中國(guó)防腐閥門管件發(fā)展趨勢(shì)

                       中國(guó)防腐閥門管件發(fā)展趨勢(shì)

                        上海申弘閥門有限公司

之前介紹ZJY46H組合式減壓閥減靜壓技術(shù)探討，現(xiàn)在介紹中國(guó)防腐閥門管件發(fā)展趨勢(shì)重防腐有兩方面的含義，一是指使用環(huán)境惡劣；二是指保護(hù)壽命長(zhǎng)。重防腐涂料的特點(diǎn)是在化工大氣和海洋環(huán)境里可使用10~15年以上，在酸、堿、鹽和溶劑等腐蝕條件下使用5年以上。因此，這種涂料屬于高性能，也是厚膜型涂料[1]。據(jù)此可以說(shuō)是防腐蝕涂料里為重要、為看好的品種。常用的重防腐涂料有：富鋅底漆、環(huán)氧樹脂涂料、聚氨酯樹脂涂料、氟碳涂料等等。
1中國(guó)防腐閥門管件發(fā)展趨勢(shì)常用的重防腐涂料及其動(dòng)態(tài)
1.1環(huán)氧樹脂涂料
上海申弘閥門有限公司生產(chǎn)相關(guān)的產(chǎn)品有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,環(huán)氧樹脂是平均每個(gè)分子含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基的熱固性樹脂，其涂料是目前世界上應(yīng)用數(shù)量多、適用范圍廣、為重要的重防腐涂料。環(huán)氧樹脂重防腐涂料具有較好的附著力和耐腐蝕性能，固化時(shí)無(wú)小分子副產(chǎn)物生成，固化收縮率較小，具有良好的成膜性能[2]。SEBF粉末涂料的特點(diǎn)和性能

    1.1SEBF粉末涂料的特點(diǎn)

    ⑴化學(xué)性能穩(wěn)定，耐酸、堿、鹽及污水腐蝕。

    ⑵耐磨擦性能好，比鑄鐵耐磨性高五倍。

    ⑶耐沖擊強(qiáng)度高，受12J沖擊無(wú)脫層、裂紋及損傷。

    ⑷附著力強(qiáng)，將φ30mm兩圓柱用該涂料粘合，可承受5噸以上拉力。

    ⑸涂層厚度可按設(shè)計(jì)要求在0.03～3mm之間調(diào)整。

    ⑹使用壽命可達(dá)30年。

    ⑺使用溫度可達(dá)80℃。

    ⑻涂層無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)污染，符合環(huán)保要求。

    1.2SEBF涂層理化性能

    SEBF涂層理化性能指標(biāo)見表1和表2。
環(huán)氧重防腐涂料在國(guó)內(nèi)外均被應(yīng)用于各類管道防腐，尤其在我國(guó)環(huán)氧煤瀝青涂料是埋地管防腐的主力軍，具有優(yōu)異的防銹性和耐化學(xué)腐蝕性。但是煤焦油瀝青在高溫下是一種強(qiáng)烈致癌物質(zhì)，目前已被禁止使用，取而代之的是無(wú)焦油改性環(huán)氧樹脂。中國(guó)科學(xué)院金屬研究所于20世紀(jì)90年代就研制出了用于重腐蝕環(huán)境中的*熔融結(jié)合環(huán)氧粉末涂料（sebf）及其涂裝技術(shù)，并對(duì)該防腐技術(shù)不斷地進(jìn)行提高和完善[3,4]。sebf涂料涂層耐低溫和中溫堿滲透性能突出，同時(shí)還具有較強(qiáng)的耐中溫強(qiáng)酸介質(zhì)腐蝕性能和較強(qiáng)的耐鹽性，非常適用于海上采油等工業(yè)。
玻璃是無(wú)機(jī)材料，其組成決定了它具有良好的耐化學(xué)藥品及抗老化性能。玻璃鱗片很薄，它的存在不僅減少了涂層與底材之間的熱膨脹系數(shù)之差，而且也明顯降低了涂層本身的硬化收縮率，這不但有助于抑制涂層龜裂、剝落等現(xiàn)象，而且可提高涂層的附著力與抗沖擊性能。同時(shí)由于玻璃鱗片的高徑厚比和“迷宮效應(yīng)”，在涂層中重疊、平鋪、定向排列，成膜后涂層結(jié)構(gòu)像魚鱗一樣緊密排列，形成介質(zhì)滲透屏障，延長(zhǎng)介質(zhì)滲透路徑，從而達(dá)到重防腐的目的，見圖1[5]。因此，對(duì)環(huán)氧樹脂玻璃鱗片進(jìn)行改性[6]可以加強(qiáng)環(huán)氧涂料的防腐性，同時(shí)大大減少了涂膜開裂和銹蝕的可能。莫軍等人[7]開發(fā)了w2-1型乙烯基酯樹脂環(huán)氧玻璃鱗片涂料，它比一般的環(huán)氧型乙烯基酯樹脂耐溫性能更好，使用溫度可達(dá)120℃，在硫酸水性腐蝕條件下涂層保持完好，推測(cè)有效防腐時(shí)間為一年（涂膜厚度400μm左右），將其應(yīng)用于制硫車間堿渣處理裝置酸性水系統(tǒng)貯罐的防腐蝕，取得了滿意的效果。
環(huán)氧類涂料也可以用于水下涂裝領(lǐng)域，郭亞軍等人[8]選用低分子量雙酚a環(huán)氧樹脂（dge-ba），并對(duì)其進(jìn)行改性，經(jīng)改性的環(huán)氧基料同樣與銹層得鐵分子進(jìn)行螯合，不斷排出鐵銹中的水分，從而阻斷鐵銹進(jìn)一步腐蝕的可能，從而達(dá)到螯合轉(zhuǎn)銹的目的，研制出一種99%固體含量的水下涂裝重防腐涂料。結(jié)果表明，這種涂料在海水中迅速固化（<30min），無(wú)毒，無(wú)voc（揮發(fā)性有機(jī)化合物）排放，具有杰出的耐酸、耐堿、耐鹽性。由于環(huán)氧類重防腐涂料一般含有雙酚a物質(zhì)，雙酚a中含有不飽和雙鍵，因此，其涂膜抗光化較差。為解決抗老化問(wèn)題，除了簡(jiǎn)單地在環(huán)氧涂料中添加紫外吸收劑外，杜建偉等人[9]通過(guò)采用聚酯樹脂與環(huán)氧樹脂之間形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)制成的環(huán)氧防腐蝕涂料，這種涂料兼?zhèn)鋬?yōu)異的抗腐蝕性能的同時(shí)，涂料的抗光老化性得到進(jìn)一步提高，曝曬500h后，涂層完好，無(wú)黃變、粉化等現(xiàn)象。

1.2富鋅涂料
目前在鋼結(jié)構(gòu)重防腐領(lǐng)域，*都已普遍進(jìn)入以富鋅涂料為底漆的重防腐涂裝時(shí)代。這些富鋅底漆在加速腐蝕測(cè)試中表現(xiàn)出了對(duì)底材的杰出保護(hù)性能，因此直到目前，在重防腐領(lǐng)域其它傳統(tǒng)防銹顏料體系的性能仍然無(wú)法達(dá)到富鋅底漆的水平。
現(xiàn)在富鋅涂料中多采用鱗片狀鋅粉替代球狀鋅粉。富鋅涂料的防腐機(jī)理是在腐蝕的前期，通過(guò)鋅粉的溶解犧牲，對(duì)鋼鐵起到陰極保護(hù)作用；在后期，隨著鋅粉的腐蝕，在鋅粉顆粒中間沉積了許多腐蝕產(chǎn)物，這些較密而微堿性腐蝕產(chǎn)物不導(dǎo)電，填塞了顏料層，阻擋屏蔽腐蝕因子的透過(guò)，即后階段是由屏蔽作用而起防腐蝕效果的[10]。

1.3聚苯胺涂料
大量試驗(yàn)結(jié)果證明了聚苯胺涂料對(duì)金屬基材具有更高的防腐蝕能力[16~21]。聚苯胺防腐涂料及其導(dǎo)電高分子材料的研究應(yīng)用已經(jīng)成為一個(gè)新的熱點(diǎn)。許多跨國(guó)公司如立邦、拜爾等都投入大量人力開發(fā)聚苯胺產(chǎn)品。
聚苯胺的防腐性能非常優(yōu)異，主要體現(xiàn)在：能使金屬表面鈍化；金屬形成化合物，使電位上升，阻止電化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生；它在金屬表面產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)，該電場(chǎng)的方向與電子傳遞方向相反，阻礙電子從金屬向氧化物質(zhì)的傳遞，相當(dāng)于一個(gè)電子傳遞的屏障作用。聚苯胺可以形成類似于催化劑一樣的過(guò)程，即能夠循環(huán)再生，理論上能達(dá)到永遠(yuǎn)防腐的效果[22],機(jī)理見圖2所示。



圖2 聚苯胺對(duì)鐵鈍化的催化示意圖
國(guó)內(nèi)對(duì)于聚苯胺重防腐涂料的研究起步比較晚。目前，針對(duì)聚苯胺本身的多孔性和低黏附性等特點(diǎn)，有人提出將聚苯胺與其他成分復(fù)合才能達(dá)到理想的防腐蝕性能。方法一是在聚苯胺涂層上涂覆面漆，通過(guò)面漆的物理屏蔽作用將溶液與金屬分隔開。有實(shí)驗(yàn)以環(huán)氧涂料作為面漆，聚苯胺作為底漆，但是防腐性能并不明顯。方法二是將聚苯胺和其他粘附力強(qiáng)的聚合物共混形成防腐涂料，目前國(guó)內(nèi)的研究主要集中于第二種方法上。高煥方等人[23]以e20環(huán)氧樹脂、本征態(tài)聚苯胺為主要成膜物質(zhì)，制備了不同聚苯胺含量的環(huán)氧聚苯胺防腐涂層，結(jié)果表明聚苯胺含量對(duì)涂料性能有很大影響，含量較小時(shí)，隨著涂層中聚苯胺含量的增加，涂層的防腐蝕性能相應(yīng)提高，這種水性復(fù)合聚苯胺涂料具有優(yōu)異的防腐性。
1.4氟碳涂料
氟碳涂料是以有機(jī)氟聚合物或有機(jī)氟改性聚合物為主要成膜物質(zhì)的涂料，碳氟鍵離解鍵能高達(dá)460kj/mol（c-h鍵能為413kj/mo,lc-c鍵能為347kj/mo1），而且碳氟鍵又很短，所以氟樹脂有良好的力學(xué)性能和優(yōu)異的耐化學(xué)品性、耐候性、耐久性、耐腐蝕性。1961年，以偏氟乙烯（pvdf）為代表的氟樹脂涂料問(wèn)世以來(lái)，氟樹脂品種發(fā)展十分迅速。這種高性能的氟樹脂涂料具有20年的戶外耐久性，在國(guó)內(nèi)外引起了極大的重視，已在耐酸雨涂料、耐溫防腐涂料、防污涂料等方面得到應(yīng)用。
但是pvdf不溶于普通有機(jī)溶劑，不能在常溫下固化，為了保證施工性能，常需要涂裝底漆，施工性能

（4）含氟聚氨酯（fpu）不僅具有因聚氨酯結(jié)構(gòu)而決定的優(yōu)異的機(jī)械性能、耐低溫性能和粘結(jié)性能，還具有極低的表面能和高的耐熱性、耐候性、耐化學(xué)腐蝕性。目前本課題組正通過(guò)控制含氟鏈段的引入方式，利用含氟鏈段的表面富集效應(yīng)，發(fā)展一種含氟聚氨酯低氟高性能化的新方法。該含氟聚氨酯可用于制備苛刻環(huán)境下使用的防污、防腐涂料。預(yù)計(jì)以fpu為樹脂制備的防污、防腐型涂料將在性價(jià)比、與底涂（如富鋅環(huán)氧底漆）粘結(jié)強(qiáng)度、使用壽命等方面大大超過(guò)目前在該應(yīng)用領(lǐng)域使用效果的feve基氟碳涂料。與本文相關(guān)的論文：組合式減壓閥如何減靜壓