酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂的性能及在耐高溫強腐蝕場合中的應用

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酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂的性能及在耐高溫強腐蝕場合中的應用<p></p></B></P>
王天堂 陸士平<p></p></P>
（上海富晨化工有限公司   上海 200235）<p></p></P>
摘要：本文簡要介紹了酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂的性能特點，并介紹了在耐高溫強腐蝕場合的應用。<p></p></P>
關鍵詞：酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂；耐高溫強腐蝕；應用<p></p></P>
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1、  前言<p></p></P>
    我國是以燃煤為主的國家，粉塵、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）我國大氣的主要污染物。這種能源結構決定了：在20世紀50年代的工業(yè)化初始發(fā)展階段，全國煤炭消耗量為2000-10000萬噸，二氧化硫的排放量為50-200萬噸；在60-70年代的工業(yè)化第二階段，煤炭消耗量為1000-45000萬噸，二氧化硫的排放量為300-700萬噸；在工業(yè)化第三階段，煤炭年消耗量達80000萬噸，二氧化硫的排放量為900-1500萬噸；同時在燃煤過程中產生相當量的氮氧化物，如2000年我國燃煤電廠的NOx的排放量達到290萬噸。因此我國的能源結構特點導致了較多的重腐蝕情況，形成了酸雨等污染情況，因此尤其是燃煤電廠中，對于二氧化硫或氮氧化物的防治是勢在必行，目前國內外較為有效的手段是煙氣脫硫（FGD）。<p></p></P>
   同時，我國的化學工業(yè)、有色冶煉、或其它重工業(yè)的工業(yè)化技術得到了長足的發(fā)展，由此發(fā)展中的污染和腐蝕也越來越嚴重，如在鈦白粉工業(yè)、制酸工業(yè)、有色金屬冶煉中；同時工業(yè)結構中污染較重的工業(yè)所占的比例也較大。<p></p></P>
   以上各種情況中，均會涉及到高溫條件下的強腐蝕情況，根據(jù)腐蝕介質的特點，國內較多生產廠家較多的采用非金屬材料等手段如玻璃鋼來解決防腐蝕問題。而在耐高溫強腐蝕場合，高交聯(lián)酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂玻璃鋼的應用引人注目。<p></p></P>
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2、  酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂簡介<p></p></P>
     酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂是采用高環(huán)氧值、多官能的酚醛環(huán)氧樹脂與甲基丙烯酸反應而成，主要用于存在溶劑、氧化性介質和高溫煙等殊耐腐蝕性環(huán)境，玻璃鋼在高溫條件下樹脂具有高的強度保留率。特殊的化學結構賦予了該樹脂獨特的理化特性：①樹脂具有非常高的熱變形溫度（達150℃），并具有良好的力學性能；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，如雙氧水、濕氯氣、二氧化氯等；④良好的粘接性，包括與碳鋼、PTFE等基材。表1是898酚醛環(huán)氧乙烯基樹脂與其它同類樹脂的比較。<p></p></P>
表1  酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂的比較<p></p></B></P>
<p> </p></P>國外D-470產品<p></p></P>898乙烯基<p></p></P>典型值*<p></p></P>實測值<p></p></P>熱變形溫度（HDT） ℃<p></p></P>149-154<p></p></P>137<p></p></P>150<p></p></P>抗拉強度Mpa<p></p></P>85<p></p></P>59<p></p></P>72<p></p></P>抗拉模量Gpa<p></p></P>3.6<p></p></P>3.6<p></p></P>3.5<p></p></P>斷裂延伸率%<p></p></P>3-4<p></p></P>2.1<p></p></P>2.6<p></p></P>彎曲強度Mpa<p></p></P>131<p></p></P>116<p></p></P>112<p></p></P>彎曲模量Gpa<p></p></P>3.8<p></p></P>3.9<p></p></P>4.1<p></p></P>沖擊強度KJ/m2<p></p></P>2-4<p></p></P>2.0<p></p></P>2.0<p></p></P>*：國外產品典型值測試方法是按ASTM標準進行的，而實測值是按中國國家標準（GB）檢測的。<p></p></P>
   從上表可以看出：由于采用不同測試標準，測試結果相差很大，在同等測試標準（國標）下，898酚醛環(huán)氧乙烯基樹脂的力學性能與國外產品相近，某些指標（如熱變形溫度、抗拉強度及斷裂延伸率等）還要好一些。<p></p></P>
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3、  酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂玻璃鋼在高溫下的力學性能<p></p></P>
酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂較多的應用在高溫條件下的耐腐蝕場合，如脫硫裝置（FGD）、高溫煙囪等。在這些高溫應用場合中，對樹脂的要求較高，尤其是樹脂玻璃鋼在高溫條件下的力學強度保留率，因為樹脂玻璃鋼在較高的使用溫度下，會發(fā)生力學性能的損耗，若按室溫條件下的力學強度進行設計就可能會導致玻璃鋼制品的失效，因此，樹脂的高溫性能指標對于產品的設計是非常重要的。表2和表3 是898酚醛環(huán)氧乙烯基樹脂玻璃鋼高溫力學性能的測試結果，測試方法按GB9979-88進行，其中積層板采用6層450g/m2短切纖維氈手糊而成，樹脂含量達70%，積層板的厚度為6mm，所有試樣均經(jīng)過充分的后固化處理。<p></p></P>
   從表2中可以看出，898樹脂制作的玻璃鋼在150℃時仍保持著良好的力學性能。<p></p></P>
表2  898樹脂玻璃鋼的高溫力學性能<p></p></B></P>
特性<p></p></P>單位<p></p></P>測試溫度（℃）<p></p></P>樹脂積層板<p></p></P>保留率（%）<p></p></P>抗拉強度<p></p></P>Mpa<p></p></P>25<p></p></P>127.5<p></p></P>100<p></p></P>65<p></p></P>127.6<p></p></P>100<p></p></P>100<p></p></P>127.5<p></p></P>97.5<p></p></P>120<p></p></P>124.0<p></p></P>97.2<p></p></P>150<p></p></P>118.1<p></p></P>92.6<p></p></P>175<p></p></P>86.1<p></p></P>67.5<p></p></P>抗拉模量<p></p></P>Gpa<p></p></P>25<p></p></P>12.1<p></p></P>100<p></p></P>65<p></p></P>12.3<p></p></P>102<p></p></P>100<p></p></P>12.1<p></p></P>100<p></p></P>120<p></p></P>12.1<p></p></P>100<p></p></P>150<p></p></P>7.5<p></p></P>62.0<p></p></P>175<p></p></P>5.6<p></p></P>46.3<p></p></P>彎曲強度<p></p></P>Mpa<p></p></P>25<p></p></P>165.4<p></p></P>100<p></p></P>65<p></p></P>168.8<p></p></P>102<p></p></P>100<p></p></P>166.1<p></p></P>101<p></p></P>120<p></p></P>165.4<p></p></P>100<p></p></P>150<p></p></P>144.7<p></p></P>87.5<p></p></P>175<p></p></P>55.2<p></p></P>33.4<p></p></P>彎曲模量<p></p></P>Gpa<p></p></P>25<p></p></P>8.8<p></p></P>100<p></p></P>65<p></p></P>8.3<p></p></P>94.5<p></p></P>100<p></p></P>8.1<p></p></P>92.1<p></p></P>120<p></p></P>7.5<p></p></P>85.2<p></p></P>150<p></p></P>5.9<p></p></P>67.1<p></p></P>175<p></p></P>3.7<p></p></P>42.1<p></p></P><p> </p></P>
表3 連續(xù)高溫下的898樹脂玻璃鋼彎曲強度保留率<p></p></B></P>
溫 度<p></p></P>彎曲強度保留率<p></p></P>7天<p></p></P>90天<p></p></P>180天<p></p></P>365天<p></p></P>200℃<p></p></P>103%<p></p></P>83%<p></p></P>72%<p></p></P>63%<p></p></P>175℃<p></p></P>100%<p></p></P>101%<p></p></P>87%<p></p></P>76%<p></p></P>150℃<p></p></P>102%<p></p></P>97%<p></p></P>95%<p></p></P>86%<p></p></P>  注：表3中的數(shù)據(jù)表示經(jīng)連續(xù)高溫放置后的彎曲強度保留率，以25℃下的彎曲強度為100%。<p></p></P>
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4、  酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂的耐腐蝕性<p></p></P>
   特有的化學結構賦予了樹脂優(yōu)良的耐腐蝕性能，我們的試驗結果和現(xiàn)場掛片試驗證明了這一點。我們根據(jù)試驗掛片的強度保留率、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。<p></p></P>
表4 898酚醛環(huán)氧乙烯基樹脂的耐腐蝕性能<p></p></B></P>
介質<p></p></P>濃度<p></p></P>推薦使用溫度<p></p></P>介質<p></p></P>濃度<p></p></P>推薦使用溫度<p></p></P>冰醋酸<p></p></P>100%<p></p></P>40<p></p></P>雙氧水<p></p></P>35%<p></p></P>65<p></p></P>鹽酸<p></p></P>37%<p></p></P>50<p></p></P>濕氯氣<p></p></P>-<p></p></P>110<p></p></P>硫酸<p></p></P>75%<p></p></P>50<p></p></P>SO2（氣）<p></p></P>-<p></p></P>120<p></p></P>四氯化碳<p></p></P>100%<p></p></P>80<p></p></P>SO3（干）<p></p></P>100%<p></p></P>150<p></p></P>氯乙烷<p></p></P>100%<p></p></P>25<p></p></P>煙道氣<p></p></P>-<p></p></P>175<p></p></P>氯苯<p></p></P>100%<p></p></P>40<p></p></P>CLO2<p></p></P>-<p></p></P>80<p></p></P>氯芐<p></p></P>100%<p></p></P>25<p></p></P>硝酸<p></p></P>40%<p></p></P>25<p></p></P>甲苯<p></p></P>100%<p></p></P>50<p></p></P>硝酸煙氣<p></p></P>60%<p></p></P>80<p></p></P>二甲苯<p></p></P>100%<p></p></P>50<p></p></P>氫氟酸<p></p></P>20%<p></p></P>30<p></p></P><p> </p></P>