欧阳作者2014-02-08 11:40#6
2 FRP内衬树脂重防腐之树脂
树脂在玻璃钢衬里中起到主要的抗渗耐蚀作用，同时还起到粘结基材、粘结增强材料、传递载荷等作用，是最终玻璃钢衬里防腐是否有效的关键原料。玻璃钢衬里常用的树脂有：环氧树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂、呋喃树脂。应按照各自树脂的防腐蚀性能、耐温的不同，对应介质环境选择不同的树脂。
表11.26 常见玻璃钢衬里树脂的耐蚀性能比较
介质 间苯型UPR 双酚A型UPR 氯桥酸型UPR 双酚A型VER 酚醛型VER 双酚A型EPR 酚醛树脂PHR 呋喃树脂FRR
无机酸 盐酸，37% B B B A A C B B
磷酸，85% B A A A A B A A
硫酸，70% D B A A A B A A
有机酸 冰醋酸 D D B B B D A B
油酸 B A A A A B A A
无机碱 NaOH10% D D D A A-B A D B
KOH45% D D D B C A D C
有机碱 氨水30% C B B A A A B B
苯胺 D D D B C D D D
有
机
溶
剂 丙酮 D D D C B C B B
乙醇 C C B B A-B B A-B B
苯 D D C B-C B C A-B B-C
甲苯 D D C B-C B C A-B B-C
二甲苯 D D C B-C B C A-B B-C
四氯乙烯 D D D D B-C C A B
三氯乙烯 D D D D B-C C A B
三氯甲烷 D D D D B-C C A B
二氯甲烷 D D D D B-C C A B
氧
化
性
介
质 HClO10% C B B A A C D D
ClO2（湿） D D A A A D D D
铬酸 D D B A-B A D D D
硝酸 D D B A A D D D
氯气（湿） D B B A-B A D B D
王水 D C B A-B A D D D
备注：A-耐蚀优；B-耐蚀良；C-耐蚀可；D-耐蚀劣
表11.26是一份常见种类介质的不同树脂的耐蚀性比较。乙烯基酯树脂的耐腐蚀性能请参见第XX章的介绍，其他树脂的耐腐蚀性能，请参见《树脂重防腐》集合一书的介绍，读者也可参照相关耐腐蚀材料手册进行选材，必要时做现场挂片试验，但在本节不详细介绍了。
不饱和聚酯树脂，采用较多的是间苯UPR、双酚A型UPR和二甲苯型UPR，现在氯桥酸型UPR和耐蚀对苯型UPR的也多起来了。这里仅简要的介绍，更加详细的这些树脂信息，请参见周菊兴老师编著的《不饱和聚酯树脂及其应用》一书。
间苯型UPR，由间苯二甲酸（/酸酐）和二元醇及不饱和二元酸缩聚而成，具有较好的耐酸性、耐温性和良好的机械性能，属于中等耐蚀UPR树脂。市场上较多的是199#。但间苯UPR树脂在耐蚀玻璃钢衬里领域的位置很尴尬，性价比很多时候并不高，因此实际用作耐蚀玻璃钢衬里场合的并不多。
于是有了双酚A型UPR，它由D33醇取代二元醇而制得的一种UPR，耐蚀性较之间苯、邻苯UPR更好，且具有一定的韧性，机械性能也更好。耐酸耐氧化性介质的能力更强，耐碱尽管不乙烯基酯树脂，但较之二甲苯型UPR、间苯UPR而言，要好得多。市场上较多的是197#，3301#，3201#这些牌号。双酚A型UPR最终的耐蚀性能与D33醇的取代比例有很大关系，D33醇的成本较一般的二元醇要高很多，取代的比例大了，耐蚀性就更好，反之亦然，这也就是目前市场上双酚A型197树脂的价位相差很大的原因，有卖15-16元，有卖20多元的。高价的197不敢说D33醇一定高，但廉价的197一定是D33醇含量极低（这个市场上不可能有人会做亏本的生意的），其最终的耐蚀性能其实就和一般的间苯树脂差不多，所以要想得到较好的耐蚀性能，就必须慎重选择197树脂的供应商。耐蚀性能好的197树脂，是具有非常好的耐腐蚀性能，在很多地方完全可以取代乙烯基酯树脂使用，性价比相对于乙烯基酯树脂而言，那是要高很多，这也是目前市场上使用这类树脂量较大的一个原因。
双酚A富马酸聚酯树脂，典型的牌号就是帝斯曼的382，这类树脂介于乙烯基酯树脂和双酚A型UPR之间，其耐蚀性能和机械耐热性能和目前市场通常采用富马酸、己二酸改性的乙烯基酯树脂差不多。性价比也很高，因此市场上使用者也很多。
二甲苯UPR树脂，典型的就是笔者母校企业华昌聚合物有限公司的X41、902-A3，具有一定的耐蚀性能，但树脂的韧性和力学强度都较之197有较大的不足，更不用说和乙烯基酯树脂相比了。这种树脂生产过程中，废水特别多，且最终树脂的颜色也非常差，按照现行国家的环保政策，这类树脂是不能生产的，二甲苯不饱和树脂在上海是不可能通过环保验收的，想必定是外地环保管得不严格的地方的厂家所代工。整个市场上仅有一两个厂家在供这种树脂，并不是其他厂家做不出来，而是该树脂的性能以及综合性价比都不高，完全可以使用价格相当，耐蚀性能更好，力学性能更好的其他树脂取代它。
氯桥酸型UPR，典型就是XXXX公司的HS-297，它是采用氯桥酸部分取代二元酸和二元醇去缩聚而成的UPR，耐高温、阻燃，突出的耐蚀就是耐湿氯气及次氯酸介质。这种树脂，之前采用较多，但随着乙烯基酯树脂介入市场，尤其是酚醛型乙烯基酯树脂的应用，氯桥酸型UPR的耐蚀优势就不明显了，并且该树脂的力学性能和韧性较差，除湿氯气介质外的耐蚀广谱性，和乙烯基酯树脂相比，显得不足，性价比不足，因此这类树脂现在是玻璃钢衬里树脂重防腐领域，采用的已经越来越少了。
乙烯基酯树脂，分富马酸己二酸型、丙烯酸型、TDI改性前面两种类型、标准双酚A环氧型、酚醛环氧型、溴化阻燃型、高交联密度型等多种类型，相较于前面几种UPR树脂，乙烯基酯树脂的耐酸、耐碱、耐氧化性介质及有机溶剂性能都好一大截，分子式结构设计不一样，其耐温耐蚀也不一样，这里不具体详细去介绍具体细分乙烯基酯树脂的性能，读者可以在本书的前面几个章节找到详细信息。
环氧树脂，采用最多的现场玻璃钢衬里的是双酚A型液态环氧树脂，E-44和E-51是采用最多的了。环氧树脂玻璃钢衬里最大的优势是与基材的粘结性能好，收缩小，不易脱壳。固化后的环氧树脂玻璃钢衬里耐弱酸、弱碱和部分溶剂，但常温固化耐热不足，和乙烯基酯树脂和呋喃树脂玻璃钢衬里相比要差。
环氧树脂催化型的固化剂（如咪唑、叔胺、酸酐等）不便于现场常温玻璃钢衬里施工，多采用交联型的乙二胺、酚醛胺T31（毒性更低）。芳香族胺590#固化剂固化速度太慢，采用不多，聚酰胺固化剂是一个不错的选择。
E-44和E-51中，无机氯和有机氯杂质含量过高，会影响到最终环氧树脂玻璃钢衬里的电性能。关于环氧树脂玻璃钢衬里施工时加入的稀释剂，本书篇幅所限，不作详细介绍，请参考《树脂重防腐》集合一书相关章节的详细介绍。
酚醛型环氧树脂F-44和F-51在实际现场FRP衬里工程中，采用极少，主要还是因为它的施工操作性实在太差。这类环氧在涂料涂装防腐中应用比树脂重防腐中多。本书篇幅所限，不作详细介绍，请参考《树脂重防腐》集合一书相关章节的详细介绍。
酚醛树脂，热固性的，采用酸性固化剂进行固化，固化后的玻璃钢耐温，耐酸性优良（尤其是冰醋酸），不耐碱，也不耐氧化性介质，耐乙醇、甲苯、氯苯、二氯乙烷等有机溶剂。热固性酚醛树脂在常温玻璃钢成型时，采用酸性固化剂，固化过程中，会有小分子逸出，导致最终衬里层的致密性不足，抗渗性变差。本书篇幅所限，不作更多酚醛树脂的介绍，请参考《树脂重防腐》集合一书相关章节的详细介绍。
呋喃树脂，固化后，耐低浓度中低温下的酸、碱、酸碱交替、部分有机溶剂，但它非常脆，与基材粘结性能也很差，酸性固化剂导致在施工时基本都要做隔离层。篇幅所限，不作更多呋喃树脂的介绍，请参考《树脂重防腐》集合一书相关章节的详细介绍。
毕于2014年2月8日
