[分享] 每日更新20240217【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

（1）不饱和聚酯树脂（UPR）

防腐领域采用较多的是间苯型UPR、双酚A型UPR和二甲苯型UPR，现在氯桥酸型UPR和耐蚀对苯型UPR的也多起来了。这里仅简要的介绍，更加详细的这些树脂信息，请参考沈开猷前辈编著的《不饱和聚酯树脂及其应用》（是第三版）（化工出版社，北京，2005）。

间苯型UPR，由间苯二甲酸（/酸酐）和二元醇及不饱和二元酸缩聚而成，具有较好的耐酸性、耐温性和良好的机械性能，属于中等耐蚀UPR树脂。市场上较多的是199#。但间苯UPR树脂在耐蚀纤维增强塑料（FRP）衬里领域的位置很尴尬，性价比很多时候并不高，因此实际用作耐蚀纤维增强塑料（FRP）衬里场合的并不多。

双酚A型UPR，它由4,4'-(ββ'-二羟基二丙氧苯基)-2,2'-丙烷(简称D33醇)取代二元醇而制得的一种UPR，耐蚀性较之间苯、邻苯UPR更好，且具有一定的韧性，机械性能也更好。耐酸耐氧化性介质的能力更强，耐碱尽管不乙烯基酯树脂，但较之二甲苯型UPR、间苯UPR而言，要好得多。市场上较多的是197#，3301#，3201#这些牌号。双酚A型UPR最终的耐蚀性能与D33醇的取代比例有很大关系，D33醇的成本较一般的二元醇要高很多，取代的比例大了，耐蚀性就更好，反之亦然，这也就是目前市场上双酚A型197树脂的价位相差很大的原因。高价的197不敢说D33醇一定高，但廉价的197一定是D33醇含量极低，其最终的耐蚀性能其实就和一般的间苯树脂差不多，所以要想得到较好的耐蚀性能，就必须慎重选择197树脂的供应商。耐蚀性能好的197树脂，是具有非常好的耐腐蚀性能，在很多地方完全可以取代乙烯基酯树脂使用，性价比相对于乙烯基酯树脂而言，那是要高很多，这也是目前市场上使用这类树脂量较大的一个原因。

双酚A富马酸型不饱和聚酯树脂，如典型牌号Atlac^® 382，这类树脂介于乙烯基酯树脂和双酚A型UPR之间，其耐蚀性能和机械耐热性能和目前市场通常采用富马酸、己二酸改性的乙烯基酯树脂（市面上有不少这类牌号）差不多。性价比也很高，因此市场上使用者也很多。

二甲苯型UPR树脂，典型牌号X₄₁，具有一定的耐蚀性能，但树脂的韧性和力学强度都较之197有较大的不足，更不用说和乙烯基酯树脂相比了。这种树脂生产过程中，废水特别多，且最终树脂的颜色也非常差，按照现行国家的环保政策，这类树脂是不能生产的，二甲苯不饱和树脂在长三角地区是不可能通过环保验收的，只能到环保监管比较宽松地区找工厂代工。整个市场上仅有一两个厂家在供这种树脂，并不是其它厂家做不出来，而是该树脂的性能以及综合性价比都不高，完全可以使用价格相当，耐蚀性能更好，力学性能更好的其它树脂取代它。

（2）乙烯基酯树脂（VER）

乙烯基酯树脂，分富马酸己二酸型、丙烯酸型、TDI改性前面两种类型、标准双酚A环氧型、酚醛环氧型、溴化阻燃型、高交联密度型等多种类型，相较于前面几种UPR树脂，乙烯基酯树脂的耐酸、耐碱、耐氧化性介质及有机溶剂性能都好一大截，分子式结构设计不一样，其耐温耐蚀也不一样，具体详细介绍可参考笔者主编的《乙烯基酯树脂及其应用》（化工出版社，北京，2014）。

（3）环氧树脂（EPR）

环氧树脂，采用最多的现场纤维增强塑料（FRP）衬里的是双酚A型液态环氧树脂，E-44和E-51是采用最多的了。环氧树脂纤维增强塑料（FRP）衬里最大的优势是与基材的粘结性能好，收缩小，不易脱壳。固化后的环氧树脂纤维增强塑料（FRP）衬里耐弱酸、弱碱和部分溶剂，但常温固化耐热不足，和乙烯基酯树脂和呋喃树脂纤维增强塑料（FRP）衬里相比要差。

环氧树脂催化型的固化剂（如咪唑、叔胺、酸酐等）不便于现场常温纤维增强塑料（FRP）衬里施工，多采用交联型的乙二胺、酚醛胺T31（毒性更低）。芳香族胺590#固化剂固化速度太慢，采用不多，聚酰胺固化剂是一个不错的选择。

E-44和E-51中，无机氯和有机氯杂质含量过高，会影响到最终环氧树脂纤维增强塑料（FRP）衬里的电性能。关于环氧树脂纤维增强塑料（FRP）衬里施工时加入的稀释剂，本章篇幅所限，不作详细介绍，请参考陈平编著的《环氧树脂及其应用》（化工出版社，北京，2004）。

酚醛型环氧树脂F-44和F-51在实际现场FRP衬里工程中，采用极少，主要还是因为它的施工操作性实在太差。这类环氧在涂料涂装防腐中应用比树脂重防腐中多。本章篇幅所限，不作详细介绍。

（4）酚醛树脂（PHR）

热固性酚醛树脂采用酸性固化剂进行固化，固化后的纤维增强塑料（FRP）耐温，耐酸性优良（尤其是冰醋酸），不耐碱，也不耐氧化性介质，耐乙醇、甲苯、氯苯、二氯乙烷等有机溶剂。热固性酚醛树脂在常温纤维增强塑料（FRP）成型时，采用酸性固化剂，固化过程中，会有小分子逸出，导致最终衬里层的致密性不足，抗渗性变差。本章篇幅所限，不作更多酚醛树脂的介绍，请参考黄发荣和焦杨声编著的《酚醛树脂及其应用》（化工出版社，北京，2004）。

（5）呋喃树脂

呋喃树脂，固化后，耐低浓度中低温下的酸、碱、酸碱交替、部分有机溶剂，但它非常脆，与基材粘结性能也很差，酸性固化剂导致在施工时基本都要做隔离层。本节不详述，请参见本章9.7节介绍。

由于现场纤维增强塑料（FRP）衬里成型，主要适用的树脂集中在两类：环氧树脂和乙烯基酯树脂。其他树脂即使可以用作为衬里，但相对不多，故第9.3节～第9.11节就不展开详细阐述。其中不饱和聚酯树脂的固化及施工与乙烯基酯树脂相似，直接类比即可。呋喃树脂更多是作为商品级防腐蚀胶泥出现的，由于固化和施工的特殊性，直接做纤维增强塑料（FRP）衬里常温固化施工的极少，因此不展开阐述。酚醛树脂常温固化会有水分子生成，因此基本不作为纤维增强塑料（FRP）衬里使用，故不展开。

9.3 纤维增强塑料（FRP）衬里之“纤维”

可用于纤维增强塑料（FRP）衬里的纤维，有玻璃纤维、碳纤维、合成有机纤维、麻纤维等天然纤维。

玻璃纤维，应用的最多，按成份分无碱（E型）、中碱（C型）、高碱（A型）、耐酸型（ECR型）等，按应用形式分表面毡、短切毡、方格布、连续纱、短切原丝、玻璃鳞片、多轴向织物、缝编织物、3D织物等。碳纤维在现场施工纤维增强塑料（FRP）衬里应用极少。有机纤维，常见的有聚酯纤维和芳纶纤维（Kevlar^®纤维），耐碱性和耐盐溶液性能优于玻璃纤维，耐硫酸，盐酸性能较玻璃纤维差，不含二氧化硅成份，适用与含氟介质的玻璃城衬里。目前聚酯纤维已经可以做成表面毡（工程中用到较多）、短切毡。丙纶纤维可有使用，但不多。芳纶更多是在建筑补强环氧树脂纤维增强塑料（FRP）衬里时用到。麻纤维等天然纤维，强度不如玻璃纤维、碳纤维，但柔性更好。

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图9.3-1 耐腐蚀标准纤维增强塑料（FRP）的结构示意图

按照《GB/T 3857-2017玻璃纤维增强热固性塑料耐化学介质性能试验方法》（对应《ASTM C581-15 Standard Practice for Determining Chemical Resistance of Thermosetting Resins Used in Glass-Fiber-Reinforced Structures Intended for Liquid Service》）制作的耐腐蚀标准积层板的结构如图9.3-1，适用于整体纤维增强塑料（FRP）制品防腐。

图9.3-1中，接触腐蚀介质的纤维表面毡浸渍的富树脂层的树脂含量一般达到90%以上，甚至95%。常用的纤维表面毡主要有C型或E型玻璃纤维表面毡、有机纤维表面毡（聚酯表面毡用得较多）、碳纤维表面毡，大多数在腐蚀介质接触层用到两层纤维表面毡。

图9.3-1中，耐腐蚀阻挡层主要用到的增强材料是短切毡或喷射型短切原丝。一般耐腐蚀阻挡层要求做到2.54mm～3.18mm厚，特殊情况时甚至要做到5mm厚，树脂含量在70%～80%，纤维含量20%～30%。整个树脂、表面毡、短切毡形成的致密的整体结构起到整个纤维增强塑料（FRP）设备主要的耐腐蚀功能。短切毡采用较多的是450g/m²规格的。

图9.3-1中，结构增强层主要提供整个纤维增强塑料（FRP）设备的强度。结构层中方格布和短切毡交替进行积层达到要求的厚度，整个结构层中树脂相对含量为50%～60%，纤维占比为40%～50%。在一些纤维增强塑料（FRP）设备中，结构层也经常采用缠绕的方式进行积层，这样就可以做到60%的纤维含量了。整个结构层的厚度可以根据设备的载荷强度要求而改变。

图9.3-1中，最外层也同样制造一到两层表面毡的富树脂层，最外层的富树脂层要求添加液蜡和紫外线吸收剂，有些还要求添加色浆。