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改性漆酚树脂在工业防腐中的应用

改性漆酚树脂在工业防腐中的应用

(黄 鑫 国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所)

 

摘 要 介绍了改性漆酚树脂在工业防腐领域的应用、存在问题及应用前景

关键词 生漆 改性树脂防腐 应用

1 前言

生漆在装饰及防护方面的应用在我国有悠久的历史。50年代初期,随着合成树脂工艺技术的发展和完善,对生漆的改性工作也业已兴起。改性生漆的主要目的源于扬其较完美的防护性能及避其在干燥条件和对人体有致敏性等因素。无论采用何种途径对生漆进行改性,要完全保持生漆的原有性能并不现实,但改性产品由于保持了相当的生漆特性,使其作为特种树脂与其它多种合成树脂在工业防腐领域的竞争中占有一席之地。

2 改性漆酚树脂的性能、

目前常用的改性漆酚树脂产品包括:漆酚清漆、漆酚醛树脂、漆酚醛环氧树脂、漆酚钛树脂、漆酚硅树脂等。经加入颜料配制后的产品一般具有以下机械及化学性能。

项 目

指 标

漆膜外观

漆膜外观正常

粘度(涂-425℃),s   

35-50

柔韧性,mm

1-2

附着力,( 划圈法)级

1-2

冲击强度,cm

40

燥时间,(25)h

表干

实干

烘干(160℃)

1

24

2

1 改性漆酚树脂色漆的物理机械性能

1 所列改性漆酚树脂色漆的物理机械性能指标基本在此范围内,其中漆酚清漆在干燥条件上还保持着生漆的特性,其它改性树脂清漆的物理机械性能远不及此,具体表现为性脆,附着力及柔韧性不佳;相比较而言,漆酚醛环氧树脂由于有环氧树脂的引入,性能相对较好。

化学介质

改 性 树 脂

漆酚清漆

漆酚醛

漆酚醛环氧

漆酚钛

漆酚硅

稀酸溶液

A

A

A

A

A

稀碱溶液

×

×

B

B

B

有机酸

O

O

O

O

O

氨水

×

×

×

×

×

盐溶液

A

A

A

A

A

水(常温)

A

B

B

A

A

海水(常温)

A

B

B

A

A

沸水

A

×

×

A

A

油(<150℃)

A

×

A

A

A

油(>150℃)

×

×

×

A

A

A:效果较好、B:性能一般、O:有选择性×不建议使用

                   

容易,这是一个认识误区;纯水介质条件下,水分子对漆膜的渗透性比酸碱性条件下更强,至少在酸性条件下改性漆酚树脂有一个二次催化和固化过程,漆膜结构更加完整。从应用效果看漆酚清漆、漆酚钛、漆酚硅的耐水效果较理想,但对于常温或中低温水介质的防护,采用环氧系列防腐涂料更加经济;而在沸水或着伴有水蒸气的条件下上述产品的使用价值则能更加地体现出来。在油介质中,除漆酚醛外,其它产品的耐油品性能比较理想,在高温油介质中尤以漆酚钛和漆酚硅树脂为佳;其中漆酚硅树脂由于改性有机硅单体或树脂的种类、比例有较大的差异,亦或改性的方式(共聚、共混)的不同,在应用中当慎加选择。有机溶剂介质下,部分改性产品对弱极性溶剂的抗溶胀性较佳,一般应经过实验慎用。单组分、自干性是改性漆酚树脂的特点,但在液态环境下使用,经烘干后的涂层,应用效果更佳。

3 改性漆酚树脂的应用

 

3.1 小化肥设备

 

漆酚清漆于60年代上海吴泾化工厂的小化肥设备上得到了应用,设备包括:洗气箱、脱硫塔、热水饱和塔、冷却塔、分段冷水器等等。设备所经介质以水、半水煤气为主(含CO2H2OH2SCOS等);温度范围从常温到140℃。其中分段冷水器介质温度100℃,管道最高温度140℃-150℃,出口温度80℃-90℃,这是一个非常恶劣的介质环境,目前合成树脂也很难解决类似的防腐问题;但漆酚清漆的防护效果保证了设备不泄漏及多个周期不大修,充分体现了生漆性能的完美本色,并值得相关设备的防腐予以借鉴。

 

3.2 换热器

 

换热器是石油化工企业重要的热交换设备,70年代后期由于大型化工设备的引进,使人们认识到了换热器防腐的重要性。先期开发的环氧 -氨基或环氧-酚醛防腐涂料,基本解决了水冷器的防腐问题,并沿用至今;但油介质的换热器,环氧类的防腐涂料就显得不太适宜,原因并不全在于其耐油的问题,而归于炼油行业周期检修时的蒸汽吹扫过程;这时改性漆酚树脂的耐沸水及水蒸气特性即显示了其使用价值。80年代初期,漆酚清漆在海水换热器中有应用,但由于其施工及干燥条件恶劣,没能进一步推广。目前,漆酚钛和漆酚硅应用较多。漆酚钛的性能与合成工艺的稳定性有很大的关系;漆酚硅由于有有机硅成分的存在,在实施冷涂工艺的相关设备中较为理想,烘干工艺中,有层间附着力不佳的问题,;另外,随有机硅含量的不同,改性树脂的性能也有相当大的差异。有机硅含量增加,显然有利于耐水性而不利于耐油性。生漆改性产品用于高温油介质换热器的防腐,并不是唯一的选择;渗铝、化学镀及衬塑技术的应用,对涂层防护工艺是一次挑战。

3.3空冷器

空冷器是炼油行业另一大类热交换设备,所接触的介质(轻质油)温度进口最高为180℃左右,出口比空气高10℃-20℃。漆酚醛环氧、漆酚钛、漆酚硅都可以应用,涂层的特点为自干、耐油性、耐水和耐热性。空冷器外壁的防腐,往往被忽略,实际上由于酸气、水分等介质的存在,而造成空冷器腐蚀穿孔的实例,并不鲜见。空冷器内壁防腐,着重要求涂料的耐油性、耐热性和自干性,而外壁防腐则注重涂料的耐热性和耐水性。

3.4油罐

生漆改性产品用于油罐内壁防腐,主要以漆酚醛环氧系列产品为主,这也是生漆改性产品的应用领域之一。但从应用的前景看,并没有太大的拓展空间。主要原因有二:一则环氧系列油罐内壁导电涂料的性能及价格比生漆改性产品有优势,另则油罐内壁防腐涂料的今后发展方向为浅色产品,而漆酚改性树脂的颜色大多较深,很难满足要求。

35其它

漆酚硅在原油输油管线的防腐应用比较成功,其特有的防油蜡性是其它合成树脂所无法比拟的;电力系统的除氧器、脱盐水设备、环保行业的酸气吸收设备、汽车制造业的清洗设备等,也有生漆改性产品的应用。

4存在问题

对人体皮肤的过敏性,始终是生漆改性产品在实际应用中的一大弊病;即使经合成始终改性,问题也没有得到完全解决。漆酚清漆基本保持了生漆完美的性能本色,但干燥条件的苛刻,使其在诸多有价值的场合应用受到了限制。

价格是使生漆改性产品扩大市场应用的另一阻碍因素,80年代末生漆每吨价格在2万元左右,而目前则成几倍的增长。如此高的成本,导致在可用亦或不用的情况下,市场被成本相对较低、性能尚可的合成树脂所取代。生漆的掺假,也给生漆改性树脂的生产企业带来了诸多如生产、技术推广等的不利,具体体现为产品质量控制的难度加大及生产成本的提高。

储存期较短是生漆改性产品的共性。大型设备的涂装,不可能完全按照施工面积的用量购货,而剩余量超过施工期多容易报废。

5 应用展望

近年来,国内树脂原料界引进或开发的技术,多偏重于长效外防腐类,如:硅丙系列、氟碳漆、氯醚和丙烯酸聚氨酯等。改性漆酚树脂产品,由于其结构、性能使然,不应涉足耐候的重防腐领域。改性漆酚树脂的应用,应遵循着扬长避短的原则。其所长包括:在自干性的前提下,具有较佳的耐沸水性、耐油性、防油蜡性等,这是亦可自干的合成树脂所不具备的性能;而液态介质腐蚀防护技术,并没有新型的树脂问世,这对于改性漆酚树脂来说,以其特有的性能,选择其它合成树脂所不及的防腐领域,是其市场开发和应用的方向,也必将获得满意的应用效果。