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玻璃鱗片樹脂防腐材料的耐腐蝕性能

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玻璃鱗片樹脂防腐材料的耐腐蝕性能

發布日期:2021-07-08 作者:蘭州三金化工有限責任公司 點擊:

玻璃鱗片樹脂是指以耐蝕樹脂為主要基料,以薄片狀填料(外觀形狀似魚鱗片,故稱之謂鱗片)為骨料,添加各種功能性添加劑混配而成的膠泥狀或涂料狀防腐材料。鱗片樹脂中的鱗片種類繁多,有云母氧化鐵鱗片、石墨鱗片、鋅鱗片和不銹鋼鱗片等。但從全面綜合的角度考慮(如品質的均一性、與樹脂的粘接力以及供應的穩定性和經濟等因素),目前國內外仍以玻璃鱗片使用較多。

玻璃鋼、橡膠等在使用中常常發生擴散性底蝕、鼓泡、分層、剝離等物理腐蝕破壞。究其原因,主要是由于腐蝕介質的滲透擴散;襯里成型時固化反應形成的殘余應力及使用環境的熱應力、負載應力;以及襯里施工中各種質量缺陷相互作用的影響所致。為了解決此問題,人們在研究分析的基礎上,設計出了具有抗腐蝕介質的滲透能力強,固化殘余應力分散松弛性好,對環境熱應力及負載應力敏感性差的鱗片樹脂襯里技術。

玻璃鱗片樹脂具有優良的耐腐蝕性能,這主要是與膠泥的組成有關。一般情況下,防腐蝕層的防蝕失效主要是樹脂基體受到腐蝕,基體樹脂首先產生失重、變色等情況,之后引起材料的鼓泡、分層、剝離或開裂等情況,最后導致防腐蝕層失效,尤其后者,由于滲透等因素,加速了具有腐蝕性的化學介質滲入到防護層的內部。因此在選擇具有良好耐腐蝕性能樹脂基體的同時,應采取有效的措施來減弱、減緩腐蝕介質或水蒸氣的滲透作用。

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一般情況下,玻璃鱗片樹脂含有10%~40%片徑不等的玻璃鱗片,膠泥在施工完畢后,扁平型的玻璃鱗片在樹脂連續相中呈平行重疊排列,從而形成致密的防滲層結構。腐蝕介質在固化后的膠泥中的滲透必須經過無數條曲折的途徑,因此在一定厚度的耐腐蝕層中,腐蝕滲透的距離大大延長,客觀上相當于有效地增加了防腐蝕層的厚度。

另外,除了具有腐蝕性的化學介質滲透之外,還存在著水蒸氣的滲透。通常情況下,高聚物材料的分子間距為10×10-10m,而對于水蒸氣來說,只要高聚物材料的分子間距達到3×10-10 m,水蒸氣就能容易地透過高聚物的單分子層。若基礎材料是碳鋼時,水蒸氣由于滲透而達到碳鋼表面后,并在氧氣存在情況下,會由于電化學反應而生銹。鱗片樹脂在固化后,由于乙烯基酯樹脂的高交聯密度可以有效的減弱水蒸氣和腐蝕性化學介質的滲透。

固化后的玻璃鱗片樹脂是一種復合材料,其中基體樹脂起黏結作用,這個過程主要是:具有高度活性的不飽和雙鍵的基體樹脂通過交聯,形成三維的體型結構,期間線性的高分子形成網狀的結構會導致化學體積的收縮;同時,在分子中的不飽和雙鍵打開生成飽和單鍵時伴隨著分子體積的變化,有數據表明:液態樹脂中C =C基團分子體積在固化后會縮小25%,這個樹脂固化過程中分子自由體積的變化,也是造成不飽和樹脂(包括乙烯基酯樹脂)收縮的一個重要原因。而收縮會產生內應力,嚴重時會導致微裂紋等的出現,并且殘余內應力的存在為微裂紋的擴展提供了潛在條件。因此在選擇基體樹脂時,應充分考慮樹脂在具有良好的耐腐蝕性能的同時,又要求樹脂具有較低的收縮率。由于加入了玻璃鱗片和其他填料等,鱗片樹脂的收縮率會大幅度降低。并且由于鱗片樹脂中玻璃鱗片的存在可以起到降低固化后的殘余內應力的作用。這是因為:在樹脂基體中不規則分布的玻璃鱗片是一具有較大比表面積的分散體,在膠泥固化后,樹脂由于固化收縮而產生的界面收縮內應力可以被玻璃鱗片所稀釋或松弛,因此有效地減弱了內應力影響;同時,雖然玻璃鱗片在樹脂基體連續相中是近乎平行排列,但還是存在一定的傾角,該傾角的存在可以有效地分割樹脂基體連續相為幾個小區域,使應力不能相互影響或傳遞。

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