玻璃鳞片6..

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资源描述

玻璃鳞片•鳞片衬里是指以耐蚀树脂为主要基料,以薄片状填料(外观形状似鱼鳞片,故称之为鳞片)为骨料,添加各种功能性添加剂混配而成的胶泥状或涂料状防腐材料,再经专用设备或工人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。•以往的衬里防腐蚀技术(如玻璃钢、橡胶等)在使用中常常发生扩散性底蚀、鼓泡、分层、剥离等物理腐蚀破环。究其原因,主要是由于腐蚀介质的渗透扩散;衬里成型时固化反应形成的残余应力及使用环境的热应力、负载应力;以及衬里施工中各种质量缺陷相互作用的影响所至。为了解决此问题,人们在研究分析的基础上,设计出了具有抗腐蚀介质的渗透能力强,固化残余应力分散松弛性好,对环境热应力及负载应力敏感性差的鳞片衬里技术。其中用于制作鳞片的原料有玻璃、云母、不锈钢、涤纶等。因玻璃鳞片制作简单,造价便宜,且适用面宽,故而得到迅速发展,称为主要使用材料。基本原理•鳞片衬里防腐层结构组成•从鳞片衬里剖断面图看,鳞片衬里层与玻璃钢层的主要区别在于玻璃钢的连续的丝状纤维为鳞片衬里的不连续的片状鳞片。由于鳞片是不透性实体,在衬层中垂直于介质渗透方向,成多层次有序叠压排列,故一方面为介质渗透设置了一道道屏障;另一方面,改变了树脂固化时的收缩残余应力及使用时由于环境热引起热应力的分布、传导、叠加及松弛条件,从而有效地抑制了以往防腐衬里技术中常见的物理破环现象。•抗渗透能力•鳞片防腐材料之所以具有比玻璃钢高得多的抗渗透能力,是因为在鳞片防腐层中,扁平状鳞片在树脂中平行叠压排列。这不仅对腐蚀介质渗透构成一道道屏障,使介质在基料中的渗透必须经过类似迷宫般的曲曲折折地途径,这相当于客观增加了防腐层厚度。而且使基料中必然存在的微气泡、微裂纹、分子级空穴等缺陷被鳞片有效分割,从而有效抑制了介质的渗透。另外,由于鳞片是不连续片状实体,且在基料中近似平行排列,使得鳞片与树脂界面间缺陷又为树脂分割,因此,尽管在鳞片衬里内也存在许多缺陷,但其独特的衬里层结构使之对缺陷的抑制作用确较玻璃钢好许多。•综合前述对鳞片衬里结构的抗渗特性分析,就可以说明了为什么鳞片防腐层中渗入介质的分布是平台状的。导致这一渗透介质分布状态的原因是因为介质渗透是在迷宫式的狭缝中进行,且主要渗透方向垂直于防腐层厚度方向。故对整个防腐层而言,在厚度方向上,介质渗透因受鳞片阻碍,其积累速度大于介质的扩散速度,导致各鳞片间的介质含量不断趋于饱和。又由于介质渗透动力是逐渐衰减的,这也使得介质向纵深渗透趋缓。鳞片衬里成型残余应力小•鳞片衬里结构与玻璃钢结构相比,大大改变了树脂的固化收缩及热应力的作用状态,从而减小了残余应力影响,提高了界面强度。从图一和图二中可以看出,玻璃钢中树脂是呈连续膜状,树脂在膜层内固化时,因分子的集聚态和构像发生变化,导致体积收缩;又由于树脂与纤维的线胀系数不同,受环境热影响的不同,故在树脂层内及界面间产生缩胀应力,且此类应力可经连续的玻纤及树脂相互传递。而分散状的鳞片的排列是不十分规则的,具有一定的倾角。因此树脂的缩胀被鳞片分割成一个个分散的小区域,使其相互抵消松弛,而不传递叠加。另外,虽然树脂与鳞片之间也产生缩胀应力,但因鳞片是分散体,可随树脂的缩胀移位,故界面收缩应力被用来对鳞片位移做功,将应力松弛掉。这样,使得防腐层内的残余应力大大减小,相应的层内界面强度也大大提高,微裂纹也相应减少。图一图二•玻璃鳞片涂料的特性•总体来看,玻璃鳞片重防腐涂料具有下列特性:•(1)极优良的抗介质渗透性。由于玻璃鳞片很薄,能与涂层重叠平行排列,形成致密的防渗层,有效地提高了涂层的抗渗透能力。例如:0.1mm厚的玻璃鳞片涂料的抗水蒸汽通过性相当于0.7mm以上厚度的环氧树脂。(2)抗渗性能还与涂层的厚度、玻璃鳞片径/厚比、含量密切相关。厚度越大、径/厚比越大,抗渗性能越好。(3)一般在涂料中玻璃鳞片含量在20%以上时就具有很好的抗渗性。鳞片的掺入量过多,树脂不能充分润湿鳞片表面,黏度过高,流平性不好,使涂层的附着力下降,造成针孔,毛细管等涂层缺陷,玻璃鳞片在涂料配方中的用量可高达25%。渗入量低于10%以下,鳞片含量少,不能形成多层屏蔽阻挡腐蚀介质的侵入。经实验表明,鳞片掺入量20%左右,效果较好。玻璃鳞片必须经过表面处理,以保证与树脂的良好黏合性,是涂膜具有优良抗渗性的重要保证。(4)玻璃鳞片的交错重叠不利于溶剂的挥发成膜,因此,要求玻璃鳞片涂料必须是高含量,最好为无溶剂涂料,这也有利于环境保护的需求。(5)涂膜抗开裂性能突出。由于玻璃鳞片的力学增强作用,即使涂膜涂刷很厚,也不会产生开裂现象,涂膜增厚,带来更好的抗渗性。•(6)涂膜的厚浆化,要求涂料具有触变性。一般要求一次成膜150-300μm。•(7)玻璃鳞片与树脂之间具有极高的黏结强度。玻璃鳞片涂层的剥落强度可高达105kg/cm²。•(8)涂层中玻璃鳞片的大量存在,不仅减少了涂层与底材之间热膨胀系数之差,而且也明显降低了涂层的固化收缩率,因此,存在于涂层与底材之间的内应力也随之减少,这不但有利于抑制涂层龟裂、剥落等现象,更确保涂层发挥其优异的附着力与抗冲击作用。•(9)涂层中的玻璃鳞片与树脂紧密黏接,提高了涂层的坚韧度,使涂层具有优良的耐蚀性。此外,涂层中层层排列的玻璃鳞片,可形成多层的镜面反射,从而减少了紫外线对涂层中高分子树脂的破坏。•(10)耐温性提高,减少了涂层与钢铁之间线膨胀系数的差别,耐温度骤变性好,抗开裂性能好。如,乙烯基树脂玻璃鳞片涂料在沸腾水-冷水、或150℃(干燥)-冷水进行400次循环,涂膜完好。•(11)涂层的硬度、耐磨、抗冲击性极好,比普通黑色醇酸漆高2.5倍。当受到机械损伤时,玻璃鳞片涂层破坏仅仅是局部,其扩散趋势小,易于修复。•(12)光洁、抗污。其坚硬光滑性能有利于海洋设施涂层表面的海洋微生物、贝壳等污物清除。•(13)良好的施工性能,可采用喷、刷、滚、抹等工艺,不但施工方便,而且修补容易,在使用几年后,如遭到破坏,则遭到破坏,则只需要在该处做简单处理即可进行修补,并可继续使用。玻璃鳞片涂料的组成•玻璃鳞片涂料主要由树脂、玻璃鳞片、其他辅助颜填料及助剂组成。•玻璃鳞片•玻璃鳞片的性能与涂膜防腐效果至关密切。玻璃鳞片大多采用吹胀法制得,经1000℃以上的高温熔融,再经吹制变得很薄的球体(厚度2-5μm),然后骤冷,最后经破碎、筛选分级而成,进行表面处理后包装待用。适用范围:1、适用于石油化工厂、热电厂、钢铁厂、有色金属冶金厂、纸浆厂、造纸厂、化工厂、等部门的较恶劣环境烟道气脱硫、排烟烟囱装置。2、适用于各种石油贮槽、贮罐的内衬,化学药品的贮存,各种贮槽、化学反应、混合分离各过程的塔器、管道等设备的衬里防腐。3、适用于化工、医药、食品厂的地面、墙面、天花板、排水沟及大型废水池、污水处理的设备、混凝土池和贮槽、海水养殖地等的混凝土表面构筑物的防腐。

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