导电防腐蚀涂料性能及其影响因素.pdf

《导电防腐蚀涂料性能及其影响因素.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《导电防腐蚀涂料性能及其影响因素.pdf（4页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、第3 6 卷第1 0 期 2 0 1 5 年1 0 月 腐蚀与防护 C O R R O S I O N & P R O T E C T I O N V 0 1 3 6N o 1 0 O c t o b e r2 0 1 5 D O I ：1 0 1 1 9 7 3 f s y f h - 2 0 1 5 1 0 0 1 6 导电防腐蚀涂料性能及其影响因素 张蕾，沙响玲，张念，田野，王龙伟，杨燕。吕宝鹏 ( 西安科技大学地质与环境学院，西安7 1 0 0 5 4 ) 摘要：以湿式电除尘极板为载体，导电防腐蚀涂料为试验原料，探寻湿式电除尘在运行过程中出现的极板腐蚀问 题以及针对湿式电除尘器导电防腐

2、蚀涂料的性能，研究涂料在不同厚度、不同涂刷次数、不同烘干时间下对涂膜硬 度、附着力、电阻率等特性的影响；以及涂膜的耐酸、耐碱、耐盐和耐水性。通过理论分析及试验研究，确定涂料的防 腐蚀性能参数和最佳涂抹方式。结果表明，除尘极板导电防腐蚀涂料最佳涂抹方式为涂膜的厚度不低于0 1 4I T f f n ， 最佳涂刷次数为3 次，涂膜烘干温度为6 0 ，烘干时间为1 2h 。 关键词：电除尘；导电防腐蚀涂料；理化性能；漆膜厚度；涂刷工艺 中图分类号：T G l 7 4 4 ；T Q 6 3 0 4文献标志码：A文章编号：1 0 0 5 - 7 4 8 X ( 2 0 1 5 ) 1 0 0 9 7 8

3、 0 4 P r o p e r t i e sa n dE f f e c tF a c t o r so fC o n d u c t i v eA n t i c o r r o s i v eC o a t i n g Z H A N GL e i ，S H AX i a n g - l i n g ，Z H A N GN i a n ，T I A NY e ，W A N GL o n g - w e i ，Y A N GY a n ，L UB a o p e n g ( C o l l e g eo fG e o l o g ya n dE n v i r o n m e n t ，

4、X i 7 a nU n i v e r s i t yo fS c i e n c e & T e c h n o l o g y ，X i a n7 1 0 0 5 4 ，C h i n a ) A b s t r a c t ：W i t hw e te l e c t r i cd u s tp l a t ea st h ec a r r i e r ，c o n d u c t i v ec o a t i n g sa se x p e r i m e n t a lm a t e r i a l s ，t h ec o r r o s i o no f w e te l e c

5、 t r i cd u s tp l a t ed u r i n gi t so p e r a t i o na n dt h ep e r f o r m a n c eo fc o n d u c t i v ea n t i c o r r o s i v ec o a t i n g so fw e te l e c t r i c d u s tc o l l e c t o rw e r ei n v e s t i g a t e d T h ee f f e c to fc o a t i n gt h i c k n e s s ，b r u s h i n gt i m

6、 ea n dd r y i n gt i m eo nt h eh a r d n e s s ， a d h e s i o n ，a n ds p e c i f i cr e s i s t a n c eo fc o a t i n g sw a ss t u d i e d P r o p e r t i e so fc o a t i n g s ，i n c l u d i n gt h ec o a t i n gr e s i s t a n c et O a c i d ，a l k a l i ，s a l ta n dw a t e rw e r ea l s os

7、t u d i e d A n t i c o r r o s i v ec o a t i n gc o r r o s i o np e r f o r m a n c ep a r a m e t e r sa n dt h eb e s t w a yt Os m e a rw e r eo b t a i n e dt h r o u g has e r i e sO ft e s t s T h er e s u l t ss h o wt h a tt h em o s to p t i m a lp a r a m e t e r sw e r et h e c o a t i

8、 n gt h i c k n e s so fn ol e s st h a n0 1 4r f l r n ，p a i n tt i m e so f3 ，c o a t i n gd r y i n gt e m p e r a t u r eo f6 0 C ，a n dd r y i n gh o u r o f1 2 K e yw o r d s ：e l e c t r o s t a t i cp r e c i p i t a t o r ；c o n d u c t i v ea n t i c o r r o s i o nc o a t i n g ；p h y s

9、i c a la n dc h e m i c a lp r o p e r t y ；f i l m t h i c k n e s s ；c o a t i n gp r o c e s s 目前火力发电依旧占据重要的位置，可是烟尘 问题不容小觑，所以关于热电厂的除尘是备受关注 的。常用的普通电除尘，一般可将烟尘的排放质量 浓度控制在1 5 0m g n m 3 以内，但却难以达到G B 1 3 2 2 3 - - 2 0 0 3 排放标准所规定的5 0m g n m s ，因此 燃煤电厂逐渐采用性能更先进的、除尘效率更高的 超低温电除尘、大型布袋除尘器和湿式电除尘。随 着酸雨问题的突出，

10、烟气脱硫设备开始大规模建设 收稿日期：2 0 1 4 1 2 - 1 0 基金项目：国家资源部煤炭勘查与综合利用重点实验室开放 课题( K F 2 0 5 1 ) ；陕西省教育厅科学研究计划( 自然科学专 项) 项目( 2 0 1 3 J K 0 8 6 9 ) ；陕西省科技统筹创新工程计划项目 ( 2 0 1 2 K T Z l 3 0 3 0 1 - 0 2 ) 通信作者：张蕾( 1 9 8 1 一) ，副教授，博士，从事煤炭加工利用 与环境保护技术工作，1 8 5 0 2 9 9 3 5 6 7 ，l e i z h l 9 8 1 s o h u c o r n 9 7 8 投入运行，

11、烟气脱硝设施将得到很好的普及推广 1 。 由于烟气中含有S 0 2 、S O a 、H C t 、N O I 、H F 等酸性 腐蚀性气体，同时存在H 。O 、O ：等腐蚀介质成分， 烟气温度约为1 2 0 1 8 0 ，燃煤锅炉的产生烟气为 干态时，大多不会对设备造成腐蚀，但烟气净化过程 中烟气温度会发生变换，温度降低，净化设备表面会 出现结露，形成稀硫酸、盐酸、氢氟酸等腐蚀性液滴 或液膜，由此引发腐蚀 2 - 4 。因此针对温度降低的 除尘和脱硫脱硝的烟气净化设备中，腐蚀防护问题 刻不容缓，急需解决的方案。 燃煤热电厂在电除尘工作一段时间后，极板的 腐蚀严重改变了极板的放电特性，导致除尘效

12、率大 幅度下降，混合层粗糙的表面同样使得清灰变得愈 加困难，极板的腐蚀也降低了极板的使用寿命。防 腐蚀导电涂料的涂敷能够大大减少上述状况的发 生 5 。导电防腐蚀涂料不同于一般的涂料，在选用 万方数据 张蕾等：导电防腐蚀涂料性能及其影响因素 树脂方面必须满足烟气净化设备的要求。填料应具 有导电成分，防腐蚀的同时不能忽视涂料的导电性 能。涂料要求有良好的导电性和防腐蚀性，且有助 于除污，才能适应烟气净化设备复杂的环境并增加 除尘的效果，最大程度地延长极板的使用期限 6 - 7 。 本工作对湿式电除尘极板的导电防腐涂料进行深入 研究。包括导电涂料的性能测试；涂层的表面特征 研究；防腐蚀涂层的防腐蚀

13、特性研究；极板涂装前后 对其导电性能的影响研究。通过理论分析与试验研 究，得到防腐蚀涂料的防腐蚀性能参数和最佳涂抹 方式，以期提高湿式除尘器的除尘效率，延长极板的 使用寿命。 1 试验 1 1 原料 试验所用的材料和原料是规格为6 0m m 6 0I T l m 和规格1 5 0m m X6 0m m 钢板；A ，B 组分涂 料Y D 耐热导电漆。 1 2 药品和仪器 药品：氢氧化钠( 9 6 、粒) ：天津市河东区红岩 试剂厂；氯化钠( 9 9 5 ) ：天津市天力化学试剂有限 公司；盐酸( 3 6 3 8 ) ；切片石蜡：上海华灵康复 机械厂。 用电子天平( A R 2 2 3 C N )

14、 测极板质量，奥豪斯仪 器上海有限公司；电热鼓风干燥箱( i 0 1 3 A B ) 进行 涂料干燥，天津泰斯特仪器有限公司；绝缘电阻表 ( Z C 4 2 A _ 3 型) 测比电阻，上海第六电表厂有限公 司；便携式铅笔划痕实验仪( Q H Q - A ) 测涂料硬度， 上海瑞进仪器仪表商城；附着力测试仪( Q H F - H D 6 0 0 ) 测涂料附着力，上海瑞进仪器仪表商城；电 阻率测试仪( B D 6 0 0 ) 测电阻率，西安宏鹄检测仪器 有限公司。 1 3 试验方法 本次试验从涂料的涂刷工艺出发，在涂料的成 分上不做改动。研究烘干时间、涂膜厚度和涂刷次 数对涂料性能的影响，考察

15、不同工艺条件下涂膜的 物理特性，包括附着力、硬度、电阻率；涂膜的化学特 性包括涂膜的耐碱、耐盐和耐水特性，按G B T 1 7 7 1 - - 2 0 0 7 色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定进 行测试。综合检测和分析防腐蚀涂料的性能。 2 结果与讨论 2 1 烘干时间对涂膜理化性能的影响 涂料的搅拌时间为2m i n ，涂刷厚度为 0 0 6m m ，涂刷一次，保持基本配方不变，选择不同 的烘干时间，烘干温度为6 0o C 。环境温度分别选择 2 0o C 和6 0 ，考察干燥时间对涂膜理化性能的 影响。 ( 1 ) 干燥时间对涂膜耐化学品性能的影响 试验结果见表1 和表2 。 表12 0 下

16、涂膜干燥时间对涂膜耐化学品 性能的影响 T a b 1E f f e c to fd r y i n gt i m eo nc h e m i c a l r e s i s t a n c ep r o p e r t i e so ft h ec o a t i n g 干燥时间涂膜厚度耐酸性耐碱性耐盐性 。 h m m( 5 H C l ) ( 5 N a 0 H ) ( 5 N a C l ) 耐水性 表26 0 下涂膜干燥时间对涂膜耐化学品 性能的影响 T a b 2E f f e c to fc o a t i n gd r y i n gt i m eo nc h e m i c

17、 a lr e s i s t a n c e p r o p e r t i e so ft h ec o a t i n g ( 6 0 ) 干燥时间涂膜厚度耐酸性耐碱性耐盐性 。 hr m ( S gH C l ) ( 5 N a O H ) ( 5 N a c l ) i i 水性 由表1 和表2 可见，不同干燥时间的涂膜的耐 化学性能存在差异，涂层的耐化学品性能随着干燥 时间的延长而增长，1 2h 达到峰值，1 4h 时耐腐蚀 性又开始降低。原因在于涂膜在得到充分干燥后， 涂层表面树脂变得紧致，渗透的路径和通道变得稀 少，耐腐蚀性显著提高。可是当干燥时间长达1 4h 后，表层会因为干

18、燥时间过长，表层开裂，内部遭到 破坏，渗透的路径和通道变多，变得易腐蚀。 ( 2 ) 干燥时间对涂膜物理性能的影响 由表3 可见，反应1 2h 所得涂膜的电阻率较 低，形成这种趋势的原因是该反应属于逐步聚合，开 始聚合过程中，有一个合适的氧化还原电位能形成 高导电聚合物，随着反应的进行，氧化还原电位增 大，高导电聚合物有一部分发生降解，并且大分子链 的取向程度发生变化，反应时间过度延长，聚合物中 有一部分发生过度氧化，定向性差，从而使电导率降 低 8 。结果表明涂膜的最佳烘干时间为1 2h 。 万方数据 张蕾等：导电防腐蚀涂料性能及其影响因素 表3 涂膜干燥时间对涂膜物理性质的影响( 2 0

19、) T a b 3E f f e c to fc o a t i n gd r y i n gt i m eo nc o a t i n g p r o p e r t i e s ( 2 0 ) 2 2 涂膜厚度对涂膜理化性能的影响 涂料的搅拌时间2r a i n ，烘干时间选取1 2h ，烘 干温度为6 0 。保持基本配方不变，选择不同的涂 膜厚度，考察涂刷厚度对涂膜理化性能的影响。 ( 1 ) 涂膜厚度对涂膜耐化学品性能的影响 2 0 ，6 0 下涂膜厚度对涂膜耐化学性能的 影响分别见表4 和表5 。 表42 0 下涂膜厚度对涂膜耐化学品性能的影响 T a b 4E f f e c tO

20、 fc o a t i n gt h i c k n e s so nc h e m i c a l r e s i s t a n c e ( 2 0 ) 表56 0 下涂膜厚度对涂膜耐化学品性能的影响 T a b 5E f f e c to fc o a t i n gt h i c k n e s so nc h e m i c a l r e s i s t a n c e ( 6 0 ) 由表4 和表5 可见，不同厚度的涂膜的耐化学 品性能存在差异，这是由于涂膜厚度较低时，能阻隔 腐蚀因子的物质较少，路径较短，因此腐蚀因子比较 容易透过涂层进入基体；而涂膜过厚，由于表里干燥 速度不一

21、以及内应力的影响，涂膜的硬度变差。表 面效果较差甚至开裂，性能也不好。随着涂膜厚度 的增加，涂料用量随之增加，应从性能和价格两方面 综合考虑，针对应用领域的实际腐蚀情况选定涂层 的厚度，在能满足防腐蚀性能要求的前提下，漆膜厚 9 8 0 度越低越好 9 。 ( 2 ) 涂膜厚度对涂膜物理性能的影响 随着涂膜厚度的增加，涂膜的电阻率也呈现增 长的趋势，见表6 ，但都在极板对于电阻率规定的范 围之内。综合结果表明涂膜的厚度应该不低于 0 1 4m m 表6 涂膜厚度对涂膜物理性能的影响( 2 0 ) T a b 6I n f l u e n c eo ft h i c k n e s so nc

22、o a t i n gp r o p e r t i e s ( 2 0 ) 2 3 涂刷次数对涂膜理化性能的影响 涂料的搅拌时间2r a i n ，烘干时间选取1 2h ，烘 干温度为6 0 。保持基本配方不变，选取不同的涂 刷次数，每次涂刷均是在前一层涂膜表干的基础上 进行涂刷，考察涂刷次数对涂膜理化性能的影响。 ( 1 ) 涂刷次数对涂膜耐化学品性能的影响 常温( 2 0 ) 下涂刷次数对涂膜耐化学性能的 影响见表7 ，6 0 工况下涂刷次数对涂膜耐化学性 能的影响见表8 。 表7 涂膜次数对涂膜耐化学品性能的影响( 2 0 ) T a b 7E f f e c t so fc o a

23、t i n gt i m e so nc h e m i c a lr e s i s t a n c e p r o p e r t i e so ft h ec o a t i n g ( 2 0 ) 表8 涂刷次数对涂膜耐化学品性能的影响( 6 0o C ) T a b 8E f f e c t so fc o a t i n gt i m e so nc h e m i c a lr e s i s t a n c e p r o p e r t i e so ft h ec o a t i n g ( 6 0 ) 表7 和表8 可见，当涂刷次数为3 次时，涂膜的 耐酸、耐碱和耐盐性均

24、高于其他涂刷次数。涂1 次 时，耐酸性和耐盐性最低。 万方数据 张蕾等：导电防腐蚀涂料性能及其影响因素 ( 2 ) 涂刷次数对涂膜物理性能的影响 由表9 可见，增加涂刷次数到4 次，涂膜的物理 性能不理想，耐化学性能均出现不同程度的下降。 这是因为当涂刷次数为1 次时，颜填料和导电成分 在涂膜表面的堆积密度小，基料和颜填料不能很好 地均匀分散，防腐蚀效果较差，增加涂刷次数为3 次 时，颜填料和导电成分在涂膜表面的堆积密度增大， 涂层变得致密，基料和颜填料能很好地分散均匀，故 试片涂膜的物理和耐化学性能良好。继续增加涂刷 次数，颜填料和基料就比较少而且太分散，造成下一 次的涂刷不能很好衔接，故物

25、理和耐化学性能均不 理想 10 | 。随涂刷次数的增加，涂膜的电阻率也在逐 渐的增加，但都处于极板对于涂膜电阻率的要求范 围之内。综合结果表明涂刷的次数为3 次时，涂膜 的性能优越。 表9 涂刷次数对涂膜物理性能的影响( 2 0 ) T a b 9E f f e c to fc o a t i n gt i m eo nt h ep h y s i c a lp r o p e r t i e s o ft h ec o a t i n g ( 2 0 ) 涂刷次数涂膜厚度m m 铅笔硬度附着力等级电阻率( a c m ) 3 结论 ( 1 ) 不同的干燥时间，不同的涂膜厚度和不同 的涂刷次数

26、情况下涂膜的耐化学品性能和物理性能 存在差异。 ( 2 ) 涂层的耐化学品性能随着干燥时间呈现出 先增后减的趋势，1 2h 达到峰值，涂膜的电阻率也 随着干燥时间呈现出先增后减的趋势，1 2h 达到峰 值，最优干燥时间为1 2h ；涂层的耐化学品性能随 着涂层的厚度呈现先增后减的趋势，当厚度为 0 1 4m m 时达到峰值，涂膜的电阻率随涂膜的厚度 增加而增加，最优的涂膜厚度为0 1 4m m ；涂膜的 耐化学品性能随着涂膜的涂刷次数的增加呈现出先 增后减的趋势，涂刷的次数为3 次时达到峰值，涂膜 的电阻率随着涂膜的涂刷次数的增加而增加，最佳 涂刷次数为3 次。 ( 3 ) 试验确定除尘极板导

27、电防腐蚀涂料最佳涂 抹方式为涂膜的厚度不低于0 1 4m m ，最佳涂刷次 数为3 次，涂膜烘干温度为6 0 ，烘干时间为1 2h 。 参考文献： 1 姜泽宇烟气净化设备的腐蚀机理和防护方法E J 腐 蚀与防护，2 0 0 5 ，2 6 ( 1 2 ) ：5 3 0 5 3 3 2 曾庭华湿法脱硫系统对锅炉尾部烟道和烟囱影响的 研究E J 电力建设，2 0 0 2 ，2 3 ( 4 ) ：1 9 2 2 3 W E S s I ，I N GBE f f e c t i v ec o r r o s i o np r o t e c t i o nw i t ht h e o r g a n i

28、 cm e t a lp o l y a n i l i n e B a s i cp r i n c i p l e sa n dr e c e n t p r o g r e s s J E l e c t r oa c t i v eP o l y m e r sf o rC o r r o s i o n C o n t r o l ，2 0 0 3 ，8 4 3 ：3 4 7 3 4 B U S A T OF P o w d e ra n dw a t e r b o r n ec o a t i n g s2 0 0 0 一 2 0 1 0i sp a s tg r o w t h

29、s u s t a i n a b l e c Q u oV a d i s - C o a t i n g s i s 1 ： s 1 1 ，2 0 0 2 ：1 8 7 1 9 0 5 郝文阁，侯亚平，赵光玲，等静电除尘器极板涂敷导 电防腐涂料对静电除尘性能影响的研究 J 环境科 学学报，2 0 0 8 ，2 8 ( 5 ) ：9 5 6 9 5 9 6 郝文阁水泥厂机立窑用电除尘器研究 J 环境工 程，2 0 0 1 ，1 9 ( 5 ) ：3 3 3 5 7 G O N z A L E z - G A R C I AY ，G O N Z A L E ZS ，S O U T OR ME

30、l e c t r o c h e m i c a la n ds t r u c t u r a lp r o p e r t i e so fap o l y u r e t h a n ec o a t i n go ns t e e ls u b s t r a t e s f o rc o r r o s i o n p r o t e c t i o n J C o r r o sS c i ，2 0 0 7 ，4 9 ( 9 ) ：3 5 1 4 3 5 2 6 8 周丹纳米导电防腐涂料导电性能影响因素及其制备 技术的研究 D 哈尔滨：哈尔滨工业大学，2 0 0 8 9 谭健斌水

31、性沥青防腐涂料的制备与性能研究 D 广州：华南理工大学，2 0 1 0 1 0 刘海水性环氧涂料制备及防腐性能研究 D 沈 阳：沈阳理工大学，2 0 1 2 么1 么1 么1 么1 么1 么1 么1 么1 么1 么1 么1 么1 么1 么1 么1 么1 么1 么1 么1 么1 么1 么1 么a ( 上接第9 6 7 页) 2 0 李成杰，杜敏深海钢铁材料的阴极保护技术研究及 发展口 中国腐蚀与防护学报，2 0 1 3 ，3 3 ( 1 ) ：1 0 1 5 2 1 沈光霁，陈洪源，薛致远，等管道涂层应用现状分析 口 腐蚀科学与防护技术，2 0 1 3 ，2 5 ( 3 ) ：2 4 6 2 4 9 欢迎 矿矿矿泸矿矿泸矿泸驴“1 刊登广告 ，。拽，。鼎，。鼎，。鼎鼎；庶，、 万方数据