玻璃鱗片涂料技術及其發展

 一、玻璃鱗片涂料及其特點

    玻璃鱗片涂料是以耐蝕樹脂為主要成膜物質，以薄片狀的玻璃鱗片為骨料，再加上各種添加劑組成的厚漿型涂料。
 
    玻璃鱗片的厚度一般為2－5μm、片晶長度為100－3000μm，由于涂層中的玻璃鱗片上下交錯排列，形成了獨特的屏蔽結構，這種結構可以代替橡膠、塑料和玻璃鋼襯里，或與玻璃鋼相結合，構成玻璃鱗片樹脂襯里涂料，具有以下特點：

1、 極優良的抗介質滲透性。
 
2、 優良的耐磨損性。

3、 硬化時收縮率小，熱膨脹系數小。

4、 襯里與基體的粘結性好，耐溫度驟變性好。

5、 良好的施工工藝性，可采用噴、滾、刷和抹等工藝，不但施工方便，而且修補容易。

二、玻璃鱗片涂料的發展

    美國歐文斯－康寧（Owens-Coming）玻璃纖維公司于1953－1955年間首先成功的開發并制造出玻璃鱗片，并于1957年發表了玻璃鱗片涂料制造的第一個專利，此后開始了更廣泛、深入的試驗應用。日本富士樹脂公司1967年在日本首次開發出了玻璃鱗片樹脂，1971年在日本一個大型火力發電站脫硫裝置上應用。玻璃鱗片涂料經過十余年在各國的成功應用，特別在排煙脫硫裝置內襯、海洋工程設備防腐以及化工耐蝕貯槽襯里和酸洗槽內襯等領域的成功事例，充分證明了這一技術的優越性，于是在1971年，美國SPI（塑料工業協會）、SPE（塑料工程師協會）和NACE（防腐蝕工程師協會）幾大協會聯合召開玻璃鱗片涂料專題討論會，自此，玻璃鱗片涂料作為一種有效的重防腐涂料，引起了世界的廣泛注意。

    在中國，化工部化工機械研究院防腐工程研究所于1982年開始了玻璃鱗片樹脂襯里的開發性研究。從試制玻璃鱗片開始，解決了玻璃鱗片的界面處理、鱗片在樹脂中的穩定懸浮、鱗片的分散及清洗等技術問題；進行了抗透性試驗，耐腐蝕性能試驗及力學性能試驗等，以及在工業裝置上的應用試驗。該科研成果獲得化工部科技進步三等獎。該項技術已在國內廣泛推廣應用，社會和經濟效益顯著。

    蘭州華榮科技開發有限公司在引進國外相關技術的基礎上，繼承防腐工程研究所的研究結果，經過大量試驗和實踐，生產出玻璃鱗片系列涂料并將其應用到煙氣脫硫、酸洗槽內襯、水處理交換器內襯等設備的防腐，取得了良好的社會效益和經濟效益。
三、玻璃鱗片涂料的性能

玻璃鱗片涂料（環氧型）固化后的物理力學性能如下：

類型物性 薄 膜(0.2-0.4) 中 膜(0.4-1.5) 厚 膜(1.5-2.5)

抗拉強度MPa 24 25 28

抗彎強度MPa 50 65 74

抗壓強度MPa 12 12 12

粘接強度kg/cm2 130-160 130-160 130-160

水蒸汽透過率 36 26 1

孔隙率％ 1.502 1.502 3.80

巴氏硬度 30 40 49

線脹系數，℃ （2－2.6）×10－5 （2－2.6）×10－5 （2－2.6）×10－5

磨耗系數 56 78 90－95

四、玻璃鱗片涂料與其它耐蝕材料性能比較

1、與耐蝕金屬和橡膠的比較

玻璃鱗片涂料與幾種耐蝕金屬和丁基橡膠的耐蝕性能比較見下圖：

    耐磨性方面，在無腐蝕條件下玻璃鱗片涂膜的耐磨性優于天然橡膠和丁基橡膠，但較氯丁橡膠略差些；然而在經過腐蝕介質浸泡后橡膠的耐磨性能急劇下降，而玻璃鱗片涂層的耐磨性卻幾乎保持不變。見下圖：

    玻璃鱗片樹脂襯里的線脹系數（2×10－5）比橡膠襯里的線脹系數（7.5×10－5）小，它接近鋼的線系數（1.16×10－5），能夠承受設備使用過程中的溫度急變。前者可承受的溫度差達80℃，而后者只能承受40℃的溫度差。前者與鋼的粘結強度在100℃時為常溫時的70％，而后者在80℃時其粘結強度就急劇下降。另外橡膠襯里施工及修補均不方便，且局部易出現鼓包滲漏等缺陷。

2、與玻璃鋼性能比較

    玻璃鱗片涂膜的抗滲性能、耐磨性和線膨脹性以及施工工藝性等都優于玻璃鋼。玻璃鱗片將樹脂分割成許多微小區域，使樹脂內的微裂紋、微氣孔互相分離，有效地抑制了毛細管作用所引起的滲透。而且鱗片界面的位置又與滲透方向垂直，從而有效地抑制了因界面孔隙所引起的介質滲透。

    玻璃鱗片不象玻璃纖維、玻璃布那樣連續分布在樹脂中，而是分散的、不連續的分布在樹脂中，從而將樹脂分割成許多小區域，成為薄薄的樹脂層，這樣樹脂的殘余應力在每一小范圍內就大減小，其危害性也相應減小，避免了玻璃鋼被破壞時的大片脫落。

3、涂料性能比較

玻璃鱗片襯里（薄膜型）同常用的環氧涂料和環氧焦油涂料的綜合性能比較見下表：

項目 鱗片襯里 環氧涂料 環氧焦油涂料

主成分 耐蝕樹脂+玻璃鱗片 環氧樹脂含溶劑 環氧樹脂＋焦油含溶劑

固化體系 過氧化物(毒性小) 胺系(有毒性) 胺系(有毒性)

膜厚μm 200-300 200-300 300-400

施涂次數 3次 4次 3次

重涂間隔 2-3 2-7日 2-7日

冬季施工 可能 困難 困難

養生期間 1-2日,十分硬化 必須3-7日以上 必須3-7日以上

水蒸汽透過率 1 7 1.45

耐鹽水性 常溫一年 良好 發生泡疤 發生泡疤

50℃一年 良好 顯著生銹 顯著生銹

耐凹槽 良好 稍良好 不良

耐候性 良好 稍良好 不良

大慶石化煉油廠鍋爐車間中間水箱玻璃鱗片防腐現場

五、玻璃鱗片涂料的用途

1、排煙脫硫裝置，這是玻璃鱗片涂料厚膜襯里應用最成功的領域之一。

2、石油貯槽內襯，這是玻璃鱗片涂料薄膜襯里應用的成功證明。

3、海洋工程。

4、混凝土建筑中的應用。玻璃鱗片涂料可用于化工、醫藥和食品廠的地面、墻面、天花板、排水溝以及大型廢水池、游泳池和海水養殖等的防腐。

5、各類裝置中的應用。化工行業的各種貯槽容器、化學反應、混合、分離各過程的塔器、管道等設備均可用玻璃鱗片涂料防腐。

6、市政工程和建筑防腐。

7、各種類型食品容器的內襯。

8、電子工業和各種藥品的容器內襯。

9、船舶的內外防腐。