玻璃鱗片

玻璃鱗片（Glass Flakes）是一種5微米厚的玻璃碎片。它是由1200℃以上的熔融中鹼玻璃，經吹泡、冷卻、粉碎、篩選及碾磨等工藝步驟所製得。以這種玻璃鱗片作為填料的防腐塗層，具有很高的粘結力和優良的耐化學藥品及抗老化性能。玻璃鱗片塗料是在熱固性樹脂里填充以特殊處理的鱗片狀玻璃(含鹼玻璃，C玻璃)，同增強用的無鹼纖維(無鹼玻璃，E玻璃)相比，成份比率完全不同。

基本介紹

• 中文名：玻璃鱗片
• 外文名：Glass Flakes
• 厚度：5微米
• 屬性：玻璃碎片

作用原理

施工後的玻璃鱗片塗料中，橫縱比高達30-120的扁平型的玻璃鱗片在樹脂中呈平行重疊排列的宮式結構，從而形成緻密的防滲層結構。腐蝕介質在固化後的樹脂中的滲透必須經過無數條曲折的途徑，因此在一定厚度的耐腐蝕層中，腐蝕滲透的距離大大的延長，相當於有效地增加了玻璃鱗片防腐層的厚度。

結構

玻璃鱗片的內部結構與玻璃纖維的十分相似，是熔融玻璃處在拉伸力的狀態下，進行急速冷卻而製得。熔點以下一般處在熱力學自由能最低的穩定平衡態。所以玻璃鱗片的性能，與逐漸冷卻的平板玻璃有所不同，它的強度要比普通玻璃板的大得多。 若採用玻璃鱗片製成塗層的填料，作為防腐蝕保護層使用，它亦將比採用雲母、矽酸鈣及矽酸鋁等填充材料的，具有更加優越的性能。

由於玻璃鱗片在塗層中是重疊排列的，因此對塗膜的抗滲透性起了很大作用。塗裝方法可採用刷塗、高壓無氣噴塗或輥筒塗裝。

玻璃鱗片襯裡斷面結構圖

特性

1)對化學介質、氣體、蒸氣的滲透性遠比玻璃鋼襯裡小，難以引起水蒸氣擴散現象，這是由於層層重疊排列的玻璃鱗片，使介質滲透距離長的緣故。

2)固化時收縮低，由於分散，粘接面殘餘應力小。

3)熱膨脹係數小，粘接熱應力相應也小，耐熱溫度高，耐熱衝擊性能好。

4)力學強度雖不如玻璃鋼襯裡，但耐磨性、耐刮擦性能出色，對機械損傷也只限於局部。

5)玻璃鱗片塗料施工工藝性能也很好。

玻璃鱗片塗料若僅是玻璃鱗片和樹脂的物理混合，是不能充分發揮其性能的，這裡還涉及玻璃鱗片的截面問題，玻璃鱗片混合量及混合方法，樹脂的選擇，基體的前處理，底漆的選擇，施工方法等一系列的參數是決定玻璃鱗片塗料的技術關鍵。

玻璃鱗片塗料在日本的套用實例

由於玻璃鱗片塗料具有耐蝕，抗滲透性好，塗膜收縮率低，熱膨脹係數小，固化殘餘應力少，耐磨損，施工簡便，易於修補，因而玻璃鱗片塗料在化工、冶金、化纖、電鍍、建築等行業均有大量套用。特別是在各種海洋工程設備、海上石油天然氣平台、港灣碼頭及船舶套用更為廣泛。現舉幾個套用實例[5～7]。

1)北陸汽車公路混凝土橋鹽霧腐蝕對策——沿海一側每到冬季，由於飛來的鹽份，不管鋼結構還是混凝土構築物，成為日本破壞最顯著的地方。北陸汽車公路混凝土橋，1972年開始使用，後來遭鹽霧侵蝕發生破壞，1987年開始修補，修補中使用了環氧玻璃鱗片塗料和乙烯基酯玻璃鱗片塗料，塗膜厚1000um。同年完成的從新瀉縣上越市至富山朝日鎮59.3km的高速公路混凝土橋，為了對付鹽霧，使用了乙烯基酯玻璃鱗片塗料塗裝，在玻璃鱗片塗料上又塗聚氨酯樹脂塗料和氟樹脂塗料。

2)沖繩地區的鋼橋防鏽蝕調查——沖繩綜合事物局在日本鋼橋專業協會的協助下，進行了防鏽蝕性和防風砂磨蝕性的塗裝系列試驗，2年後測定，玻璃鱗片塗料性能最好，環氧樹脂塗料次之，氯化橡膠塗料和鄰苯型不飽和樹脂塗料效果較差。

3)機場聯絡橋的鋼結構防鏽蝕方案——關西國際機場聯絡橋的鋼結構，提出了使用玻璃鱗片塗料的方案。鐵道縱桁上面，使用後更換塗料困難，為了永久性的防鏽蝕需要，採用了玻璃鱗片塗料和聚氨酯塗料，塗膜厚度為1090um的方案，其中使用的玻璃鱗片塗料的樹脂是VE和環氧樹脂。下部防鏽蝕，提出了飛濺區塗裝乙烯基酯樹脂玻璃鱗片塗料和聚氨酯塗料(1000um)；潮水漲落區域塗裝玻璃鱗片塗料(1090um)。

4)港灣鋼構物防鏽蝕方案——日本沿岸開發技術研究中心1986年發表了鋼結構防鏽蝕指南，其中海上大氣部、海水飛濺部、潮水漲落部及海水中部位推薦乙烯基酯樹脂、環氧煤焦油樹脂和玻璃鱗片塗料。

5)石油貯槽底板防鏽蝕——日本沖繩石油基地(金武灣)石油貯槽高22m，直徑80m，浮屋頂式貯藏量為10萬m3，還建造了210萬m3及510萬m3的石油貯槽，其底板採用玻璃鱗片塗料防鏽蝕，使用日本高分子化學公司生產的玻璃鱗片塗料，5年內施工面積達1.5×106m2。

施工

玻璃鱗片塗料施工簡單，可用刷塗、滾筒塗和高壓無氣噴塗。塗裝前必須進行表面處理，除油後用噴砂、噴丸進行去銹及粗化處理。通常用4號砂或20-40目的石英砂，以5-7kg/cm2壓縮空氣帶動砂粒，砂粒以50～70m/s速度從噴嘴中噴出，表面達SIS Sa2.5規格，清除噴砂後的灰塵，在8h小時內進行塗裝。塗裝一般在乾燥天氣進行，溫度5℃以上，相對濕度85%以下。用同一種樹脂或玻璃鱗片(粒度較小的)作底漆，厚度為50微米，在底漆指觸乾燥後就塗玻璃鱗片塗料。在塗裝時需要留意以下幾點：

a.塗料的充分攪拌；b.塗料基料同固化劑的混合；c.粘度調整；d.活性適用期；e.塗裝機具(機械)的清洗與保養；f.玻璃鱗片尺寸。

關於以上諸點，通常按塗料廠規定進行，逐層施工，直至塗到設計厚度，表面用細料或純樹脂罩光一道。完成塗裝後，在20℃養護48h以上，進行目測是否存在明顯凹凸、脫層、氣泡、開裂、異物夾人及不固化缺陷。再用放電式脈衝電火花針孔儀檢查針眼、孔隙，用電磁測厚儀測定厚度(鋼結構)，用巴柯爾硬度計檢測硬度。對針眼等缺陷處，要認真修補，首先將缺陷及周圍處加工成缽狀，鏟去原塗層，打毛粗化處理，塗底塗層後再塗玻璃鱗片塗料。

質量標準

玻璃鱗片塗料用於貯槽內部的耐蝕例子較多，作為外部防鏽蝕目的的例證還較少，主要是取決於樹脂的耐候性；同時，作為外部防鏽蝕的塗料還有2個問題沒有解決：

a.玻璃鱗片塗料還沒有適當質量標準；

b.與富鋅底漆和玻璃鱗片面漆配套也沒有標準。

現介紹日本玻璃鱗片塗料標準的部分內容：

在容器中的狀態 主劑、固化劑加入混合時沒有結塊，質地均勻；

混合性：能均勻混合；

塗膜的外觀：與樣板相比差異不大；

厚塗性：垂直面500um厚塗裝無流掛、無裂紋、無剝落；

適用期：20℃時使用2h以上；

耐衝擊性：500g重鋼球從500mm高落下衝擊塗膜，無裂紋、無剝落；

乾燥時間：16h以內；

玻璃鱗片含量：20%以上。

註：

1)適用範圍：本標準是玻璃鱗片塗料的標準，包括不飽和聚酯玻璃鱗片塗料、環氧玻璃鱗片塗料、乙烯基酯樹脂玻璃鱗片塗料；

2)玻璃鱗片塗料的質量必須符合上述標準。

玻璃鱗片防腐

玻璃鱗片塗料(樹脂襯裡技術)首先是由美國開發出來的。20世紀50年代中期Owens Corning玻璃纖維公司推出了一種含有玻璃鱗片的樹脂襯裡材料。據中國環氧樹脂行業協會專家介紹，這是一種適用於船殼以及化學品儲罐、化工廠塔器和槽體的優良襯裡材料，這種材料能耐環境介質的滲透，有助於延長襯裡壽命。

脫硫玻璃鱗片襯裡的防腐特點

鱗片襯裡是以耐酸樹脂為主要基料， 以薄片狀填料(外觀形狀似魚鱗， 故稱之為鱗片) 為骨料，添加各種功能添加劑混配成膠泥狀或塗料狀防腐材料， 再經專用設備或人工按一定施工規程塗覆在被防護基體表面而形成的防腐蝕保護層。

鱗片襯裡層有不連續的片狀鱗片。單層鱗片是不透性實體， 在襯層中垂直於介質滲透方向的鱗片成多層有序疊壓排列。

鱗片樹脂襯裡最突出的性能是具有優良的抗腐蝕介質滲透性。有關試驗表明：0.5mm 厚的鱗片的抗滲透性略大於2.0mm 的玻璃鋼，1.5mm厚的鱗片襯裡，就可以達到非常理想的抗滲效果。

鱗片防腐之所以具備很高的抗滲透性能， 是由於鱗片的防腐層中扁平的鱗片在樹脂中平行疊壓排列， 介質滲透為繞鱗片曲折狹縫擴散過程。玻璃鱗片具有這種很好的迷宮效果，使滲透介質在不同鱗片層內滲透動力逐漸衰減，介質向縱深滲透趨緩。

結語

上世紀80年代中期，我國從引進的許多日本設備中開始了解和接觸玻璃鱗片塗料，並且開發出與日本相應的各種玻璃鱗片塗料、膠泥，部分取代日本的產品進行維修，取得了良好的效果和工程經驗；華東理工大學華昌公司，蘭州化工機械研究院還分別制訂了二甲苯型不飽和聚酯樹脂(註：含玻璃鱗片塗料)防腐蝕工程技術規程(CECS 73：1995)，玻璃鱗片襯裡施工技術條件(HG/T 2640-1994)，中鹼玻璃鱗片(化工部行業標準：HG/T2641-1994)。在玻璃鱗片的生產和研究領域，玻璃鱗片的質量及表面處理能力已達到國際先進水平。相信今後，隨著玻璃鱗片塗料質量的完善和套用推廣的深入，其卓越的防鏽蝕性能、抗滲透性能和耐蝕性能必將得到進一步發揮。

對於煙氣脫硫來說， 玻璃鱗片按照其使用部位與特點， 可分為低溫玻璃鱗片、高溫玻璃鱗片和耐磨玻璃鱗片等。低溫玻璃鱗片一般具有優良的耐水汽的滲透性、耐化學性、耐腐蝕性等特點， 使用溫度一般低於100℃， 是脫硫裝置的主要襯裡材料， 主要套用於吸收塔的低溫部分、事故漿罐、淨煙氣煙道等部分。高溫玻璃鱗片一般具有優良的耐高溫性能，其長期使用溫度可以達到160℃以上。主要套用於煙氣換熱器與吸收塔之間的原煙氣煙道、吸收塔入口處、煙氣換熱器原煙氣區域以及煙氣出口擋板門後的煙道部分。耐磨玻璃鱗片是特殊配方的鱗片樹脂， 一般添加陶瓷耐磨材料增加耐磨特性。耐磨玻璃鱗片主要套用於吸收塔噴淋部位或漿液磨損嚴重的區域(安裝攪拌器的部位)。