有機(jī)硅改性酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂的研制

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1、有機(jī)硅改性酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂的研制可行性研究報(bào)告一、總論（一）項(xiàng)目的主要內(nèi)容及技術(shù)原理簡(jiǎn)述腐蝕是悄悄自發(fā)進(jìn)行的一種治金的逆過程。自然環(huán)境（大氧、土壤、海洋和微生物等）和工業(yè)介質(zhì)（酸、堿、鹽、工業(yè)水、熔鹽、燃?xì)獾龋┒加锌赡茉斐刹牧系母g，它的危害遍及所有的行業(yè)，包括治金、化工、能源、礦山、交通、機(jī)械、航空航天、信息、農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)藥、海洋開發(fā)和基礎(chǔ)設(shè)施等。除了材料、能源的消耗和設(shè)備的失效等直接損失外，腐蝕還可能進(jìn)一步引起物料的污染和產(chǎn)品質(zhì)量下降、工藝流程的中斷、裝置的泄漏、爆炸和人員傷亡以及大規(guī)模的

2、環(huán)境污染等間接損失。這類間接的腐蝕損失往往會(huì)比直接損失更大，甚至難以估算。據(jù)調(diào)查顯示，美國的腐蝕損失由1749年的55億美元增長(zhǎng)至1975年的825億美元、1995年的3000億美元，相當(dāng)于4%—5%的GNP；日本的腐蝕調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，多年來，日本的腐蝕直接損失在1%—2%，若同時(shí)考慮腐蝕的間接損失，整個(gè)腐蝕損失要比這個(gè)數(shù)據(jù)高2—4倍；英國的腐蝕損失調(diào)查顯示，其總損失約相當(dāng)于GNP的3.5%；國內(nèi)的腐蝕調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，直接腐蝕損失達(dá)2000億元人民幣以上，加上間接腐蝕損失，我國每年腐蝕總損失達(dá)5000億

3、元人民幣以上，約占國民生產(chǎn)總值（GNP）的5%。由此可見，腐蝕的問題已經(jīng)成為影響國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一。鑒于腐蝕與國民經(jīng)濟(jì)的密切關(guān)系，全面腐蝕控制也顯得越來越重要，其中防腐蝕材料是全面腐蝕控制的基礎(chǔ)，而乙烯基酯樹脂作為一種新型的耐蝕高分子材料，其公認(rèn)的高度耐蝕性能、優(yōu)異的施工工藝性能越來越引起人們的關(guān)注，已逐步成為國內(nèi)外防腐蝕工程廣泛選用的的耐蝕材料。乙烯基酯樹脂的發(fā)展歷史僅有四十年左右，國外始于六十年代初，國內(nèi)始于七十年代初。乙烯基酯是指一個(gè)聚酯的端基含乙烯酯基[H2C=CCH3-

4、C=O-O]，端基中間的聚合物主鏈?zhǔn)黔h(huán)氧樹脂的母體，乙烯基酯樹脂是在乙烯基酯中加入苯乙烯等交聯(lián)劑后，形成的一類重要新型樹脂體系。乙烯基酯的生成一般是由不飽和一元酸（如丙烯酸、甲基丙烯酸等）與環(huán)氧樹脂反應(yīng)。這類化合物從分子結(jié)構(gòu)的組成可以得知，它本身具有不飽和聚酯和環(huán)氧樹脂兩種熱固性樹脂的特點(diǎn)，一方面，它類似于不飽和聚酯樹脂，由于端基中乙烯酯基的出現(xiàn)，使其在引發(fā)劑作用下，通過游離基反應(yīng)，形成一個(gè)不溶不熔、具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、相對(duì)分子量很大的的聚合物；另一方面，由于主鏈?zhǔn)黔h(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)，使其固化后的產(chǎn)品性能可

5、達(dá)到環(huán)氧樹脂的性能，如良好的機(jī)械性能等，某些性能甚至超過環(huán)氧樹脂，如耐熱性能、耐化學(xué)品性能和韌性等。它將環(huán)氧樹脂突出的化學(xué)物理性能與聚酯樹脂優(yōu)異的成型操作性能有機(jī)地結(jié)合在一起，是一種新型的高級(jí)耐腐蝕材料。乙烯基酯樹脂（VE樹脂）按環(huán)氧樹脂的不同可以將合成的VE樹脂分為兩大類：（1）雙酚型VE樹脂；（2）酚醛環(huán)氧型VE樹脂，按開環(huán)加成單體（酸類）的不同，又可以將其分為甲基丙烯酸型VE樹脂和丙烯酸型VE樹脂。除此，還有近年發(fā)展起來的改性VE樹脂。其中，以酚醛環(huán)氧VE樹脂的耐熱性能最好，它可以應(yīng)用到一般防

6、腐蝕材料達(dá)不到要求的耐高溫、強(qiáng)腐蝕場(chǎng)合，因而引起人們的廣泛關(guān)注。根據(jù)腐蝕介質(zhì)的特點(diǎn)，高溫條件下的強(qiáng)腐蝕環(huán)境的防護(hù)，以往國內(nèi)較多生產(chǎn)廠家采用非金屬材料等手段如玻璃鋼來解決，目前在耐高溫強(qiáng)腐蝕場(chǎng)合，高交聯(lián)酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂材料的應(yīng)用引人注目。酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂是采用高環(huán)氧值、多官能團(tuán)的酚醛環(huán)氧樹脂與甲基丙烯酸反應(yīng)而成，主要應(yīng)用于存在溶劑、氧化性介質(zhì)和高溫?zé)煹忍厥饽透g環(huán)境。碳鋼在高溫條件下樹脂具有高的強(qiáng)度保留率，這是因?yàn)樘厥獾幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)賦予了該樹脂獨(dú)特的理化特性：樹脂具有非常高的熱變形溫度（達(dá)150℃

7、），并具有良好的力學(xué)性能；樹脂的高交聯(lián)密度使其具有良好的耐溶劑性；能耐各種氧化性介質(zhì)，如雙氧水、濕氯氣、二氧化氯等；良好的粘接性，包括與碳鋼、PTFE等基材。特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)賦予了樹脂優(yōu)良的耐腐蝕性能，試驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)掛片試驗(yàn)證明了這一點(diǎn)。在各種高溫條件下的重腐蝕場(chǎng)合，酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂制作的玻璃鋼，與金屬材料相比，重量輕，比強(qiáng)度高、耐瞬時(shí)超高溫性，因此在相關(guān)領(lǐng)域中得到應(yīng)用。其突出的性能主要表現(xiàn)在：一是耐腐蝕性能，由于酚醛環(huán)氧乙烯基樹脂的高交聯(lián)密度與高的熱變形溫度特點(diǎn)，使樹脂的耐蝕性能較好，如8mm的

8、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防腐蝕層玻璃鋼制品則可保持10年的使用壽命；二是耐熱性能，在各種高溫應(yīng)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(tǒng)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(qiáng)腐蝕性腐蝕性副產(chǎn)品導(dǎo)致人們選用一些昂貴價(jià)格高鎳合金等結(jié)構(gòu)材料。而酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹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(zhǎng)也更可靠；