高性能防腐蝕VEGF鱗片涂料的性能和應用

（上海富晨化工有限公司   上海 200235）

摘要：本文就乙烯基樹脂玻璃鱗片涂料（膠泥）的性能特點作了簡單的介紹，同時并對VEGF在一些具有代表性的行業中的應用作了一簡介。

關鍵詞：乙烯基樹脂  防腐蝕  鱗片涂料  VEGF

1、前言

能在嚴酷的腐蝕環境下應用并具有長效使用壽命的涂料稱為重防防腐涂料。在化工大氣和海洋環境是重防腐蝕涂料一般可使用10-15年以上；在酸、堿、鹽和溶劑介質并在一定溫度的腐蝕條件下，一般應能使用5年以上。

重防腐蝕涂料的應用涉及現代工業各個領域，如新興的海洋工程——海上設施、海岸及海灣構造物及海上石油鉆井平臺等；現代化的交通運輸——橋梁、船舶、集裝箱、火車和汽車等；重要的能源工業——油管、油罐、輸變電設備、電力脫硫設置等；大型的工礦企業——化工、鋼鐵、石油化工廠的管道、貯槽、設備及大型礦山冶煉設備等。

據了解，我國工業涂料的年需求量在170萬噸左右，其中最具開發前景的有五類涂料，鱗片涂料、導電涂料、重防腐涂料、粉末涂料、富鋅涂料、含氟涂料是涂料產業發展方向。同時結合重防腐涂料的發展趨勢，包括材料技術的發展應用和工藝特性的應用，乙烯基酯樹脂玻璃玻璃鱗片涂料（vinyl ester glass flake coating, 簡稱：VEGF）是其中的一個重要新產品，本文就此重點介紹一下這類高性能涂料的特性及應用。

2、乙烯基樹脂鱗片涂料概述

2．1目前，作為重防腐涂料用的樹脂基材主要有：

a) 環氧樹脂：環氧樹脂是目前應用數量最多、范圍最廣的重防腐涂料用樹脂，但局限有兩點:一是環氧樹脂耐候性較差,易粉化,不易加工成化工大氣用重防腐涂料面漆;二是環氧樹脂在較高溫度下；

b)聚氨酯樹脂：但由于聚氨酯涂料里含有少量游離的異氰酸酯基（-NCO），它與大氣中的潮氣和水分反應并對人體健康有所影響，因此在貯存、施工性能上和環境保護方面有待于進一步完善；

c)含氯的乙烯類涂料，這類涂料品種較多，其性能和應用中存在的以下主要特點為：

1）多為熱塑性樹脂溶解在混合溶劑中配制成的單組分揮發性涂料，一般難以形成高固體分厚膜性涂料。

2）但由于涂膜較薄，抗滲透性較差，很少用于設備內部化學介質防腐領域，主要用在化工大氣防腐領域，部分可用于水和海水中。

3）耐溫性和耐溶劑性較差

所以，在一些承受較高溫度、較強腐蝕介質用的重防腐涂料中，乙烯基酯樹脂鱗片涂料則能很好的體現其應用價值。

乙烯基樹脂鱗片涂料由是乙烯基酯樹脂為主要成膜物，并輔以鱗片、耐腐蝕填料、顏料、專用助劑以及引發劑、促進劑等組成，乙烯基酯樹脂以環氧樹脂為母體，兩端含有乙烯基活性點，它不僅保留了環氧樹脂涂優良的機械性能、電性能、粘結性，還具有不飽和聚酯樹脂固化快，施工性能好的特點。既彌補了環氧樹脂涂料難以低溫施工的缺點，且耐溫性和耐化學品性能優于環氧樹脂。

乙烯基酯樹脂自六十年代末問世至今已有三十余年的歷史，由于乙烯基酯樹脂具有優良的耐蝕性和施工工藝性，八十年代起乙烯基酯樹脂已成為國外新一代耐腐蝕樹脂的代表而廣泛應用于石油、化工、造紙、冶金、熱電、醫藥、食品、交通、環保、建筑等行業。在防腐蝕領域包括在VEGF涂料中采用的通用乙烯基酯樹脂，主要應用以下兩種類型的乙烯基酯樹脂：

a)  雙酚A環氧乙烯基酯樹脂

它能提供優良的全面的耐適度的酸和強堿等化學介質；它們能更好的應用在強堿性氧化物，如次氯酸鈉、腐蝕劑／氯溶液；強堿腐蝕環境如石灰石漿液儲罐和管道。雙酚A環氧乙烯基酯樹脂在適當的化學介質環境中能安全有效承受高溫105℃，在干熱環境或輕微的化學介質或含水的介質中能耐稍更高的溫度。雙酚A環氧乙烯基酯樹脂限制在有機酸、溶劑、強氧化性酸和溫度高于105℃的化學環境中應用，以此類乙烯基樹脂為原料的VEGF涂料，稱為中溫型乙烯基鱗片涂料（VEGF-2）。

b)酚醛環氧乙烯基酯樹脂

它能提供杰出的耐強氧化性酸、有機酸、溶劑和酸／漂白劑溶液如二氧化氯等。酚醛環氧乙烯基酯樹脂在高溫酸環境中展現更加杰出的性能。如那些安裝FGD排煙氣系統；根據這些樹脂性能適當的選用襯里有能力抵擋極端溫度205℃，在某些場合更高的溫度。然而酚醛環氧乙烯基酯樹脂在熱酸和氧化性的酸中能更好的工作。它們僅限制在耐強堿溶液，尤其在提高的溫度環境中。這些熱的腐蝕環境使用上面講述的雙酚A環氧乙烯基酯樹脂更好，以此類乙烯基樹脂為原料的VEGF涂料，稱為高溫型乙烯基鱗片涂料（VEGF-1）。具體以上兩種鱗片涂料的應用情況和耐腐蝕環境見表2.1：

表2.1VEGF涂料的適用環境

乙烯基鱗片涂料中的鱗片種類繁多，有云母氧化鐵鱗片、石墨鱗片、鋅鱗片和不銹鋼鱗片等，這些鱗片也可與樹脂等組成鱗片涂料，除了具有提高涂料抗滲性的作用外，還有其他的功能，如石墨鱗片導電、導熱性好，并耐氫氟酸的腐蝕；鋅鱗片與金屬基層有優良的粘接性和防銹性；不銹鋼鱗片比玻璃鱗片的耐堿性和耐磨性好；云母化鐵鱗片價格低，可降低成本等。但從全面綜合的角度考慮（如品質的均一性、與樹脂的粘接力以及供應的穩定性和經濟等因素），目前國內外仍以玻璃鱗片使用較多。玻璃鱗片可按片徑大小分為大、中、小三種規格.片徑大于1.6mm的鱗片為大規格，片徑約0.95mm的為中等規格，片徑小于0.3mm的為小規格鱗片。

2．2乙烯基樹脂玻璃鱗片涂料（VEGF）是其中鱗片涂料中的一種，VEGF涂料中加入經過化學處理的優質玻璃鱗片，厚度僅3-8μ，在1mm涂膜中可有上百層平行的玻璃鱗片相互交叉排列，形成了獨特的屏蔽結構，大大增強了樹脂的抗滲透和耐蝕性能。

VEGF鱗片涂料由此具有以下特點： 1》 有超低的滲透率； 2》 具有極高的粘結強度、高附著力和沖擊強度； 3》 耐溫差（熱沖擊）性能良好，因為減少了涂層與鋼鐵間的線膨脹系數的差別； 4》 一次性可達到較厚的涂層，施工方便； 5》 相對于普通的環氧樹脂基的鱗片膠泥，具有更高的耐腐蝕性和耐溫性能。

乙烯基樹脂玻璃鱗片涂料根據鱗片片徑的大小直接影響涂層的抗滲性，玻璃鱗片縱橫比愈大則抗滲性愈好。按其粘度可分為玻璃鱗片涂和玻璃鱗片膠泥兩種，可用噴涂、刷涂或滾涂施工的一般稱為涂料（薄涂層型VEGF），而粘度較大，必須采用涂抹或鏝刀施工的稱為膠泥（厚涂層型VEGF），但有時統稱為涂料，下面就詳細論述：

a)薄涂層型VEGF：

典型應用厚度為0.5mm～1.75mm 最適用噴涂、滾涂、刷涂等方法涂刷一遍或二遍，當采用噴涂的方法時，這些材料快速和成本有效的，對于薄涂層型基體樹脂和填料組合選用根據每個應用服務設備的要求，選用這些填料的好處包括可以承受一些意外的腐蝕，低滲透率，耐高溫，杰出的耐磨損和腐蝕性能。

b)厚涂層型VEGF

典型應用厚度為1.75 mm～3.75mm 通常采用鏝刀刮涂兩遍或更多遍。重防腐系統施工要求低滲透率，耐意外腐蝕，時常，承受一定的磨損和腐蝕。該系統選材，包括基體樹脂，填料和厚涂層型襯里類型要根據每個應用服務設備的要求。厚膜鏝刀應用系統包括玻璃鱗片增強、高填料填充，并且經常用織物增強來提高力學性能，耐高溫性，耐滲透和耐腐蝕。雖然，采用鏝刀制作厚膜型比噴涂薄膜型成本要高，但在許多苛刻化學環境中可更好地達到使用要求。

3、VEGF涂料的應用

    由于VEGF鱗片涂料上述提及的各種優點，使VEGF涂料在各方面得到廣泛地應用，主要包括：a) 脫硫裝置設備（FGD）、排煙煙囪；b)污水處理的設備、混凝土池和槽；c)化學工業中的貯槽、貯罐；d) 石油化工管道內襯；e)海洋構筑物。其中目前FGD和海洋工程中的防腐蝕是其主要的用途，表3.1中則清楚地列出了VEGF涂料對一些化學介質的耐腐蝕特性。

3.1 排煙脫硫裝置中的應用

這是乙烯基酯玻璃鱗片涂料襯里應用最為成功的領域之一，表3.2中充分地顯示了一些材料在FGD中的防腐蝕應用。大型的鋼制濕法脫硫裝置中，由于存在較強的腐蝕性氣體、高溫和磨擦等使用條件，若不進行防腐蝕處理，一年內就會惡化，即使是不銹鋼也不能很好地達到使用要求。20多年的實踐證明，在各種防腐蝕材料中，VEGF涂料是最為合適的，它有效地用于發電廠、鋼鐵廠、有色金屬廠、化工廠和垃圾焚化等部門的煙氣脫硫裝置中（FGD），具體部位有：

表3.1 VEGF鱗片襯里應用實例調查表

3．1．1 煙囪、洗滌塔組件、出口聯接導管

這些大多數FGD部件操作溫度相對低溫（低于95℃），極低PH和經常是正壓是由于高速度和限制排氣量。在這些冷濕和高酸性條件下的玻璃鱗片和其他類型的鱗片填料提供了加強了抗滲透性和延長使用壽命。這些鱗片填料的構成為任何腐蝕介質滲透到襯里底層創造出了一個很漫長的路徑。許多填料經過表面處理提供一個強黏結力樹脂和鱗片填料結合體極少的酸性溶液能到滲透到襯里層。重疊的鱗片形成的填料創造一層交叉截面層承受強烈的酸性蒸氣，甚至在正壓和常規流程。

表3.2 煙道氣脫硫裝置中的防腐材料指導