一、综述:
• 腐蚀而造成的损失占国民经济总产值的3%左右;
• 金属阴极保护较为成熟,在非金属防护材料方面还是较落后;
• 复合材料或纤维增强塑料(FRP)在防腐蚀中使用比例大在增大;
• FRP在防腐蚀应用:纸浆与造纸、冶炼、氯碱工业、化肥工业、污水/
水处理,电力系统及环保市政等各方面;
• FRP优点:综合性能和经济性;
• FRP材料耐腐蚀应用中的两个关键问题是:
①、产品基材的选择;②、防腐蚀处理方法。
二、腐蚀形态分析:
FRP产品的腐蚀形态,主要是两种形式,即物理腐蚀和化学腐蚀:
2.1介质在FRP中的扩散渗透机理(物理腐蚀):
• 根据扩散机理分为:介质分子在聚合物大分子链间的扩散,即分子水平上的扩散和介质在聚合物内的微孔、裂缝或其它空隙的所谓毛细扩散;
• 是否易发生物理腐蚀,用溶胀或溶解来解释;
• 影响FRP渗透的主要因素是玻璃纤维、树脂基体及界面。
2.2化学腐蚀:
该腐蚀形态是指高聚合物分子的降解,发生了化学键的断裂。主要分为水解和氧化。
三、国内的热固性树脂材料防腐蚀现状:
国内耐腐蚀热固性树脂主要是四种材料:
• 不饱和聚酯树脂(UPR)(用量最大,品种也最多);
• 环氧树脂;
• 呋喃树脂;
• 酚醛树脂。
3.1环氧树脂:
优点:• 优良的粘接强度和物理力学性能;
• 较好的耐碱性;
缺点:• 一般采用胺类固化剂进行常温固化环氧树脂在酸性介质下的
耐腐蚀性较差;
• 粘度较大,施工麻烦;
• 固化剂品种的毒性及受环境影响较大。
3.2酚醛树脂:
优点:• 具有耐酸好、耐有机溶剂和耐较高温度的特点;
缺点:• 施工工艺差和抗渗性差(一般仅适用于加压、加热的模压工艺)
3.3呋喃树脂:
优点: • 应用于环氧树脂或高度耐腐蚀UPR不能解决的场合;
(如耐高温下的碱腐蚀及溶剂性好);
• 高温下代替稀有金属材料如蒙乃尔,特别对有机溶剂及废物处理等。
缺点: • 固化要求高;需要后固化处理等;
• 脆性大、粘接性差及施工工艺性差等。
我司的室温固化899呋喃树脂特点:
• 保持呋喃树脂良好的耐腐蚀性能;
• 改善的施工工艺性(可调节使用“凝胶”时间);
• 降低固化处理要求,改善固化水平;
• 推荐结构:在铺层结构上采用呋喃+环氧呋喃+环氧的构造。
3.4不饱和树脂(UPR)
国内常用的UPR:双酚A型,芳烃树脂、氯化树脂和乙烯基树脂:
3.4.1双酚A树脂:
• 牌号有:有197、3301,323、382等;
• 具有良好的耐酸、一定的耐碱性和较好的综合机械性能和耐温性;
• 断裂延伸低、脆性(80年代后逐渐被乙烯基树脂所取代)
3.4.902树脂:
• 特出的耐硫酸硝酸特性;
• 优良的耐酸性、碱性,同时价格低廉;
• 耐温性不高(使用温度小于70度),可代替环氧树脂。
3.4.3氯化树脂(791H):
• 防腐蚀性能良好(尤其是耐湿氯气和强氧化性介质);
• 同时又具有良好的阻燃性;
• 其防腐蚀机理:反应生成“氯奶油”的屏障保护作用。
• 唯一原料商美国OXYCHEM公司在中国的合作伙伴——上海富晨;
• 791H树脂应用在国内的多家氯碱厂和化学厂工程中。
3.4.4乙烯基树脂( Vinyl ester resin,简称VE):
• 是由甲基丙烯酸与环氧树脂反应而成;
• 优良耐热、机械及化学性能及UPR树脂的优良工艺性(具体见图1);
• 富晨VE产品:双酚A环氧型、酚醛环氧型、阻燃型、零收缩型等产品。
四、乙烯基产品
4.1 常规型乙烯树脂
• 有854、884、882等几种VE;
• 854乙烯基特点:高拉断裂延伸率、、耐腐蚀性更好的特点;
• 820的制品具有较高的层结结合力和、气干性好;
• 879的树脂耐碱性突出,试验与客户反馈表明耐碱性优于国外进口产品;
• 适合无后固化条件的厂家、大型制品的制作或现场制作等情况;
下表是854乙烯基与国内外常用的乙烯基的性能比较:
*国外VE的标值测试方法是按ASTM标准,我们实测是按GB方法进行,下同。
4.2耐高温型乙烯基(898酚醛环氧乙烯树脂)
898树脂的特点:
• 特高的HDT,并具有良好的力学性能;
• 良好的耐溶剂性及耐强氧化性介质;
• 目前在国内外的几个脱硫工程、高温烟囱、电厂项目等中得到大量应用;
4.3化学阻燃乙烯基树脂(892树脂)
• 化学反应性阻燃乙烯基树脂;
• 良好的耐腐蚀性的同时,更具有好的阻燃性;
• 纯树脂的浇铸体的氧指数(OI)达39.0,烟灭度符合GB标准;
• 具有操作方便,以及经济性的特点。
4.4低收缩乙烯基树脂(891):
• 树脂具有低收缩,高韧性和良好粘接性的特殊性能特点;
• 树脂浇铸体的线收缩率为0.015%;
• 经80℃2小时后固化处理后为0.160%;
• 市场上的树脂经后固化处理后的线收缩率为2-3%;
• 适合制作玻璃钢模具、浇铸件、密封料和有精确尺寸要求的玻璃钢制品;
• 适合制作耐腐蚀大理石板材,树脂混凝土,树脂砂浆和胶泥
• 与FUCHEM柔性底涂配合,整体地坪制作时可省略玻璃钢隔离层;
• 适合用作碳钢等金属基体的内衬
• 适合耐冲击FRP制品,适合制作纤维增强头盔等制品。
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