中國防腐閥門管件發展趨勢

                       中國防腐閥門管件發展趨勢

                        上海申弘閥門有限公司

之前介紹ZJY46H組合式減壓閥減靜壓技術探討，現在介紹中國防腐閥門管件發展趨勢重防腐有兩方面的含義，一是指使用環境惡劣；二是指保護壽命長。重防腐涂料的特點是在化工大氣和海洋環境里可使用10~15年以上，在酸、堿、鹽和溶劑等腐蝕條件下使用5年以上。因此，這種涂料屬于高性能，也是厚膜型涂料[1]。據此可以說是防腐蝕涂料里為重要、為看好的品種。常用的重防腐涂料有：富鋅底漆、環氧樹脂涂料、聚氨酯樹脂涂料、氟碳涂料等等。
1中國防腐閥門管件發展趨勢常用的重防腐涂料及其動態
1.1環氧樹脂涂料
上海申弘閥門有限公司生產相關的產品有：減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,環氧樹脂是平均每個分子含有兩個或兩個以上環氧基的熱固性樹脂，其涂料是目前世界上應用數量多、適用范圍廣、為重要的重防腐涂料。環氧樹脂重防腐涂料具有較好的附著力和耐腐蝕性能，固化時無小分子副產物生成，固化收縮率較小，具有良好的成膜性能[2]。SEBF粉末涂料的特點和性能

    1.1SEBF粉末涂料的特點

    ⑴化學性能穩定，耐酸、堿、鹽及污水腐蝕。

    ⑵耐磨擦性能好，比鑄鐵耐磨性高五倍。

    ⑶耐沖擊強度高，受12J沖擊無脫層、裂紋及損傷。

    ⑷附著力強，將φ30mm兩圓柱用該涂料粘合，可承受5噸以上拉力。

    ⑸涂層厚度可按設計要求在0.03～3mm之間調整。

    ⑹使用壽命可達30年。

    ⑺使用溫度可達80℃。

    ⑻涂層無毒、無害、無污染，符合環保要求。

    1.2SEBF涂層理化性能

    SEBF涂層理化性能指標見表1和表2。
環氧重防腐涂料在國內外均被應用于各類管道防腐，尤其在我國環氧煤瀝青涂料是埋地管防腐的主力軍，具有優異的防銹性和耐化學腐蝕性。但是煤焦油瀝青在高溫下是一種強烈致癌物質，目前已被禁止使用，取而代之的是無焦油改性環氧樹脂。中國科學院金屬研究所于20世紀90年代就研制出了用于重腐蝕環境中的*熔融結合環氧粉末涂料（sebf）及其涂裝技術，并對該防腐技術不斷地進行提高和完善[3,4]。sebf涂料涂層耐低溫和中溫堿滲透性能突出，同時還具有較強的耐中溫強酸介質腐蝕性能和較強的耐鹽性，非常適用于海上采油等工業。
玻璃是無機材料，其組成決定了它具有良好的耐化學藥品及抗老化性能。玻璃鱗片很薄，它的存在不僅減少了涂層與底材之間的熱膨脹系數之差，而且也明顯降低了涂層本身的硬化收縮率，這不但有助于抑制涂層龜裂、剝落等現象，而且可提高涂層的附著力與抗沖擊性能。同時由于玻璃鱗片的高徑厚比和“迷宮效應”，在涂層中重疊、平鋪、定向排列，成膜后涂層結構像魚鱗一樣緊密排列，形成介質滲透屏障，延長介質滲透路徑，從而達到重防腐的目的，見圖1[5]。因此，對環氧樹脂玻璃鱗片進行改性[6]可以加強環氧涂料的防腐性，同時大大減少了涂膜開裂和銹蝕的可能。莫軍等人[7]開發了w2-1型乙烯基酯樹脂環氧玻璃鱗片涂料，它比一般的環氧型乙烯基酯樹脂耐溫性能更好，使用溫度可達120℃，在硫酸水性腐蝕條件下涂層保持完好，推測有效防腐時間為一年（涂膜厚度400μm左右），將其應用于制硫車間堿渣處理裝置酸性水系統貯罐的防腐蝕，取得了滿意的效果。
環氧類涂料也可以用于水下涂裝領域，郭亞軍等人[8]選用低分子量雙酚a環氧樹脂（dge-ba），并對其進行改性，經改性的環氧基料同樣與銹層得鐵分子進行螯合，不斷排出鐵銹中的水分，從而阻斷鐵銹進一步腐蝕的可能，從而達到螯合轉銹的目的，研制出一種99%固體含量的水下涂裝重防腐涂料。結果表明，這種涂料在海水中迅速固化（<30min），無毒，無voc（揮發性有機化合物）排放，具有杰出的耐酸、耐堿、耐鹽性。由于環氧類重防腐涂料一般含有雙酚a物質，雙酚a中含有不飽和雙鍵，因此，其涂膜抗光化較差。為解決抗老化問題，除了簡單地在環氧涂料中添加紫外吸收劑外，杜建偉等人[9]通過采用聚酯樹脂與環氧樹脂之間形成互穿網絡結構制成的環氧防腐蝕涂料，這種涂料兼備優異的抗腐蝕性能的同時，涂料的抗光老化性得到進一步提高，曝曬500h后，涂層完好，無黃變、粉化等現象。

1.2富鋅涂料
目前在鋼結構重防腐領域，*都已普遍進入以富鋅涂料為底漆的重防腐涂裝時代。這些富鋅底漆在加速腐蝕測試中表現出了對底材的杰出保護性能，因此直到目前，在重防腐領域其它傳統防銹顏料體系的性能仍然無法達到富鋅底漆的水平。
現在富鋅涂料中多采用鱗片狀鋅粉替代球狀鋅粉。富鋅涂料的防腐機理是在腐蝕的前期，通過鋅粉的溶解犧牲，對鋼鐵起到陰極保護作用；在后期，隨著鋅粉的腐蝕，在鋅粉顆粒中間沉積了許多腐蝕產物，這些較密而微堿性腐蝕產物不導電，填塞了顏料層，阻擋屏蔽腐蝕因子的透過，即后階段是由屏蔽作用而起防腐蝕效果的[10]。

1.3聚苯胺涂料
大量試驗結果證明了聚苯胺涂料對金屬基材具有更高的防腐蝕能力[16~21]。聚苯胺防腐涂料及其導電高分子材料的研究應用已經成為一個新的熱點。許多跨國公司如立邦、拜爾等都投入大量人力開發聚苯胺產品。
聚苯胺的防腐性能非常優異，主要體現在：能使金屬表面鈍化；金屬形成化合物，使電位上升，阻止電化學反應的發生；它在金屬表面產生一個電場，該電場的方向與電子傳遞方向相反，阻礙電子從金屬向氧化物質的傳遞，相當于一個電子傳遞的屏障作用。聚苯胺可以形成類似于催化劑一樣的過程，即能夠循環再生，理論上能達到永遠防腐的效果[22],機理見圖2所示。



圖2 聚苯胺對鐵鈍化的催化示意圖
國內對于聚苯胺重防腐涂料的研究起步比較晚。目前，針對聚苯胺本身的多孔性和低黏附性等特點，有人提出將聚苯胺與其他成分復合才能達到理想的防腐蝕性能。方法一是在聚苯胺涂層上涂覆面漆，通過面漆的物理屏蔽作用將溶液與金屬分隔開。有實驗以環氧涂料作為面漆，聚苯胺作為底漆，但是防腐性能并不明顯。方法二是將聚苯胺和其他粘附力強的聚合物共混形成防腐涂料，目前國內的研究主要集中于第二種方法上。高煥方等人[23]以e20環氧樹脂、本征態聚苯胺為主要成膜物質，制備了不同聚苯胺含量的環氧聚苯胺防腐涂層，結果表明聚苯胺含量對涂料性能有很大影響，含量較小時，隨著涂層中聚苯胺含量的增加，涂層的防腐蝕性能相應提高，這種水性復合聚苯胺涂料具有優異的防腐性。
1.4氟碳涂料
氟碳涂料是以有機氟聚合物或有機氟改性聚合物為主要成膜物質的涂料，碳氟鍵離解鍵能高達460kj/mol（c-h鍵能為413kj/mo,lc-c鍵能為347kj/mo1），而且碳氟鍵又很短，所以氟樹脂有良好的力學性能和優異的耐化學品性、耐候性、耐久性、耐腐蝕性。1961年，以偏氟乙烯（pvdf）為代表的氟樹脂涂料問世以來，氟樹脂品種發展十分迅速。這種高性能的氟樹脂涂料具有20年的戶外耐久性，在國內外引起了極大的重視，已在耐酸雨涂料、耐溫防腐涂料、防污涂料等方面得到應用。
但是pvdf不溶于普通有機溶劑，不能在常溫下固化，為了保證施工性能，常需要涂裝底漆，施工性能

（4）含氟聚氨酯（fpu）不僅具有因聚氨酯結構而決定的優異的機械性能、耐低溫性能和粘結性能，還具有極低的表面能和高的耐熱性、耐候性、耐化學腐蝕性。目前本課題組正通過控制含氟鏈段的引入方式，利用含氟鏈段的表面富集效應，發展一種含氟聚氨酯低氟高性能化的新方法。該含氟聚氨酯可用于制備苛刻環境下使用的防污、防腐涂料。預計以fpu為樹脂制備的防污、防腐型涂料將在性價比、與底涂（如富鋅環氧底漆）粘結強度、使用壽命等方面大大超過目前在該應用領域使用效果的feve基氟碳涂料。與本文相關的論文：組合式減壓閥如何減靜壓