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精彩词条

玻璃鳞片

补充:0  浏览:9114  发布时间:2013-9-11


  概述


  玻璃鳞片涂料是在热固性树脂里填充以特殊处理的鳞片状玻璃(含碱玻璃,C玻璃),同增强用的无碱纤维(无碱玻璃,E玻璃)相比,成份比率完全不同,其组成如表1所示,这些组成的不同,影响了玻璃的各种特性,特别是耐酸性有很大的差异,其特性如表2所示。


  玻璃鳞片(Glass Flakes)是一种5微米厚的玻璃碎片。它是由1200℃以上的熔融中碱玻璃,经吹泡、冷却、粉碎、筛选及碾磨等工艺步骤所制得。以这种玻璃鳞片作为填料的防腐涂层,具有很高的粘结力和优良的耐化学药品及抗老化性能性。


  玻璃鳞片作用原理


  施工后的玻璃鳞片涂料中,横纵比高达30-120的扁平型的玻璃鳞片在树脂中呈平行重叠排列的宫式结构,从而形成致密的防渗层结构。腐蚀介质在固化后的树脂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的延长,相当于有效地增加了玻璃鳞片防腐层的厚度。


  玻璃鳞片结构


  玻璃鳞片的内部结构与玻璃纤维的十分相似,是熔融玻璃处在拉伸力的状态下,进行急速冷却而制得。熔点以下一般处在热力学自由能最低的稳定平衡态。所以玻璃鳞片的性能,与逐渐冷却的平板玻璃有所不同,它的强度要比普通玻璃板的大得多。 若采用玻璃鳞片制成涂层的填料,作为防腐蚀保护层使用,它亦将比采用云母、硅酸钙及硅酸铝等填充材料的,具有更加优越的性能。


  玻璃种类 SiO2 Al2O3Fe2O3 CaO MgO B2O3 Na2CO3 K2O BaO


  C玻璃 64.6 4.2 13.4 3.3 4.3 9.3 0.9


  E玻璃 54.2 14.6 21.1 0.3 9.0 0.5 0.3


  表1玻璃鳞片的玻璃组成 (%)


  由于玻璃鳞片在涂层中是重叠排列的,因此对涂膜的抗渗透性起了很大作用。涂装方法可采用刷涂、高压无气喷涂或辊筒涂装。


  玻璃种类 冰醋酸 10%HCl 10%H2SO4 10%HNO3 28%NH4OH H2O


  C玻璃 0.42 4.08 2.43 4.35 1.25 0.95


  E玻璃 0.78 43.88 42.74 40.2 0.66 0.64


  注:测试数据为9.5um厚涂膜在96℃的各种介质中浸泡24h后的失重百分比。


  表2玻璃的耐蚀性 (%)


  玻璃鳞片涂料的特性


  1)对化学介质、气体、蒸气的渗透性远比玻璃钢衬里小,难以引起水蒸气扩散现象,这是由于层层重叠排列的玻璃鳞片,使介质渗透距离长的缘故。


  2)固化时收缩低,由于分散,粘接面残余应力小。


  3)热膨胀系数小,粘接热应力相应也小,耐热温度高,耐热冲击性能好。


  4)力学强度虽不如玻璃钢衬里,但耐磨性、耐刮擦性能出色,对机械损伤也只限于局部。


  5)玻璃鳞片涂料施工工艺性能也很好。


  玻璃鳞片涂料若仅是玻璃鳞片和树脂的物理混合,是不能充分发挥其性能的,这里还涉及玻璃鳞片的截面问题,玻璃鳞片混合量及混合方法,树脂的选择,基体的前处理,底漆的选择,施工方法等一系列的参数是决定玻璃鳞片涂料的技术关键。关于玻璃鳞片涂料品种及特性见表3,其物理性能见表4。


  树脂种类 型号 适用范围 耐热性/℃


  日本FUJI 中国华昌 液相 气相


  间苯型UP #3 - 耐酸 80 90


  双酚型UP #4 - 耐酸、耐碱 80 90


  二甲苯型UP - FX 耐酸、耐碱、盐雾 80 90


  环氧树脂 #106 FE 耐水、耐弱酸、耐碱、耐盐 78 80


  乙烯基酯树脂 #5R FV-5 耐酸、耐碱 90 100


  #6H FV-1 耐酸、耐热、耐溶剂 120 150


  #6R FV-2 耐强酸、耐碱、难燃性 110 130


  #7H MW-2 耐酸、耐碱、耐热 110 140


  表3玻璃鳞片涂料的品种及特性


  3. 玻璃鳞片涂料在日本的应用实例


  由于玻璃鳞片涂料具有耐蚀,抗渗透性好,涂膜收缩率低,热膨胀系数小,固化残余应力少,耐磨损,施工简便,易于修补,因而玻璃鳞片涂料在化工、冶金、化纤、电镀、建筑等行业均有大量应用。特别是在各种海洋工程设备、海上石油天然气平台、港湾码头及船舶应用更为广泛。现举几个应用实例[5~7]。


  1)北陆汽车公路混凝土桥盐雾腐蚀对策——沿海一侧每到冬季,由于飞来的盐份,不管钢结构还是混凝土构筑物,成为日本破坏最显著的地方。北陆汽车公路混凝土桥,1972年开始使用,后来遭盐雾侵蚀发生破坏,1987年开始修补,修补中使用了环氧玻璃鳞片涂料和乙烯基酯玻璃鳞片涂料,涂膜厚1000um。同年完成的从新泻县上越市至富山朝日镇59.3km的高速公路混凝土桥,为了对付盐雾,使用了乙烯基酯玻璃鳞片涂料涂装,在玻璃鳞片涂料上又涂聚氨酯树脂涂料和氟树脂涂料。


  2)冲绳地区的钢桥防锈蚀调查——冲绳综合事物局在日本钢桥专业协会的协助下,进行了防锈蚀性和防风砂磨蚀性的涂装系列试验,2年后测定,玻璃鳞片涂料性能最好,环氧树脂涂料次之,氯化橡胶涂料和邻苯型不饱和树脂涂料效果较差。


  3)机场联络桥的钢结构防锈蚀方案——关西国际机场联络桥的钢结构,提出了使用玻璃鳞片涂料的方案。铁道纵桁上面,使用后更换涂料困难,为了永久性的防锈蚀需要,采用了玻璃鳞片涂料和聚氨酯涂料,涂膜厚度为1090um的方案,其中使用的玻璃鳞片涂料的树脂是VE和环氧树脂。下部防锈蚀,提出了飞溅区涂装乙烯基酯树脂玻璃鳞片涂料和聚氨酯涂料(1000um);潮水涨落区域涂装玻璃鳞片涂料(1090um)。


  4)港湾钢构物防锈蚀方案——日本沿岸开发技术研究中心1986年发表了钢结构防锈蚀指南,其中海上大气部、海水飞溅部、潮水涨落部及海水中部位推荐乙烯基酯树脂、环氧煤焦油树脂和玻璃鳞片涂料。


  5)石油贮槽底板防锈蚀——日本冲绳石油基地(金武湾)石油贮槽高22m,直径80m,浮屋顶式贮藏量为10万m3,还建造了210万m3及510万m3的石油贮槽,其底板采用玻璃鳞片涂料防锈蚀,使用日本高分子化学公司生产的玻璃鳞片涂料,5年内施工面积达1.5×106m2。


  施工简介


  玻璃鳞片涂料施工简单,可用刷涂、滚筒涂和高压无气喷涂。涂装前必须进行表面处理,除油后用喷砂、喷丸进行去锈及粗化处理。通常用4号砂或20-40目的石英砂,以5-7kg/cm2压缩空气带动砂粒,砂粒以50~70m/s速度从喷嘴中喷出,表面达SIS Sa2.5规格,清除喷砂后的灰尘,在8h小时内进行涂装。涂装一般在干燥天气进行,温度5℃以上,相对湿度85%以下。用同一种树脂或玻璃鳞片(粒度较小的)作底漆,厚度为50微米,在底漆指触干燥后就涂玻璃鳞片涂料。在涂装时需要留意以下几点:


  a.涂料的充分搅拌;b.涂料基料同固化剂的混合;c.粘度调整;d.活性适用期;e.涂装机具(机械)的清洗与保养;f.玻璃鳞片尺寸。


  关于以上诸点,通常按涂料厂规定进行,逐层施工,直至涂到设计厚度,表面用细料或纯树脂罩光一道。完成涂装后,在20℃养护48h以上,进行目测是否存在明显凹凸、脱层、气泡、开裂、异物夹人及不固化缺陷。再用放电式脉冲电火花针孔仪检查针眼、孔隙,用电磁测厚仪测定厚度(钢结构),用巴柯尔硬度计检测硬度。对针眼等缺陷处,要认真修补,首先将缺陷及周围处加工成钵状,铲去原涂层,打毛粗化处理,涂底涂层后再涂玻璃鳞片涂料。


  质量标准


  玻璃鳞片涂料用于贮槽内部的耐蚀例子较多,作为外部防锈蚀目的的例证还较少,主要是取决于树脂的耐候性;同时,作为外部防锈蚀的涂料还有2个问题没有解决:


  a.玻璃鳞片涂料还没有适当质量标准;b.与富锌底漆和玻璃鳞片面漆配套也没有标准。现介绍日本玻璃鳞片涂料标准的部分内容,见表5。


  项目 质量标准


  在容器中的状态 主剂、固化剂加入混合时没有结块,质地均匀


  混合性 能均匀混合


  涂膜的外观 与样板相比差异不大


  厚涂性 垂直面500um厚涂装无流挂、无裂纹、无剥落


  适用期 20℃时使用2h以上


  耐冲击性 500g重钢球从500mm高落下冲击涂膜,无裂纹、无剥落


  干燥时间 16h以内


  玻璃鳞片含量 20%以上


  注:1)适用范围:本标准是玻璃鳞片涂料的标准,包括不饱和聚酯玻璃鳞片涂料、环氧玻璃鳞片涂料、乙烯基酯树脂玻璃鳞片涂料;2)玻璃鳞片涂料的质量必须符合上述标准。

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