酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂的性能及在耐高溫強(qiáng)腐蝕場合中的應(yīng)用

我國是以燃煤為主的國家，粉塵、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）是我國大氣的主要污染物，能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)導(dǎo)致了較多的重腐蝕情況，尤其是燃煤電廠中，對于二氧化硫或氮氧化物的防治已經(jīng)成為重點(diǎn)，目前國內(nèi)外較為有效的手段是煙氣脫硫（FGD），同時由于我國化工、有色、鋼鐵、冶煉、化纖、建材等重化工業(yè)得到了長足發(fā)展，由此引發(fā)的腐蝕與防護(hù)任務(wù)也越來越重，如在鈦白粉、制酸、氯堿、粘膠、有色金屬冶煉等行業(yè)的建筑物和設(shè)備的防護(hù)上的投入比例也在不斷加大。

以上相關(guān)行業(yè)均會涉及到高溫條件下的腐蝕情況，根據(jù)腐蝕介質(zhì)的特點(diǎn)，國內(nèi)生產(chǎn)廠家較多采用非金屬材料（如玻璃鋼）來解決設(shè)備的防腐蝕問題。而在耐高溫強(qiáng)腐蝕場合，高交聯(lián)酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂玻璃鋼的應(yīng)用更為引人注目。

酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂

酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂是采用高環(huán)氧值、多官能團(tuán)的酚醛環(huán)氧樹脂與甲基丙烯酸反應(yīng)而成，主要用于存在溶劑、氧化性介質(zhì)和高溫?zé)煔獾葟?qiáng)腐蝕環(huán)境，在高溫條件下具有較高的強(qiáng)度保留率。特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)賦予了該樹脂獨(dú)特的理化特性：

① 樹脂具有非常高的熱變形溫度（達(dá)150℃），并具有良好的力學(xué)性能；

② 樹脂的高交聯(lián)密度使其具有良好的耐溶劑性；

③ 能耐各種氧化性介質(zhì)，如雙氧水、濕氯氣、二氧化氯等；

④ 良好的粘接性，包括與碳鋼等基材。

酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂玻璃鋼在高溫下的力學(xué)性能

酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂可應(yīng)用在高溫條件下的耐腐蝕場合，如脫硫裝置（FGD）、高溫?zé)焽璧?。在這些高溫應(yīng)用場合中，對其樹脂玻璃鋼在高溫條件下的力學(xué)強(qiáng)度保留率要求較高。我們知道樹脂玻璃鋼在較高的使用溫度下，會發(fā)生力學(xué)性能下降，若按室溫條件下的力學(xué)性能進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)就會導(dǎo)致玻璃鋼制品在較高使用溫度下的材料失效。因此需要考慮樹脂及其玻璃鋼制品在高溫下的性能指標(biāo)，這對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的安全性和可靠性是非常重要的。

特有的化學(xué)結(jié)構(gòu)賦予了樹脂優(yōu)良的耐腐蝕性能，我們的試驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)場掛片試驗(yàn)證明了這一點(diǎn)。我們根據(jù)試驗(yàn)掛片的強(qiáng)度保留率、表觀、硬度保留率、色澤變化和增失重等綜合情況判斷樹脂是否耐某個特定的腐蝕條件。表4是898酚醛環(huán)氧乙烯基樹脂的耐腐蝕情況。

酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂的耐腐蝕性

1.耐高溫強(qiáng)腐蝕場合的應(yīng)用優(yōu)勢

    在各種高溫條件下的重腐蝕場合，酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂制作的玻璃鋼，與金屬材料相比，比強(qiáng)度高、耐瞬時超高溫性能好，因此在相關(guān)領(lǐng)域中得到應(yīng)用。

①耐腐蝕性能

     由于酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂的高交聯(lián)密度與高熱變形溫度特點(diǎn)，使樹脂的耐蝕性能較好，如8mm的普通碳鋼在濃度為0.1%的二氧化硫潮濕環(huán)境中，只需1-3個月即可腐蝕透，而6mm防腐蝕層的玻璃鋼制品則可保持10年的使用壽命。

②耐熱性能

     在各種高溫應(yīng)用場合，如在濕法脫硫工藝中，混合氣體在進(jìn)口的溫度在160-180℃左右，系統(tǒng)中的部件又要承受瞬間的溫度交變，潛在的熱破壞和產(chǎn)生的強(qiáng)腐蝕性副產(chǎn)品導(dǎo)致人們選用一些價格昂貴的高鎳合金等結(jié)構(gòu)材料。而酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂由于具有較高的熱變形溫度，玻璃鋼制品可以成功替換一些金屬制件，玻璃鋼脫硫塔可用于更高的溫度，壽命更長，也更可靠。

③耐磨蝕性能

     可以通過加入適當(dāng)?shù)哪湍ァ⒛臀g填料來提高玻璃鋼的耐磨性，因此在腐蝕環(huán)境中的玻璃鋼耐磨性能優(yōu)于鋼材。

④玻璃鋼的價格優(yōu)勢

     根據(jù)設(shè)備的尺寸和類型，玻璃鋼的造價約是高鎳合金的造價的1/3。直徑為4米的玻璃鋼吸收塔造價僅是高鎳合金包覆吸收塔的一半。

2.應(yīng)用案例

      898酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂由于其優(yōu)良的力學(xué)性能，使其在國內(nèi)外的眾多高溫強(qiáng)腐蝕條件中得到應(yīng)用。

①150℃長期使用條件下的強(qiáng)酸尾氣裝置: 該甲方工廠生產(chǎn)過程中，排放的尾氣中含有硫酸廢氣、二氧化硫、氯化物和氮氧化物等復(fù)雜的強(qiáng)腐蝕介質(zhì)，長期使用溫度為150℃，偶爾作用溫度達(dá)到180℃。該公司原來采用進(jìn)口的不銹鋼制作，成本較高，但防腐蝕性能不太理想，幾乎每年都要進(jìn)行維修。后改用898酚醛環(huán)氧乙烯基樹脂，已使用近2年未出現(xiàn)異常。

②脫硫裝置：近期在一濱海的火力發(fā)電廠的玻璃鋼脫硫裝置中得到成功應(yīng)用。該裝置最高使用溫度達(dá)到150℃左右，玻璃鋼制造廠對國內(nèi)外幾家乙烯基樹脂供應(yīng)商的產(chǎn)品進(jìn)行了測試和綜合評價，最終選定了898酚醛環(huán)氧乙烯基樹脂，廠家認(rèn)為，該樹脂具有優(yōu)良的耐蝕和耐溫性的同時，工藝性也相當(dāng)好。

③含濕氯氣的碳鋼內(nèi)襯：在該工程中，要求對于金屬槽蓋進(jìn)行防腐處理，長期使用溫度達(dá)130℃，偶爾作用溫度達(dá)150℃，又含有濕氯氣的強(qiáng)腐蝕環(huán)境，原來該廠采用316L號不銹鋼進(jìn)行防腐蝕，但不到一年金屬表面就嚴(yán)重腐蝕，在應(yīng)用898樹脂作內(nèi)襯防腐處理后，近12個月未有發(fā)現(xiàn)表面腐蝕，使用情況良好。

④智利一銅礦冶煉廠：在該公司的脫硫裝置和高溫?zé)焽柚芯捎?98樹脂，使用情況表明，898乙烯基樹脂的耐高溫性能和耐腐蝕性能良好。

3.應(yīng)用中的注意點(diǎn)

      根據(jù)我們的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，樹脂在高溫條件下使用時，對于玻璃鋼制作中的每個細(xì)節(jié)都應(yīng)該給以充分的注意，包括結(jié)構(gòu)層樹脂選擇、增強(qiáng)材料的選擇等。

①在含氟介質(zhì)的條件下，增強(qiáng)材料不應(yīng)該選用玻璃纖維，此時應(yīng)該選用碳纖維或者其它能耐高溫的有機(jī)纖維。

②結(jié)構(gòu)層樹脂的選擇一定要注意樹脂高溫下的力學(xué)性能，應(yīng)該選擇耐溫性能較好的樹脂，以保證玻璃鋼在高溫使用條件下應(yīng)有的力學(xué)強(qiáng)度。在高溫玻璃鋼煙囪的設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)不同溫度段要求選用相關(guān)的結(jié)構(gòu)層樹脂以降低制作成本。