鱗片樹脂涂層的研究與應(yīng)用

導(dǎo)讀：本文重點對鱗片樹脂涂層的性能、特點等進(jìn)行研究，并討論其的推廣應(yīng)用。用二年半，0.3毫米厚涂層完好如初，代替過去2毫米襯里，節(jié)約檢修費50%以上。

趙廷錕

（廊坊镕坤環(huán)保科技有限公司河北廊坊065900）

摘要：本文重點對鱗片樹脂涂層的性能、特點等進(jìn)行研究，并討論其的推廣應(yīng)用。

1·鱗片樹脂涂層的性能與特點

1.1鱗片樹脂涂層的組成

選擇長度尺寸60um，厚度6至10um左右的片狀填料，與一般呈球形的普通填料，在數(shù)脂中作用有顯著區(qū)別。鱗片狀填料在樹脂中不僅起增稠與增黏 的作用，同時在涂層中受膠液表面張力和重力作用呈相互疊合平行排列，在1毫米厚的保護(hù)層中排列數(shù)十層，起到阻止腐蝕介質(zhì)滲透到基層的作用，從而提高涂層的 密實性能和物理機(jī)械強度。當(dāng)涂層從液態(tài)到固態(tài)的相變過程中，片狀填料起用鱗片狀填料與合成樹脂改性劑按一定比例摻混配制，涂抹需防護(hù)的金屬或混凝土表面， 形成保護(hù)層，在我國已有30余年歷史。

20世紀(jì)80年代后，我國從國外引進(jìn)的項目施工中，汲取了玻璃鱗片樹脂保護(hù)的施工技術(shù)，并生產(chǎn)了玻璃鱗片，經(jīng)20余 年的研制與實踐，鱗片填料的品種除玻璃鱗片外，還應(yīng)用了云母鱗片、石墨鱗片和金屬鱗片，在不同腐蝕環(huán)境選擇不同品種的鱗片材料與合成樹脂材料，可獲得良好 的防護(hù)效果。目前選用的合成樹脂有環(huán)氧樹脂、耐化學(xué)聚酯、乙烯基樹脂、呋喃改性環(huán)氧樹脂等品種。

近幾年我們研制用納米氧化硅進(jìn)一步改性后，獲得強度較高密 實良好的涂層，在鹽水罐內(nèi)壁防腐已使到釋放收縮應(yīng)力的作用，從而延長涂層的使用壽命。玻璃鱗片、云母鱗片還具有反射紫外線的作用，延長涂層在戶外使用的壽 命，石墨鱗片則具有優(yōu)良的耐磨性能。在涂層中合成樹脂與鱗片的比例是十分重要的，鱗片加入量過多涂層的脆性增加，可導(dǎo)致涂層過早開裂剝落。鱗片樹脂涂料和 普通溶劑型涂料的另一個重要區(qū)別是，鱗片樹脂涂料中固含量(主要成膜物和輔助成膜物含量)占95~100%,而一些普通溶劑型涂料固含量僅為 5 0~6 0%，揮發(fā)份達(dá)40~50%。揮發(fā)份越高表明樹脂含量越低，與一次成膜較厚的鱗片樹脂涂料相比，有著本質(zhì)的區(qū)別。

1.2涂層厚度

鱗片樹脂涂層厚度根據(jù)介質(zhì)種類、溫度環(huán)境、物料磨損程度、液氣沖擊程度綜合評比確定。從國內(nèi)使用比較，最小厚度0.3毫米，最大厚度3毫米，最適 厚度0.5~1.5mm。鱗片樹脂涂層超過2毫米厚，耐熱性能反而降低，特別是在鋼表面防護(hù)時，因兩者材料線膨脹系數(shù)相差較大，越厚斷面承受的溫度應(yīng)力越 大，呈正比關(guān)系，涂層反而容易開裂。改性環(huán)氧鱗片涂料可在1 0 0℃使用，其厚度應(yīng)在1mm以下。

在強腐蝕介質(zhì)如硫酸、工業(yè)鹽酸中不推薦使用鱗片樹脂涂料防護(hù)，一旦局部如焊縫處、底壁交接處或復(fù)雜形狀設(shè)備表面漏涂或質(zhì)量未達(dá)標(biāo)部位，一旦腐蝕介 質(zhì)進(jìn)入，數(shù)十小時設(shè)備就遭穿孔漏酸。目前國內(nèi)外設(shè)計大多用于腐蝕不太強烈場所，避免發(fā)生大型酸罐漏酸殃及構(gòu)筑物及下水管道嚴(yán)重腐蝕的事故。

1.3樹脂品種

在五大類熱固性防腐樹脂中收縮率最小的是環(huán)氧類樹脂，在實際中使用的也最為廣泛。普通E-44環(huán)氧樹脂耐熱不高，﹤90℃，經(jīng)改性可提高到120℃至150℃，其它四類熱固性樹脂也均有應(yīng)用實例。

1.4鱗片樹脂保護(hù)層最高使用溫度界定

材料耐熱溫度不等同于可使用的最高溫度，如果整體設(shè)備都是由這種材料制作的，使用溫度可以按材料的耐熱溫度確定，實際上保護(hù)層是附著鋼表面，兩者 之間物理力學(xué)性能大不相同，線膨脹系數(shù)相差很大，隨著溫度升高，界面產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力越大，前面已強調(diào)這一點，我們像界定玻璃鋼襯里長期使用溫度﹤85℃一 樣，界定鱗片樹脂涂層長期作用溫度在100℃以下，若厚度﹤0.5mm，可略有增加，在105℃至110℃左右。表1列出不同品種鱗片的性能比較。

2·鱗片樹脂涂層應(yīng)用

各種鱗片涂料在防腐蝕工程中的應(yīng)用實例見表2。

從表2應(yīng)用實例看出，我們從使用玻璃鱗片，逐漸改用強度與耐蝕更好的云母鱗片，在有腐蝕與磨損的場所下，選用耐磨性能優(yōu)良的石墨鱗片，可在焦化系統(tǒng)脫硫除塵設(shè)備中使用。也可針對現(xiàn)場實際設(shè)計切實可行的施工方案,制作高性能的鱗片樹脂涂料。

例如，用納米級填料進(jìn)一步改性后，可提高鱗片樹脂涂料的強度。在4臺大型鋼罐中應(yīng)用，面積3000平方米，厚度僅0.3毫米，代替2毫米玻璃鋼襯 里傳統(tǒng)防護(hù)方法，介質(zhì)為滲透壓極大的飽和鹽水，溫度65~70℃，經(jīng)2年使用檢查完好。2006年11月再施工一臺面積1000平方米鋼罐，代替襯玻璃鋼 2mm傳統(tǒng)防腐工藝，為該廠節(jié)約防腐工程費用50%。

鱗片樹脂涂層應(yīng)嚴(yán)格按照國家有關(guān)施工規(guī)范要求進(jìn)行，表面處理應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)，噴射法除銹達(dá)到Sa2.5級標(biāo)準(zhǔn)，鱗片樹脂涂料固含量95~100%，揮 發(fā)份含量﹤5%，鱗片含量不少于20%（石墨鱗片），抗?jié)B強度應(yīng)超過普通玻璃鋼襯里20倍，達(dá)到0.8MPa,30分鐘不透/2mm試樣厚，通過磁性測厚 儀檢測，涂層厚度達(dá)到設(shè)計要求。

國內(nèi)也曾發(fā)生因鱗片涂料質(zhì)量不良出現(xiàn)重大事故，2臺400m3鹽酸罐使用1個月就嚴(yán)重腐蝕漏酸事故。檢查發(fā)現(xiàn)涂層脫落無強度，脆性極大。系因配比錯誤，鱗片與樹脂比例達(dá)25：75，稀釋劑占涂料高達(dá)50%，失去強度所至。

3·電廠鍋爐煙道尾氣脫硫除塵系統(tǒng)應(yīng)用建議

鍋爐煙道尾氣脫硫除塵系統(tǒng)設(shè)備使用鱗片樹脂保護(hù)層過去國內(nèi)實例較少，過去有采用麻石砌筑塔和鋼制襯玻璃鋼設(shè)備。從我們調(diào)研發(fā)現(xiàn)，鍋爐尾氣脫硫除塵 塔，往往因斷水，溫度超過230℃尾氣進(jìn)入塔內(nèi)造成襯里層脫落的事故較多，若保證供水系統(tǒng)不間斷（設(shè)置備用水泵），使用玻璃鋼襯里則有應(yīng)用3年以上的實 例。為此，使用比玻璃鋼襯里更耐熱的鱗片樹脂保護(hù)層，1~2mm厚，壽命可超過8年，但對設(shè)備焊縫部位要求嚴(yán)格，以保證涂層連續(xù)完整，鱗片種類可選玻璃鱗 片，但推薦用石墨鱗片。