不饱和聚酯玻璃钢管罐防渗内衬的研究

1 引言
      由于玻璃钢所具有的耐腐蚀、轻质搞强等优势，在化工、电力、环保等领域中逐步取代碳钢、不锈钢等传统材料，从而得到越来越广泛的应用。
     目前聚酯玻璃钢管罐的工业化生产通常均采用湿法缠绕成型工艺，缠绕工艺赋予制品纤维含量以及强度高的特点外,同时存在成型制品内层树脂含量低难以形成富树脂层的缺点，加之不饱和树脂固化收缩率大，固化后的树脂分子交连成立体结构脆性也较大,因而给玻璃钢管罐在介质长期作用下的防渗耐腐性带来了不利影响。优选出防腐防渗性能优良的树脂配方体系形成富树脂层结构(内衬层)是解决上述问题的关键。
2 实验部分
     2.1 基体材料确定
     聚酯玻璃钢管罐内衬基体材料除具备优良的耐腐蚀性能外，还应兼有较高的延伸率，其树脂断裂延伸率必须大于玻璃钢管罐的变形值，只有这样才能避免在各种应力作用下导致内衬表面产生银纹，确保其在受力状态下保持良好密封性能。
      3200树脂是由低分子量环氧树脂与不饱和脂肪酸开环加成反应制得，用反丁烯二酸改性的乙烯基树脂，由于反丁烯二酸的加入,增加了分子间的位阻,减少分子中酯键的水解，使该树脂耐腐蚀性能进一步提高，同时，树脂分子结构中环氧树脂的存在，也使该树脂表现出低收缩、高粘结强度等特点。三种不同类型树脂性能比较见表1。
              
       从表1数据可以看出,3200树脂与其它两种不饱和聚酯比较,具有机械强度高、收缩率低、延伸率高等优点，完全可满足内衬基体树脂的性能要求。
      三种树脂玻璃钢力学性能比较见表2。
               
       从表2的数据可以看出由3200树脂为基体的玻璃钢试件其力学性能明显优于其它两种聚酯玻璃钢。
       2.2 配方体系确定
      众所周知，3200树脂中加入过氧化物引发剂和促进剂，在室温条件下即可生成固化产物，然而,该温度条件下，不同的固化体系以及不同的引发剂用量都将直接影响固化物最终的各项性能，因而优化、筛选树脂的配方体系是制作理想内衬的首要条件。固化体系中引发剂用量对3200树脂浇铸体的性能影响见表3。
              
       从以上三种室温固化配方，即三种过氧化物引发剂分别以不同浓度加入树脂中固化后所测得浇铸体强度、模量、延伸率的比较数据看，过氧化环己酮、钴盐树脂配方体系为最佳。
      2.3 工艺性能实验
      由于聚酯玻璃钢管罐采用连续缠绕室温固化成型工艺，为保证管罐内壁富树脂层的形成，在实际操作中必须在富树脂层凝胶后，再进行增强层的缠绕。以避免树脂由于纤维缠绕张力作用挤出内衬层，因此，根据缠绕工艺的特点和环境温度，通过调整树脂体系中促进剂的含量有效的控制凝胶时间，来保证富树脂层的形成和缠绕工艺连续进行。促进剂含量对凝胶时间的影响见表4。
             
       通过分析3200树脂的分子结构，该树脂既保留了骨架聚合物环氧树脂机械强度高的基本特性，又兼有不饱和聚酯粘度低、浸润性好、成型方便的优势，因此，在内衬层的制作过程中该树脂使用操作方便、排除气泡顺利，对玻璃纤维、聚酯毡等增强材都表现出良好的浸润性能，完全满足工艺性能要求。
      2.4 应用与腐蚀实验
      基于3200树脂的性能优势，在对其配方体系、工艺性能不断深入研究的基础上，我们以其为内衬基体材料所制作的各种规格的玻璃钢管罐在各种防腐工程中得以广泛应用。
       同时为进一步的验证3200树脂的耐腐蚀性能，我们也针对性对其玻璃钢试件进行海水、耐酸腐蚀实验。实验结果见表5、表6。
            
            
3 结语
      (1)通过对以上三种树脂浇铸体以及其玻璃钢试件的测试结果表明，3200乙烯基酯树脂各项力学性能最佳，作为聚酯玻璃钢管罐的内衬基体材料完全满足设计要求。
      (2)在室温条件下，3200树脂：HCH：COn配方体系力学性能最优，通过调节促进剂的用量有效的控制树脂体系的凝胶时间，完全满足管罐连续纤维缠绕的生产需要，同时树脂体系粘度低、浸润速度快、操作使用方便，具有良好的工艺性能。
      (3)海水、耐酸腐蚀实验结果表明，3200乙烯基酯树脂为基体制作的玻璃钢试件表现出优良的耐腐蚀性能，经4年海水腐蚀其弯曲强度和模量保留率分别保持在88%和89%以上。2年盐酸溶液腐蚀其弯曲强度和模量保留率分别保持在70.2%和69.2％以上。
      (4)几年来，在一系列防腐工程中以3200树脂作内衬的各种规格的玻璃钢管罐得到广泛应用，经过6年多的连续运行玻璃钢管罐内衬表面无裂纹、管罐无渗漏，工作状态良好。
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