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概要： 簡(jiǎn)要介紹了玻璃鱗片涂料的發(fā)展歷史，品種規(guī)格和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；著重介紹了在日本的一些應(yīng)用實(shí)例，施工注意事項(xiàng)及國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀。關(guān)鍵詞：玻璃鱗片；涂料；耐蝕性；應(yīng)用1前言玻璃鱗片涂料(樹(shù)脂襯里技術(shù))首先是由美國(guó)開(kāi)發(fā)出來(lái)的。20世紀(jì)50年代中期OwensCorning玻璃纖維公司推出了一種含有玻璃鱗片的樹(shù)脂襯里材料[3]。
2玻璃鱗片涂料概述
玻璃鱗片涂料是在熱固性樹(shù)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(qiáng)用的無(wú)堿纖維(無(wú)堿玻璃，E玻璃)相比，成份比率完全不同，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。
| 玻璃種類(lèi) | 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玻璃鱗片的玻璃組成 (%)
由于玻璃鱗片在涂層中是重疊排列的，因此對(duì)涂膜的抗?jié)B透性起了很大作用。涂裝方法可采用刷涂、高壓無(wú)氣噴涂或輥筒涂裝。
| 玻璃種類(lèi) | 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：測(cè)試數(shù)據(jù)為9.5um厚涂膜在96℃的各種介質(zhì)中浸泡24h后的失重百分比。 | ||||||
表2玻璃的耐蝕性 (%)
玻璃鱗片涂料的特性[2-4]：
1)對(duì)化學(xué)介質(zhì)、氣體、蒸氣的滲透性遠(yuǎn)比玻璃鋼襯里小，難以引起水蒸氣擴(kuò)散現(xiàn)象，這是由于層層重疊排列的玻璃鱗片，使介質(zhì)滲透距離長(zhǎng)的緣故。
2)固化時(shí)收縮低，由于分散，粘接面殘余應(yīng)力小。
3)熱膨脹系數(shù)小，粘接熱應(yīng)力相應(yīng)也小，耐熱溫度高，耐熱沖擊性能好。
4)力學(xué)強(qiáng)度雖不如玻璃鋼襯里，但耐磨性、耐刮擦性能出色，對(duì)機(jī)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(shù)脂的物理混合，是不能充分發(fā)揮其性能的，這里還涉及玻璃鱗片的截面問(wèn)題，玻璃鱗片混合量及混合方法，樹(shù)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(shù)是決定玻璃鱗片涂料的技術(shù)關(guān)鍵。關(guān)于玻璃鱗片涂料品種及特性見(jiàn)表3，其物理性能見(jiàn)表4。
| 樹(shù)脂種類(lèi) | 型號(hào) | 適用范圍 | 耐熱性/℃ | ||
| 日本FUJI | 中國(guó)華昌 | 液相 | 氣相 | ||
| 間苯型UP | #3 | - | 耐酸 | 80 | 90 |
| 雙酚型UP | #4 | - | 耐酸、耐堿 | 80 | 90 |
| 二甲苯型UP | - | FX | 耐酸、耐堿、鹽霧 | 80 | 90 |
| 環(huán)氧樹(shù)脂 | #106 | FE | 耐水、耐弱酸、耐堿、耐鹽 | 78 | 80 |
| 乙烯基酯樹(shù)脂 | #5R | FV-5 | 耐酸、耐堿 | 90 | 100 |
| #6H | FV-1 | 耐酸、耐熱、耐溶劑 | 120 | 150 | |
| #6R | FV-2 | 耐強(qiáng)酸、耐堿、難燃性 | 110 | 130 | |
| #7H | MW-2 | 耐酸、耐堿、耐熱 | 110 | 140 | |
表3玻璃鱗片涂料的品種及特性
3玻璃鱗片涂料在日本的應(yīng)用實(shí)例
由于玻璃鱗片涂料具有耐蝕，抗?jié)B透性好，涂膜收縮率低，熱膨脹系數(shù)小，固化殘余應(yīng)力少，耐磨損，施工簡(jiǎn)便，易于修補(bǔ)，因而玻璃鱗片涂料在化工、冶金、化纖、電鍍、建筑等行業(yè)均有大量應(yīng)用。特別是在各種海洋工程設(shè)備、海上石油天然氣平臺(tái)、港灣碼頭及船舶應(yīng)用更為廣泛?，F(xiàn)舉幾個(gè)應(yīng)用實(shí)例[5～7]。
| 物理性能 | 測(cè)定方法 | 指標(biāo) |
| 拉伸強(qiáng)度/Mpa | - | 40 |
| 斷裂延伸率/% | - | 0.4 |
| 彎曲強(qiáng)度/Mpa | - | 80 |
| 彎曲彈性模量/Mpa | - | 8 |
| 粘結(jié)強(qiáng)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(shù)/(1•℃-1) | CS-17 1000g 1000周期 | 2×10-5 |
| 固化收縮力/Mpa | - | 0.2 |
| 蒸汽透過(guò)率g/(in2•h•mmHg) | 涂膜收縮法ASTM-E-96-66 | 0.01 |
表4玻璃鱗片涂料的物理性能(以#6R為例)
1)北陸汽車(chē)公路混凝土橋鹽霧腐蝕對(duì)策——沿海一側(cè)每到冬季，由于飛來(lái)的鹽份，不管鋼結(jié)構(gòu)還是混凝土構(gòu)筑物，成為日本破壞最顯著的地方。北陸汽車(chē)公路混凝土橋，1972年開(kāi)始使用，后來(lái)遭鹽霧侵蝕發(fā)生破壞，1987年開(kāi)始修補(bǔ)，修補(bǔ)中使用了環(huán)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(zhèn)59.3km的高速公路混凝土橋，為了對(duì)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(shù)脂涂料和氟樹(shù)脂涂料。
2)沖繩地區(qū)的鋼橋防銹蝕調(diào)查——沖繩綜合事物局在日本鋼橋?qū)I(yè)協(xié)會(huì)的協(xié)助下，進(jìn)行了防銹蝕性和防風(fēng)砂磨蝕性的涂裝系列試驗(yàn)，2年后測(cè)定，玻璃鱗片涂料性能最好，環(huán)氧樹(shù)脂涂料次之，氯化橡膠涂料和鄰苯型不飽和樹(shù)脂涂料效果較差。
3)機(jī)場(chǎng)聯(lián)絡(luò)橋的鋼結(jié)構(gòu)防銹蝕方案——關(guān)西國(guó)際機(jī)場(chǎng)聯(lián)絡(luò)橋的鋼結(jié)構(gòu)，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，為了永久性的防銹蝕需要，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(shù)脂是VE和環(huán)氧樹(shù)脂。下部防銹蝕，提出了飛濺區(qū)涂裝乙烯基酯樹(shù)脂玻璃鱗片涂料和聚氨酯涂料(1000um)；潮水漲落區(qū)域涂裝玻璃鱗片涂料(1090um)。
4)港灣鋼構(gòu)物防銹蝕方案——日本沿岸開(kāi)發(fā)技術(shù)研究中心1986年發(fā)表了鋼結(jié)構(gòu)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(shù)脂、環(huán)氧煤焦油樹(shù)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(wàn)m3，還建造了210萬(wàn)m3及510萬(wàn)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(xué)公司生產(chǎn)的玻璃鱗片涂料，5年內(nèi)施工面積達(dá)1.5×106m2。
4玻璃鱗片涂料施工簡(jiǎn)介
玻璃鱗片涂料施工簡(jiǎn)單，可用刷涂、滾筒涂和高壓無(wú)氣噴涂。涂裝前必須進(jìn)行表面處理，除油后用噴砂、噴丸進(jìn)行去銹及粗化處理。通常用4號(hào)砂或20-40目的石英砂，以5-7kg/cm2壓縮空氣帶動(dòng)砂粒，砂粒以50～70m/s速度從噴嘴中噴出，表面達(dá)SIS Sa2.5規(guī)格，清除噴砂后的灰塵，在8h小時(shí)內(nèi)進(jìn)行涂裝。涂裝一般在干燥天氣進(jìn)行，溫度5℃以上，相對(duì)濕度85%以下。用同一種樹(shù)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(shí)需要留意以下幾點(diǎn)：
a.涂料的充分?jǐn)嚢?；b.涂料基料同固化劑的混合；c.粘度調(diào)整；d.活性適用期；e.涂裝機(jī)具(機(jī)械)的清洗與保養(yǎng)；f.玻璃鱗片尺寸。
關(guān)于以上諸點(diǎn)，通常按涂料廠規(guī)定進(jìn)行，逐層施工，直至涂到設(shè)計(jì)厚度，表面用細(xì)料或純樹(shù)脂罩光一道。完成涂裝后，在20℃養(yǎng)護(hù)48h以上，進(jìn)行目測(cè)是否存在明顯凹凸、脫層、氣泡、開(kāi)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(cè)厚儀測(cè)定厚度(鋼結(jié)構(gòu))，用巴柯?tīng)栍捕扔?jì)檢測(cè)硬度。對(duì)針眼等缺陷處，要認(rèn)真修補(bǔ)，首先將缺陷及周?chē)幖庸こ衫彔?，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(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
玻璃鱗片涂料用于貯槽內(nèi)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(shù)脂的耐候性；同時(shí)，作為外部防銹蝕的涂料還有2個(gè)問(wèn)題沒(méi)有解決：
a.玻璃鱗片涂料還沒(méi)有適當(dāng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；b.目前與富鋅底漆和玻璃鱗片面漆配套也沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)介紹日本玻璃鱗片涂料標(biāo)準(zhǔn)的部分內(nèi)容，見(jiàn)表5。
| 項(xiàng)目 | 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) |
| 在容器中的狀態(tài) | 主劑、固化劑加入混合時(shí)沒(méi)有結(jié)塊，質(zhì)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(wú)流掛、無(wú)裂紋、無(wú)剝落 |
| 適用期 | 20℃時(shí)使用2h以上 |
| 耐沖擊性 | 500g重鋼球從500mm高落下沖擊涂膜，無(wú)裂紋、無(wú)剝落 |
| 干燥時(shí)間 | 16h以內(nèi) |
| 玻璃鱗片含量 | 20%以上 |
| 注：1)適用范圍：本標(biāo)準(zhǔn)是玻璃鱗片涂料的標(biāo)準(zhǔn)，包括不飽和聚酯玻璃鱗片涂料、環(huán)氧玻璃鱗片涂料、乙烯基酯樹(shù)脂玻璃鱗片涂料；2)玻璃鱗片涂料的質(zhì)量必須符合上述標(biāo)準(zhǔn)。 | |
表5玻璃鱗片涂料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
6結(jié)語(yǔ)
上世紀(jì)80年代中期，我國(guó)從引進(jìn)的許多日本設(shè)備中開(kāi)始了解和接觸玻璃鱗片涂料，并且開(kāi)發(fā)出與日本相應(yīng)的各種玻璃鱗片涂料、膠泥，部分取代日本的產(chǎn)品進(jìn)行維修，取得了良好的效果和工程經(jīng)驗(yàn)；華東理工大學(xué)華昌公司及蘭州化工機(jī)械研究院還分別制訂了二甲苯型不飽和聚酯樹(shù)脂(注：含玻璃鱗片涂料)防腐蝕工程技術(shù)規(guī)程(CECS 73：1995)，玻璃鱗片襯里施工技術(shù)條件(HG/T 2640-1994)，中堿玻璃鱗片(化工部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：HG/T2641-1994)。在玻璃鱗片的生產(chǎn)和研究領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)玻璃鱗片的質(zhì)量及表面處理能力已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。相信今后，隨著玻璃鱗片涂料質(zhì)量的完善和應(yīng)用推廣的深入，其卓越的防銹蝕性能、抗?jié)B透性能和耐蝕性能必將得到進(jìn)一步發(fā)揮。
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