二、防腐、绝热材料
关键知识点五：涂料的构成以及常用涂料
在安装过程中常用的防腐材料主要有各种有机和无机涂料、玻璃钢、橡胶制品、无机板材等。
1.涂料的基本组成。大体上可分为三部分，即主要成膜物质、次要成膜物质和辅助成膜物质。见下图表。
图1.2.1 涂料的基本组成
（1）主要成膜物质中，天然油料的各方面性能，特别是耐腐蚀、耐老化性能比不上许多合成树脂，目前很少用它单独作防腐蚀涂料，但它能与一些金属氧化物或金属氧化物在一起对金属起防锈作用。
天然树脂是指沥青、生漆、天然橡胶等。合成树脂是指环氧树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂和乙烯类树脂、过氯乙烯树脂和含氟树脂等，它们都是常用的耐蚀涂料中的主要成膜物质。
（2）次要成膜物质（颜料）。颜料具有装饰性，更重要的是能改善涂料的物理和化学性能，提高涂层的机械强度、附着力、抗渗性和防腐蚀性能等，还有滤去有害光波的作用，从而增进涂层的耐候性和保护性。
①防锈颜料。主要用在底漆中起防锈作用。按照防锈机理的不同，可分化学防锈颜料，如红丹、锌铬黄、锌粉、磷酸锌和有机铬酸盐等；另一类为物理性防锈颜料，如铝粉、云母氧化铁、氧化锌和石墨粉等。其主要功能是提高漆膜的致密度，降低漆膜的可渗性，阻止阳光和水分的透入，以增强涂层的防锈效果。
②体质颜料和着色颜料。这些颜料都可以在不同程度上提高涂层的耐候性、抗渗性、耐磨性和物理机械强度等。常用的有滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、云母粉和硅藻土等。着色颜料在涂料中主要起着色和遮盖膜面的作用。
3）辅助成膜物质
①溶剂。在涂料中主要起着溶解成膜物质、调整涂料黏度、控制涂料干燥速度等方面的作用。
2.常用涂料。防锈漆和底漆涂料按其所起的作用，可分成底漆和面漆两种。
常用常考的底漆：
1）生漆（也称大漆）生漆为灰褐色黏稠液体，具有耐酸性、耐溶剂性、抗水性、耐油性、耐磨性和附着力很强等优点。缺点是不耐强碱及强氧化剂。漆膜干燥时间较长，毒性较大，施工时易引起人体中毒。生漆的使用温度约为150℃。
2）酚醛树脂漆。不耐强氧化剂和碱，且漆膜较脆，温差变化大时易开裂，与金属附着力较差，在生产中应用受到一定限制。其使用温度一般为l20℃。
3）环氧-酚醛漆。
4）环氧树脂涂料。环氧树脂涂料具有良好的耐腐蚀性能，特别是耐碱性，并有较好的耐磨性。与金属和非金属（除聚氯乙烯、聚乙烯等外）有极好的附着力，漆膜有良好的弹性与硬度，收缩率也较低，使用温度一般为90～100℃。
5）沥青漆。在常温下能耐氧化氮、二氧化硫、三氧化硫、氨气、酸雾、氯气、低浓度的无机盐和浓度40%以下的碱、海水、土壤、盐类溶液以及酸性气体等介质腐蚀，但不耐油类、醇类、脂类、烃类等有机溶剂和强氧化剂等介质腐蚀。
漆膜对阳光稳定性较差，耐热度在60℃。常用于设备、管道的表面，防止工业大气、土壤和水的腐蚀。常用的沥青漆有沥青耐酸漆、沥青清漆、铝粉沥青防锈漆等。
6）呋喃树脂漆。具有优良的耐酸性、耐碱性及耐温性，同时原料来源广泛，价格较低。
7）新型涂料。
①聚氨酯漆。具有耐盐、耐酸、耐各种稀释剂等优点，施工方便、无毒、造价低。
②环氧煤沥青。在酸、碱、盐、水、汽油、煤油、柴油等一般稀释剂中长期浸泡无变化，防腐寿命可达到50年以上。
2.玻璃钢
玻璃钢由于有玻璃纤维的增强作用，一般都具有较高的机械强度和整体性，受到机械碰击等不容易出现损伤。
玻璃钢的种类很多，均以掺合的合成树脂命名，常用的有环氧玻璃钢、聚酯玻璃钢、环氧酚醛玻璃钢、环氧煤焦油玻璃钢、环氧呋喃玻璃钢和酚醛呋喃玻璃钢等。
玻璃钢衬里结构应具有耐蚀、耐渗以及与基体表面有较好的粘结强度等方面的性能。
一般玻璃钢衬里层由四部分构成：
（1）底层是在设备表面处理后，为了防止返锈而涂覆的涂层。当玻璃钢衬里比较薄时，底层涂料应考虑选用防锈性的底漆；当玻璃钢衬里较厚时，底层涂料主要考虑提高粘合强度。底层涂料必须与基体不发生作用，否则会失去粘合力。
（2）腻子层主要填补基体表眠不平的地方，通过腻子的找平，提高纤维制品的铺覆性能。腻子层所用的树脂基本上与底层相同，只是填料多加些，使之成为胶泥状的物料。
（3）增强层主要起增强作用，使衬里层构成一个整体。为了提高抗渗性，每一层玻璃纤维都要被树脂所浸润，并有足够的树脂含量。
（4）面层主要是高树脂层
3.橡胶。
用作化工衬里的橡胶是生胶经过硫化处理而成。硫化后的橡胶具有优良的耐腐蚀性能，除强氧化剂及某些溶剂外可耐大多数无机酸、有机酸、碱、各类盐类及酸类介质的腐蚀。
4.耐蚀（酸）非金属材料
常用的耐蚀（酸）非金属材料有铸石、石墨、天然耐酸材料、陶瓷等。经加工制成砖、板等型材，衬砌在石油化工生产设备内，是一种应用广泛、行之有效的防腐蚀方法。
（1）各种砖、板和管材衬里的特点：
1）辉绿岩板和管材衬里是由辉绿岩石熔融铸成的。
2）耐酸陶瓷砖、板和管材衬里是由耐火粘土、长石及石英以于成型法焙烧而成的。
主要成分是二氧化硅。优点是耐酸性好，除氢氟酸、300℃以上磷酸及强碱外，对所有酸类均耐腐蚀；结构致密，表面光滑平整。缺点是脆性较大、韧性差和温差急变性较差。瓷砖、板的耐酸性、机械强度、密实性均较陶砖、板好，但温差急变性较差。
3）不透性石墨板和管材衬里是由人造石墨浸渍酚醛或呋喃树脂而成的。优点是导热性优良、温差急变性好、易于机械加工，可根据衬里设备需要锯成各种规格的石墨板、条，耐腐蚀性好。缺点是机械强度较低，价格较贵。
（2）胶合剂。
1）酚醛胶泥。酚醛胶泥是由酚醛树脂为粘合剂，以酸性物质为固化剂，加入耐酸填料，按一定比例拌和而成的。具有良好的耐酸性、抗渗透性、防水性及施工方便，在砖、板衬里中应用广泛。常用粘合的砖、板材有瓷砖、瓷板、不透性石墨板，也可用于辉绿岩板。由于酚醛胶泥使用酸性固化剂，故不宜直接与金属或混凝土接触。
酚醛胶泥衬砖、板最高使用温度一般为150℃。酚醛胶泥衬砖、板除强氧化性介质及强碱外，能耐大多数无机酸、有机酸、盐类及有机溶剂等介质的腐蚀。
2）水玻璃胶泥。又称硅质胶泥，是由水玻璃为粘合剂、氟硅酸钠为固化剂和耐酸填料按一定比例拌和而成的。是砖、板衬里设备中使用较早、价格低廉的胶泥。常用粘合的砖、板有辉绿岩板、瓷砖、瓷板，也可用于陶砖。
水玻璃胶泥衬辉绿岩板最高使用温度一般为190℃左右。它能耐大多数无机酸、有机酸及有机溶剂，尤其是耐强氧化性酸（硝酸、铬酸等）的腐蚀。但不适用于氢氟酸、大于15%氟硅酸、碱和碱性盐溶液。
3）呋喃胶泥。呋喃胶泥是由呋喃系树脂为粘合剂，以酸性物质为固化剂，加入耐酸填料按一定比例拌和而成。是砖、板衬里设备中有发展前途的胶泥。具有优良的耐酸性、耐碱性、耐水性、耐温性和储藏期长等优点。但存在与金属粘结力较差、脆性大、常温固化时间长和耐候性差等缺点。呋喃树脂与酚醛树脂一样，因使用酸性固化剂，故不宜直接与金属或混凝土接触，呋喃胶泥最高使用温度一般为180℃左右。它能耐大部分有机酸、无机酸、有机溶剂和盐类等介质的腐蚀，并有良好的耐碱性、优良的耐水性及耐油性。但不耐强氧化性介质如硝酸、铬酸、浓硫酸、次氯酸钠、过氧化氢、二氧化氯及二氯甲烷等腐蚀。
