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概要： 簡要介紹了玻璃鱗片涂料的發(fā)展歷史，品種規(guī)格和質(zhì)量標準；著重介紹了在日本的一些應用實例，施工注意事項及國內(nèi)現(xiàn)狀。關(guān)鍵詞：玻璃鱗片；涂料；耐蝕性；應用1前言玻璃鱗片涂料(樹脂襯里技術(shù))首先是由美國開發(fā)出來的。20世紀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 | 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、高壓無氣噴涂或輥筒涂裝。
| 玻璃種類 | 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)對化學介質(zhì)、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(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(shù)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(fā)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(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表3，其物理性能見表4。
| 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 | 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)氧樹脂 | #106 | FE | 耐水、耐弱酸、耐堿、耐鹽 | 78 | 80 |
| 乙烯基酯樹脂 | #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用實例
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(yè)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(xiàn)舉幾個應用實例[5～7]。
| 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(jié)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(shù)/(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-96-66 | 0.01 |
表4玻璃鱗片涂料的物理性能(以#6R為例)
1)北陸汽車公路混凝土橋鹽霧腐蝕對策——沿海一側(cè)每到冬季，由于飛來的鹽份，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。北陸汽車公路混凝土橋，1972年開始使用，后來遭鹽霧侵蝕發(fā)生破壞，1987年開始修補，修補中使用了環(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(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)會的協(xié)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，玻璃鱗片涂料性能最好，環(huán)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(lián)絡橋的鋼結(jié)構(gòu)防銹蝕方案——關(guān)西國際機場聯(lián)絡橋的鋼結(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脂是VE和環(huán)氧樹脂。下部防銹蝕，提出了飛濺區(qū)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(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脂、環(huán)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(chǎn)的玻璃鱗片涂料，5年內(nèi)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(guī)格，清除噴砂后的灰塵，在8h小時內(nèi)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(diào)整；d.活性適用期；e.涂裝機具(機械)的清洗與保養(yǎng)；f.玻璃鱗片尺寸。
關(guān)于以上諸點，通常按涂料廠規(guī)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(yǎng)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(jié)構(gòu))，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(zhì)量標準
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(zhì)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(xiàn)介紹日本玻璃鱗片涂料標準的部分內(nèi)容，見表5。
| 項目 | 質(zhì)量標準 |
| 在容器中的狀態(tài) | 主劑、固化劑加入混合時沒有結(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(nèi) |
| 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(huán)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(zhì)量必須符合上述標準。 | |
表5玻璃鱗片涂料的質(zhì)量標準
6結(jié)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(fā)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(chǎn)品進行維修，取得了良好的效果和工程經(jīng)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(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)標準：HG/T2641-1994)。在玻璃鱗片的生產(chǎn)和研究領(lǐng)域，國產(chǎn)玻璃鱗片的質(zhì)量及表面處理能力已達到國際先進水平。相信今后，隨著玻璃鱗片涂料質(zhì)量的完善和應用推廣的深入，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一步發(fā)揮。
參考文獻：
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