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防腐涂料

研究化工厂用重防腐涂料及涂装应用

时间:2011-11-09 11:41:03 来源: 作者:孙慧 点击:
研制了用芳香胺固化酚醛环氧树脂配合惰性填料、鳞片的耐酸耐碱涂料系列,分析了在产品设计中应关注的主要因素,阐述了两个配套涂层在化工设备上的应用优势。研究与应用证明,酚醛环氧芳香胺玻璃鳞片胶泥配套体系能在100~150℃强酸、强碱浸泡下的钢结构储罐、物料塔中应用较长时间。

1引言

防腐涂料在整个涂料市场中占相当大的比例。2009年我国涂料总产量达755万t,其中防腐涂料为185万t,占近25%,仅次于建筑涂料的34%(260万t)。由于我国已成为世界集装箱和船舶制造大国,大量高速铁路、公路、桥梁和石油、化工及大型市政工程项目纷纷投入建设,带动了重防腐涂料产业的高速发展。工业防腐涂料大量应用于石化行业中,遇到各种严酷腐蚀环境(ISO12944-2中的C5-I,Im2腐蚀环境),对涂料的防腐性能要求很高。化工厂通常要求使用既有耐化学介质特性又要有耐较高温度的防腐涂料。如换热器占石油化工厂设备总量的1/3以上,占整个设备投资的19%~40%,在热介质气体的腐蚀下损坏严重,因此迫切需要耐热、导热率高的防腐涂层。开发可常温固化且施工方便的涂料,是至今尚未完全解决的问题。其关键是在涂料的防腐性能(耐冷热交变、耐磨蚀和防腐)、传热性能(导热率)和可施工性(常温固化、涂装次数少、间隔时间短等)三者之间求得最佳的平衡点,即开发可常温固化的耐高温型重防腐系列涂料。针对化工厂内强酸、强碱储罐与排放强酸、强碱的污水池内壁的防腐处理,特别是在100~150℃严酷腐蚀环境下,大多数常规的重防腐涂层都不能经受住考验。通过改性环氧树脂配合抗热变性固化剂及耐酸碱颜填料筛选配制出一系列重防腐配套涂层,满足了一些特殊环境的防腐需求。经过几家客户一年的使用,取得了良好的效果。

2工艺路线及成膜原理

化工储槽内壁受到酸、碱或溶剂等化学品的腐蚀,有时还伴有温度和压力变化所带来的应力作用使腐蚀加剧。故所用的防腐蚀涂料必须具有优异的耐化学品性,同时具有良好的附着力、耐高温及耐温变性能。利用酚醛改性环氧树脂所具有的较多的环氧基可形成抗热变性能好的高交联密度产物,固化剂采用热变性能好的改性芳香多胺固化剂,再配以耐酸、碱性优异的填料和经特殊处理的片状填料制成具有优良防渗透效果的耐腐蚀耐温变型重防腐涂层。根据化工设备内、外壁的特殊要求,提供相应的耐温型重防腐涂层。该涂层基料的抗温变性理论上可达到150℃,加入适当的惰性填料其耐温变性可提高至160~180℃,膜可自然干燥,克服了早期的需高温烘烤的冷拼酚醛环氧防腐涂料不能自干的缺点。主要成膜反应见图1。

主要成膜反应

主要成膜反应
 
3试验部分

3.1化工设备外壁涂层

适用于长期在100~130℃酸雾笼罩下的钢结构及物料塔,最高达140℃的齿轮油箱等。配套涂层采用相对分子质量较高的改性环氧树脂加入防锈颜料、填料及着色颜料、特殊助剂溶剂与改性多胺制成底、面,按一般重防腐涂层要求涂装施工就可取得耐酸、耐碱、耐较高温度的防腐蚀涂层。

3.2化工设备内壁涂层

适用于长期在100~150℃强酸、强碱(pH为1~12)浸泡下的钢结构储罐、物料塔,如硫胺系列、硫磺储罐及排污和酸碱池等。配套涂层采用VG0115耐高温防腐底作为喷砂底材的第一道涂层,以增加基材与整个涂层的黏结强度和层间附着力;第二层配套涂层采用VG0515高温型玻璃鳞片胶泥,通过镘涂得到厚度为800~1000μm的抗介质渗透的防腐涂层;干燥24h后再镘涂施工一道VG0415面层鳞片胶泥,厚度为800~1000μm;面层再施工一道VG0115耐高温防腐清就形成1.6~2.0mm的耐温型重防腐涂层。在更严酷的条件下可在封闭底上镘涂2道VG0515耐温型玻璃鳞片胶泥后再镘涂一道VG0415面层鳞片胶泥,加上VG0115面层耐高温清漆,总的涂层厚度达到3mm以上,该涂层在强酸(10%~60%H2SO4)、强碱(5%~10%NaOH)下也能起到防腐保护作用。耐其它介质品种及浓度见表1。复合涂层达到的技术指标见表2。
 
 表1复合涂层耐介质情况

表1复合涂层耐介质情况

表2产品技术指标

表2产品技术指标
 
4结果与讨论

4.1化工腐蚀环境决定基料的选择

各类工厂所处的腐蚀环境及腐蚀程度见表3。
 
表3典型性工厂的腐蚀环境

表3典型性工厂的腐蚀环境
 
注:一般环境系指上述内陆地区的大气环境。

 
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