國內外樹脂基玻璃鱗片涂料的現狀和發展
發布時間：2010-01-14 共2頁
一、前言
本文闡述了國內外樹脂基玻璃鱗片涂料的發展狀況、制造工藝、配制中的問題、主要特性、施工、拓寬應用、今后研究的動向，并提出了我國樹脂基玻璃鱗片涂料發展應用的一些參考意見。
玻璃鱗片是一種只有2～4um厚的片狀玻璃質填料，用它作環氧樹脂防腐蝕涂料配方中的填料，在一毫米厚的截面中可有上百片平行排列的玻璃鱗片，腐蝕介質必須繞過它而滲入下一層樹脂層，據在石油油罐或管道中應用實例表明，用它涂裝的油罐防腐蝕壽命可達20年以上。環氧樹脂玻璃鱗片涂料特別適用于沿海鹽霧區、飛濺區和油罐內表面涂層等。 二十世紀50年代中期，玻璃鱗片是由Owens-Corning Fiber公司發展起來的，1956年開始試用玻璃鱗片制造環氧樹脂玻璃鱗片涂料用于重防腐蝕工程。
1957年用于混凝土基體設備的防腐蝕，同時開始了玻璃鱗片填充熱塑性管道襯里技術。1958～1962年應用改進的固化催化劑裝置(Binks-18型噴槍槍)噴涂不飽和聚酯樹脂玻璃鱗片涂料，取得了較好的效果。到二十世紀60年代，OCF公司將樹脂基玻璃鱗片涂料技術轉讓，這樣樹脂基玻璃鱗片涂料及技術開始傳入歐洲、日本，應用領域從石油化工，海洋領域擴到交通、能源和工業水處理等行業。二十世紀80年代初，我國與日本對口技術交流中，我國開始重視這一產品和技術信息；此后，我國有關研單位作了一系列研究，與此同時在南京揚子乙烯、冀魯石化化肥廠的引進裝置中采用了日本進口的環氧樹脂玻璃鱗片涂料。目前，我國生產的填料型玻璃鱗片還處于中型批量生產規模，玻璃鱗片寬度為6～10μm，部分沒有經過表面處理。樹脂基玻璃鱗片涂料品種主要是環氧樹脂玻璃鱗片涂料、環氧樹脂-瀝青玻璃鱗片涂料和不飽和聚酯樹脂玻璃鱗片涂料等。
二、玻璃鱗片的制造
最初的玻璃鱗片制造是采用人工吹脹1000℃以上C型中堿玻璃熔體成極簿的玻璃泡制成的，由于玻璃熔體受到雙向拉伸后驟冷，玻璃分子存在一定程度的取向的屬亞穩態結構，這種玻璃片性能比普通玻璃具有強度、比重小、韌性高的特點。由于人工吹制壓力較難控制，因此，產品質量低劣。OCF公司采用的是，將熔融玻璃引入成型套筒，經牽引形成一個連續的錐形模，用一對夾輥進行拉伸，冷卻的玻璃泡壁被軋輥破碎后用氣流輸送到錘式磨碾磨，經迂一定尺寸篩子的過篩，即成玻璃鱗片。當今，國外制造玻璃鱗片的專利表明，為不使拉制的玻璃膜筒在軋碎時造成二層粘連，在粉碎玻璃膜前采用了防粘技術，這樣制成的玻璃鱗片有較好的分散性。為了使玻璃鱗片有高的增強效果，一種較面積厚度比和較長寬比的玻璃帶通過改進口模拉制而成，這種長條玻璃帶（又稱：Ribbon）生產方法已有實用專利，這種玻璃鱗片最薄只能達到10～20μm。
制造玻璃鱗片選用的原料為含中堿的C型玻璃，因它不但具有良好的工藝性能，還有良好的耐蝕性能，C型玻璃中含堿量高能降低熔融溫度、粘度、析晶性對鱗片吹制有利，但含堿量過高，超過12％會顯著降低其耐腐蝕性。要制得薄而高強度的玻璃鱗片最關鍵的要控制工藝，即熔體溫度、吹制壓力、冷卻速度等要素。溫度過高，粘度過小吹制壓力較難控制，溫度過低難得超薄鱗片，分子取向也困難。因此，除要有配套的機械設備外，還需合適的工藝配合。
三、樹脂基玻璃鱗片涂料的制造
生產樹脂基玻璃鱗片涂料所選用玻璃鱗片的薄度是十分關鍵的，鱗片越薄，在同樣厚度涂層中片數越多，阻擋介質能力越。鱗片粒度選用在O.04～3mm，即300目～6目。粒度影響主要有三點：一是對粘度的影響，粒度，填充量增加粘度上升快，造成施工困難；二是粒度的鱗片易吸附氣體而使脫泡困難；三是粒度對介質滲透的屏蔽效果好，但粒度于48目該效果不明顯，這可能是鱗片吸附空氣形成氣泡而抵消了它的屏蔽效果。對涂料而言，一般取粘度小些以便于噴涂施工，用作膩子的料可采用粗粒度的玻璃鱗片。玻璃鱗片在涂料中的含量一般在20～40％較好，高于40％易產生沉淀結塊，涂層氣泡率增加，施工困難，耐蝕性反而下降，真空攪拌有利于消除玻璃鱗片上粘附的氣泡，作膠泥應用時，玻璃鱗片含量可允許于40％。
玻璃鱗片的表面狀態與樹脂的潤濕能力，將直接影響它們之間的界面狀態及其在涂層中的平行排列率。因此，玻璃鱗片需用偶聯劑進行處理，以劑降低它與樹脂的界面張力，常用的處理劑為有機硅烷偶聯劑，用漂浮劑防止沉淀，不同的樹脂應選擇不同分子結構的偶聯劑。
樹脂基玻璃鱗片涂料常選用的樹脂有，環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂、呋喃樹脂和乙烯基樹脂，這些樹脂多以無溶劑形式使用，因此可制得厚漿型涂料，一次噴涂可達100～200μm。也可將玻璃鱗片加入到聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂、氯醋樹脂、氯化橡膠、氯磺化聚乙烯中制成溶劑型涂料。
本文闡述了國內外樹脂基玻璃鱗片涂料的發展狀況、制造工藝、配制中的問題、主要特性、施工、拓寬應用、今后研究的動向，并提出了我國樹脂基玻璃鱗片涂料發展應用的一些參考意見。
玻璃鱗片是一種只有2～4um厚的片狀玻璃質填料，用它作環氧樹脂防腐蝕涂料配方中的填料，在一毫米厚的截面中可有上百片平行排列的玻璃鱗片，腐蝕介質必須繞過它而滲入下一層樹脂層，據在石油油罐或管道中應用實例表明，用它涂裝的油罐防腐蝕壽命可達20年以上。環氧樹脂玻璃鱗片涂料特別適用于沿海鹽霧區、飛濺區和油罐內表面涂層等。 二十世紀50年代中期，玻璃鱗片是由Owens-Corning Fiber公司發展起來的，1956年開始試用玻璃鱗片制造環氧樹脂玻璃鱗片涂料用于重防腐蝕工程。
1957年用于混凝土基體設備的防腐蝕，同時開始了玻璃鱗片填充熱塑性管道襯里技術。1958～1962年應用改進的固化催化劑裝置(Binks-18型噴槍槍)噴涂不飽和聚酯樹脂玻璃鱗片涂料，取得了較好的效果。到二十世紀60年代，OCF公司將樹脂基玻璃鱗片涂料技術轉讓，這樣樹脂基玻璃鱗片涂料及技術開始傳入歐洲、日本，應用領域從石油化工，海洋領域擴到交通、能源和工業水處理等行業。二十世紀80年代初，我國與日本對口技術交流中，我國開始重視這一產品和技術信息；此后，我國有關研單位作了一系列研究，與此同時在南京揚子乙烯、冀魯石化化肥廠的引進裝置中采用了日本進口的環氧樹脂玻璃鱗片涂料。目前，我國生產的填料型玻璃鱗片還處于中型批量生產規模，玻璃鱗片寬度為6～10μm，部分沒有經過表面處理。樹脂基玻璃鱗片涂料品種主要是環氧樹脂玻璃鱗片涂料、環氧樹脂-瀝青玻璃鱗片涂料和不飽和聚酯樹脂玻璃鱗片涂料等。
二、玻璃鱗片的制造
最初的玻璃鱗片制造是采用人工吹脹1000℃以上C型中堿玻璃熔體成極簿的玻璃泡制成的，由于玻璃熔體受到雙向拉伸后驟冷，玻璃分子存在一定程度的取向的屬亞穩態結構，這種玻璃片性能比普通玻璃具有強度、比重小、韌性高的特點。由于人工吹制壓力較難控制，因此，產品質量低劣。OCF公司采用的是，將熔融玻璃引入成型套筒，經牽引形成一個連續的錐形模，用一對夾輥進行拉伸，冷卻的玻璃泡壁被軋輥破碎后用氣流輸送到錘式磨碾磨，經迂一定尺寸篩子的過篩，即成玻璃鱗片。當今，國外制造玻璃鱗片的專利表明，為不使拉制的玻璃膜筒在軋碎時造成二層粘連，在粉碎玻璃膜前采用了防粘技術，這樣制成的玻璃鱗片有較好的分散性。為了使玻璃鱗片有高的增強效果，一種較面積厚度比和較長寬比的玻璃帶通過改進口模拉制而成，這種長條玻璃帶（又稱：Ribbon）生產方法已有實用專利，這種玻璃鱗片最薄只能達到10～20μm。
制造玻璃鱗片選用的原料為含中堿的C型玻璃，因它不但具有良好的工藝性能，還有良好的耐蝕性能，C型玻璃中含堿量高能降低熔融溫度、粘度、析晶性對鱗片吹制有利，但含堿量過高，超過12％會顯著降低其耐腐蝕性。要制得薄而高強度的玻璃鱗片最關鍵的要控制工藝，即熔體溫度、吹制壓力、冷卻速度等要素。溫度過高，粘度過小吹制壓力較難控制，溫度過低難得超薄鱗片，分子取向也困難。因此，除要有配套的機械設備外，還需合適的工藝配合。
三、樹脂基玻璃鱗片涂料的制造
生產樹脂基玻璃鱗片涂料所選用玻璃鱗片的薄度是十分關鍵的，鱗片越薄，在同樣厚度涂層中片數越多，阻擋介質能力越。鱗片粒度選用在O.04～3mm，即300目～6目。粒度影響主要有三點：一是對粘度的影響，粒度，填充量增加粘度上升快，造成施工困難；二是粒度的鱗片易吸附氣體而使脫泡困難；三是粒度對介質滲透的屏蔽效果好，但粒度于48目該效果不明顯，這可能是鱗片吸附空氣形成氣泡而抵消了它的屏蔽效果。對涂料而言，一般取粘度小些以便于噴涂施工，用作膩子的料可采用粗粒度的玻璃鱗片。玻璃鱗片在涂料中的含量一般在20～40％較好，高于40％易產生沉淀結塊，涂層氣泡率增加，施工困難，耐蝕性反而下降，真空攪拌有利于消除玻璃鱗片上粘附的氣泡，作膠泥應用時，玻璃鱗片含量可允許于40％。
玻璃鱗片的表面狀態與樹脂的潤濕能力，將直接影響它們之間的界面狀態及其在涂層中的平行排列率。因此，玻璃鱗片需用偶聯劑進行處理，以劑降低它與樹脂的界面張力，常用的處理劑為有機硅烷偶聯劑，用漂浮劑防止沉淀，不同的樹脂應選擇不同分子結構的偶聯劑。
樹脂基玻璃鱗片涂料常選用的樹脂有，環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂、呋喃樹脂和乙烯基樹脂，這些樹脂多以無溶劑形式使用，因此可制得厚漿型涂料，一次噴涂可達100～200μm。也可將玻璃鱗片加入到聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂、氯醋樹脂、氯化橡膠、氯磺化聚乙烯中制成溶劑型涂料。
