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玻璃鱗片涂料的組成主要包括玻璃鱗片為主的防銹顏料和具有優良性能的成膜樹脂。玻璃鱗片涂料常用的成膜樹脂包括氯化橡膠、環氧樹脂、酚醛環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂和乙烯酯樹脂等。
其中玻璃鱗片環氧涂料的應用。環氧樹脂具有很強的黏合力,對于大部分底材的附著力良好;具有良好的物理力學性能及優異的耐化學品性。其與玻璃鱗片顏料配用,制成的玻璃鱗片環氧涂料很適宜作為目前常用的云鐵環氧中間漆的替代品,通過英國的橋梁涂裝的實踐經驗(如ForthRailBridge、TayRail等),不采用富鋅底漆,而單純依靠玻璃鱗片環氧涂料的防腐蝕性,也獲得了預期的效果。
玻璃鱗片聚酯涂料具有良好的耐化學品性、耐陰極剝離性及高度耐磨性,在船舶涂裝,特別是甲板通道、直升機甲板、破冰船船殼等處應用廣泛。玻璃鱗片乙烯酯涂料,由于其杰出的耐化學品性和耐溶劑性,用于貯罐內壁時,其耐化學品性較聚酯類涂料更高,耐堿性堪稱*。
玻璃鱗片涂料防腐機理
玻璃鱗片的厚度一般為2~5μm,一般溶劑型玻璃鱗片環氧涂料的干膜厚度達200~400μm,且能保證涂層中有數十層*百層的鱗片排列,涂層內形成復雜曲折的防滲透擴散路徑。
玻璃鱗片將涂層分割為許多微小空間,使涂層中的微裂紋、微氣泡被分割,且玻璃鱗片的收縮率是樹脂的幾分之一到幾十分之一,在涂料固化過程中,可以降低涂層的收縮應力,提高涂層的附著力,同時也抑制了涂層龜裂、剝落等缺陷,使得單道噴涂可以獲得更厚的涂層。
玻璃鱗片防腐涂料的防腐機理與鋁粉和云鐵在涂層中起到的作用類似,通過改變腐蝕介質(如空氣、水、酸堿等)的擴散滲透路線,使其難以滲透到基材來達到防腐蝕效果。使用玻璃鱗片防銹顏料,由多層與基材近似平行排列的玻璃鱗片顏料構成的魚鱗效應,可將腐蝕介質的滲透距離延長數倍甚至數十倍。一般玻璃鱗片片徑縱橫越大,涂層的抗滲透性能越強,但是涂層的表觀相對差些。
一般采用片徑大小不一的玻璃鱗片混合使用,以期獲得較大片徑玻璃鱗片與底材呈平行排列,較小片徑的玻璃鱗片以不同角度穿插于空隙中的效果。作為面漆使用時,會使用較多片徑較小的玻璃鱗片顏料,以獲得較為平整的涂層。使用*對玻璃鱗片顏料進行處理,可以提高其強度和與成膜樹脂的結合力。對于涂層而言,可以提高其耐磨性和抗滲透性。
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玻璃鱗片涂料在日本的應用實例;
由于玻璃鱗片涂料具有耐蝕,抗滲透性好,涂膜收縮率低,熱膨脹系數小,固化殘余應力少,耐磨損,施工簡便,易于修補,因而玻璃鱗片涂料在化工、冶金、化纖、電鍍、建筑等行業均有大量應用。特別是在各種海洋工程設備、海上石油天然氣平臺、港灣碼頭及船舶應用更為廣泛?,F舉幾個應用實例[5~7]。
1)北陸汽車公路混凝土橋鹽霧腐蝕對策——沿海一側每到冬季,由于飛來的鹽份,不管鋼結構還是混凝土構筑物,成為日本破壞zui顯著的地方。北陸汽車公路混凝土橋,1972年開始使用,后來遭鹽霧侵蝕發生破壞,1987年開始修補,修補中使用了環氧玻璃鱗片涂料和乙烯基酯玻璃鱗片涂料,涂膜厚1000um。同年完成的從新瀉縣上越市至富山朝日鎮59.3km的高速公路混凝土橋,為了對付鹽霧,使用了乙烯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。
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2)沖繩地區的鋼橋防銹蝕調查——沖繩綜合事物局在日本鋼橋專業協會的協助下,進行了防銹蝕性和防風砂磨蝕性的涂裝系列試驗,2年后測定,玻璃鱗片涂料性能好,環氧樹脂涂料次之,氯化橡膠涂料和鄰苯型不飽和樹脂涂料效果較差。
3)機場聯絡橋的鋼結構防銹蝕方案——關西機場聯絡橋的鋼結構,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*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和環氧樹脂。下部防銹蝕,提出了飛濺區涂裝乙烯基酯樹脂玻璃鱗片涂料和聚氨酯涂料(1000um);潮水漲落區域涂裝玻璃鱗片涂料(1090um)。
4)港灣鋼構物防銹蝕方案——日本沿岸開發技術研究中心1986年發表了鋼結構防銹蝕指南,其中海上大氣部、海水飛濺部、潮水漲落部及海水中部位*乙烯基酯樹脂、環氧煤焦油樹脂和玻璃鱗片涂料。
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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公司生產的玻璃鱗片涂料,5年內施工面積達1.5×106m2。