前言
玻璃鱗片涂料(樹脂襯里技術)首先是由美國開發出來的。20世紀50年代中期Owens Corning玻璃纖維公司推出了一種含有玻璃鱗片的樹脂襯里材料[3]。據報道，這是一種適用于船殼以及化學品儲罐、化工廠塔器和槽體的優良襯里材料，這種材料能耐環境介質的滲透，有助于延長襯里壽命。同期，日本開始研究一種性能優于一般不飽和聚酯樹脂(UP)的環氧乙烯基酯樹脂(VE)。1967年，FUJI樹脂公司開發成功VE玻璃鱗片涂料，使用了日本板硝子公司的玻璃鱗片，以高粘度施工的襯里形式成功應用于煙氣脫硫裝置，開始了實用化，該技術還出口海外。
20世紀80年代初，我國貴溪冶煉廠的煙氣脫硫裝置就是由該公司提供的VE玻璃鱗片襯里[1]。1972年日本三菱樹脂公司、日本高分子化學公司引入Ceilcote公司技術，東洋橡膠工業公司輸入了Heill公司技術，開始了大規模的研發和應用。一方面，由于玻璃鱗片涂料(襯里)是以毫米為單位的高厚膜涂層，非常適合苛刻的腐蝕環境，如海洋鹽蝕區域、各類化學儲罐、海上建筑、海岸混凝土建筑等；
另一方面，日本四面環海，特殊的地理環境迫使其對長期而有效玻璃鱗片涂料倍加重視。對于樹脂襯里薄膜技術的評價，日本目前處于地位[2]。日本于1974年由樹脂襯里工業協會成立了“薄片襯里技術研究會"，通過滲透擴散理論進行了合理的解釋，積極開展樹脂鱗片襯里技術和薄片襯里工藝的研究開發，并擴大了玻璃鱗片涂料的應用范圍。2玻璃鱗片涂料概述玻璃鱗片涂料是在熱固性樹脂里填充以特殊處理的鱗片狀玻璃(含堿玻璃，C玻璃)，同增強用的無堿纖維(無堿玻璃，E玻璃)相比，成份比率*不同，其組成如表1所示，這些組成的不同，影響了玻璃的各種特性，特別是耐酸性有很大的差異，其特性如表2所示。表1 玻璃鱗片的玻璃組成 (%)玻璃種類SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOB2O3Na2CO3K2OBaOC玻璃64.64.213.43.34.39.30.9E玻璃54.214.621.10.39.00.50.3由于玻璃鱗片在涂層中是重疊排列的，因此對涂膜的抗滲透性起了很大作用。涂裝方法可采用刷涂、高壓無氣噴涂或輥筒涂裝。表2 玻璃的耐蝕性 (%)玻璃種類冰醋酸10%HCl10%H2SO410%HNO328%NH4OHH2OC玻璃0.424.082.434.351.250.95E玻璃0.7843.8842.7440.20.660.64注：測試數據為9.5um厚涂膜在96℃的各種介質中浸泡24h后的失重百分比。玻璃鱗片涂料的特性[2-4]：1)對化學介質、氣體、蒸氣的滲透性遠比玻璃鋼襯里小，難以引起水蒸氣擴散現象，這是由于層層重疊排列的玻璃鱗片，使介質滲透距離長的緣故。2)固化時收縮低，由于分散，粘接面殘余應力小。3)熱膨脹系數小，粘接熱應力相應也小，耐熱溫度高，耐熱沖擊性能好。4)力學強度雖不如玻璃鋼襯里，但耐磨性、耐刮擦性能出色，對機械損傷也只限于局部。5)玻璃鱗片涂料施工工藝性能也很好。玻璃鱗片涂料若僅是玻璃鱗片和樹脂的物理混合，是不能充分發揮其性能的，這里還涉及玻璃鱗片的截面問題，玻璃鱗片混合量及混合方法，樹脂的選擇，基體的前處理，底漆的選擇，施工方法等一系列的參數是決定玻璃鱗片涂料的技術關鍵。關于玻璃鱗片涂料品種及特性見表3，其物理性能見表4。表3 玻璃鱗片涂料的品種及特性樹脂種類型號適用范圍耐熱性/℃日本FUJI中國華昌液相氣相間苯型UP#3-耐酸8090雙酚型UP#4-耐酸、耐堿8090二甲苯型UP-FX耐酸、耐堿、鹽霧8090環氧樹脂#106FE耐水、耐弱酸、耐堿、耐鹽7880乙烯基酯樹脂#5RFV-5耐酸、耐堿90100#6HFV-1耐酸、耐熱、耐溶劑120150#6RFV-2耐強酸、耐堿、難燃性110130#7HMW-2耐酸、耐堿、耐熱1101403玻璃鱗片涂料在日本的應用實例由于玻璃鱗片涂料具有耐蝕，抗滲透性好，涂膜收縮率低，熱膨脹系數小，固化殘余應力少，耐磨損，施工簡便，易于修補，因而玻璃鱗片涂料在化工、冶金、化纖、電鍍、建筑等行業均有大量應用。特別是在各種海洋工程設備、海上石油天然氣平臺、港灣碼頭及船舶應用更為廣泛。現舉幾個應用實例[5～7]。表4 玻璃鱗片涂料的物理性能(以#6R為例)物理性能測定方法指標拉伸強度/Mpa-40斷裂延伸率/%-0.4彎曲強度/Mpa-80彎曲彈性模量/Mpa-8粘結強度/Mpa-13彎曲性/(°)拉伸剪斷4°裂縫耐沖擊性/(kg?cm)4.5mm鐵板450mm跨度0.5×40裂縫錐度磨損減量/mg-40熱膨脹系數/(1?℃-1)CS-17 1000g 1000周期2×10-5固化收縮力/Mpa-0.2蒸汽透過率g/(in2?h?mmHg)涂膜收縮法ASTM-E-96-660.011)北陸汽車公路混凝土橋鹽霧腐蝕對策——沿海一側每到冬季，由于飛來的鹽份，不管鋼結構還是混凝土構筑物，成為日本破壞zui顯著的地方。北陸汽車公路混凝土橋，1972年開始使用，后來遭鹽霧侵蝕發生破壞，1987年開始修補，修補中使用了環氧玻璃鱗片涂料和乙烯基酯玻璃鱗片涂料，涂膜厚1000um。同年完成的從新瀉縣上越市至富山朝日鎮59.3km的高速公路混凝土橋，為了對付鹽霧，使用了乙烯基酯玻璃鱗片涂料涂裝，在玻璃鱗片涂料上又涂聚氨酯樹脂涂料和氟樹脂涂料。2)沖繩地區的鋼橋防銹蝕調查——沖繩綜合事物局在日本鋼橋專業協會的協助下，進行了防銹蝕性和防風砂磨蝕性的涂裝系列試驗，2年后測定，玻璃鱗片涂料性能，環氧樹脂涂料次之，氯化橡膠涂料和鄰苯型不飽和樹脂涂料效果較差。3)機場聯絡橋的鋼結構防銹蝕方案——關西機場聯絡橋的鋼結構，提出了使用玻璃鱗片涂料的方案。鐵道縱桁上面，使用后更換涂料困難，為了*性的防銹蝕需要，采用了玻璃鱗片涂料和聚氨酯涂料，涂膜厚度為1090um的方案，其中使用的玻璃鱗片涂料的樹脂是VE和環氧樹脂。下部防銹蝕，提出了飛濺區涂裝乙烯基酯樹脂玻璃鱗片涂料和聚氨酯涂料(1000um)；潮水漲落區域涂裝玻璃鱗片涂料(1090um)。4)港灣鋼構物防銹蝕方案——日本沿岸開發技術研究中心1986年發表了鋼結構防銹蝕指南，其中海上大氣部、海水飛濺部、潮水漲落部及海水中部位推薦乙烯基酯樹脂、環氧煤焦油樹脂和玻璃鱗片涂料。5)石油貯槽底板防銹蝕——日本沖繩石油基地(金武灣)石油貯槽高22m，直徑80m，浮屋頂式貯藏量為10萬m3，還建造了210萬m3及510萬m3的石油貯槽，其底板采用玻璃鱗片涂料防銹蝕，使用日本高分子化學公司生產的玻璃鱗片涂料，5年內施工面積達1.5×106m2。4玻璃鱗片涂料施工簡介玻璃鱗片涂料施工簡單，可用刷涂、滾筒涂和高壓無氣噴涂。涂裝前必須進行表面處理，除油后用噴砂、噴丸進行去銹及粗化處理。通常用4號砂或20-40目的石英砂，以5-7kg/cm2壓縮空氣帶動砂粒，砂粒以50～70m/s速度從噴嘴中噴出，表面達SIS Sa2.5規格，清除噴砂后的灰塵，在8h小時內進行涂裝。涂裝一般在干燥天氣進行，溫度5℃以上，相對濕度85%以下。用同一種樹脂或玻璃鱗片(粒度較小的)作底漆，厚度為50微米，在底漆指觸干燥后就涂玻璃鱗片涂料。在涂裝時需要留意以下幾點：a.涂料的充分攪拌；b.涂料基料同固化劑的混合；c.粘度調整；d.活性適用期；e.涂裝機具(機械)的清洗與保養；f.玻璃鱗片尺寸。關于以上諸點，通常按涂料廠規定進行，逐層施工，直至涂到設計厚度，表面用細料或純樹脂罩光一道。完成涂裝后，在20℃養護48h以上，進行目測是否存在明顯凹凸、脫層、氣泡、開裂、異物夾人及不固化缺陷。再用放電式脈沖電火花針孔儀檢查針眼、孔隙，用電磁測厚儀測定厚度(鋼結構)，用巴柯爾硬度計檢測硬度。對針眼等缺陷處，要認真修補，首先將缺陷及周圍處加工成缽狀，鏟去原涂層，打毛粗化處理，涂底涂層后再涂玻璃鱗片涂料。5玻璃鱗片涂料的質量標準玻璃鱗片涂料用于貯槽內部的耐蝕例子較多，作為外部防銹蝕目的的例證還較少，主要是取決于樹脂的耐候性；同時，作為外部防銹蝕的涂料還有2個問題沒有解決：a.玻璃鱗片涂料還沒有適當質量標準；b.目前與富鋅底漆和玻璃鱗片面漆配套也沒有標準。現介紹日本玻璃鱗片涂料標準的部分內容，見表5。表5 玻璃鱗片涂料的質量標準項目質量標準在容器中的狀態主劑、固化劑加入混合時沒有結塊，質地均勻混合性能均勻混合涂膜的外觀與樣板相比差異不大厚涂性垂直面500um厚涂裝無流掛、無裂紋、無剝落適用期20℃時使用2h以上耐沖擊性500g重鋼球從500mm高落下沖擊涂膜，無裂紋、無剝落干燥時間16h以內玻璃鱗片含量20%以上注：1)適用范圍：本標準是玻璃鱗片涂料的標準，包括不飽和聚酯玻璃鱗片涂料、環氧玻璃鱗片涂料、乙烯基酯樹脂玻璃鱗片涂料；2)玻璃鱗片涂料的質量必須符合上述標準。6結語上世紀80年代中期，我國從引進的許多日本設備中開始了解和接觸玻璃鱗片涂料，并且開發出與日本相應的各種玻璃鱗片涂料、膠泥，部分取代日本的產品進行維修，取得了良好的效果和工程經驗；華東理工大學華昌公司及蘭州化工機械研究院還分別制訂了二甲苯型不飽和聚酯樹脂(注：含玻璃鱗片涂料)防腐蝕工程技術規程(CECS 73：1995)，玻璃鱗片襯里施工技術條件(HG/T 2640-1994)，中堿玻璃鱗片(化工部行業標準：HG/T2641-1994)。在玻璃鱗片的生產和研究領域，國產玻璃鱗片的質量及表面處理能力已達到*水平。相信今后，隨著玻璃鱗片涂料質量的完善和應用推廣的深入，其的防銹蝕性能、抗滲透性能和耐蝕性能必將得到進一步發揮。
