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玻璃鳞片树脂防腐材料的耐腐蚀性能

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玻璃鳞片树脂防腐材料的耐腐蚀性能

发布日期:2016-07-27 作者: 点击:

玻璃鳞片树脂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,故称之谓鳞片)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。鳞片树脂中的鳞片种类繁多,有云母氧化铁鳞片、石墨鳞片、锌鳞片和不锈钢鳞片等。但从全面综合的角度考虑(如品质的均一性、与树脂的粘接力以及供应的稳定性和经济等因素),目前国内外仍以玻璃鳞片使用较多。

玻璃钢、橡胶等在使用中常常发生扩散性底蚀、鼓泡、分层、剥离等物理腐蚀破坏。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致。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树脂衬里技术。

玻璃鳞片树脂具有优良的耐腐蚀性能,这主要是与胶泥的组成有关。一般情况下,防腐蚀层的防蚀失效主要是树脂基体受到腐蚀,基体树脂首先产生失重、变色等情况,之后引起材料的鼓泡、分层、剥离或开裂等情况,最后导致防腐蚀层失效,尤其后者,由于渗透等因素,加速了具有腐蚀性的化学介质渗入到防护层的内部。因此在选择具有良好耐腐蚀性能树脂基体的同时,应采取有效的措施来减弱、减缓腐蚀介质或水蒸气的渗透作用。

化工原料

一般情况下,玻璃鳞片树脂含有10%~40%片径不等的玻璃鳞片,胶泥在施工完毕后,扁平型的玻璃鳞片在树脂连续相中呈平行重叠排列,从而形成致密的防渗层结构。腐蚀介质在固化后的胶泥中的渗透必须经过无数条曲折的途径,因此在一定厚度的耐腐蚀层中,腐蚀渗透的距离大大延长,客观上相当于有效地增加了防腐蚀层的厚度。

另外,除了具有腐蚀性的化学介质渗透之外,还存在着水蒸气的渗透。通常情况下,高聚物材料的分子间距为10×10-10m,而对于水蒸气来说,只要高聚物材料的分子间距达到3×10-10 m,水蒸气就能容易地透过高聚物的单分子层。若基础材料是碳钢时,水蒸气由于渗透而达到碳钢表面后,并在氧气存在情况下,会由于电化学反应而生锈。鳞片树脂在固化后,由于乙烯基酯树脂的高交联密度可以有效的减弱水蒸气和腐蚀性化学介质的渗透。

固化后的玻璃鳞片树脂是一种复合材料,其中基体树脂起黏结作用,这个过程主要是:具有高度活性的不饱和双键的基体树脂通过交联,形成三维的体型结构,期间线性的高分子形成网状的结构会导致化学体积的收缩;同时,在分子中的不饱和双键打开生成饱和单键时伴随着分子体积的变化,有数据表明:液态树脂中C =C基团分子体积在固化后会缩小25%,这个树脂固化过程中分子自由体积的变化,也是造成不饱和树脂(包括乙烯基酯树脂)收缩的一个重要原因。而收缩会产生内应力,严重时会导致微裂纹等的出现,并且残余内应力的存在为微裂纹的扩展提供了潜在条件。因此在选择基体树脂时,应充分考虑树脂在具有良好的耐腐蚀性能的同时,又要求树脂具有较低的收缩率。由于加入了玻璃鳞片和其他填料等,鳞片树脂的收缩率会大幅度降低。并且由于鳞片树脂中玻璃鳞片的存在可以起到降低固化后的残余内应力的作用。这是因为:在树脂基体中不规则分布的玻璃鳞片是一具有较大比表面积的分散体,在胶泥固化后,树脂由于固化收缩而产生的界面收缩内应力可以被玻璃鳞片所稀释或松弛,因此有效地减弱了内应力影响;同时,虽然玻璃鳞片在树脂基体连续相中是近乎平行排列,但还是存在一定的倾角,该倾角的存在可以有效地分割树脂基体连续相为几个小区域,使应力不能相互影响或传递。


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