美國(guó)玻璃鱗片膠泥-應(yīng)用
#引言
玻璃鱗片涂料是以有機(jī)樹脂為主要成膜物質(zhì)，以具有良好耐化學(xué)性的玻璃鱗片為主要防銹顏料制成的一種涂料。玻璃鱗片涂料作為一種重防腐涂料，具有耐腐蝕性好、耐磨損、施工簡(jiǎn)便、易于修補(bǔ)等諸多優(yōu)點(diǎn)，在化工、鋼結(jié)構(gòu)建筑等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，特別是在各種海洋工程設(shè)備、海上石油天然氣平臺(tái)、港灣碼頭及船舶防腐蝕工程上的應(yīng)用更為廣泛。
玻璃鱗片zui早是由美國(guó)歐文斯-康寧(Owens-Coming)玻璃纖維公司美國(guó)玻璃鱗片膠泥-應(yīng)用在1953~1955年研制并生產(chǎn)的。1956年開始試用玻璃鱗片配制玻璃鱗片環(huán)氧涂料，用于重防腐蝕工程;1957年用于混凝土基體設(shè)備的防腐蝕，同時(shí)開始了玻璃鱗片填充熱塑性管道襯里技術(shù)的研究。同期，日本開始研究一種性能優(yōu)于一般不飽和聚酯樹脂的環(huán)氧乙烯酯樹脂(VE)。1967年，F(xiàn)UJI樹脂公司采用日本板硝子公司的玻璃鱗片，開發(fā)出玻璃鱗片VE涂料，成功用于煙氣脫硫裝置，開始實(shí)用化并出口海外。20世紀(jì)80年代初，我國(guó)貴溪冶煉廠的煙氣脫硫裝置就是由該公司提供的玻璃鱗片VE襯里。其后應(yīng)用領(lǐng)域從zui初的大型火電廠的脫硫設(shè)備拓展到石油化工、海洋領(lǐng)域，繼而延伸到交通、能源和工業(yè)水處理等行業(yè)。20世紀(jì)80年代初，在與日本對(duì)口技術(shù)交流中，我國(guó)開始引進(jìn)并重視玻璃鱗片涂料，開展了相應(yīng)的研發(fā)工作。
1玻璃鱗片涂料的組成及防腐機(jī)理
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(yōu)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(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂和乙烯酯樹脂等。
其中玻璃鱗片環(huán)氧涂料的應(yīng)用。環(huán)氧樹脂具有很強(qiáng)的黏合力，對(duì)于大部分底材的附著力良好;具有良好的物理力學(xué)性能及優(yōu)異的耐化學(xué)品性。其與玻璃鱗片顏料配用，制成的玻璃鱗片環(huán)氧涂料很適宜作為目前常用的云鐵環(huán)氧中間漆的替代品，通過(guò)英國(guó)的橋梁涂裝的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)(如ForthRailBridge、TayRail等)，不采用富鋅底漆，而單純依靠玻璃鱗片環(huán)氧涂料的防腐蝕性，也獲得了預(yù)期的效果。玻璃鱗片聚酯涂料具有良好的耐化學(xué)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(jī)甲板、破冰船船殼等處應(yīng)用廣泛。玻璃鱗片乙烯酯涂料，由于其杰出的耐化學(xué)品性和耐溶劑性，用于貯罐內(nèi)壁時(shí)，其耐化學(xué)品性較聚酯類涂料更高，耐堿性堪稱*。
玻璃鱗片的厚度一般為2~5μm，一般溶劑型玻璃鱗片環(huán)氧涂料的干膜厚度達(dá)200~400μm，且能保證涂層中有數(shù)十層*百層的鱗片排列，涂層內(nèi)形成復(fù)雜曲折的防滲透擴(kuò)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(guò)程中，可以降低涂層的收縮應(yīng)力，提高涂層的附著力，同時(shí)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(jī)理美國(guó)玻璃鱗片膠泥-應(yīng)用與鋁粉和云鐵在涂層中起到的作用類似，通過(guò)改變腐蝕介質(zhì)(如空氣、水、酸堿等)的擴(kuò)散滲透路線，使其難以滲透到基材來(lái)達(dá)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(gòu)成的魚鱗效應(yīng)，可將腐蝕介質(zhì)的滲透距離延長(zhǎng)數(shù)倍甚至數(shù)十倍。一般玻璃鱗片片徑縱橫越大，涂層的抗?jié)B透性能越強(qiáng)，但是涂層的表觀相對(duì)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(shí)，會(huì)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(duì)玻璃鱗片顏料進(jìn)行處理，可以提高其強(qiáng)度和與成膜樹脂的結(jié)合力。對(duì)于涂層而言，可以提高其耐磨性和抗?jié)B透性。
#我國(guó)玻璃鱗片涂料存在的主要問(wèn)題
我國(guó)現(xiàn)有生產(chǎn)玻璃鱗片涂料的廠家不在少數(shù)，主要的大型生產(chǎn)商多為外資或合資企業(yè)。我國(guó)玻璃鱗片涂料存在的主要問(wèn)題包括：
*，國(guó)產(chǎn)玻璃鱗片表面處理乏力。玻璃鱗片顏料已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，但較進(jìn)口產(chǎn)品而言，由于表面偶聯(lián)化處理技術(shù)和工藝的研究尚處于落后階段，盡管制成品成本較低，但是使用在涂料中，其施工性、抗?jié)B性、防沉性、顏料排列定向性方面仍有一定的差距;
第二，玻璃鱗片涂料缺乏相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法。盡管玻璃鱗片涂料進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)已有相當(dāng)?shù)臍v史，但缺乏相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法，造成不少?gòu)S家以次充好，以其它價(jià)格低廉的防銹顏料代替玻璃鱗片，嚴(yán)重?cái)_亂了市場(chǎng)秩序。對(duì)于玻璃鱗片涂料而言，相關(guān)產(chǎn)品的物理化學(xué)性能，如附著力等，在一些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如JT722—2008《公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件》中也有相關(guān)的規(guī)定。但關(guān)于玻璃鱗片顏料的定量分析，即使是在上，也缺乏放之四海皆準(zhǔn)的方法。
#玻璃鱗片的定性定量分析方法
玻璃鱗片分析主要包括：定性分析與定量分析。
#1定性分析
主要用于替代玻璃鱗片的顏料包括云母氧化鐵、*、石英砂等。這些顏料在未加入涂料時(shí)，很容易通過(guò)顏色、密度等加以區(qū)別，但是制成涂料成品后再進(jìn)行定性分析，則不那么容易。由于玻璃鱗片、云母氧化鐵與*均具有片狀結(jié)構(gòu)，因此不能通過(guò)測(cè)量顏料的扁率加以區(qū)分。
一種通過(guò)從涂料中將顏料與樹脂分離，并通過(guò)顯微鏡觀察的方法，可以較為快速地對(duì)涂料中的玻璃鱗片進(jìn)行定性分析。其原理是將顏料通過(guò)離心分離方式提取出來(lái)，制成相當(dāng)薄的試樣，通過(guò)顯微鏡觀察顏料的形狀、顏色等，來(lái)確認(rèn)是否含有玻璃鱗片。其實(shí)驗(yàn)方法如下：
(1)稱量約10g涂料主劑，置于50mL離心管中，加入約20mL混合溶劑(*使用廠家的溶劑)，以細(xì)棒輕輕攪勻，黏附在棒上的固體以約10mL溶劑沖回離心管中，加入混合溶劑到離心管的4/5處;
(2)用塞子塞住離心管，防止溶劑揮發(fā)，在轉(zhuǎn)速2000~10000r/min下分離15~25min。應(yīng)在能分離的情況下，盡可能使用較低的轉(zhuǎn)速。
(3)將離心分離后的上層清液倒出，將沉淀物重復(fù)洗滌4次后，將第4次洗滌所得的沉淀物，加入30mL溶劑攪勻后，待用。
(4)在通風(fēng)櫥里安裝抽濾設(shè)備，檢查氣密性。布氏漏斗中放置濾紙，往濾紙上加少量溶劑，開啟抽氣泵，使濾紙緊貼于漏斗底上。
(5)打開抽氣泵，將第三步所得的混合液體倒入布氏漏斗，進(jìn)行抽濾，待抽濾近干時(shí)，關(guān)閉抽氣泵，往固體上滴加少量溶劑，靜置片刻，再將其抽干。
(6)將濾餅取出，置于表面皿上，在(105±2)℃的烘箱里干燥1h。
(7)用一條寬度略窄于載玻片的透明膠帶，輕輕地貼在濾餅上，略加壓力，使松散的顏料在膠帶上黏附薄薄一層。然后將膠帶貼在載玻片上。
(8)將載玻片置于顯微鏡下，選擇適宜的放大倍率，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)器至物象清晰。觀察是否有無(wú)色透明的玻璃鱗片狀顏料。相對(duì)而言，云母氧化鐵呈黑紫色片狀，*呈白色片狀，石英砂及其它顏料呈粒狀。
該方法能較為簡(jiǎn)易快速獲知涂料中是否含有玻璃鱗片。使用顯微鏡法觀察涂層切片，也能獲得涂層中玻璃鱗片的分布及排列情況的圖片，對(duì)于玻璃鱗片涂料的研發(fā)及應(yīng)用均具有一定意義。
#2定量分析
分析涂料中的玻璃鱗片含量，其實(shí)是件非常困難的事情。一般檢測(cè)涂料中顏料含量的方法包括灰化法、化學(xué)分析法、元素分析法。
玻璃鱗片顏料由于不同制造商的配方不盡相同，所以從元素分析角度，難以找到一個(gè)能反映出玻璃鱗片顏料含量的元素或成分進(jìn)行化學(xué)分析或元素分析。
例如石英砂與玻璃鱗片都以二氧化硅為主要成分;玻璃鱗片與云母氧化鐵都含有鐵元素;玻璃鱗片和*(*的化學(xué)式為Mg3Si4O10(OH)2)中都含有硅元素，不能通過(guò)類似高氯酸脫水重量法等化學(xué)分析法或亞鐵還原硅鉬藍(lán)光度法等元素分析法等來(lái)進(jìn)行區(qū)分。
通過(guò)顯微鏡視野面積分析法，可以粗略獲得涂料中玻璃鱗片顏料的比例。其方法是將定性分析中分離出的玻璃鱗片顏料隨機(jī)取3個(gè)試樣，制備顯微鏡試片。
通過(guò)顯微鏡在一定的放大倍率下，拍攝照片后，用面積法計(jì)算比例，取平均數(shù)來(lái)折算出涂料中的玻璃鱗片含量。該方法由于取樣的隨機(jī)性，結(jié)果精度較低，只能到5%~10%，且對(duì)于小片徑的玻璃鱗片顏料，較難與其它顏料區(qū)分，因此使用并不廣泛，只有在日本的一些研究性分析中，使用這種方法。
#結(jié)語(yǔ)
在我國(guó)，玻璃鱗片涂料在防腐蝕領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。制定針對(duì)性的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，建立玻璃鱗片顏料的檢驗(yàn)方法，對(duì)于促進(jìn)該涂料產(chǎn)品的健康有序發(fā)展具有重要意義。
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