水(75℃)等介质中，其耐化学性能均为优良。

双酚A型聚酯树脂的浇铸体，在25％盐酸(100℃)、10％盐酸(100℃)、5％苛性钠(100℃)、5％氨水(70℃)、粗汽油、汽油、煤油、饱和食盐水(75℃)、水(75℃)等介质中，其耐化学性能均为优良，而在甲苯、甲醇等介质中，其耐化学性能均为尚可。

环氧树脂的浇铸体，在5％苛性钠(100℃)、5％氨水(70℃)、粗汽油、汽油、煤油等介质中，其耐化学性能优良，而在10％盐酸(100℃)、甲苯、甲醇、饱和食盐水(75℃)、水(75℃)等介质中，其耐化学性能均为良好，在25％盐酸(100℃)介质中，其耐化学性能尚可。

邻苯型不饱和聚酯的树脂浇铸体，在25％盐酸(100℃)、汽油、煤油等介质中，其耐化学性能为优良而在10％盐酸(100℃)、粗汽油、甲醇、饱和食盐水(75℃)、水(75℃)等介质中，其耐化学性能为良好，在甲苯介质中，其耐化学性能尚可，在5％苛性钠(100℃)、5％氨水(70℃)介质中，其耐化学性能则比较差。

三乙烯基酯树脂－玻璃鳞片衬里化工应用实例
通常，在化工厂烟道气脱硫工段，其设备腐蚀情况是相当严重的，对此往往要选用合适的防腐材料并采取有效的防腐蚀措施，经过对各种防腐材料的试验结果，目前化工设备业界普遍认为，乙烯基酯树脂-玻璃鳞片防腐衬里是一种最有效的防腐衬里材料。

根据有关报道，目前日本所有的烟道气脱硫厂，几乎都已采用乙烯基酯树脂－玻璃鳞片衬里。

有的工厂已成功地运行了二十多年的时间，但使用效果仍为良好。

乙烯基酯树脂－玻璃鳞片衬里的防腐技术还可应用于化工生产企业的其他各个方面。

例如，在日本对于油罐底衬，目前已大多使用乙烯基酯树脂 -玻璃鳞片衬里的防腐技术。

通常在进行这类油罐底衬施工时，均采用滚涂，或喷涂乙烯基酯树脂－玻璃鳞片衬里的方法。

据统计，目前日本原有的，或新建的油罐底衬的施工总数，估计已超过300套以上。

另外，乙烯基酯树脂- 玻璃鳞片衬里防腐技术，也可应用于化学品油船贮槽的内壁表面。

据有关资料报道，目前日本化学品油船贮槽采用该项防腐技术时，在贮槽的内壁表面，也已均采用了这种乙烯基酯树脂-玻璃鳞片衬里，这些油船贮槽的安全服务期限已经超过了5年以上的时间。

在海上建筑防腐蚀方面，乙烯基酯树脂- 玻璃鳞片衬里的防腐技术，也已得到了成功的应用。

由于潮涨潮落，位于潮水区的一些海上建筑，往往总是处于干湿交替的使用环境下，故海上建筑的腐蚀现象相当严重。

为此日本建筑部的市政工程研究院与Kozai Club学会，共同从离岸试验着手，进行了一项名为“改善海上建筑耐久性技术”的联合研究计划。

该联合小组曾对一些海上建筑进行了勘测证实，乙烯基酯树脂- 玻璃鳞片衬
里，在使用9年半时间之后，尚未出现过异常的情况，证明这种乙烯基酯树脂-玻璃鳞片衬里防腐技术，对于位于潮水区的海上建筑，其防腐效果是十分理想的。

四玻璃鳞片树脂防腐衬里的其它应用
目前乙烯基酯树脂-玻璃鳞片衬里，在海水输送管、钢槽、钢桩、钢槽衬里、钢桩衬里，以及混凝土桥等方面，也均已获得了成功的应用，经过实际使用证明，其效果都比较良好。

例如，对于安装管道的内壁表面的涂装，现大多采用金属块的方法。

即在两块金属块之间，夹有乙烯基酯树脂－玻璃鳞片衬里涂复材料，在压缩空气的推动下延着管道移动，在金属块与管道内壁之间的空隙，是用来在管内壁表面涂复衬里膜的。

这种方法要求涂料的适用期，约为 3h～10h。

乙烯基酯树脂- 玻璃鳞片衬里，在混凝土建筑领域方面的应用，目前已成功地应用于医药及食品厂的车间地面、墙面、天花板，以及排水沟等。

另外，它还可以应用于水泥池或桥梁等各种用途。

由此可见，与其他的衬里材料相比，乙烯基酯树脂 -玻璃鳞片衬里有着许多突出的优点。

在日本，已将乙烯基酯树脂-玻璃鳞片衬里规定为用于国家指定的TBL 的石油贮槽和JR铁路、桥梁的部分涂复材料。

经过长时期( 5年～10年)的防腐考察证实：乙烯基酯树脂- 玻璃鳞片衬里的优越性，还表现在它所需的再涂率或修补率都很低，并且可以节省能源，因此它在防腐蚀方面的应用，将越来越为广泛。

鳞片衬里是以耐酸树脂为主要基料, 以薄片状填料(外观形状似鱼鳞, 故称之为鳞片) 为骨料,添加各种功能添加剂混配成胶泥状或涂料状防腐材料, 再经专用设备或人工按一定施工规程涂覆在被防护基体表面而形成的防腐蚀保护层。

鳞片树脂衬里最突出的性能是具有优良的抗腐蚀介质渗透性。

有关试验表明: 0.5mm 厚的鳞片的抗渗透性略大于2.0 mm 的玻璃钢, 1. 5 mm厚的鳞片衬里, 就可以达到非常理想的抗渗效果。

鳞片防腐之所以具备很高的抗渗透性能, 是由于鳞片的防腐层中扁平的鳞片在树脂中平行叠压排列, 介质渗透为绕鳞片曲折狭缝扩散过程。

玻璃鳞片具有这种很好的迷宫效果, 如图2 所示, 使渗透介质在不同鳞片层内渗透动力逐渐衰减, 介质向纵深渗透趋缓。

对于烟气脱硫来说, 玻璃鳞片按照其使用部位与特点, 可分为低温玻璃鳞片、高温玻璃鳞片和耐磨玻璃鳞片等。

低温玻璃鳞片一般具有优良的耐水汽的渗透性、耐化学性、耐腐蚀性等特点, 使用温度一般低于100℃, 是脱硫装置的主要衬里材料, 主要应用于吸收塔的低温部分、事故浆罐、净烟气烟道等部分。

高温玻璃鳞片一般具有优良的耐高温性能,其长期使用温度可以达到160℃以上。

主要应用于烟气换热器与吸收塔之间的原烟气烟道、吸收塔入口处、烟气换热器原烟气区域以及烟气出口挡板门后的烟道部分。

耐磨玻璃鳞片是特殊配方的鳞片树脂, 一般添加陶瓷耐磨材料增加耐磨特性。

耐磨玻璃鳞片主要应用于吸收塔喷淋部位或浆液磨损严重的区域(安装搅拌器的部位)。