摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂的性能特點(diǎn)，并介紹了在耐高溫強腐蝕場(chǎng)合的應用。關(guān)鍵詞：酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂；耐高溫強腐蝕；應用1、前言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(wàn)噸，二氧化硫的排放量為50-200萬(wàn)噸；在60-70年代的工業(yè)化第二階段，煤炭消耗量為1000-45000萬(wàn)噸，二氧化硫的排放量為300-700萬(wàn)噸；在工業(yè)化第三階段，煤炭年消耗量達80000萬(wàn)噸，二氧化硫的排放量為900-1500萬(wàn)噸；同時(shí)在燃煤過(guò)程中產(chǎn)生相當量的氮氧化物，如2000年我國燃煤電廠(chǎng)的NOx的排放量達到290萬(wàn)噸。因此我國的能源結構特點(diǎn)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(chǎng)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）。 同時(shí)，我國的化學(xué)工業(yè)、有色冶煉、或其它重工業(yè)的工業(yè)化技術(shù)得到了長(cháng)足的發(fā)展，由此發(fā)展中的污染和腐蝕也越來(lái)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(shí)工業(yè)結構中污染較重的工業(yè)所占的比例也較大。 以上各種情況中，均會(huì )涉及到高溫條件下的強腐蝕情況，根據腐蝕介質(zhì)的特點(diǎn)，國內較多生產(chǎn)廠(chǎng)家較多的采用非金屬材料等手段如玻璃鋼來(lái)解決防腐蝕問(wèn)題。而在耐高溫強腐蝕場(chǎng)合，高交聯(lián)酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂玻璃鋼的應用引人注目。2、酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂簡(jiǎn)介 酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂是采用高環(huán)氧值、多官能的酚醛環(huán)氧樹(shù)脂與甲基丙烯酸反應而成，主要用于存在溶劑、氧化性介質(zhì)和高溫煙等殊耐腐蝕性環(huán)境，玻璃鋼在高溫條件下樹(shù)脂具有高的強度保留率。特殊的化學(xué)結構賦予了該樹(shù)脂獨特的理化特性：①樹(shù)脂具有非常高的熱變形溫度（達150℃），并具有良好的力學(xué)性能；②樹(shù)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、PTFE等基材。表1是T-158酚醛環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂與其它同類(lèi)樹(shù)脂的比較。
表1酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂的比較
國外D-470產(chǎn)品RD-158 乙烯基典型值* 實(shí)測值熱變形溫度（HDT） ℃ 149-154180 150抗拉強度Mpa 85 5972抗拉模量Gpa 3.63.6 3.5斷裂延伸率% 3-42.1 2.6彎曲強度Mpa131116112彎曲模量Gpa 3.83.94.1沖擊強度KJ/m22-42.02.0*：國外產(chǎn)品典型值測試方法是按ASTM標準進(jìn)行的，而實(shí)測值是按國家標準（GB）檢測的。 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，RD-158酚醛環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂的力學(xué)性能與國外產(chǎn)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。3、酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂玻璃鋼在高溫下的力學(xué)性能酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂較多的應用在高溫條件下的耐腐蝕場(chǎng)合，如脫硫裝置（FGD）、高溫煙囪等。在這些高溫應用場(chǎng)合中，對樹(shù)脂的要求較高，尤其是樹(shù)脂玻璃鋼在高溫條件下的力學(xué)強度保留率，因為樹(shù)脂玻璃鋼在較高的使用溫度下，會(huì )發(fā)生力學(xué)性能的損耗，若按室溫條件下的力學(xué)強度進(jìn)行設計就可能會(huì )導致玻璃鋼制品的失效，因此，樹(shù)脂的高溫性能指標對于產(chǎn)品的設計是非常重要的。表2和表3 是RD-158酚醛環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂玻璃鋼高溫力學(xué)性能的測試結果，測試方法按GB9979-88進(jìn)行，其中積層板采用6層450g/m2短切纖維氈手糊而成，樹(shù)脂含量達70%，積層板的厚度為6mm，所有試樣均經(jīng)過(guò)充分的后固化處理。 從表2中可以看出，RD-158樹(shù)脂制作的玻璃鋼在150℃時(shí)仍保持著(zhù)良好的力學(xué)性能。
表2 RD-158樹(shù)脂玻璃鋼的高溫力學(xué)性能
抗拉強度 特性單位測試溫度（℃） 樹(shù)脂積層板 保留率（%） Mpa 25127.5 10065127.6 100100127.597.5120124.097.2150118.192.617586.167.5抗拉模量Gpa 2512.11006512.310210012.1 10012012.1 1001507.562.01755.646.3彎曲強度Mpa25 165.4 100 65 168.8 102 100 166.1 101 120 165.4 100 150 144.7 87.5 175 55.233.4彎曲模量Gpa 25 8.8 10065 8.3 94.5100 8.192.1120 7.585.2150 5.967.1175 3.742.1 表3 連續高溫下的RD-158樹(shù)脂玻璃鋼彎曲強度保留率溫 度 彎曲強度保留率 7天 90天 180天 365天200℃103%83% 72% 63%175℃100%101%87% 76%150℃102% 97% 95% 86%注：表3中的數據表示經(jīng)連續高溫放置后的彎曲強度保留率，以25℃下的彎曲強度為100%。4、酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂的耐腐蝕性 特有的化學(xué)結構賦予了樹(shù)脂優(yōu)良的耐腐蝕性能，我們的試驗結果和現場(chǎng)掛片試驗證明了這一點(diǎn)。我們根據試驗掛片的強度保留率、表觀(guān)、硬度保留率、色澤變化和增失重等綜合情況判斷樹(shù)脂是否耐某個(gè)特定的腐蝕條件。表4是T-158酚醛環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂的耐腐蝕情況。5、耐高溫強腐蝕場(chǎng)合中的應用5.1耐高溫強腐蝕場(chǎng)合的應用優(yōu)勢在各種高溫條件下的重腐蝕場(chǎng)合，酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂制作的玻璃鋼，與金屬材料相比，重量較、比強度高、耐瞬時(shí)超高溫性能，因此在相關(guān)領(lǐng)域中得到應用。5．1．1耐腐蝕性能 由于酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂的高交聯(lián)密度與高的熱變形溫度特點(diǎn)，使樹(shù)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(gè)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。5．1．2耐熱性能 在各種高溫應用場(chǎng)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)生的強腐蝕性副產(chǎn)品導致人們選用一些昂貴價(jià)格高鎳合金等結構材料。而酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)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(cháng)，也更可靠。5．1．3耐磨蝕性能 可以通過(guò)加入適當的耐磨、耐蝕填料來(lái)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。5．1．4玻璃鋼的價(jià)格優(yōu)勢 根據設備的尺寸和類(lèi)型，玻璃鋼的造價(jià)約是高鎳合金的造價(jià)的1/3。直徑為4米的玻璃鋼吸收塔造價(jià)僅是高鎳合金包覆吸收塔的一半。5．2應用案例 RD-158酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂由于其優(yōu)良的力學(xué)性能，使其在國內外的眾多高溫強腐蝕條件中得到應用。5.2．1 150℃長(cháng)期使用條件下的強酸尾氣裝置: 該甲方工廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)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雜的強腐蝕介質(zhì)，長(cháng)期使用溫度為150℃，偶爾作用溫度達到180℃。該原來(lái)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RD-158酚醛環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂，已使用近2年未出現異常。5.2．2脫硫裝置：近期在一濱海的火力發(fā)電廠(chǎng)的玻璃鋼脫硫裝置中得到成功應用。該裝置高使用溫度達到150℃左右，玻璃鋼制造廠(chǎng)對國內外幾家乙烯基樹(shù)脂供應商的產(chǎn)品進(jìn)行了測試和綜合評價(jià)，終選定了RD-158酚醛環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂，廠(chǎng)家認為，該樹(shù)脂具有優(yōu)良的耐蝕和耐溫性的同時(shí)，工藝性也相當好。5.2．3 含濕氯氣的碳鋼內襯：在該工程中，要求對于金屬槽蓋進(jìn)行防腐處理，長(cháng)期使用溫度達130℃，偶爾作用溫度達150℃，又含有濕氯氣的強腐蝕環(huán)境，原來(lái)該廠(chǎng)采用316L號不銹鋼進(jìn)行防腐蝕，但不到一年金屬表面就嚴重腐蝕，在應用RD-158樹(shù)脂作內襯防腐處理后，使用已近12個(gè)月未有發(fā)現表面腐蝕，使用情況良好。5.2.4在智利一銅礦冶煉廠(chǎng)：在該的脫硫裝置和高溫煙囪中均采用RD-158樹(shù)脂，使用情況表明，RD-158乙烯基樹(shù)脂的耐高溫性能和耐腐蝕性能良好。5．3應用中的注意點(diǎn)根據我們的實(shí)際應用經(jīng)驗，樹(shù)脂在高溫條件下使用時(shí)，對于玻璃鋼制作中的每個(gè)細節都應該給以充分的注意，包括結構層樹(shù)脂選擇、增強材料的選擇等。5．3．1 在含氟介質(zhì)的條件下，增強材料不應該選用玻璃纖維，此時(shí)應該選用碳纖維或者其它能耐高溫的有機纖維。5．3．2結構層樹(shù)脂的選擇一定要注意樹(shù)脂高溫下的力學(xué)性能，應該選擇耐溫性能較好樹(shù)脂，以保證玻璃鋼在高溫使用條件下應有的力學(xué)強度。在高溫玻璃鋼煙囪的設計中，應根據不同溫度段要求選用相關(guān)的結構層樹(shù)脂以降作成本。
