高分子材料在化工防腐中的运用

摘 要：化工行业中，在生产产品的过程中所使用的化学原料和生产的产品一般具有腐蚀性，也就是会与材料发生一系列的化学反应使材料受到损害。如果出现腐蚀现象，出现的直接损失是材料受到损失，但是严重的话还会影响产品的生产连续性，降低生产效率。如果因为腐蚀材料使化工产品泄露，会对环境和人体生命健康造成危害。化工腐蚀这一问题给化工企业带来了不少经济损失和安全事故。所以进行防腐是非常重要的，它直接影响着设备的使用年限和人的生命健康安全，并且更加关系着企业的经济收益。本文主要对高分子材料的耐腐蚀性和一些常用的高分子材料做了阐述，并谈了一些具体的应用。

关键词：高分子材料;化工防腐;运用

1 引言

对于防腐材料的研究是防腐技术研究的重要方面，金属合金是最早的防腐研究材料，应用的也比较好。但是还是存在着一些问题，对于有些腐蚀介质利用金属合金并不能很好的防腐，针对这一情况，人们对非金属材料逐渐重视起来。高分子材料的结构丰富，并且容易设计和加工，在一定的要求下，在酸碱等介质中的抗腐蚀性强于金属合金，并且价格也比较便宜。事实表明，高分子材料在化工防腐中的应用需求量越来越大，防腐性强从而提高了企业的经济效益。

2 高分子材料的耐腐蚀性

以高分子材料生成的容器等很多器具用材，结构非常严密，不会有渗漏的情况出现，而且耐腐蚀性比较好。比如以PVC为材料的器皿，在与酸性物质接触时具有化学惰性，不会和酸性物质发生反应，从而保护好酸性物质。有的高分子材料器材和介质发生反应后会形成新的保护层，来防止物质再次发生反应。比如将S-148不饱和的UP树脂在常温下将其放在70%的硫酸中会发生化学反应，可以看到UP树脂表层出现了一层黑色的物质，但是将这层物质去掉，里面的UP树脂完好无损。借助仪器来看生成的黑色物质，会发现主链上的苯环发生了横化反应，新形成的物质不会被硫酸腐化侵蚀，更加提升了UP树脂表面结构的缜密，更好的保护了UP树脂。这表面了即使介质和容器发生了化学反应，但是这种化学反应形成的物质惰性会更强，可以防止介质接触到容器内部，更好的保护了内部材料。有的器具用材会被微生物破坏分子结构，但是很多高分子物质没有微生物生存的环境和条件，所以不会因为被微生物而受到侵蚀失去保护作用。

3 在化工防腐中常用的高分子材料

3.1 环氧树脂（EP）

环氧树脂有很好的耐水性、耐碱性，而且有很好的力学性能，在常温的情况下，把EP固化的时候其收缩程度很小。但是在实际的应用过程中，固化剂的选择非常重要，物质的耐腐蚀性和耐热性都会随着固化剂的不同而有着不同的效果，所以企业应该根据不同的介质情况而研究制造出适合的固化剂来进行防腐工作。例如6010环氧树脂，固化剂为C-20的时候，环氧树脂在80℃以上的温度下就会发生变形，如果固化剂是乙二胺，那么环氧树脂在五六十度的温度下就会发生变形，如何固化剂为苯二胺，环氧树脂在150℃以上的溫度下才会发生变形，同时抗腐蚀性也会有所不同。由此可见，环氧树脂的耐热性和耐腐蚀性会发生很大的改变，其设计性和调节性都非常强，所以了解介质的属性和如何利用固化剂是非常重要的。环氧树脂的应用也比较广泛，可以根据国家的规定，将其应用在食品等防腐的情况中，当然对于固化剂的选择也是在国家许可条件下的。

3.2 不饱和聚酯（UP）树脂

不饱和聚酯树脂在化工防腐中的使用的情况很多，应用面也比较广，在涂层、整体等器具用材中都有所应用。不饱和聚酯浸润性很好，并且不易被盐、碱等介质腐蚀，在使用的过程中也不用稀释，并且价格比较便宜。但是不饱和聚酯树脂的在固化的时候收缩率比较大，与环氧树脂不同，它的耐热性取决于自己本身，可调节性不强。常用的不饱和聚酯树脂有乙烯基酯不饱和聚酯树脂，它是由低分子量的环氧树脂和丙烯酸的聚合物，这种物质可以将环氧树脂较强的力学性能和不饱和聚酯树脂的耐腐蚀性综合起来，取长补短，变成更强的耐腐蚀性。双酚A型的不饱和聚酯树脂的耐热性比较好，在100℃以上的温度下才会发生变形，耐化学药品性也比较好，但是耐腐蚀性低于上述所说的物质。

3.3 酚醛树脂

酚醛树脂的耐腐蚀性和耐热性强，将其固化需要比较高的温度，但是该物质抗碱性比较差。酚醛树脂可以用作塑料里面的胶合剂，对于氢氟酸、醋酸、浓度在70%以下的硫酸等环境下都比较稳定，一般会将其模压成型弄成耐酸腐蚀的阀门，或者在高温工作下和耐酸的零件。在酚醛树脂胶泥中应用不一样的填料，如石英粉、石墨粉等，会生成不一样的胶泥。但是在填料的物质中不能含有碳酸盐，因为碳酸盐会与其发生化学反应从而生成二氧化碳气体，导致胶泥的空隙增多，容易使腐蚀物质流入从而导致器具用材被腐蚀。

4 高分子材料在化工防腐中的应用

4.1 涂层

防腐涂层是将需要保护的部位涂上高分子防腐材料，使被保护的部位与具有腐蚀性的介质隔离，防止他们发生化学反应，从而保护材料。高分子材料在腐蚀环境中的稳定性由其与具有腐蚀性介质的化学惰性所决定。比如在泵类修复保护中，先将泵类的表面做喷砂处理，将其表面被氧化的表层清除掉，再对粗糙的表面喷涂福世蓝2291金属预处理剂，避免金属表面再次氧化。在涂抹材料的过程中，先用福世蓝2211F将泵类表面坑洼的部分填平，涂料固化后将其打磨光滑再涂福世蓝2222材料，要将上一步的涂料完全覆盖，固化后再打磨，之后重复上一次步骤涂抹福世蓝2222材料，固化后再次打磨，最后再涂一层薄的材料，确保泵类表面的光滑。在固化的过程中，固化时间会随着温度的变化而变化。

4.2 整体的防腐器具

使用高分子材料代替金属物质形成耐腐蚀的整体防腐器具，性能比较好并且器具比较轻，也方便运输。比如铝塑复合管、橡胶管道、PVC材质的防腐器具。

4.3 有效的防腐层厚度设计

在化工的防腐过程中，具有腐蚀性的介质各种各样，由于腐蚀性情况不同，在需要不同防腐材料的同时还需要控制好合适的相关厚度。对于气相防腐，有静态和动态的区别，静态的气相防腐由于气体的渗透性比较小，介质的浓度比较低，在选择好合适的防腐涂料后，涂5层就可以。但是对于动态的气体，因为具有流动性，对于防腐的条件就比较高，只用简单的涂料不能满足工程要求，可以选择玻璃鳞片树脂涂层等专门的涂料进行防腐工作，厚度一般在1mm以上。关于液相防腐，液态具有渗透性，在防腐中要注意这个问题。对于静态液相防腐有在储蓄罐、运输槽车等容器中装硫酸、盐酸等溶液，对于这些溶液的防腐可以采用贴层防腐，厚度要在3mm以上，也可以用玻璃钢运输罐的整体防腐形式。对于动态的腐蚀液体，在拥有渗透特质的情况下还有磨蚀和冲蚀的情况，所以在管道、阀门和泵等化工设备的防腐工作中条件很苛刻。现在对于工作环境的温度高于十度的防腐问题都可以解决，但是有的高分子材料并不能同时满足耐高温和耐腐蚀，所以以后高分子材料在化工防腐中仍是重要的研究课题。

5 结束语

在不同的温度下高分子物质的耐腐蚀性是不一样的，并且高分子物质的可设计性很强，根据不同的环境条件使用不同的高分子物质，或者经过化学反应形成更强的保护层，来满足化工防腐的需要。所以企业必须了解腐蚀介质的特性，再根据特性研制合适的高分子的防腐材料，在选择材料的过程中应该对材料的防腐等性能做好测验和综合评价并且随着科技的发展。高分子材料在化工防腐中会有更多的应用，防腐效果也会越来越好。从而减少对介质的浪费并且可以减少环境污染和损坏人的身体健康，也会增加企业的经济收益。

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作者简介：

沈祺（1987- ），男，山東枣庄人，工程师，主要从事化工生产技术管理工作。