耐高温耐腐蚀塑料复合涂层及其应用研究
当今，节能减排是一个世界性的重大课题。利用工业余热和减少有害气体排放是其中最有潜力的领域之一。但是，在200℃以下利用碰到金属会发生严重腐蚀问题，本文在前人研究的基础上，开展了耐高温耐腐蚀塑料复合涂层及其应用研究的工作。
1·实验部分
1.1材料及设备
聚二苯醚衍生物涂料：CWGI—T01，中国华源集团(国际)有限公司；聚全氟乙丙烯(FEP)涂料：CW-GI—T02，中国华源集团(国际)有限公司。喷枪：通用型，空气压缩机：通用型，烘箱：通用型。
1.2试样制备
1.2.1聚二苯醚衍生物(CWGI—T01)涂层
基材处理：用砂布轻磨马口铁试样片(50mm×120mm)表面后，用丙酮、无水乙醇清洗及脱脂处理，然后自然干燥备用。
涂层制备：将CWGI—T01涂料放人喷枪料斗内，控制喷枪压力为0.5MPa，喷嘴距离样片表面为8cm～10cm。第一遍喷涂涂料厚度约0.06mm，自然挥发20min；然后放人160℃烘箱内，保温5min；从烘箱内取出样片，在室温下自然冷却。第二遍喷涂涂料厚度约0.06mm，自然挥发20min；然后放人160℃烘箱内，保温3min；再升温到200℃，保温l.5min；从烘箱内取出样片，在室温下自然冷却。涂层总厚度约0.12mm。
1.2.2聚全氟乙丙烯(CWGI—T02)与聚二苯醚衍生物(CWGI—T01)复合涂层
基材处理：用砂布轻磨马口铁试样片(50mm×120mm)表面后，用丙酮、无水乙醇清洗及脱脂处理，然后自然干燥备用。
涂层制备：将CWGI—T01涂料放人喷枪料斗内，再将CWGI—T02涂料放人另外喷枪料斗内，控制喷枪压力为0.5MPa，喷嘴距离样片表面为8cm～10cm。第一遍喷涂CWGI—T01涂料厚度约0.06mm，自然挥发20min；然后放入160℃烘箱内，保温5min；从烘箱内取出样片，在室温下自然冷却。第二遍喷涂CWGI—T01涂料厚度约0.06mm，自然挥发20min；然后放人160℃烘箱内，保温5min；从烘箱内取出样片，在室温下自然冷却；第三遍喷涂CWGI—T02涂料厚度约0.03mm，自然挥发到水分蒸发干为止；然后放入60℃烘箱内，保温5min(进行预烘干使涂料中的水相液先蒸发)；再升温到200℃预成膜，保温5min；最后升温到350℃成膜(由于CWGI—T01涂料热分解温度420℃ ；CWGI—T02涂料热分解温度400℃，所以加热温度不得高于400℃，防止分解产生有毒气体)，保温15min；最后从烘箱内取出样片，在室温下自然冷却(或在水中急冷)。涂层总厚度约0.15mm。
1.3试样测试
委托国家涂料质量监督检验中心(常州)测试。附着力：采用1502409一E标准；冲击强度：采用GB1732标准；耐热性：采用GB1735标准；耐酸性、耐碱性：采用GB1736标准。
2·结果与讨论
2.1聚二苯醚衍生物(CWGI—T01)涂层性能
聚二苯醚衍生物(CWGI—T01)涂层性能见表l所示。
2.2聚全氟乙丙烯(CWGI—T02)与聚二苯醚衍生物(CWGI—T01)复合涂层性能
聚全氟乙丙烯(CWGI—T02)与聚二苯醚衍生物(CWGI—T01)复合涂层性能见表2所示。
2.3耐高温耐腐蚀塑料涂层性能比较
聚二苯醚衍生物(CWGI—T01)涂层和聚全氟乙丙烯(CWGI—T02)与聚二苯醚衍生物(CWGI—T01)复合涂层都属于耐高温耐腐蚀塑料涂层，可以长期在200℃工况下使用。聚二苯醚衍生物(CWGI—T01)涂层属于热固性塑料涂层，对金属材料有很好的附着力，但是很脆，冲击强度低。而聚全氟乙丙烯(CW-GI—T02)涂层属于热塑性塑料涂层，对金属材料的附着力较低，但是韧性很好，冲击强度高，耐腐蚀性更好。从表1和表2对比可以看出，聚全氟乙丙烯(CWGI—T02)与聚二苯醚衍生物(CWGI—T01)复合涂层具有良好的与金属结合力(附着力2级)，又有优良的韧性(冲击强度29.42kN·m)，同时，还具有优异的耐高温性(耐温250℃)和耐腐蚀性(耐酸性、耐碱性)。
3·应用
3.1聚二苯醚衍生物(CWGI—T01)涂层应用
重庆钢铁公司焦炉煤气管道防腐工程，焦炉煤气管全长约2500cm(约7500m2)，与玻璃钢防腐处理比较，采用聚二苯醚衍生物(CWGI—T01)涂层处理钢管仅材料费用就节省了20多万元。
钢管除锈工序：对于新钢板卷成的钢管不作表面除锈处理；对于锈钢管(腐蚀深度)≥0.3mm)进行钢丝刷人工刷锈，采用涂刷稳定型带锈防锈底漆(CW-Gl—D01），中国华源集团(国际)有限公司)，经24h，底漆与铁锈起化学反应，生成致密的保护层。喷涂涂料及成膜工序：对喷涂聚二苯醚衍生物(CWGI—T01)涂料，采用专用的远红外加热器，每根钢管(钢管材料A3，直径l.02m，长度5.2m)加热20min后成膜。成膜质量：涂层均达到设计要求，涂层结合力强、密实。
采用聚二苯醚衍生物(CWGI一T01)涂层处理的重庆钢铁公司焦炉煤气管道，多年来使用效果良好。
3.2聚全氟乙丙烯(CWGI一T02)与聚二苯醚衍生物(CWGI一T01)复合涂层应用
陕西省西安制药厂柞水分厂4t锅炉、西安红旗水泥制品厂4t锅炉、陕西宝鸡酒精厂10t锅炉的烟气热量回收的空气预热器，采用聚全氟乙丙烯(CW-GI—T02)与聚二苯醚衍生物(CWGI—T01)复合涂层处理换热钢管。既解决了耐高温耐腐蚀问题，又达到了节能减排。
钢管除锈工序：对锈钢管进行钢丝刷人工刷锈，采用涂刷稳定型带锈防锈底漆(CWGI—D01，中国华源集团(国际)有限公司)，经24h，底漆与铁锈起化学反应，生成致密的保护层。喷涂涂料及成膜工序：喷涂聚全氟乙丙烯(CWGI一T02)一遍和聚二苯醚衍生物(CWGI一T01)二遍涂料，都是采用专用的远红外加热器(箱)，对每根钢管进行加热成膜。成膜质量：复合涂层均达到设计要求，涂层结合力强、密实。
采用聚二苯醚衍生物(CWGI一T01)涂层处理的锅炉烟气热量回收的空气预热器，多年来使用效果良好。在烟气温度达到250℃工况下工作，跟踪近二年还具有良好的耐腐蚀性能。
4·结论
4.1聚全氟乙丙烯(CWGI一T02)与聚二苯醚衍生物(CWGI一T01)复合涂层具有良好的与金属结合力(附着力2级)，又有优良的韧性(冲击强度29.42kN·m)，同时，还具有优异的耐高温性(耐温250℃)和耐腐蚀性(耐酸性、耐碱性)。
4.2聚全氟乙丙烯(CWGI一T02)与聚二苯醚衍生物(CWGI一T01)复合涂层的成膜工艺要求比较高。
4.3聚全氟乙丙烯(CWGI一T02)与聚二苯醚衍生物(CWGI一T01)复合涂层有着广阔的应用前景，除在节能减排、防腐蚀工程中发挥重要作用外，还可以应用于防粘、自润滑、绝缘等领域。
