玻璃鱗片膠泥防腐特性用途介紹

玻璃鱗片涂料是在熱固性樹脂里填充以特殊處理的鱗片狀玻璃(含堿玻璃，C玻璃)，同增強(qiáng)用的無堿纖維(無堿玻璃，E玻璃)相比，成份比率完全不同，其組成如表1所示，這些組成的不同，影響了玻璃的各種特性，特別是耐酸性有很大的差異，其特性如表2所示。

玻璃鱗片（Glass Flakes）是一種5微米厚的玻璃碎片。它是由1200℃以上的熔融中堿玻璃，經(jīng)吹泡、冷卻、粉碎、篩選及碾磨等工藝步驟所制得。以這種玻璃鱗片作為填料的防腐涂層，具有很高的粘結(jié)力和優(yōu)良的耐化學(xué)藥品及抗老化性能性。
玻璃鱗片粒徑的選擇，不僅影響影響涂層的性能，而且影響涂層的施工性能，涂層的水蒸汽透過率隨玻璃鱗片片徑的增大而降低，即玻璃鱗片的徑厚比越大，涂層的耐水性就越好。在配方設(shè)計(jì)中；玻璃片用量應(yīng)有一個(gè)范圍：5％－40％，在此范圍內(nèi)采用水蒸汽透過率測(cè)試法確定玻璃鱗片的用量。隨著玻璃鱗片用量的增加，涂層抗?jié)B性提高，但達(dá)到某一域值后，其用量增加，抗?jié)B性反而有所下降，原因是過量的鱗片會(huì)造成涂層中鱗片的無序堆積，使涂層內(nèi)部形成空隙、氣孔等缺陷，影響涂層的致密性；若玻璃鱗片的用量不足，鱗片之間難以形成搭橋，重疊排列，則涂料的抗?jié)B性會(huì)降低。所以，若玻璃鱗片的加入方式不當(dāng)，表面處理方式或偶聯(lián)劑選擇不當(dāng)，反而會(huì)降低涂料或涂層的性能。玻璃鱗片在涂料中的含量一般在20％－40％較好，高于40％易產(chǎn)生沉淀結(jié)塊，涂層氣泡率增加，施工困難，耐蝕性反而下降。真空攪拌有利于消除玻璃鱗片上粘附的氣泡，作膠泥用時(shí)，玻璃鱗片的含量允許大于40％。
玻璃鱗片涂料的應(yīng)用領(lǐng)域 ： 玻璃鱗片與多種樹脂配置成防腐涂料、膠泥，可廣泛用于：
     1、污物處理設(shè)備，如廢氣廢液裝置，水處理設(shè)施，煙囪，排煙脫硫裝置。
     2、石油貯槽內(nèi)襯。
     3、海洋工程、海洋開發(fā)工程，建筑物，構(gòu)造物，船舶的內(nèi)艙、甲板、海水水箱、海洋鉆井，采油平臺(tái)
     4、混凝土建筑中的應(yīng)用：玻璃鱗片涂料可用于化工、醫(yī)藥和食品廠的地面、排水溝以及大型廢水池、游泳池和海水養(yǎng)殖設(shè)施等的防腐。
     5、各類裝置中的應(yīng)用：化工行業(yè)的化工裝置、各種貯槽容器、化學(xué)反應(yīng)塔、管道等設(shè)備均可用玻璃鱗片涂料防腐。
     6、市政工程、橋梁、碼頭、水閘和建筑防腐。
     7、各種類型食品容器和海水冷卻管的內(nèi)襯，石油儲(chǔ)罐底部平面的襯層（部分焊接、鉚接點(diǎn)）。
     8、電子的容器內(nèi)襯。
     9、船舶的內(nèi)外防腐。
     10、跨海大橋、港灣碼頭的防腐工程。染料、石油、化學(xué)、制藥、清洗劑、氯堿、純堿紙漿等行業(yè)。
     11、電鍍金屬工業(yè)的電鍍和酸洗。
     12、鍋爐、水槽存儲(chǔ)器的內(nèi)儲(chǔ)層。
     13、食品工業(yè)中的發(fā)酵池、存儲(chǔ)器底面襯層。
     14、交通運(yùn)輸業(yè)的罐式卡車、容器、船罐。
     15、漁業(yè)中的魚罐，儲(chǔ)運(yùn)器。
     16、家畜業(yè)中的豬及家禽農(nóng)場(chǎng)、儲(chǔ)藏窖。
     17、外墻及屋面防水。
     18、新的工業(yè)領(lǐng)域、新的用途方面也已得到廣泛的應(yīng)用。如用不飽和聚酯制成水下的防腐蝕玻璃鱗片涂料，當(dāng)配入毒性添加劑后還具有水下長(zhǎng)效防污性。這是利用玻璃鱗片的阻擋滲透擴(kuò)散作用使涂料中的毒性添加劑的和反滲透時(shí)間延長(zhǎng)，因此具有長(zhǎng)效性。當(dāng)涂料的玻璃片含量高時(shí)，涂層尤如一種高度完整的玻璃質(zhì)體，具有良好的耐磨性、抗沖擊性，因此還可用作破船的保護(hù)涂層。將玻璃鱗片加入聚丙烯酸樹脂中，還可制成一種能反射太陽(yáng)光的隔熱涂料，還具有良好的耐候性，可用于金屬屋頂、石油貯罐、糧倉(cāng)等需要隔熱的環(huán)境。在環(huán)氧樹脂粉末涂料中加入玻璃鱗片，可制成類似搪玻璃具有的耐熱、耐蝕性能，可用于管道內(nèi)外壁防護(hù)。玻璃鱗片表面涂鋅，還可制成油罐內(nèi)壁用的防腐蝕、抗靜電涂料。將樹脂基玻璃鱗片涂料涂于鋼板，上覆改性聚乙烯薄片，可壓制成剝離強(qiáng)度高的復(fù)合材料。環(huán)氧樹脂玻璃鱗片涂料用于游泳池有優(yōu)良的抗含氯水性能。將樹脂基玻璃鱗片涂料用于電機(jī)及易振機(jī)械外殼，能起聲阻尼作用而減少噪音。
C-玻璃鱗片表面處理的重要性：通過使用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)C-玻璃鱗片表面進(jìn)行正確處理，可在無機(jī)物質(zhì)（C-玻璃鱗片）和有機(jī)物質(zhì)（樹脂）的界面之間架起“分子橋”，把兩種性質(zhì)懸殊的材料牢固的連接在一起，因此，硅烷偶聯(lián)劑質(zhì)量的好壞和處理方法是否得當(dāng)對(duì)玻璃鱗片防腐涂料的性能和涂層施工質(zhì)量有直接影響。
作用原理
施工后的玻璃鱗片涂料中，橫縱比高達(dá)30-120的扁平型的玻璃鱗片在樹脂中呈平行重疊排列的宮式結(jié)構(gòu)，從而形成致密的防滲層結(jié)構(gòu)。腐蝕介質(zhì)在固化后的樹脂中的滲透必須經(jīng)過無數(shù)條曲折的途徑，因此在一定厚度的耐腐蝕層中，腐蝕滲透的距離大大的延長(zhǎng)，相當(dāng)于有效地增加了玻璃鱗片防腐層的厚度。
結(jié)構(gòu)
玻璃鱗片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與玻璃纖維的十分相似，是熔融玻璃處在拉伸力的狀態(tài)下，進(jìn)行急速冷卻而制得。熔點(diǎn)以下一般處在熱力學(xué)自由能低的穩(wěn)定平衡態(tài)。所以玻璃鱗片的性能，與逐漸冷卻的平板玻璃有所不同，它的強(qiáng)度要比普通玻璃板的大得多。 若采用玻璃鱗片制成涂層的填料，作為防腐蝕保護(hù)層使用，它亦將比采用云母、硅酸鈣及硅酸鋁等填充材料的，具有更加優(yōu)越的性能。玻璃種類 SiO2 Al2O3Fe2O3 CaO MgO B2O3 Na2CO3 K2O BaO
C玻璃 64.6 4.2 13.4 3.3 4.3 9.3 0.9
E玻璃 54.2 14.6 21.1 0.3 9.0 0.5 0.3
表1玻璃鱗片的玻璃組成 (%)
由于玻璃鱗片在涂層中是重疊排列的，因此對(duì)涂膜的抗?jié)B透性起了很大作用。涂裝方法可采用刷涂、高壓無氣噴涂或輥筒涂裝。
玻璃種類 冰醋酸 10%HCl 10%H2SO4 10%HNO3 28%NH4OH H2O
C玻璃 0.42 4.08 2.43 4.35 1.25 0.95
E玻璃 0.78 43.88 42.74 40.2 0.66 0.64
注：測(cè)試數(shù)據(jù)為9.5um厚涂膜在96℃的各種介質(zhì)中浸泡24h后的失重百分比。
表2玻璃的耐蝕性 (%)
特性
1)對(duì)化學(xué)介質(zhì)、氣體、蒸氣的滲透性遠(yuǎn)比玻璃鋼襯里小，難以引起水蒸氣擴(kuò)散現(xiàn)象，這是由于層層重疊排列的玻璃鱗片，使介質(zhì)滲透距離長(zhǎng)的緣故。
2)固化時(shí)收縮低，由于分散，粘接面殘余應(yīng)力小。
3)熱膨脹系數(shù)小，粘接熱應(yīng)力相應(yīng)也小，耐熱溫度高，耐熱沖擊性能好。
4)力學(xué)強(qiáng)度雖不如玻璃鋼襯里，但耐磨性、耐刮擦性能出色，對(duì)機(jī)械損傷也只限于局部。
5)玻璃鱗片涂料施工工藝性能也很好。
玻璃鱗片涂料若僅是玻璃鱗片和樹脂的物理混合，是不能充分發(fā)揮其性能的，這里還涉及玻璃鱗片的截面問題，玻璃鱗片混合量及混合方法，樹脂的選擇，基體的前處理，底漆的選擇，施工方法等一系列的參數(shù)是決定玻璃鱗片涂料的技術(shù)關(guān)鍵。關(guān)于玻璃鱗片涂料品種及特性見表3，其物理性能見表4。
樹脂種類 型號(hào) 適用范圍 耐熱性/℃
日本FUJI 中國(guó)華昌 液相 氣相
間型UP #3 - 耐酸 80 90
雙酚型UP #4 - 耐酸、耐堿 80 90
二型UP - FX 耐酸、耐堿、鹽霧 80 90
環(huán)氧樹脂 #106 FE 耐水、耐弱酸、耐堿、耐鹽 78 80
乙烯基酯樹脂 #5R FV-5 耐酸、耐堿 90 100
#6H FV-1 耐酸、耐熱、耐溶劑 120 150
#6R FV-2 耐強(qiáng)酸、耐堿、難燃性 110 130
#7H MW-2 耐酸、耐堿、耐熱 110 140
表3玻璃鱗片涂料的品種及特性
3. 玻璃鱗片涂料在日本的應(yīng)用實(shí)例
由于玻璃鱗片涂料具有耐蝕，抗?jié)B透性好，涂膜收縮率低，熱膨脹系數(shù)小，固化殘余應(yīng)力少，耐磨損，施工簡(jiǎn)便，易于修補(bǔ)，因而玻璃鱗片涂料在化工、冶金、化纖、電鍍、建筑等行業(yè)均有大量應(yīng)用。特別是在各種海洋工程設(shè)備、海上石油天然氣平臺(tái)、港灣碼頭及船舶應(yīng)用更為廣泛。現(xiàn)舉幾個(gè)應(yīng)用實(shí)例[5～7]。
1)北陸汽車公路混凝土橋鹽霧腐蝕對(duì)策——沿海一側(cè)每到冬季，由于飛來的鹽份，不管鋼結(jié)構(gòu)還是混凝土構(gòu)筑物，成為日本破壞顯著的地方。北陸汽車公路混凝土橋，1972年開始使用，后來遭鹽霧侵蝕發(fā)生破壞，1987年開始修補(bǔ)，修補(bǔ)中使用了環(huán)氧玻璃鱗片涂料和乙烯基酯玻璃鱗片涂料，涂膜厚1000um。同年完成的從新瀉縣上越市至富山朝日鎮(zhèn)59.3km的高速公路混凝土橋，為了對(duì)付鹽霧，使用了乙烯基酯玻璃鱗片涂料涂裝，在玻璃鱗片涂料上又涂聚氨酯樹脂涂料和氟樹脂涂料。
2)沖繩地區(qū)的鋼橋防銹蝕調(diào)查——沖繩綜合事物局在日本鋼橋?qū)I(yè)協(xié)會(huì)的協(xié)助下，進(jìn)行了防銹蝕性和防風(fēng)砂磨蝕性的涂裝系列試驗(yàn)，2年后測(cè)定，玻璃鱗片涂料性能，環(huán)氧樹脂涂料次之，氯化橡膠涂料和鄰型不飽和樹脂涂料效果較差。
3)機(jī)場(chǎng)聯(lián)絡(luò)橋的鋼結(jié)構(gòu)防銹蝕方案——關(guān)西國(guó)際機(jī)場(chǎng)聯(lián)絡(luò)橋的鋼結(jié)構(gòu)，提出了使用玻璃鱗片涂料的方案。鐵道縱桁上面，使用后更換涂料困難，為了性的防銹蝕需要，采用了玻璃鱗片涂料和聚氨酯涂料，涂膜厚度為1090um的方案，其中使用的玻璃鱗片涂料的樹脂是VE和環(huán)氧樹脂。下部防銹蝕，提出了飛濺區(qū)涂裝乙烯基酯樹脂玻璃鱗片涂料和聚氨酯涂料(1000um)；潮水漲落區(qū)域涂裝玻璃鱗片涂料(1090um)。
4)港灣鋼構(gòu)物防銹蝕方案——日本沿岸開發(fā)技術(shù)研究中心1986年發(fā)表了鋼結(jié)構(gòu)防銹蝕指南，其中海上大氣部、海水飛濺部、潮水漲落部及海水中部位推薦乙烯基酯樹脂、環(huán)氧煤焦油樹脂和玻璃鱗片涂料。
5)石油貯槽底板防銹蝕——日本沖繩石油基地(金武灣)石油貯槽高22m，直徑80m，浮屋頂式貯藏量為10萬(wàn)m3，還建造了210萬(wàn)m3及510萬(wàn)m3的石油貯槽，其底板采用玻璃鱗片涂料防銹蝕，使用日本高分子化學(xué)公司生產(chǎn)的玻璃鱗片涂料，5年內(nèi)施工面積達(dá)1.5×106m2。
施工簡(jiǎn)介
玻璃鱗片涂料施工簡(jiǎn)單，可用刷涂、滾筒涂和高壓無氣噴涂。涂裝前必須進(jìn)行表面處理，除油后用噴砂、噴丸進(jìn)行去銹及粗化處理。通常用4號(hào)砂或20-40目的石英砂，以5-7kg/cm2壓縮空氣帶動(dòng)砂粒，砂粒以50～70m/s速度從噴嘴中噴出，表面達(dá)SIS Sa2.5規(guī)格，清除噴砂后的灰塵，在8h小時(shí)內(nèi)進(jìn)行涂裝。涂裝一般在干燥天氣進(jìn)行，溫度5℃以上，相對(duì)濕度85%以下。用同一種樹脂或玻璃鱗片(粒度較小的)作底漆，厚度為50微米，在底漆指觸干燥后就涂玻璃鱗片涂料。在涂裝時(shí)需要留意以下幾點(diǎn)：
a.涂料的充分?jǐn)嚢瑁籦.涂料基料同固化劑的混合；c.粘度調(diào)整；d.活性適用期；e.涂裝機(jī)具(機(jī)械)的清洗與保養(yǎng)；f.玻璃鱗片尺寸。
關(guān)于以上諸點(diǎn)，通常按涂料廠規(guī)定進(jìn)行，逐層施工，直至涂到設(shè)計(jì)厚度，表面用細(xì)料或純樹脂罩光一道。完成涂裝后，在20℃養(yǎng)護(hù)48h以上，進(jìn)行目測(cè)是否存在明顯凹凸、脫層、氣泡、開裂、異物夾人及不固化缺陷。再用放電式脈沖電火花針孔儀檢查針眼、孔隙，用電磁測(cè)厚儀測(cè)定厚度(鋼結(jié)構(gòu))，用巴柯爾硬度計(jì)檢測(cè)硬度。對(duì)針眼等缺陷處，要認(rèn)真修補(bǔ)，首先將缺陷及周圍處加工成缽狀，鏟去原涂層，打毛粗化處理，涂底涂層后再涂玻璃鱗片涂料。
玻璃鱗片質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
玻璃鱗片涂料用于貯槽內(nèi)部的耐蝕例子較多，作為外部防銹蝕目的的例證還較少，主要是取決于樹脂的耐候性；同時(shí)，作為外部防銹蝕的涂料還有2個(gè)問題沒有解決：
a.玻璃鱗片涂料還沒有適當(dāng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；b.與富鋅底漆和玻璃鱗片面漆配套也沒有標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)介紹日本玻璃鱗片涂料標(biāo)準(zhǔn)的部分內(nèi)容，見表5。
項(xiàng)目 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
在容器中的狀態(tài) 主劑、固化劑加入混合時(shí)沒有結(jié)塊，質(zhì)地均勻
混合性 能均勻混合
涂膜的外觀 與樣板相比差異不大
厚涂性 垂直面500um厚涂裝無流掛、無裂紋、無剝落
適用期 20℃時(shí)使用2h以上
耐沖擊性 500g重鋼球從500mm高落下沖擊涂膜，無裂紋、無剝落
干燥時(shí)間 16h以內(nèi)
玻璃鱗片含量 20%以上
注：1)適用范圍：本標(biāo)準(zhǔn)是玻璃鱗片涂料的標(biāo)準(zhǔn)，包括不飽和聚酯玻璃鱗片涂料、環(huán)氧玻璃鱗片涂料、乙烯基酯樹脂玻璃鱗片涂料；2)玻璃鱗片涂料的質(zhì)量必須符合上述標(biāo)準(zhǔn)。
表5玻璃鱗片涂料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
 上世紀(jì)80年代中期，我國(guó)從引進(jìn)的許多日本設(shè)備中開始了解和接觸玻璃鱗片涂料，并且開發(fā)出與日本相應(yīng)的各種玻璃鱗片涂料、膠泥，部分取代日本的產(chǎn)品進(jìn)行維修，取得了良好的效果和工程經(jīng)驗(yàn)；華東理工大學(xué)華昌公司，蘭州化工機(jī)械研究院還分別制訂了二型不飽和聚酯樹脂(注：含玻璃鱗片涂料)防腐蝕工程技術(shù)規(guī)程(CECS 73：1995)，玻璃鱗片襯里施工技術(shù)條件(HG/T 2640-1994)，中堿玻璃鱗片(化工部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：HG/T2641-1994)。在玻璃鱗片的生產(chǎn)和研究領(lǐng)域，玻璃鱗片的質(zhì)量及表面處理能力已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。相信今后，隨著玻璃鱗片涂料質(zhì)量的完善和應(yīng)用推廣的深入，其卓越的防銹蝕性能、抗?jié)B透性能和耐蝕性能必將得到進(jìn)一步發(fā)揮。
對(duì)于煙氣脫硫來說, 玻璃鱗片按照其使用部位與特點(diǎn), 可分為低溫玻璃鱗片、高溫玻璃鱗片和耐磨玻璃鱗片等。低溫玻璃鱗片一般具有優(yōu)良的耐水汽的滲透性、耐化學(xué)性、耐腐蝕性等特點(diǎn), 使用溫度一般低于100℃, 是脫硫裝置的主要襯里材料, 主要應(yīng)用于吸收塔的低溫部分、事故漿罐、凈煙氣煙道等部分。高溫玻璃鱗片一般具有優(yōu)良的耐高溫性能,其長(zhǎng)期使用溫度可以達(dá)到160℃以上。主要應(yīng)用于煙氣換熱器與吸收塔之間的原煙氣煙道、吸收塔入口處、煙氣換熱器原煙氣區(qū)域以及煙氣出口擋板門后的煙道部分。耐磨玻璃鱗片是特殊配方的鱗片樹脂, 一般添加陶瓷耐磨材料增加耐磨特性。耐磨玻璃鱗片主要應(yīng)用于吸收塔噴淋部位或漿液磨損嚴(yán)重的區(qū)域(安裝攪拌器的部位)。
目前ZS-1041煙氣防腐涂料悄然占據(jù)超高溫?zé)煹馈焽璧姆栏袌?chǎng)，該涂料以其極為優(yōu)異的耐溫變、抗?jié)B透、耐腐蝕、易施工等特性成功解決了超高溫?zé)煹馈焽璧姆栏瘑栴}。