酚醛环氧乙烯基酯树脂的性能及在耐高温强腐蚀场合中的应用

我国是以燃煤为主的国家，粉尘、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）是我国大气的主要污染物，能源结构特点导致了较多的重腐蚀情况，尤其是燃煤电厂中，对于二氧化硫或氮氧化物的防治已经成为重点，目前国内外较为有效的手段是烟气脱硫（FGD），同时由于我国化工、有色、钢铁、冶炼、化纤、建材等重化工业得到了长足发展，由此引发的腐蚀与防护任务也越来越重，如在钛白粉、制酸、氯碱、粘胶、有色金属冶炼等行业的建筑物和设备的防护上的投入比例也在不断加大。

以上相关行业均会涉及到高温条件下的腐蚀情况，根据腐蚀介质的特点，国内生产厂家较多采用非金属材料（如玻璃钢）来解决设备的防腐蚀问题。而在耐高温强腐蚀场合，高交联酚醛环氧乙烯基酯树脂玻璃钢的应用更为引人注目。

酚醛环氧乙烯基酯树脂

酚醛环氧乙烯基酯树脂是采用高环氧值、多官能团的酚醛环氧树脂与甲基丙烯酸反应而成，主要用于存在溶剂、氧化性介质和高温烟气等强腐蚀环境，在高温条件下具有较高的强度保留率。特殊的化学结构赋予了该树脂独特的理化特性：

① 树脂具有非常高的热变形温度（达150℃），并具有良好的力学性能；

② 树脂的高交联密度使其具有良好的耐溶剂性；

③ 能耐各种氧化性介质，如双氧水、湿氯气、二氧化氯等；

④ 良好的粘接性，包括与碳钢等基材。

酚醛环氧乙烯基酯树脂玻璃钢在高温下的力学性能

酚醛环氧乙烯基酯树脂可应用在高温条件下的耐腐蚀场合，如脱硫装置（FGD）、高温烟囱等。在这些高温应用场合中，对其树脂玻璃钢在高温条件下的力学强度保留率要求较高。我们知道树脂玻璃钢在较高的使用温度下，会发生力学性能下降，若按室温条件下的力学性能进行强度设计就会导致玻璃钢制品在较高使用温度下的材料失效。因此需要考虑树脂及其玻璃钢制品在高温下的性能指标，这对产品设计的安全性和可靠性是非常重要的。

特有的化学结构赋予了树脂优良的耐腐蚀性能，我们的试验结果和现场挂片试验证明了这一点。我们根据试验挂片的强度保留率、表观、硬度保留率、色泽变化和增失重等综合情况判断树脂是否耐某个特定的腐蚀条件。表4是898酚醛环氧乙烯基树脂的耐腐蚀情况。

酚醛环氧乙烯基酯树脂的耐腐蚀性

1.耐高温强腐蚀场合的应用优势

    在各种高温条件下的重腐蚀场合，酚醛环氧乙烯基酯树脂制作的玻璃钢，与金属材料相比，比强度高、耐瞬时超高温性能好，因此在相关领域中得到应用。

①耐腐蚀性能

     由于酚醛环氧乙烯基酯树脂的高交联密度与高热变形温度特点，使树脂的耐蚀性能较好，如8mm的普通碳钢在浓度为0.1%的二氧化硫潮湿环境中，只需1-3个月即可腐蚀透，而6mm防腐蚀层的玻璃钢制品则可保持10年的使用寿命。

②耐热性能

     在各种高温应用场合，如在湿法脱硫工艺中，混合气体在进口的温度在160-180℃左右，系统中的部件又要承受瞬间的温度交变，潜在的热破坏和产生的强腐蚀性副产品导致人们选用一些价格昂贵的高镍合金等结构材料。而酚醛环氧乙烯基酯树脂由于具有较高的热变形温度，玻璃钢制品可以成功替换一些金属制件，玻璃钢脱硫塔可用于更高的温度，寿命更长，也更可靠。

③耐磨蚀性能

     可以通过加入适当的耐磨、耐蚀填料来提高玻璃钢的耐磨性，因此在腐蚀环境中的玻璃钢耐磨性能优于钢材。

④玻璃钢的价格优势

     根据设备的尺寸和类型，玻璃钢的造价约是高镍合金的造价的1/3。直径为4米的玻璃钢吸收塔造价仅是高镍合金包覆吸收塔的一半。

2.应用案例

      898酚醛环氧乙烯基酯树脂由于其优良的力学性能，使其在国内外的众多高温强腐蚀条件中得到应用。

①150℃长期使用条件下的强酸尾气装置: 该甲方工厂生产过程中，排放的尾气中含有硫酸废气、二氧化硫、氯化物和氮氧化物等复杂的强腐蚀介质，长期使用温度为150℃，偶尔作用温度达到180℃。该公司原来采用进口的不锈钢制作，成本较高，但防腐蚀性能不太理想，几乎每年都要进行维修。后改用898酚醛环氧乙烯基树脂，已使用近2年未出现异常。

②脱硫装置：近期在一滨海的火力发电厂的玻璃钢脱硫装置中得到成功应用。该装置最高使用温度达到150℃左右，玻璃钢制造厂对国内外几家乙烯基树脂供应商的产品进行了测试和综合评价，最终选定了898酚醛环氧乙烯基树脂，厂家认为，该树脂具有优良的耐蚀和耐温性的同时，工艺性也相当好。

③含湿氯气的碳钢内衬：在该工程中，要求对于金属槽盖进行防腐处理，长期使用温度达130℃，偶尔作用温度达150℃，又含有湿氯气的强腐蚀环境，原来该厂采用316L号不锈钢进行防腐蚀，但不到一年金属表面就严重腐蚀，在应用898树脂作内衬防腐处理后，近12个月未有发现表面腐蚀，使用情况良好。

④智利一铜矿冶炼厂：在该公司的脱硫装置和高温烟囱中均采用898树脂，使用情况表明，898乙烯基树脂的耐高温性能和耐腐蚀性能良好。

3.应用中的注意点

      根据我们的实际应用经验，树脂在高温条件下使用时，对于玻璃钢制作中的每个细节都应该给以充分的注意，包括结构层树脂选择、增强材料的选择等。

①在含氟介质的条件下，增强材料不应该选用玻璃纤维，此时应该选用碳纤维或者其它能耐高温的有机纤维。

②结构层树脂的选择一定要注意树脂高温下的力学性能，应该选择耐温性能较好的树脂，以保证玻璃钢在高温使用条件下应有的力学强度。在高温玻璃钢烟囱的设计中，应根据不同温度段要求选用相关的结构层树脂以降低制作成本。