[分享] 每日更新20240428【战疫纪念~2022春天～上海疫情封控】《乙烯基酯树脂及其树脂重防腐应用》更新到第五版

（5）涂装/玻璃钢复合树脂重防腐

涂装和玻璃钢复合的树脂重防腐主要出现在以下场合：①户外耐候性要求较高的整体玻璃钢管罐塔器等；②耐有机溶剂或其它易对玻璃钢产生溶胀的溶剂的池槽管罐衬里。其中前者居多。

定义：以涂料对整体玻璃钢设备进行外部涂装，起到耐候、美观、区别划分等功能，或在玻璃钢衬里或玻璃钢耐蚀内表面层涂刷特种涂料，有助于玻璃钢耐蚀层抗有机溶剂等的渗透、溶胀等腐蚀的复合树脂重防腐形式。

优点：①相比全部采用玻璃钢防腐，该复合方法的耐候性、美观性、或耐蚀层的耐溶剂溶胀等功能更佳；②相比全部采用涂装防腐而言，提供了更好的强度（乃至作为整体材料或构件使用）、长期耐腐蚀性能、耐温、耐冲击性能等。

缺点：①施工时原材料的准备繁琐，现场工人容易弄错；②耐蚀层再去做涂料涂装，不但需要等玻璃钢固化较为完全，而且必要时还要进行二次基材（复合材料基材）处理，才可以涂装，作业较为麻烦；③部分涂料和玻璃钢的附着力不佳；④增加成本；⑤添加了液蜡的耐蚀面层，如需再涂装，还需要抛掉表面液蜡，作业麻烦。

原理：结合了玻璃钢高强、耐蚀等优势与涂装耐候、美观、耐溶剂等特种功能。

常见选择的涂料种类：①耐候性要求的：氟碳涂料、聚氨酯涂料、聚酰亚胺涂料、丙烯酸聚酯涂料等；②美观装饰要求：丙烯酸涂料、聚氨酯涂料等；③耐有机溶剂溶胀等特种功能涂料：聚氯乙烯萤丹涂料（不可耐含苯环类的溶剂）、无机富锌涂料、聚硅氧烷涂料、杂化涂料、共聚物涂料等。

（6）电化学防腐/玻璃钢复合树脂重防腐

电化学防腐和玻璃钢复合的树脂重防腐主要出现在以下场合：①要求导静电的玻璃钢设备、玻璃钢地坪、玻璃钢衬里场合；②要求导静电的厚涂层、胶泥、地坪的防腐场合。

定义：以金属、炭黑或其它导电填料、纤维等对树脂重防腐形式辅以特殊电化学功能的复合树脂重防腐形式。

优点：①重防腐、导静电一体化解决。与树脂重防腐的绝缘防腐功能相比，该复合防腐方法既解决了树脂重防腐问题，又可达到所需要求的电化学功能，如防静电、导电、阳极牺牲等功能；②导电填料和纤维的引入，降低了树脂重防腐材料体系的线性膨胀系数，使之更加接近无机材料和金属材料，一定程度上降低了防腐层受温度骤变、应力变化导致的脱落失效的概率。

缺点：①作业时原材料的准备繁琐，现场工人容易弄错；②部分电性能填料会与树脂发生团聚，后续施工作业时不便，如炭黑、导电云母粉、金属鳞片等；③部分电性能填料对某些树脂产生阻聚作用，作业时固化配方的把握需要更专业，如不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂的树脂重防腐中，添加了导电云母粉、碳化硅、三氧化二锑等填料后，再采用蓝白水体系固化时，会大大延长凝胶时间，加少了蓝白水，甚至不凝胶，此时需要采用补加蓝白水和助促进剂，或者改变蓝白水体系为其它常温固化体系的办法解决，具体解决方案见本书应用篇章部分关于“乙烯基酯树脂成型指导”的详细介绍。

原理：结合了玻璃钢高强、耐蚀等优势与电化学的特种功能。

选择电化学材料时，要求具有防静电、导电功能，一般选择导电纤维、导电云母粉、导电金属粉、炭黑、石墨、金属条（常用铜条）、金属鳞片、无机导电粉料/鳞片等。

电化学防腐和玻璃钢复合的树脂重防腐主要体现在防静电地坪、不发火地坪、导静电油罐涂料等。

（7）金属/玻璃钢复合树脂重防腐（双壁罐）

典型的金属材料和玻璃钢材料复合树脂重防腐的例子就是内壁钢质，外部缠绕玻璃钢的双壁罐。

（8）金属热喷/树脂封孔复合树脂重防腐

定义：利用高温热源喷涂技术，在材料表面制备一层防护的强化层，并以树脂或胶泥对其强化层孔隙封闭的防腐方法。

特点：①能热喷涂的材料很多，市场上以热喷金属为主（选择比基体金属电极电位更负的金属材料热喷，对碳钢基材金属进行大面积均匀的牺牲阳极保护）；②施工方便，不受尺寸限制；③热喷金属厚度可控；④适应性强，方便。

缺点：①物理结合强度不高，耐冲击和载荷能力不足；②耐腐蚀能力受到孔隙的封闭程度以及封闭材料的性能影响，一般很难达到整体防腐蚀材料那样的耐蚀性能；③劳动强度大，易飞溅，不环保，成本高；④对小制件，涂层收率低。

用于腐蚀防护与控制的热喷涂涂层，之前对基体表面进行预处理达到净化、粗化和活化的目的，再喷涂一层耐蚀性好，粘结性强的打底涂层，然后再喷涂金属工作涂层，最后进行金属涂层封孔或涂装等后续处理，以达到完全消除气孔影响的目的。

对封孔剂要求：①粘度低，渗透好；②不与涂层发生不良反应；③容易固化，与涂层粒子粘结好；④安全无毒，使用方便。

常温或不高的环境温度下（<200℃），封孔剂多为有机涂料，如环氧清漆、酚醛清漆、聚氨酯清漆、厌氧胶、微晶石蜡、有机硅清漆等；高温下常用无机封孔剂，如水玻璃、水解硅酸乙酯等。

最常用的封孔剂还是环氧树脂。目前乙烯基酯树脂在封孔时也有应用。市场上甚至还出现了“环氧树脂清漆+环氧云铁中间漆+乙烯基酯树脂”的方案，尽管该方案存在一定不合理性，但在实际工程中的确有人这么用。

聚四氟乙烯树脂乳液封孔剂也是一种较常用的方案，成本及粘结性能都存在一定难点。

目前市场上常用的封孔剂，在遇到一些特殊介质时常常效果不佳，这是树脂重防腐和金属热喷交叉应用非常有潜力的一个领域。笔者曾和某单位合作，一起做过“乙烯基酯树脂清漆+乙烯基酯树脂玻璃鳞片涂料”的封孔剂实验，效果非常好。

热固性树脂的固化程度往往和温度、厚度有关，封孔一般采用的树脂量都很少，固化过程很难达到较高程度，因此在封孔后，尽量进行中高温后处理，以保证封孔剂的固化程度，达到所需要的耐蚀效果。

这属于跨领域的交叉应用，市场上寻求有效封孔剂的朋友很多，但做热固性树脂及有机涂料者对热喷金属涂层并不熟知，的确需要双方在一起联合实验，寻求效果更好的封孔剂。交联型100%固含量的鳞片胶泥涂料是笔者和一些单位联合实验开发的一种新型封孔材料，还需后续应用效果和案例来检验。

（9）水玻璃及搪瓷/胶泥/玻璃钢复合树脂重防腐

水玻璃、搪瓷及搪玻璃都是单独使用的，与树脂重防腐复合使用仅限于采用树脂重防腐形式对它们进行修补。

无机整体防腐材料，如搪瓷、搪玻璃、水玻璃等，它们脆性大，耐冲击性差，在安装、运输、检修中易被损坏，或者使用中由于应力和热量不均应力释放，使其剥落。对于搪瓷设备，即便局部损坏，也会失去使用价值。所以若能及时修复，避免搪瓷设备更换则可降低生产成本，值得研究和探讨。搪瓷等的修复难度大，影响因素多，应根据腐蚀介质、介质温度、压力等选择修补材料和方法。修复搪瓷的方法有金属材料填塞式修复法、金属材料紧固隔离式修复法、无机胶泥材料封闭式修复法、有机胶泥材料封闭式修复法等。目前市场上采用较多的还是特种胶泥类复合材料，如美国美嘉华-福世蓝高分子复合材料修补剂就是这一类，据他们公司资料称这类复合树脂重防腐修补剂可用于：

①搪瓷罐脱瓷修复保护；

②衬胶罐腐蚀修复保护；

③换热器管板腐蚀修复保护；

④管道砂眼渗漏修复保护；

⑤减速机结合面渗漏治理；

⑥化工泵腐蚀修复保护；

⑦设备壳体裂纹渗漏治理；

⑧变压器渗漏油治理等。

修补这类设备，需要考虑如下因素：

①考虑搪瓷釜的夹套蒸气压的作用，修补胶泥需要耐高温；

②修补材料的耐腐蚀性能，需要有针对性；

③和无机整体材料的粘结强度需要保障；

④修补材料的线性膨胀系数和无机整体材料需要接近；

⑤针对液相腐蚀和高温气相腐蚀，需要有针对性；

⑥施工质量有保证，具体为：首先，修补处表面一定要处理好，如胶泥封闭式修补，涂抹胶泥的接触面要粗糙，洁净，不能有锈斑、物料、灰尘、油污等，空气湿度最好要在小于80%下进行；有的要进行表面活化处理，胶泥配制时各组份都不能漏掉，并且秤量准确；操作环境周围最好保持干净、整洁。胶泥有适用期，要在适用期内用完。要求热处理的，要控制好温度梯度和时间；对金属材料填塞式修补，表面处理好后，再注意材料的填塞要稳固，尾部要铆平；物料磨损严重的，要选取耐磨的修补材料，小然这些因素都会直接影响修补质量。

（10）衬胶树脂重防腐复合树脂重防腐

定义：玻璃钢设备，内衬橡胶的复合设备，多为管道、阀门等。

优点：解决玻璃钢设备整体侧重刚性，内壁耐冲击、耐冲刷、耐磨蚀不足的缺点；解决了衬胶防腐力学强度不足的缺点。相比碳钢衬胶设备而言，无需再在碳钢设备的外表面做防腐处理，埋地更为合适。

橡胶衬里玻璃钢管是典型的例子，以下对该种复合使用的管道的橡胶的选用、配方、硫化、与玻璃钢的胶接以及成型工艺等内容进行了简要介绍。

橡胶衬里的特点用热塑性塑料做内衬层， 一般采用两种办法，即直接用塑料管或用塑料片粘接。前一种办法带来的问题是使管壁厚度增加，单位长度重量和成本提高；后一种办法则必须解决好片间胶接问题，否则任何疏漏都可能引起管壁渗漏。而且，结构层的固化温度和产品的工作温度也受塑料热变形温度的限制。虽然聚四氟乙烯 (PTFE)塑料可以解决耐高温问题，但由于价格高，还不能大量应用。用富树脂层做内衬的主要问题是，对材料性能和工艺都必须有严格要求。常用的热固性树脂较脆，在长期工作条件下，由于内压作用，会产生许多微裂纹，使其丧失防渗和防腐功能。在这种情况下，必须考虑选用延伸率较高的树脂做富树脂层。但从目前可用的树脂材料看，延伸率较高时，耐热和耐腐性能下降；而耐热和耐腐性能较好时，延伸率却不理想。除此之外，在制作工艺上，还存在解决消泡和避免固化应力开裂问题。

另外，常用热固性树脂的长期使用温度都在120℃以下，若选用较理想的耐高温树脂，成本将明显增加。橡胶内衬，只要材料选用得当，配方合理，能够较好地解决上述两种材料存在的一些缺点。它的优点主要有下述几个方面。

    橡胶内衬玻璃钢管的成型工艺大致为：芯模→涂脱模剂→包胶片→涂胶粘剂（预压）→缠绕FRP→硫化（固化）→脱模。

    橡胶内衬玻璃管的玻璃钢管选材方案基于两种常用的玻璃钢材料：不饱和聚酯玻璃钢管、环氧树脂玻璃钢管。

    橡胶选用原则：

①价格应较低，这样与玻璃钢复合后不会明显提高管材的原材料成本；

②硫化温度和时间应与玻璃钢的最高固化温度和时间一致；

③各组份对树脂固化无影响；

④长期使用温度为低温或常温，能输送一般腐蚀性介质。

在一般条件下使用。橡胶的硫化温度和时间与不饱和聚酯树脂的固化温度和时间相当，因此协调是不成问题的。硫化压力利用玻璃钢层的缠绕压力即可保证， 因橡胶形态只是一层平整的薄片，芯模为光洁度很高的钢材，不需很大压力即

可达到致密的成型要求。因硫磺和碳黑对不饱和聚酯树脂有阻聚作用，因此在配方中不能加这两种材料。

    橡胶不能与玻璃钢直接粘接，必须用胶粘剂。胶粘剂以橡胶-树脂复合型最

为理想，这样既可以利用它们的双向粘接能力，也能使其在管壁的两层间起过渡作用。实践证明：氯丁胶胶粘剂对橡胶和玻璃钢的界面层粘接效果明显高于其它类型胶粘剂，而且在剥离过程中都是混合破坏，粘接好的部位橡胶被拉坏。氯丁橡胶属强极性高分子材料，粘接力和内聚强度都很高，它有较好的耐油、耐水、耐化学药品能力和优良的耐光、耐大气老化和阻燃能力，用于玻璃钢管的层间粘接是有利的。

对有些橡胶内衬材料，如乙丙橡胶，它们的粘接能力较差，因分子中不含极性基团，靠直接贴合很难粘接，即使采用胶粘剂也不易粘合。根据这种情况，们将一定量的环氧树脂加入到配方中混炼，使其能够参与玻璃钢的固化反应，从而大大提高了粘接强度。而用胶粘剂者无法与之相比，加环氧（改性）的乙丙橡胶即使不加胶粘剂，其剥离强度已足够大。

更多复合树脂重防腐施工、应用介绍请参见《第陆卷 树脂重防腐》之《第18章 复合树脂重防腐》的详细阐述。

8.6 “树脂重防腐”之“广义基材处理”

8.6.1 “广义基材处理”概述

“狭义”的基材处理一般仅仅指的是机械或手工动力工具进行混凝土、碳钢等表面的处理，使其表面清洁并具有一定的表面粗糙度，以满足后续涂装、防腐蚀衬里等施工操作。

但是现实中，经常出现混凝土基材本身的质量不到位，金属基材本身质量缺陷等问题，也会遇到不锈钢等非碳钢的金属基材，此时涉及到基材表面处理的要求和内容更宽泛，有鉴于此，本书引入“广义”基材处理的概念，指的是包括但不限于“狭义”基材处理、基材修复、基材测试评估、环境检查等的更宽泛内容的基材处理与控制。

对基材的处理的质量以及施工水平直接影响后续防腐蚀衬里工程质量和使用年限。实际经验表明，相当部分的防腐衬里工程的失效都是来自于基材表面处理的不到位或不合格。

广义基材处理的对象基材有：金属基材、混凝土基材、旧漆膜或衬里基材、木材和塑料等特殊基材，现场防腐蚀衬里遇到最多的是碳钢基材、混凝土和水泥砂浆基材，偶尔也会遇到木材、不锈钢基材。综合而言，这些基材涉及到主要有以下一些物质。

①氧化皮、铁锈。氧化皮和铁锈是碳钢基材上主要需要清理的对象，一般都是暗红色或红黑色物质。

②钝化膜层。

③可溶性盐、锌盐等。金属基材被腐蚀后基材会因环境氛围不用可能生成并残留在金属基材表面一些硫酸亚铁、氯化亚铁、硫酸锌、碱式硫酸锌、氧化锌、氯化锌等盐类物质。

④焊烟、焊渣等。金属基材一些前道工序遗留的基材表面缺陷，也是进行防腐蚀衬里施工前必须有效清理的。

⑤粉笔记号、油脂、污渍、灰尘、磨料以及其它杂物等。

⑥旧涂层、旧衬里。

⑦疏松起砂的混凝土层。

⑧树脂蜡、树油。

⑨基材中超标的水份。

⑩保护维持已经处理好的基材和环境条件。

广义基材处理的目的有三。

①基材处理和加固。金属基材结构在进一步表面处理前须进行必要的结构处理，如锐角的打磨、倒角的磨圆、飞溅的去除、焊孔的补焊及磨平。这些问题对防腐蚀衬里的完整性、附着力有很大影响，因此在除锈前必须进行处理。如果是混凝土基材，也需要在基材处理前进行结构处理，如孔洞裂缝的填充、空鼓的处理等。混凝土表面起砂（往往是水砂比不合格导致）、强度不足等，也需要渗透加固再进行基材处理。

②基材表面清理。除去金属、混凝土表面对防腐蚀衬里有损害的物质及水份。

③基材表面粗糙化。基材表面清理需要达到一定表面粗糙度，可大大增加防腐蚀衬里的接触表面，并有机械吻合作用，提高了衬里层，尤其是底漆对底材附着力。

金属基材广义基材处理的通常程序如下：结构处理→除油脂→除盐分→清除氧化皮、锈蚀物、旧漆膜、旧衬里及其它污物→表面清洁（需形成粗糙度）→底涂施工前的环境维护。根据处理方法的不同，还可能涉及到一些诸如磷化等工序。

混凝土基材广义基材处理的通常程序如下：结构处理和加固→除水（干燥）→清除杂物、旧漆膜、旧衬里及其它污物→表面清洁（需形成粗糙度）→底涂施工前的环境维护。根据处理方法和混凝土基材状况的不同，还可能涉及到一些诸如二次加固和水泥基渗透固化等工序。

8.6.2 “广义基材处理”方法与分类

金属基材处理方法主要有：机械清理、手工除锈、抛丸除锈、滚桶磨抛清理除锈、动力工具除锈、喷砂除锈、湿喷砂除锈、高压水喷射清理、化学与电化学处理（除油、浸泡酸洗、电化学酸洗、自动喷射酸洗、酸洗膏除锈、钢材表面氧化钝化磷化处理、火焰除锈、有色金属的表面化学清理、有色金属的表面氧化处理。混凝土基材处理方法主要有：机械清理、手工清理。以下主要介绍现场防腐蚀衬里基材用到最多的三种方法。

8.6.2.1 手工工具清理

用手工铲刀、钢丝刷等进行基材表面预处理的方法叫手工清理。用于小面积的部位以及不需要进行喷砂处理的地方。手工清理可以去除金属基材的氧化皮、铁锈、松散的旧漆膜或衬里，可以去除混凝土基材的杂物，但对于附着牢固的氧化皮、铁皮、旧漆膜或衬里、混凝土上牢固的附着物则无能为力。

手工清理的工具有榔头、尖锤、铲刀、刮刀、钢丝刷、砂纸等，劳动强度大，环境恶劣，人工费用高，效率低，一般0.2m2/h～0.5m2/h，难以达到规定的清洁度和粗糙度，已逐步被机械方法和化学方法所替代。但对局部缺陷的修补、机械清理难以达到的部位，常采用此方法，因此说它多作为辅助清理手段。

8.6.2.2 动力工具清理

用机动钢丝刷、打磨机械等工具进行金属、混凝土表面预处理的方法叫动力工具清理。大面积效率更高。动力工具和手动工具相似，但需要使用诸如电或压缩空气等能源。动力工具有很多种形式，但基本上可以分为三种：来回摆动的撞击工具、旋转冲击和切割工具、打磨工具。

典型的动力工具有动力角向磨光机、动力钢丝刷、动力砂轮片打磨、动力针枪锤击、动力敲锤、动力齿型旋转打磨机等，属于半机械化设备，工具轻巧、机动性大，清理彻底，对基材拉毛形成粗糙度，效率比手工清理大大提高，可达2m2/h。

动力工具清理可以除去金属基材上所有松散的氧化皮、铁锈、旧漆膜或衬里，也可去除混凝土基材上的大部分有害杂物，但遇到特殊牢固的附着物时，效果还是一般，尽管可以在基材表面形成一定粗糙度，但粗糙度较小且不均匀，相比机械喷射处理方法不能达到最理想的基材表面处理质量。

金属基材的手工和动力清理的表面除锈等级以St来表示。

常用的动力工具有：电动或风动砂轮、电动砂纸盘、电动旋转钢丝盘（/刷）、电动针枪、气铲、电动笔形钢丝刷、电动锥形小砂轮等。

8.6.2.3 喷射清理

(1) 喷砂

喷砂处理是利用压缩空气为动力使磨料经过特殊的喷嘴，以一定速度喷向基材表面的处理方法。磨料多为钢丸、钢砂、石英砂等，有时也称喷丸处理。喷砂处理和下文的抛丸处理都可获得均匀粗糙度的理想清洁的表面质量。金属基材的机械喷射表面除锈等级以Sa表示。

喷砂（丸）设备包括敞开式喷丸（砂）除锈机、密闭式喷丸（砂室）、真空喷丸（砂）机。敞开式喷丸（砂）机在现场防腐蚀衬里施工时应用较为广泛，能彻底清除基材表面所有的杂质、旧漆膜或衬里，效率高达5m2/h。但磨料回收难以及现场作业环境污染严重，近年来使用环保压力越来越大，也给水喷砂、高压水射流等其他处理方法带来了更多机会。

喷砂过程中，压缩空气由空气压缩机提供，空压机的排气压力一般在0.8MPa左右，因为喷砂机的工作压力不宜超过0.7MPa，但一般空压机和喷砂机会相隔一段距离，压缩空气在软管中会有压力损失。在喷砂过程中，喷砂机的工作压力要始终保持在0.65MPa～0.7MPa之间，低的压力导致低的工作效率。空压机的实际排气量一般都会小于理论排气量，对于喷砂这种空气消耗量大的作业来说，一般需要配备较大的空压机。一般而言，空压机的额定排气量应该是喷嘴需要的压缩空气消耗量的1.5倍。大工作量喷砂时，需要较大的储气罐。压缩空气需要经过油水分离器、气水分离调节器或空气净化器，以此除掉压缩空气中的水分、油雾和各种碎屑。

喷砂设备系统由喷砂罐（砂缸）、空气软管、接头、喷砂软管、喷嘴、阀件和控制器等组成。喷射（/丸）系统一般包括三个部分：喷砂（/丸）系统、回收系统、除尘系统。

喷砂处理的具体方法又分为扫砂、局部喷砂、真空喷砂、湿喷砂、水/磨料喷砂。扫砂是磨料快速喷扫表面，目的是清除表面污渍，松动漆膜，或使硬漆面粗糙而加强新涂层的附着力。扫砂的磨料一般0.2mm～0.5mm最为合适，应持枪斜对着表面扫射，距离拉长些，这样不至于过分破坏表面。然而扫砂之后的表面通常已经受到伤害，往往要求进行底漆的封闭。局部喷砂是对小块面积的锈蚀进行喷砂处理。在实际操作中，往往周围漆膜会被磨料割破松脱，这时需要用砂纸把周围松动漆膜除去，并打磨成一定坡度。这一点非常重要，尤其是在修补涂装时。真空喷砂是利用压缩空气引射，将真空室内空气抽去，使用与真空室相连的吸砂管与喷枪罩内产生的负压差，从而将喷枪内喷出的磨料和除下的铁锈、旧漆膜等一起吸入真空器内。真空喷砂最大优点是不污染环境，对已安装好的仪表、设备等不会带来损害。湿喷砂是在磨料中加入一部分水，以全湿的磨料喷射到被处理表面，优点是可减少尘埃飞扬去除盐分，但易返锈，因此常在水中加入一定量的缓蚀剂。水/磨料喷砂是水中加磨料，而非磨料中加水。

  喷砂用的磨料很多种，可分为两大类，一类是非金属质（矿物质）或矿渣磨料，另一类是金属质磨料。金属磨料主要有铸铁砂、低碳钢砂、钢丝段、钢砂、钢丸等，使用较多。非金属磨料主要有石英砂、陶瓷砂、石榴石、橄榄石、十字石、铜矿渣、铁矿渣、镍矿渣、煤渣、熔化氧化铝渣等，多为一次性使用的磨料，混凝土基材喷砂多用非金属磨料，不锈钢表面喷砂则必须用石榴石等非金属磨料。使用不同的磨料，喷射后钢材表面的色调存在一定的差异。黑色调的磨料喷射后钢材表面比用石英砂喷射后的表面灰暗。用硬质金属磨料在钢材表面的点蚀处色调较暗。在喷丸（砂）、抛丸清理中，表面清理速度和粗糙度主要取决于所用磨料的性质。选用的磨料范围很宽，应根据实际应用需要选择磨料。