滄州鑫岳鋼管防腐有限公司
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玻璃鱗片
玻璃鱗片(Glass Flakes)是一種5微米厚的玻璃碎片。它是由1200℃以上的熔融中堿玻璃,經(jīng)吹泡、冷卻、粉碎、篩選及碾磨等工藝步驟所制得。以這種玻璃鱗片作為填料的防腐涂層,具有很高的粘結(jié)力和優(yōu)良的耐化學(xué)藥品及抗老化性能。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(qiáng)用的無堿纖維(無堿玻璃,E玻璃)相比,成份比率完全不同。
中文名 玻璃鱗片
外文名 Glass Flakes
厚 度 5微米
屬 性 玻璃碎片
工 藝 吹泡、冷卻、粉碎、篩選及碾磨等
特 性具有很高的粘結(jié)力和優(yōu)良的耐化學(xué)藥品及抗老化性能
施工后的玻璃鱗片涂料中,橫縱比高達(dá)30-120的扁平型的玻璃鱗片在樹脂中呈平行重疊排列的宮式結(jié)構(gòu),從而形成致密的防滲層結(jié)構(gòu)。腐蝕介質(zhì)在固化后的樹脂中的滲透必須經(jīng)過無數(shù)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的延長,相當(dāng)于有效地增加了玻璃鱗片防腐層的厚度 [1] 。
玻璃鱗片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與玻璃纖維的十分相似,是熔融玻璃處在拉伸力的狀態(tài)下,進(jìn)行急速冷卻而制得。熔點(diǎn)以下一般處在熱力學(xué)自由能的穩(wěn)定平衡態(tài)。所以玻璃鱗片的性能,與逐漸冷卻的平板玻璃有所不同,它的強(qiáng)度要比普通玻璃板的大得多。 若采用玻璃鱗片制成涂層的填料,作為防腐蝕保護(hù)層使用,它亦將比采用云母、硅酸鈣及硅酸鋁等填充材料的,具有更加優(yōu)越的性能。
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。
玻璃鱗片襯里斷面結(jié)構(gòu)圖
1)對化學(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 [2] 。
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、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]。
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(bǔ),修補(bǔ)中使用了玻璃鱗片涂料和基酯玻璃鱗片涂料,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(jìn)行了防銹蝕性和防風(fēng)砂磨蝕性的涂裝系列試驗(yàn),2年后測定,玻璃鱗片涂料性能,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(jī)場聯(lián)絡(luò)橋的鋼結(jié)構(gòu)防銹蝕方案——關(guān)西機(jī)場聯(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脂是VE和樹脂。下部防銹蝕,提出了飛濺區(qū)涂裝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基酯樹脂、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(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。
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(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(shí)需要留意以下幾點(diǎn):
a.涂料的充分?jǐn)嚢瑁?/span>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)料或純樹脂罩光一道。完成涂裝后,在20℃養(yǎng)護(hù)48h以上,進(jìn)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(jì)檢測硬度。對針眼等缺陷處,要認(rèn)真修補(bǔ),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 [3] 。
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(shí),作為外部防銹蝕的涂料還有2個(gè)問題沒有解決:
a.玻璃鱗片涂料還沒有適當(dāng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);
b.與富鋅底漆和玻璃鱗片面漆配套也沒有標(biāo)準(zhǔn)。
現(xiàn)介紹日本玻璃鱗片涂料標(biāo)準(zhǔn)的部分內(nèi)容:
在容器中的狀態(tài) 主劑、固化劑加入混合時(shí)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(shí)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(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、玻璃鱗片涂料、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(biāo)準(zhǔn)。
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(jì)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。據(jù)樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹,這是一種適用于船殼以及化學(xué)品儲罐、化工廠塔器和槽體的優(yōu)良襯里材料,這種材料能耐環(huán)境介質(zhì)的滲透,有助于延長襯里壽命。
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